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2019年度湖南省科学技术奖提名公示材料

项目名称：

高萝卜硫素青花菜新品种选育与配套技术推广应用

提名意见：

该项目基于青花菜的潜力与市场需求，针对青花菜萝卜硫素含量低，高萝卜硫素种质资源奇缺且创制周期长，调控萝卜硫素合成的栽培措施缺乏等影响农民增收、加工增值的品种技术难题，致力培育高萝卜硫素含量青花菜新品种，通过十余年攻关，育成三个高萝卜硫素青花菜新品种，分别通过湖南省或福建省认定，3个品种已成为高萝卜硫素青花菜品种的主栽品种，研发出有效提高萝卜硫素含量的专利技术，在湘、闽等省已推广种植并应用于深加工提取萝卜硫素，产生了很大的经济效益和社会效益，产后加工企业也获益匪浅。

该项目还研制出三个特色品种配套的制种技术和优质高效栽培新技术，有利于发挥各品种的特色和优势。

该项目成果的创新性强，在青花菜种植、萝卜硫素提取尤其产业化领域具有广阔的应用前景。

提名该项目为湖南省科学技术进步奖二等奖。

项目简介：

（一）立项背景

青花菜是我国重要的出口创汇蔬菜之一，由于其含抗癌功能成分萝卜硫素而成为重要的保健蔬菜。

随着人们对青花菜营养保健功能认知的逐渐深入，市场需求日益扩大，青花菜种植面积不断增加，但现有品种萝卜硫素含量低，高萝卜硫素种质资源奇缺且创制周期长，同时对影响萝卜硫素含量的栽培措施研究较少。

本项目自2005年起开展青花菜种质资源创新与育种研究，致力于培育高萝卜硫素含量的青花菜新品种、优化青花菜制种方法和创新青花菜萝卜硫素外源调控技术，从品种选育和栽培调控技术方面解决青花菜萝卜硫素含量低的问题，为青花菜深加工产业提供优质原料，增加农户种植和深加工企业的效益。

（二）主要创新点

1、优化了青花菜萝卜硫素检测技术，检测时间缩短了56.67%；阐明了黑芥子酶对萝卜硫素形成的调控生理机制，为早期高萝卜硫素青花菜资源筛选提供了理论指导。

通过SPE提取、液相条件优化等技术措施，采用超高效液质联用（UPLC-MS）技术可在13min内检测出19种硫代葡萄糖苷，检测时间缩短了56.67%，建立了萝卜硫素含量的HPLC指纹图谱，实现了高萝卜硫素青花菜种质资源的快速检测；发现苗期黑芥子酶基因表达与花球萝卜硫素含量呈显著正相关（相关系数为0.955），过表达黑芥子酶可使萝卜硫素含量增加92.77%，为早期高萝卜硫素青花菜资源筛选提供了理论指导。

2、创制了优良青花菜种质资源10份，其中高萝卜硫素种质资源4份，丰富了青花菜优质、耐寒、耐热资源；选育了高萝卜硫素青花菜品种3个，填补了萝卜硫素提取专用型青花菜品种空白。

利用萝卜硫素形成的调控生理机制，结合系谱选择技术，创制了优良青花菜种质资源10份，其中4份早熟、萝卜硫素含量高、种子产量高，4份中熟、耐热性强，2份晚熟、直立、耐寒性强，丰富了青花菜优质、耐寒、耐热资源；首次在国内报道杂交育成萝卜硫素含量高、高产优质青花菜新品种3个通过省级认定，其萝卜硫素含量分别为主栽品种‘圣绿’的9.45、4.57、6.57倍，填补了萝卜硫素提取专用型青花菜品种空白。

3、优化了青花菜杂交制种方法，使青花菜制种产量提高约30%；创新了青花菜萝卜硫素外源调控技术体系，调控后萝卜硫素含量提高2.51倍。

采用二次割球、蜜蜂辅助授粉等技术使青花菜制种产量提高约30%，达到27.2kg/667m2；创新了外源调控技术体系，青花菜现蕾后每隔7-10天施入专利配方肥料，萝卜硫素含量提高2.51倍；集成推广基质穴盘育苗、蕾期温度调控、大棚+黑地膜+喷灌等露地和设施配套栽培关键技术，实现了青花菜优质高效生产。

本成果获国家发明专利1件，创制高萝卜硫素青花菜优异种质4份，选育高萝卜硫素青花菜新品种3个，发表论文11篇，编著出版专著1部。

近三年，新品种在湘、闽推广达6.7万亩，种植业新增利润5550万元；萝卜硫素提取等相关青花菜深加工公司应用本成果选育的品种和发明专利新增利润1.14亿元。

客观评价：

1项目验收意见（附件2-1；附件2-2；附件2-3）

（1）2018年8月2日，**大学组织专家对**大学承担的“高萝卜硫素优异青花菜资源引进、驯化栽培及其高值化利用”项目进行了验收。

专家组认真审查了项目验收材料，验收意见认为项目完成了合同规定的研发内容，技术指标达到了合同要求。

项目发表论文3篇，申请国家发明专利7项，培养硕士1名、博士1名。

引进国内外青花菜种质资源50份，表现为萝卜硫素含量等性状上差异较大，筛选出高萝卜硫素青花菜新种质8份，为丰富青花菜遗传背景和新品种选育提供了资源基础（附件2-1）。

（2）2013年5月28-29日，湖南省农业综合开发办组织有关专家对**大学承担的“高萝卜硫素青花菜良种及配套技术示范与推广”项目进行验收，专家组通过现场考察示范基地、听取汇报、查阅资料和质疑，认为项目在岳阳市**区等地高萝卜硫素青花菜良种及配套技术示范，建成示范推广基地1300亩，开展了湘绿2号、湘绿3号新品种和外源调控技术体系的示范推广，社会效益及经济效益十分显著（附件2-2）。

（3）2011年3月17日，福建省科技厅组织有关专家，对国家农业科技成果转化资金项目“高萝卜硫素青花菜良种及其配套技术中试与示范”（项目编号：

2008GB2C********）进行验收，专家组听取了课题组的项目执行情况汇报，主要验收意见如下：

试验研究了父母本播种期调整、割球处理及蜜蜂授粉等相关技术，建立完善了该良种的高产制种技术体系，促进了制种产量的提高，保障了种子质量。

‘福青1号’新品种通过了福建省农作物品种审定委员会现场考评，并在福州南屿建设了良种繁育基地15亩，每亩繁育杂交种子达到23公斤。

在海峡两岸14个试点开展良种生态适应性的试验研究，确定了该良种的适宜种植地区和生态气候条件。

本项目研究形成的‘福青1号’配套技术体系，为加快‘福青1号’良种在海峡两岸适宜地区示范推广提供了有力的技术保障。

项目执行期内培训210人，新增就业人数2100人，累计中试示范‘福青1号’良种及其配套技术3500多亩，平均亩产达1050公斤，与对照品种‘优秀’相当，鲜花球萝卜硫素含量平均比对照高8.45倍，保健功能显著优于其它青花菜品种，取得了显著的社会和经济效益。

综上所述，该项目全面完成了合同任务指标，社会经济效益显著，专家组一致同意通过验收，建议进一步加快该成果的产业化开发，为我国青花菜产业发展作出更大的贡献（附件2-3）。

2成果鉴定意见（附件2-4）

2008年3月21日，福建省科技厅组织有关专家对**大学承担的福建省科技重大专项前期研究项目“农产品优质资源的发据与优质良种的选育”子课题“高萝卜硫素（Sulforaphane）青花品种选育与综合配套栽培技术研究”进行成果鉴定，鉴定意见认为该项目搜集，引进了十字花科蔬菜种质资源283份，并从中筛选出萝卜硫素含量高的青花菜自交系‘BOP01’、‘BOP05’、‘BOP07’、‘BOP10’、‘BOP18’，为青花菜育种工作提供了材料基础。

选育出萝卜硫素含量高的青花菜杂交组合BOP01xBOP05。

该组合植株株高约60cm，开展度约65cm，叶片约15片，叶面蜡粉中等，叶色绿，花球绿，花蕾中细，定植后80天开始收获，专家现场测试结果为：

主花球平均重587g，折合亩产量为1056.6kg，新组合萝卜硫素含量为984.47μg/g，对照品种为104.15μg/g，新组合的萝卜硫素含量是对照品种的9.45倍，研究出能使青花菜的萝卜硫素含量提高2.51倍的栽培调控技术。

该项目在高萝卜硫素青花菜品种选育方面以及芸薹属蔬菜萝卜硫素含量综合配套栽培技术体系建立方面具有创新性，其成果居国际先进水平。

推广应用情况：

项目成果已在全国10家单位直接应用，累计推广高萝卜硫素青花菜新品种6.7万亩，种植业新增利润5550万元；萝卜硫素提取等相关青花菜深加工公司应用本成果选育的品种和发明专利新增利润1.13亿元。

主要知识产权和标准规范等目录：

知识产权（标准）类别

知识产权（标准）具体名称

国家

（地区）

授权号（标准编号）

授权（标准发布）日期

证书编号

（标准批准发布部门）

权利人（标准起草单位）

发明人（标准起草人）

发明专利（标准）有效状态

国家发明专利

一种提高栽培蔬菜中萝卜硫素含量的肥料及方法

中国

ZL********

2013/07/31

********

**大学

黄科、吴秋云、熊兴耀、刘明月、何长征、宋勇

有效

省级品种认定

湘绿3号

中国

XPD007-2013

2013/05/15

**大学

黄科，吴秋云、钟晓红、熊兴耀、宋勇、刘明月、何长征

有效

省级品种认定

湘绿2号

中国

XPD006-2013

2013/05/15

**大学

黄科，吴秋云、熊兴耀、钟晓红、宋勇、刘明月、何长征

有效

省级品种认定

福青1号

中国

闽认菜********

2012/06/15

**大学

黄科、郑金贵、高灿红、林俊城、黄志伟、许明、程祖锌、杨志坚

有效

主要完成人情况：

黄科，排名第一，**大学园艺园林学院教授。

负责本项目试验设计与实施方案的制定；在该课题中承担高萝卜硫素青花菜新品种的选育，选育3个高萝卜硫素青花菜新品种通过省级认定；研发出提高蔬菜萝卜硫素含量的外源调控技术，并获得授权发明专利1项；参与黑芥子酶基因的验证及数据的整理和分析；基于本项目的开展及相关成果，编写专著《功能保健型青花菜高效栽培技术》，发表学术论文11篇。

投入该项目总作量占本人总工作量的80%以上。

吴秋云，排名第二，**大学园艺园林学院副教授。

参与高萝卜硫素青花菜新品种的选育，选育3个高萝卜硫素青花菜新品种通过省级认定，排名第二；研发出提高蔬菜萝卜硫素含量的外源调控技术，并获得授权发明专利1项，排名第二；承担黑芥子酶基因的验证及数据的整理和分析，发表论文2篇，参与发表论文6篇。

投入该项目总工作量占本人总工作量的80%以上。

刘明月，排名第三，**大学园艺园林学院教授。

参与高萝卜硫素青花菜新品种的选育，选育3个高萝卜硫素青花菜新品种通过省级认定，排名第六；参与萝卜硫素含量的外源调控技术研发，并获得授权发明专利1项，排名第四；参与青花菜高效栽培技术体系研发，发表论文1篇。

投入该项目研究工作量占本人总工作量的60%以上。

许明，排名第四，**大学作物科学学院助理研究员。

参与高萝卜硫素青花菜新品种“福青1号“的选育，并通过省级认定；参与高萝卜硫素青花菜新品种“福青1号“的栽培调控研究与示范推广工作；参与黑芥子酶基因的验证及数据的整理和分析。

投入该项目研究工作量占本人总工作量的50%以上。

宋勇，排名第五，**大学园艺园林学院教授。

协助完成高萝卜硫素青花菜新品种的选育，承担高萝卜硫素青花菜新品种“湘绿2号”“湘绿3号”的栽培调控研究与示范推广工作，参与萝卜硫素含量的外源调控技术研发，协助申请发明专利1项。

投入该项目研究工作量占本人总工作量的50%以上。

钟晓红，排名第六，**大学园艺园林学院教授。

参与该项目高萝卜硫素青花菜新品种“湘绿2号”“湘绿3号”的选育，协助参与2个新品种的栽培调控研究与示范推广工作。

投入该项目研究工作量占本人总工作量的30%以上。

何长征，排名第七，**大学园艺园林学院教授。

参与该项目高萝卜硫素青花菜新品种“湘绿2号”“湘绿3号”的选育，协助刘明月参与青花菜高效栽培技术体系研发。

投入该项目研究工作量占本人总工作量的30%以上。

主要完成单位及创新推广贡献：

**大学：

**大学作为项目的主持单位，提供了大量的人力、物力和财力等支持。

本项目的最主要及大多数研究人员为我校的在职教师，两个高产优质青花菜品种湘绿2号、湘绿3号的选育研究工作均由我校完成，专利“一种提高蔬菜中萝卜硫素的肥料及方法”我校为专利权人。

我校为本项目的全部科技创新点做出了贡献。

**大学：

**大学利用作物品质育种、人才和实验条件优势，在本项目中主要做了以下工作：

1引进收集青花菜种质资源并进行综合性状和萝卜硫素含量双重筛选和新组合配制，定向选育出青花菜品种“福青1号”；2研究出提高青花菜萝卜硫素含量的综合配套栽培技术体系；3主持科技部农业科技成果转化项目“高萝卜素青花菜良种及其配套技术中试与示范”（2008GB2C********），参与青花菜品种“福青1号”的示范推广。

主要完成人合作关系说明：

1、黄科：

2005年1月-2018年12月历时14年主持完成了高萝卜硫素青花菜新品种选育与推广应用项目的全部工作内容，负责本项目试验设计与实施方案的制定，高萝卜硫素青花菜新品种的选育，研发出提高蔬菜萝卜硫素含量的外源调控技术，并获得授权发明专利1项，参与黑芥子酶基因的验证及数据的整理和分析，基于本项目的开展及相关成果，编写专著《功能保健型青花菜高效栽培技术》，发表该项目相关学术论文11篇。

2、吴秋云：

2005年1月-2018年12月参与该项目研究，与黄科共同主持选育出2个高萝卜硫素青花菜新品种并通过省级认定，协助研发出提高蔬菜萝卜硫素含量的外源调控技术，并获得授权发明专利1项，排名第二，主要承担黑芥子酶基因的验证及数据的整理和分析，发表SCI论文2篇，参与发表论文8篇。

3、刘明月：

自2009年7月-2018年12月，参与了2个高萝卜硫素青花菜新品种选育并通过省级认定，协助黄科进行萝卜硫素含量的外源调控技术研发，主要承担青花菜高效栽培技术体系研发，发表论文1篇，参与发表论文8篇。

4、许明：

自2008年1月开始参与该项目，主要参与高萝卜硫素青花菜新品种“福青1号”的选育，并通过省级认定，在“福青1号”栽培调控研究与示范推广中起主要作用，协助参与黑芥子酶基因的验证及数据的整理和分析。

5、宋勇：

自2009年7月参与该项目，协助完成高萝卜硫素青花菜新品种的选育，承担高萝卜硫素青花菜新品种“湘绿2号”“湘绿3号”的栽培调控研究与示范推广工作，参与萝卜硫素含量的外源调控技术研发，协助申请发明专利1项。

6、钟晓红：

自2009年7月参与该项目高萝卜硫素青花菜新品种“湘绿2号”“湘绿3号”的选育，协助参与2个新品种的栽培调控研究与示范推广工作。

7、何长征：

自2009年7月参与该项目高萝卜硫素青花菜新品种“湘绿2号”“湘绿3号”的选育，协助刘明月参与青花菜高效栽培技术体系研发。