聚焦一流 创新引领│2022年度广西科技进步奖励获奖项目系列报道之六
——记2022年度广西科技进步二等奖“辣椒抗病种质创新与特色新品种选育及应用”
辣椒（Capsicumspp.）是我国种植面积最大、消费量最大、加工方式最多的蔬菜，年播种面积3000多万亩，在保障我国蔬菜周年均衡供应、丰富“菜篮子”和出口创汇方面发挥了重要作用。广西是我国面积最大的南菜北运基地，地处“一带一路”中国与东南亚陆上联系的关键地理位置，辣椒是中国与东盟贸易额较大的一种蔬菜。广西辣椒年播种面积110多万亩，是种植面积最大的蔬菜，辣椒产业已成为地方政府脱贫攻坚、乡村振兴的重要抓手。然而，广西辣椒产业面临巨大挑战。一是病害日益严重，特别是病毒病，造成辣椒减产30%∽50%，甚至绝收；二是遗传背景狭窄、缺乏有效创新手段，资源匮乏；三是缺乏特色优质品种及产品。
针对辣椒产业存在的问题，我院蔬菜所辣椒科研团队围绕广西特色辣椒，做足“特”的文章，开展特色辣椒品种选育，经过十多年的潜心研究，由其牵头完成的“辣椒抗病种质创新与特色新品种选育及应用”项目获得2022年度广西科技进步二等奖。
深入生产一线 找准产业关键问题
五彩椒（Capsicum baccatumL.）属于下垂辣椒，是一种特色辣椒。原产于玻利维亚和秘鲁，果实单生朝天，有乳白、黄、紫、橙、红5种颜色，适合鲜食、泡制加工和观赏。广西人喜食酸辣椒，泡制后的五彩椒酸辣开胃、香脆爽口，是理想的加工原料。辣椒科研团队找准产业需求，于是从2012年就开始了五彩椒育种工作，是国内最早开展五彩椒选育种工作的科研团队。团队负责人王日升研究员带领科研团队成员深入生产一线，走进田间地头、加工企业、收购点和种植户开展广泛调研，精准找出了该产业存在的主要问题：（1）常年种植五彩椒地方品种，品种退化严重，抗病新品种短缺；（2）地方品种血缘基础狭窄，抗性提高难度大。
励志创新 攻克育种关键技术难题
针对广西五彩椒产业存在遗传背景狭窄和育种技术落后的主要问题，辣椒科研团队联合中国农业科学院蔬菜花卉研究所等单位，在国家自然科学基金、中国农业科学院广西农业科学院科技创新工程协同创新专项、广西重点研发计划等项目支持下，系统开展了辣椒种质资源收集评价创新、品种选育、配套栽培技术、加工技术等研究，推动了五彩椒特色产业高质量发展，形成了特色明显、基础好、产业链健全的比较优势，取得了重大进展和显著社会经济效益。
一是首次明确了广西辣椒病毒病优势毒原和侵染形式。
广西辣椒主产区病毒病优势毒原不明，抗病育种方向不清楚是首要问题。
团队普查了广西9个地级市辣椒主产区75份辣椒病毒病样本，共检出10种病毒毒原，首次鉴定出广西辣椒病毒病4种优势毒原，分别为辣椒脉斑驳病毒（ChiVMV）、甜椒叶脉斑驳病毒（PVMV）、黄瓜花叶病毒（CMV）、小米椒内源 RNA病毒1（CFEV 1），检出率分别为 66.67%、62.67%、41.33%和32.0%，为抗病育种指明了方向。其中小米椒内源RNA病毒1（CFEV1）在国内首次报道。发现94.66%病样是复合侵染，3种和4种病毒复合侵染是主要侵染形式，优势病毒种类在各主产区不尽相同。
二是建立了全基因组背景和主要病害的前景SNP选择育种技术体系，大规模收集、鉴定、创制抗病种质。
（1）创建了基于全基因组的SNP背景选择技术体系。
创建了辣（甜）椒抗黄瓜花叶病毒（QTL（2）基因）、抗烟草花叶病毒（L3、L4基因）、抗番茄斑萎病毒（Tsw基因）、抗马铃薯Y病毒（Pvr4基因）、抗炭疽病（P5.1位点）等11个抗病基因（位点）的分子标记选择技术并应用。单一分子标记用于辅助育种准确率达90%以上，提高了选种的准确性和聚合效率。
全基因组Kasp背景选择技术
（2）鉴定了国内外586份特色辣椒病毒病抗性，检测了1904份辣椒资源，解决了抗病种质少的问题。
收集广西13个地级市辣椒地方品种144份，引进79份五彩椒类种质，采用田间自然发病法鉴定出45份病毒病抗性强的五彩椒类种质。对国家种质库1904份辣椒资源进行测序，选择363份来源于我国31个省市的辣椒地方品种进行人工接种CMV抗性鉴定，筛选出抗病材料2份和中抗材料124份。
（3）创制骨干五彩椒育种材料7份，丰富了五彩椒亲本材料。
根据五彩椒抗病育种目标兼顾品质皮薄肉厚、香辣味浓的要求，利用“分子标记＋人工接种”育种技术，创制了7份五彩椒抗病种质。
三是育成抗病毒病五彩椒品种3个，开启并一直引领我国五彩椒育种和产业发展方向，并成为西南和华南等地不同时期的五彩椒主栽品种。
项目组育成果实近樱桃形为典型特征的五彩椒品种“柳江五彩椒”，开启了广西五彩泡椒产业；育成以果实橄榄形为典型特征的高抗CMV、中抗炭疽病新品种“桂椒11号”，引领我国五彩椒育种方向；育成果实近圆形为典型特征的抗CMV、抗炭疽病新品种“桂椒12号”，商品性更好，推动五彩椒品种更新换代。
柳江五彩椒、桂椒11号和桂椒12号果实典型特征
四是针对品种特性，研发出品种配套的种子种苗质量控制、轻简化栽培技术、货架期延长等产业化技术，促进了广西五彩泡椒产业链升级。
（1）针对五彩椒种子芽率低的问题，研发了五彩椒种子和种苗质量控制技术，将种子芽率提高到80%以上，芽率还可保持2~3年。针对五彩椒芽势弱和育苗期比一年生辣椒长的特性，育苗期间如遇长时间低温弱光照天气，极易出现出苗不整齐和幼苗徒长的问题，研发了辣椒齐苗壮苗专利技术，壮苗率指数从0.42提高到0.64，节省人工65%以上，实现了五彩椒规模化育苗。
种子芽率和育苗质量对比
（2）研发山区旱坡地高产轻简栽培技术，方便闲散劳动力灵活就业。
研发以基肥亩施高氮控释肥和高钾控释肥各40公斤为核心的化肥减施增效专利技术，化肥用量减少10%∽20%，增产3%∽5%，创造性地在不适宜种蔬菜的山区旱坡地实现五彩椒规模化生产，技术效果在广西卫视报道。
（3）针对土法泡制五彩椒产品货架期短的产后问题，研制出泡菜罐、压紧装置，促进五彩椒加工产业化提档升级。
针对土法泡制五彩椒产品容易出现霉变、霉斑白膜、口感不稳定等货架期短的问题，研发《果蔬腌制用的压紧装置》《一种五彩椒腌菜罐》等专利技术，产品货架期比土法泡制提高6个月以上，注册《晶脆玉珠》等3个商标，效果在广西卫视报道。
本项目育成五彩椒品种3个；授权专利10件（发明专利7件）；制定标准6项；发表论文19篇（4篇SCI）；授权软件著作权10项；授权商标3个。成果在西南和华南等地区累计推广191.46万亩，新增总产值195.32亿元，新增利润36.35亿元，培训种植人员4.45万人次，在保护生态、降低劳动强度和保障健康上起到了积极作用，为脱贫攻坚和乡村振兴作出了突出贡献。
团队简介：
辣椒科研团队，主要开展辣椒种质资源收集、评价、创新；加工型、鲜食型、干鲜两用型、观赏型辣椒等系列品种选育及三系配套等育种技术研究；辣椒重要抗病、抗逆、品质性状形成机理与基因挖掘；轻简化栽培技术；辣椒初加工和深加工技术研究。自2012年以来，团队主持国家自然科学基金1项、省部级20余项；主持获得广西科技进步二等奖3项、广西科技进步三等奖1项等；自主选育“桂椒”系列辣椒新品种11个，获品种登记/审定7个；授权发明专利7件、实用新型专利6件；发表论文40余篇；编制并获颁布广西地方标准5项；参编专著1部。
蔬菜所 王日升供稿/供图
一审一校：蒋慧萍
二审二校：薛臣艺
三审三校：杨景峰
