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84農(nóng)業(yè)網(wǎng) 時間：2018-03-14 作者：佚名 來源：網(wǎng)絡(luò)整理
維生素A的缺乏(VitaminAdeficiency，VAD)可以直接導(dǎo)致夜盲癥、干眼病、上呼吸道疾病等多種疾病的發(fā)生。目前大約有110多個國家近1億兒童由于VA的缺乏面臨著失明和死亡的危險，這已經(jīng)成為全世界主要的公共問題之一。長期以來，解決發(fā)展中國家VAD問題切實(shí)可行的方法是采用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)手段提高大宗食品的類胡蘿卜素含量，尤其是僅一胡蘿卜素、β一胡蘿卜素的含量)。培育富含α一胡蘿卜素、β一胡蘿卜素作物品種已得到許多遺傳學(xué)家和育種家的關(guān)注。胡蘿卜(DaucuscarotaL．)是全球性十大蔬菜作物之一，富含多種維生素(VA、VB、VC、VD、VE)，特別是桔色類型，α一胡蘿卜素、β一胡蘿卜素的含量高達(dá)50―170mg?kg-1。另外，胡蘿卜中還含有大量的可溶性糖、纖維素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素以及特殊的果膠質(zhì)。本文就胡蘿卜育種簡史、胡蘿卜發(fā)展趨勢以及未來育種目標(biāo)進(jìn)行闡述。
1胡蘿卜育種簡史
歐洲桔色胡蘿卜栽培品種演化過程見圖，Horn和LongOrange是最原始的兩種類型的桔色胡蘿卜品種。早期育種方法就是人們從原有的品種中選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的材料，經(jīng)過多年純化栽培形成新品種。到1763年已衍生出3種類型的桔色胡蘿卜：EarlyShortHorn、EarlyHalfLongHorn和LateHalfLongHorn。到19世紀(jì)已衍生出8種桔色類型的栽培品種，在根形、熟性和顏色強(qiáng)度方面都具有各自的典型特點(diǎn)。17世紀(jì)胡蘿卜隨著歐洲的“拓荒者”來到了美國，到19世紀(jì)中期，盡管桔色、黃色和紫色品種在歐洲都有種植，但在美國只有桔色品種被廣泛種植。1928年美國Asgrow種子公司通過Nantes和Chantenay雜交獲得一新類型品種――Imperator，迅速在美國流行，目前大約占到美國市場的95％。
胡蘿卜為異花授粉作物，由于花器官很小，難以開展常規(guī)人工雜交育種。因此，早期育種方法主要采用群體選擇和系譜選擇法，但這種方法育成的品種一致性和穩(wěn)定性都比較差，主要原因在于常規(guī)品種本身的雜合性和群體內(nèi)自交造成嚴(yán)重的種性衰退。進(jìn)入20世紀(jì)，眾多研究機(jī)構(gòu)或種子公司嘗試進(jìn)行有性雜交育種。在北美，通過常規(guī)品種間的雜交獲得一些很成功的品種，如Imperator、GoldPak、WalthamHicolor等，其中GoldPak是通過LongImperator和Nantes雜交獲得的。亞洲主栽的桔紅色品種黑田五寸(Kuroda)是由東方類型和西方類型雜交選育獲得的。
20世紀(jì)40年代就有學(xué)者建議進(jìn)行胡蘿卜一代雜種的選育。隨著胡蘿卜細(xì)胞質(zhì)雄性不育材料的發(fā)現(xiàn)，使得胡蘿卜一代雜種的選育成為現(xiàn)實(shí)。目前胡蘿卜細(xì)胞質(zhì)雄性不育類型主要有瓣化型和褐藥型兩種類型，前者首次由Welch和Grimball(1947)發(fā)現(xiàn)，而后者是由Munger(1953)發(fā)現(xiàn)的。隨著胡蘿卜雄性不育遺傳機(jī)制的深入研究，胡蘿卜雄性不育材料廣泛應(yīng)用于實(shí)際育種工作中，從而可以保證品種具有較高的一致性和穩(wěn)定性。20世紀(jì)60年代，美國率先投放了第一個胡蘿卜一代雜種。目前，歐美國家生產(chǎn)使用的胡蘿卜品種多為一代雜種，但不同國家或種子公司使用的雄性不育源不同，如美國主要以瓣化型為主，歐洲多數(shù)種子公司使用的是褐藥型，亞洲多使用瓣化型。
我國胡蘿卜育種研究工作起步于20世紀(jì)60年代，吳光遠(yuǎn)等在Imperator品種中發(fā)現(xiàn)了胡蘿卜褐藥型雄性不育株，并進(jìn)行了雄性不育系的選育工作¨。。80年代中期，山東省萊陽農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心、江蘇省揚(yáng)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所等在胡蘿卜育種研究中做了大量工作，并培育出了一系列品種，如：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所利用瓣化型不育系材料獲得一代雜種桔紅l號、中加l號，北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心培育出紅芯系列品種，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所選育出的金紅系列品種，天津市園藝工程研究所選育的天紅系列品種。但沒有獲得比較突出的品種，在國內(nèi)推廣面積較小。
2我國胡蘿卜生產(chǎn)發(fā)展態(tài)勢
據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)，2005年全世界胡蘿卜栽培總面積為109．92萬hm2，其中亞洲(61．29萬hm2)、歐洲(28．49萬hm2)和美洲(11．6萬hm2)地區(qū)分布最多。近幾年除了亞洲栽培面積增幅較快之外，其他洲變化較小。2005年我國胡蘿卜栽培面積已達(dá)45．3萬hm2，比1991年增加了近4倍，約占全世界栽培面積的42．0％，已成為世界胡蘿卜第一生產(chǎn)國和主要出口國。目前胡蘿卜主要用作鮮冷凍蔬菜產(chǎn)品出口，2005年胡蘿卜出口量和出口金額分別為39．0萬t和1．04億美元。
2．1宜地生產(chǎn)，面積趨于穩(wěn)定
胡蘿卜屬根菜類蔬菜作物，栽培管理技術(shù)相對粗放，這也成為當(dāng)前不少地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物的首選，但從其發(fā)展形勢分析，胡蘿卜生產(chǎn)發(fā)展的成功模式基本依據(jù)“宜地生產(chǎn)，異地銷售”的原則。
據(jù)2003―2005年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(表1)，播種面積排在前7位的是河南、山東、河北、湖北、四川、湖南和江蘇省，播種面積達(dá)到2萬hm2以上；而總產(chǎn)量排在前7位的是河南、山東、河北、湖北、四川、內(nèi)蒙古和江蘇省，總產(chǎn)量基本維持在60萬t以上。主要出口省份是山東、福建、廣東、黑龍江和江蘇省，出口量和出口金額占到了全國的87％，其中山東省出口量和出口金額分別占全國的42％和47％(表2)。
2．2基本實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)。但各地單產(chǎn)差異較大
胡蘿卜栽培制度發(fā)生了顯著變化，可實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)。在東北、華北、西北地區(qū)，胡蘿卜播種時間提前，以往通常是6月上中旬播種，9月上旬～10月上中旬收獲，而目前播種時間提前到了4月上中旬，7―8月收獲。華東部分地區(qū)發(fā)展一年兩季栽培，早春2―3月播種，露地或小拱棚覆蓋栽培，6一7月收獲，7月中下旬再次播種，11月采收。華南地區(qū)主要在福建、廣東、廣西等省區(qū)發(fā)展越冬長季節(jié)栽培，一般10月中下旬播種，翌年2―5月采收。
由于品種、環(huán)境條件、栽培技術(shù)等因素，各地胡蘿卜單產(chǎn)差異較大，如單產(chǎn)最高的河北省2005年達(dá)到54．7t?hm-2，山東、河南、內(nèi)蒙古單產(chǎn)也較高，基本達(dá)到40t?hm-2，顯著高于全國平均單產(chǎn)33t?hm-2。
2．3胡蘿卜加工產(chǎn)品發(fā)展迅速
隨著科技和社會進(jìn)步，蔬菜汁消費(fèi)開始流行，并在各種飲品中大量添加天然蔬菜汁。從20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，世界蔬菜汁市場每年增長10％以上，發(fā)達(dá)國家人均年消費(fèi)蔬菜汁30―60kg。濃縮胡蘿卜汁富含人體所需的多種維生素，是世界性果蔬飲品之一。在歐美國家，胡蘿卜食品加工業(yè)十分發(fā)達(dá)，20％一40％的胡蘿卜用于食品和飲料的加工，產(chǎn)品有罐裝食品、速凍食品、胡蘿卜汁和胡蘿卜泥等。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，1996年用于食品加工的胡蘿卜產(chǎn)量為57萬t，用于鮮食的胡蘿卜產(chǎn)量為135萬t，用于加工的胡蘿卜產(chǎn)量占總產(chǎn)量的30％左右。
近幾年，我國加工出口保鮮胡蘿卜的國際行情雖看好，但是各地胡蘿卜產(chǎn)品能達(dá)到客戶標(biāo)準(zhǔn)的只占30％一40％，余下的胡蘿卜銷售較為困難。為充分利用資源，從根本上解決菜農(nóng)的實(shí)際困難，眾多地區(qū)開始引資建廠，發(fā)展胡蘿卜汁、胡蘿卜泥、脫水胡蘿卜等加工產(chǎn)品，同時也可彌補(bǔ)國際市場消費(fèi)需求的短缺。近年來，胡蘿卜汁加工生產(chǎn)發(fā)展迅速，已在20多個省市先后設(shè)立了胡蘿卜汁、脫水胡蘿卜等加工項(xiàng)目，主要分布在西北、東北、華北地區(qū)。國內(nèi)已有近十家公司投入運(yùn)營。
3未來胡蘿卜育種目標(biāo)
縱觀國內(nèi)外胡蘿卜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國胡蘿卜產(chǎn)業(yè)將從近十年量的發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)化成質(zhì)的發(fā)展，未來品種選育的方向應(yīng)該具有優(yōu)質(zhì)性、多樣性和專用性，主要體現(xiàn)在以下4個方面。
3．1一致性
一致性實(shí)際上是一種綜合性狀，主要體現(xiàn)在胡蘿卜肉質(zhì)根的根形、根長寬、根色等，以適宜胡蘿卜加工、運(yùn)輸和銷售，這是胡蘿卜育種者一直關(guān)注的主要目標(biāo)。由于雄性不育系的發(fā)現(xiàn)，這一目標(biāo)基本得以實(shí)現(xiàn)。歐美國家雜交品種的使用基本達(dá)到100％，而我國使用的多數(shù)仍是常規(guī)品種黑田系列，國內(nèi)雜交品種市場估計(jì)不超過5％。選育優(yōu)良的雜交品種應(yīng)是當(dāng)前育種者的工作重點(diǎn)。在美國，種植戶往往通過種子包衣、精確灌水、精量施肥等技術(shù)確保收獲的產(chǎn)品具有較高的一致性。
3．2外觀
中國美食講究色、香、味俱全，所以具有漂亮的、吸引人的外觀也是胡蘿卜育種的一個重要方向。胡蘿卜的外觀主要包括根形、顏色和表皮的光滑度。胡蘿卜肉質(zhì)根的形狀可謂是多種多樣，有長圓柱形、短圓柱形、圓錐形，還有球形。目前被國內(nèi)廣大生產(chǎn)者和消費(fèi)者所喜愛和接受的是長圓柱形。隨著胡蘿卜加工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，對胡蘿卜肉質(zhì)根的顏色提出了更高的要求，不僅要求表皮為桔紅色，進(jìn)一步要求胡蘿卜肉質(zhì)根的木質(zhì)部、形成層和韌皮部都為桔紅色，色澤一致，即“三紅”。目前，歐美國家逐漸關(guān)注其他顏色的胡蘿卜品種選育，如黃色胡蘿卜富含葉黃素，有助于抗癌、降低動脈硬化風(fēng)險；紫黑色胡蘿卜富含花青素，有助于人體抗氧化、防衰老。根據(jù)不同的加工用途，對胡蘿卜顏色深淺也提出了不同要求。除了色澤外，肉質(zhì)根表皮光滑度也是一個重要的商品性狀。對于鮮食品種，光滑的外觀易于被消費(fèi)者接受；對于加工品種，光滑的表皮易于清洗和加工。
3.3抗病性
相對于其他蔬菜品種，胡蘿卜屬于病蟲害較少的蔬菜種類，因此其病蟲害防治常為國內(nèi)生產(chǎn)者所忽略。但實(shí)際生產(chǎn)中還是存在多種影響胡蘿卜產(chǎn)量和品質(zhì)的病害，如黑斑病(Alternariadauci)、白粉病、黑腐病、根結(jié)線蟲等病害在全國各地時有發(fā)生，并且有逐年擴(kuò)大的趨勢，嚴(yán)重影響了我國胡蘿卜的生產(chǎn)。因此，抗病育種是今后胡蘿卜育種的一個重要發(fā)展方向，培育抗病品種是實(shí)現(xiàn)無公害生產(chǎn)的重要保證。當(dāng)前，國外關(guān)于胡蘿卜病害研究的報道很多，我國也早有相關(guān)報道，但是對種質(zhì)資源抗病蟲害的系統(tǒng)研究還鮮見報道。因此，有效地收集和利用抗病資源，培育抗病品種，減少病害對胡蘿卜生產(chǎn)的損失將成為育種家的重要工作。
3．4營養(yǎng)品質(zhì)
隨著社會發(fā)展水平、消費(fèi)水平的提高，人們對營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識不斷深入，食品營養(yǎng)價值越來越受到關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國人從胡蘿卜中獲取VA源占所有食物的58％，這主要?dú)w功于美國胡蘿卜品種的改良，1975～1995年胡蘿卜中的α一胡蘿卜素、β一胡蘿卜素含量從90mg?kg-1提高到了160mg?kg-1。目前國內(nèi)主栽品種黑田系列的α一胡蘿卜素、β一胡蘿卜素含量一般只有50～80mg?kg～，在一定程度上阻礙了國內(nèi)胡蘿卜加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。培育具有高胡蘿卜素含量的品種勢在必行。另外，微型胡蘿卜(或稱為水果型胡蘿卜)也將成為胡蘿卜育種的重要方向，除了胡蘿卜素含量外，可溶性糖含量、風(fēng)味等也將受到關(guān)注。
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