胡萝卜新品种选育及制种技术研究.docx

1、胡萝卜新品种选育及制种技术研究一、项目信息表 项目名称 胡萝卜新品种选育及制种技术研究 推荐单位 * 所属技术领域动植物育种技术申报单位经济类型股份制经济主要研究内容 种源控制和品种开发是世界胡萝卜产业的核心。本项目重点研究胡萝卜雄性不育（CGMS）A、B对的提纯复壮技术、保持系（N）msms的更新技术、褐药型（BrownAntherType）温敏雄性不育系临界温度测定、瓣化型（PetaloidType）雄性不育系花冠颜色分离稳定性分析、C系快速提纯技术、分子辅助育种技术和保护地制种技术，建立和掌握胡萝卜三系育种的核心技术和基础材料，培育出具有市场竞争力的胡萝卜F1新品种。在突破胡萝卜CGMS

2、雄性不育三系杂交育种的前提下，建立高效的胡萝卜杂交种保护地产业化制种技术规程，以优良国产化杂交种来替代进口种子、降低生产成本、保障优良种源供应，奠定胡萝卜产业发展的种源根基，解决胡萝卜杂交种市场国产化瓶颈。 项目预期达到总体目标以实现主要蔬菜作物杂交种种业国产化为发展目标，开展胡萝卜雄性不育三系F1育种及制种产业化开发攻关技术研究。从基础上建立雄性不育三系育种材料体系，以提高创新能力及核心竞争力。提出A、B对2组，F1杂交种新品种2个，登记2个；种植胡萝卜母根100亩，建采种大棚30栋，生产1.5吨胡萝卜杂交种子。 拟分解的课题名称 1、胡萝卜雄性不育三系更新换代技术及遗传稳定性研究2、抗抽苔

3、、低温着色型胡萝卜雄性不育三系F1新品种选育研究3、提高（AC）F1制种质量的保护地采种技术研究4、胡萝卜细胞质雄性不育基因N、S生物技术标记分子辅助育种的研究创新点、主要技术难点和瓶颈问题1、创新点：三系材料的核心是保持系，本项目通过技术创新用（S）MS_材料代换（N）msms的核基因，创造新的CGMS(S)msms、（N）msms材料；BrownAntherType温度敏感型雄性不育系临界温度测定，探索胡萝卜F1育种新途径。2、技术难点：雄性不育保持系（N）msms的更新技术；淘汰抽苔、着色不良技术；BrownAntherType雄性不育系育性的温度控制。3、技术瓶颈：配制出不低于进口胡萝

4、卜杂交种，技术核心是选育出优良CGMS雄性不育三系材料，需要解决的瓶颈就是三系材料创新技术。课题计划来源 计划级别 地方科技计划计划名称攻关项目编号GJ2010GG002179项目名称 胡萝卜新品种选育及制种技术研究预期主要 成果形式新产品(含农业新品种、计算机软件)项目开始时间2010.3 项目截止时间2013.2 二、申请人信息申请人基本情况姓名*性别男出生年月*学历*学位*职称*所学专业蔬菜学从事专业蔬菜遗传育种与栽培工作单位*电话*手机*其他方式传真*E-mail*项目负责人曾承担各类科技计划项目情况计划名称项目名称名次政府资助金额起止时间完成情况申请人获奖、取得知识产权及转化情况，发

5、表科普作品、参与科普活动等情况申请人1983年大学毕业以来，主持和参加了甜菜、番茄、胡萝卜、洋葱等作物种质资源引进、雄性不育三系遗传育种、新品种示范推广工作。从1995开始至今主要开展了胡萝卜雄性不育三系引进和遗传育种研究。主要研究成果有：育成甜菜新品种6个，累计推广面积1000万亩，洋葱新品种2个，累计推广面积15万亩；在日本研究期间参加日本文部省研究计划课题并参与登记胡萝卜新品种1个；申请胡萝卜雄性不育三系发明专利2项；曾主持和参加科研课题14项；获原轻工业部科技进步二等奖1项、三等奖2项，黑龙江省科技进步三等奖2项，哈尔滨市科技进步二等奖1项；在园艺学杂志（日文）、园艺学报、中国蔬菜、中

6、国甜菜糖业等核心刊物上发表论文40余篇。 项目联系人姓名电话E-mail传真手机/bp*三、项目组、主要参加人员及协作单位情况人员总数博士后博士硕士学士博研硕研大学大专正高副高中级初级6 人0 人4 人1 人1 人0 人0 人0 人1 人2 人1 人2 人1 人主要参加人员姓名性别年龄学历学位技术职称所学专业从事专业工作单位分工工作时间*男52博士博士研究员蔬菜学蔬菜学*CGMS三系选育50%*男40博士博士副教授蔬菜学蔬菜学*F1组配与生产力测定40%*男30本科学士农艺师园艺学蔬菜学*C系快速提纯50%*女45专科农艺师园艺学蔬菜学*昆虫媒介授粉?采种技术?种子加工85%*男37博士博士研

7、究员蔬菜学生物技术*DNA分析40%*女26硕士硕士助研生物工程蔬菜学*田间试验?调查?田间管理85% 协作合作单位 四、申请单位信息单位简介：（发展历程、从事行业、主要产品等）公司*1983年大学毕业后始终从事植物雄性不育的研究工作。在日的6年研究期间，参加了导师主持的日本文部省研究计划“胡萝卜PetaloidType雄性不育系的遗传、选拔和育种应用”课题，参加审定的雄性不育A、B对1组，登记的F1新品种1个。2000年回国，同时从日本系统引进了KURODATYPE胡萝卜雄性不育三系材料。目前引进和创新的胡萝卜种质资源材料近500份，包括雄性不育A、B对3组、C系自交分离提纯材料200余份。

8、为建立集胡萝卜科研、育种、产业开发、销售于一体的高科技民营企业，在已有研究成果和市场业务的基础上，2009年*组建*公司，注册资金100万元。公司现有职工8人中6人为科技研发人员。公司以蔬菜作物制种国产化为经营方向，目前主要业务为胡萝卜雄性不育三系F1新品种选育和产业化制种基地建设工作。公司的突出特点是研发能力强，拥有胡萝卜育种的核心技术和CGMS雄性不育三系材料，为培育优良F1新品种打下了基础。 注册资本100注册时间2009.11职工人数8银行信誉等级开户行*帐号*时间资产总额固定资产负债总额资产负债率销售收入净利润交纳税金研发经费申报前一个月80504050%70212.3115五、项目

9、经费预算1、经费来源预算单位：万元项目2010年2011年2012年总计备注申请市科技计划拨款503020100单位自筹1307050250银行贷款40201070其它（风投、创投等）0000合计220120804202、经费支出预算单位：万元支出项目支出明细包括名称、型号、单位、数量等总金额其中市拨人员费1、课题负责人6.0(每年2万，3年)6.02、主要研究人员22.5(每人每年1.5 万，5人3年)22.53、其它人员36.0(公司职工4人，每人每年1.2万，3年14.4万；临时用工每年40元6个月/10人3年21.6万)36.0仪器设备费1、购置费2、试制费6.0(DNA片段回收试剂盒

10、、测序及各种分子生物学实验试剂)6.02.03、建筑工程费150.0(30亩制种大棚30万，母根贮存库2000m280万，冬季采种温室200 m210万)120.030.04、种子脱毛机制造2.0（钢板、角钢、电机购置费）2.01.0相关业务费1、材料费130.0（购入核心CGMS A、B对2组，需80万；微喷设施10公顷、米氏瓷盆1500个、网箱500个、25目纱网10000m2、棚膜、肥料、农药，50万）130.040.02、燃烧及动力费15.5（温室及实验室水电费、灌溉电费、机耕费）15.55.03、测试及化验费4.0（遗传分析、随机引物合成）4.02.04、会议差旅费20.0(学术会、

11、种质引进、区域试验、国际合作交流)20.05.05、出版物/文献/信息传播费20.0（论文发表版面费、专利申报、田间鉴评、品种登记、课题鉴定验收、资料收集）20.010.06、土地流转费18.0（共150亩，每亩每年400元，3年）18.02.0课题管理费5.0协作费5.0（DNA分析、LSSR、AFLP分子标记、RAPD扩增）5.02.0其它费用10.010.0预算支出合计420.0100.0六、资金保证评价项目总投资420万元，其中企业自筹320万元，申请政府投资100万元。企业自筹资金保障：流动资金100万元（已入公司账户），扩股吸纳社会资金150万元（将原公司股份做40，吸收3方股份，

12、各占20，在开发成熟一部分时按股分红利，已达成协议），贷款70万元（固定资产评估140万元），合计320万元。七、研究开发的目的、意义：(1000字以内) 胡萝卜(DaucuscarotaL)为伞形科胡萝卜属二年生草本植物，是目前唯一比较容易大量获得维生素A源的蔬菜作物。世界上发达国家普遍栽培和食用胡萝卜，胡萝卜汁饮料等需要大量加工用胡萝卜原料，另外在畜牧业上作为饲料业大量使用胡萝卜。全世界胡萝卜年贸易流通量约在150万吨，贸易量在蔬菜作物中位居前列。我国出口量和出口金额分别为390万吨和104亿美元，占世界洋葱出口量的26。据联合国粮食与农业组织(FAO)统计，2008年全世界胡萝卜栽培总面

13、积为10992万hm2，其中我国453万hm2，占全世界栽培面积的420。我国已成为世界胡萝卜第一生产国和主要出口国。以往日本、韩国的进口胡萝卜以美国产品为主，但近年来随着F1胡萝卜的引进栽培开发成功，中国产胡萝卜占居了该市场的主要份额，出口量增长近10倍。对俄远东市场的年出口量约在15万吨，黑龙江口岸约在12万吨，占80左右。目前我国F1胡萝卜种子市场尚无国产主导品种，国内F1胡萝卜种子市场被法国利马格兰（GROUPELIMAGRAIN）、荷兰BEJOSEED、日本SAKADA、MARUTANE及TAKII等种苗公司所垄断。每年以每公斤350550美元单价进口约50吨高档F1种子及以每公斤5

14、080美元价格进口中档种子100吨。我国目前胡萝卜种子的年需求量在1100吨，其中北方的新疆产区、甘肃产区、宁夏产区、内蒙古高原产区、山西大同、河北坝上地区、东北三省栽培区域的胡萝卜种子需求量就达年300吨，仅黑龙江就有30吨的销售市场。目前多数以常规种为主，品质差不适于出口。我国目前出口的胡萝卜多从日本直接进口的F1品种而来。日本进口商在日本种苗界的委托下常以种植日本品种作为进口的前提条件。另一方面日本政府以保护日本农民为理由2003年重新修正种苗修正案，规定未经交纳种苗技术专利费、擅自利用日本植物种源生产或改良农产品的，个人侵权者被处以300万日元以下的罚金或三年以下有期徒刑，法人企业侵权

15、时可最高处以1亿日元的罚金。这一规定为限制我国输日胡萝卜埋下设置了障碍。开展胡萝卜雄性不育三系F1新品种选育及制种技术研究，解决胡萝卜优良品种国产化是提高我国胡萝卜生产力水平的提前条件。胡萝卜种植面积居世界第一位的国家，其产业的发展不能长期依赖进口种子，最终要走国产化的道路，实现这一目标的基础条件及核心技术就是育成能和国外品种抗衡的国产化品种和产业化制种技术。 八、国内外相关行业现状、发展趋势及市场需求：(1000字以内) 胡萝卜为异花授粉作物，由于花器官很小，难以开展常规人工杂交育种。因此，早期育种方法主要采用群体选择和系谱选择法，但这种方法育成的品种一致性和稳定性都比较差，主要原因在于常规

16、品种本身的杂合性和群体内自交造成严重的种性衰退。进入20世纪，众多研究机构或种子公司尝试进行有性杂交育种。在北美，通过常规品种间的杂交获得一些很成功的品种，如Imperator、GoldPak等，其中GoldPak是通过LongImperator和Nantes杂交获得的。亚洲主栽的桔红色品种黑田五寸(Kuroda)是由东方类型和西方类型杂交选育获得的。20世纪40年代就有学者建议进行胡萝卜F1的选育。随着胡萝卜细胞质雄性不育材料的发现，胡萝卜F1的选育成为现实。20世纪60年代，美国率先育成了胡萝卜一代杂种。目前，发达国家使用的胡萝卜品种多为F1，但不同国家使用的雄性不育源不同，如美国主要以P

17、etaloidType为主，欧洲多数种子公司使用BrownAntherType，亚洲多使用PetaloidType。我国胡萝卜育种研究工作起步于20世纪60年代，吴光远等在Imperator品种中发现了胡萝卜褐药型雄性不育株，进行了雄性不育系的选育工作，后来该项研究中断。天津市园艺研究所选育的天红品种，由于选种地自然气候条件如母根的低温感应问题，低温着色等性状上不能严格淘汰，在北方栽培时出现抽苔较重、根着色不良等问题，不能与进口种子抗衡，在国内推广面积较小。目前国内尚没有替代进口品种的优良材料，这方面的研究滞后严重。本课题组自1995年开始系统引进KURODATYPE胡萝卜CGMS三系种质资源

18、，包括A、B对2组，优良常规品种（系）30余份。在此基础上通过保持系更新技术创新A、B对材料1组，自交分离C系材料200余份；系统地开展了胡萝卜雄性不育三系选育和杂交制种研究工作，在材料选育上对先期抽苔、着色不良等性状能够严格淘汰。经过持续10余年的攻关研究，通过引进和创新保存胡萝卜种质资源近500份，其中核心材料有抗抽苔、着色优良的A、B对1组MS001A、MS001B，抗病、根形优良的C系核心材料5份。目前正在进行F1组合配制和生产力测定工作。胡萝卜F1杂交种在商品性和产量等指标均高于常规品种，无论内销还是出口发展趋势是杂交种将最终取代常规种。目前F1杂交种国产化率几乎是零，种植的主要为日

19、本种苗公司的KURODATYPE系，我国胡萝卜种子年需总量为1100吨，市场需求潜力巨大，未来10年内国产胡萝卜杂交种都将处于供不应求的情况，不存在滞销的市场风险 九、用途和应用领域：(500字以内) 种源控制和品种开发是世界胡萝卜产业的核心。黑龙江省政府农业良种化工程实施方案强调：种子产业发展水平直接决定农业产业的整体效益和产业健康发展。按照充分发挥市场引导作用，加强政府扶持引导的原则，种子工程建设的调动地方、企业及社会各界投入为主，以政府补助投资为辅，加快种子工程建设。黑龙江省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要指出：实施良种化工程，引进、选育、推广100个达到或接近国际品种标准、符合市

20、场需求的农作物新品种。胡萝卜杂交制种国内尚属空白阶段，种植所用均属进口杂交品种，价格昂贵。本项目杂交制种的研制成功首先填补了国内无杂交品种的空白，代替进口杂交品种，降低了生产投入成本，胡萝卜雄性不育杂交一代的研制成功，可解决我国北纬40度以北区域的新疆产区、甘肃产区、宁夏产区、内蒙古高原产区、山西大同、河北坝上地区、东北三省胡萝卜产区的杂交种源问题。相当于日本“新黑田五寸”生产力水平的杂交一代可出口至北朝鲜、韩国江原产区、独联体国家产区及欧美干旱种植区。仅我国北方寒区的胡萝卜开发容量在200万亩，种子市场潜力在300吨/年。十、项目研究内容、总体目标、关键技术内容、需解决的技术瓶颈、创新点和知

21、识产权情况： 1、研究内容：（1）胡萝卜雄性不育保持系（N）msms的更新技术研究；（2）BrownAntherType雄性不育系温度敏感性（温敏型TGMS）研究；（3）PetaloidType雄性不育花冠颜色遗传机制研究；（4）C系快速提纯技术研究；（5）提高（AC）F1制种质量的栽培技术研究；（6）胡萝卜细胞质雄性不育基因N、S分子辅助育种的研究。2、总体目标：以实现主要蔬菜作物杂交种种业国产化为发展目标，开展胡萝卜雄性不育三系F1育种及制种产业化开发攻关技术研究。从基础上建立CGMS雄性不育三系育种材料体系，以提高创新能力及核心竞争力，提出A、B对2组，F1杂交种新品种2个，登记2个；种

22、植胡萝卜母根100亩，建采种大棚30栋，生产1.5吨胡萝卜杂交种子。3、关键技术内容：雄性不育保持系（N）msms的更新技术；淘汰抽苔、着色不良技术；温度对BrownAntherType雄性不育系育性控制。4、需解决的技术瓶颈：配制出不低于进口胡萝卜杂交种，技术核心是选育出优良CGMS雄性不育三系材料，需要解决的瓶颈就是三系材料创新技术。5、创新点：三系材料的核心是保持系，本项目通过技术创新用（S）MS_材料代换（N）msms核基因，创造新的CGMS(S)msms、（N）msms材料；测定BrownAntherType温度敏感型雄性不育系临界温度，探索胡萝卜F1育种新途径。6、知识产权情况：引

23、进日本KURODATYPE雄性不育三系A、B对2组K156A、K156B和TK06A、TK06B，均为一次性购入产权，归本项目承担者所有。创新A、B对1组MS001A、MS001B，具有100%自有知识产权。自交分离提C系材料200余份，其中抗病、根形优良的核心材料5份。申报2项育种技术发明专利。十一、研究方法、技术路线（工艺、流程）、成果或知识产权应用、转化、转移的方案：(1300字以内) 1、研究方法与技术路线：（1）胡萝卜雄性不育保持系(N)msms更新技术研究。应用自主专利技术更新保持系：优良F1多代自交获纯系(S)MS(N)msms经典保持系(S)MS_(N)MSms、(N)msms

24、(母50、父50)(N)MSms或(N)msms(S)MS(N)MSMS、(N)MSms、(N)msms(母25、父75)(N)MSMS或(N)MSms或(N)msms(S)MS(N)MSMS、(N)MSms、(N)msms(母12.5、父87.5)(N)MSMS或(N)MSms或(N)msms(S)MS(N)MSMS、(N)MSms、(N)msms(母6.25父93.75)(S)msms经典不育系(N)MSMS或(N)MSms或(N)msm新保持系(S)MSMS可育、(S)MSms可育、(S)msms不育（2）BrownAntherType雄性不育系温度敏感性（温敏型TGMS）研究。2007

25、年在不育系中发现高温育性恢复敏感型株系TK06-31A，本研究测定其临界温度：在人工气候培养箱内设置不同温度处理；防雨采种棚新塑料遮盖、旧塑料遮盖、旧塑料加遮阴网三个处理。（3）PetaloidType雄性不育花冠颜色遗传机制研究。选瓣化型雄性不育系与可育自交系杂交，然后测交或自交，调查花冠颜色分离情况，分析其遗传机制。（4）C系快速提纯技术研究。一年一周期法：冬季温室采种；生物技术法：花药培养再生植株加倍纯系（5）提高（AC）F1制种质量的技术研究。防雨棚和人工授粉技术；加工方法与种子浅休眠、芽势、芽率关系。（6）胡萝卜细胞质雄性不育基因N、S生物技术标记分子辅助育种的研究。目的：通过生物技

26、术基因标记方法，标记细胞质基因N型（可育）与S型（不育），标记细胞核msms型基因。供于迅速判断（N）MS型、（N）msms型、（S）msms型。方法、路线：每群体株数均大于200株，随机选取30株进行检测。线粒体和叶绿体DNA提取、分离DNA纯化DNA扩增RAPD扩增、LSSR、AFLP分子标记。2、成果或知识产权应用、转化、转移的方案：本研究成果胡萝卜F1制种技术可申请发明专利，以保护知识产权。公司掌握核心制种技术、有较强的市场开发能力，将自主开发胡萝卜F1国产化制种工作。 十二、与现有技术或工艺比较所具有的优势特点：(500字以内) 1、创新F1杂交种：与目前国内已育成登记的常规系统选育

27、相比较有明显的杂交优势、整齐度高、商品性状好，育种目标有显著可操控性。与进口杂交种比较本项目培育的F1品种抗抽苔、产量高、颜色佳。目前美、荷的品种在我国北方栽培有时抽苔较重，日本的TAKIISEED的品种能够适应东北地区的生态环境，但价格上过高限制了使用。利用国内低成本的保护地采种方式与国外进口高档种子竞争市场。日本种子商均在海外委托合同制种，三系杂交种的委托合同价在80100美元/公斤左右，进口商须支付13进口增值税，加之国内12级批发代理，至少加价30。本项目保护地本土采种，生产成本在100元/公斤左右，订单生产价在300500元/公斤，质量不低于进口的F1种子，国产化生产在采种成本上有明

28、显的竞争优势。2、采种方法：与目前国内外大公司的传统适区露天采种相比，人为可控性好。千粒重、发芽率等种子商品性状上不低于或超过国外同类的杂交一代商品种子。十三、关键技术突破后对所属领域产业的作用与影响：(500字以内) 种源控制和品种开发是世界胡萝卜产业的核心。胡萝卜F1杂交种在商品性和产量等指标均高于常规品种，无论内销还是出口发展趋势是杂交种将最终取代常规种。目前我国胡萝卜种子年需总量为1100吨，市场需求巨大，但F1杂交种国产化率几乎是零。开展胡萝卜雄性不育三系F1新品种选育及制种技术研究，解决胡萝卜优良品种国产化是提高我国胡萝卜生产力水平的提前条件，也是发展我国胡萝卜产业、缩短与先进国家的差距、提高国际市场竞争力的技术条件。胡萝卜种植面积居世界第一位的国家，其产业的发展不能长期依赖进口种子，最终要走国产化的道路，实现这一目标的基础条件及核心技术就是育成能和国外品种抗衡的国产化品种和产业化制种技术。本项目完成后，可填补我国胡萝卜F1杂交种空白，向市场提供1.5吨F1种子，促进黑龙江、吉林的大多数主产区的对俄出口胡萝卜产业发展，种源将不再受外国种苗界的垄断性控制，在国产化种源根基上稳步发展。十四、环境保护、资源综合利用、节能等相关