三夏正忙，全国小麦仍在紧张收获中，另一种夏收的主要作物——油菜，则已经接近尾声，迎来丰收，除北方部分地区外，南方主要的油菜种植区基本收获完毕。据农业农村部数据显示，2022年，全国冬油菜播种面积有望突破1亿亩。
当前，我国种植的油菜类型，主要为八十年前引进中国的甘蓝型油菜，高产且可以和南方水稻种植无缝衔接，目前已基本代替本土发源的白菜型和芥菜型油菜。前不久，中国农业科学院油料作物研究所发表在《自然—遗传学》上的一项最新研究，发现了甘蓝型油菜进入中国后八十年的进化之路，揭示其育种过程中产量提升和适应性改良的分子基础。
甘肃陇南文县中庙镇强坝村，盛开的油菜花田。资料图
本土油菜驯化史
油菜是主要的油料作物之一，这种十字花科的作物，有白菜型、芥菜型和甘蓝型三种主要类型。
中国是白菜型、芥菜型油菜的起源中心之一，中国农业科学院油料作物研究所研究员伍晓明介绍，文献资料记载，白菜型和芥菜型油菜在我国已有数千年栽培历史，在8000年前甘肃大地湾遗址和6800年前陕西西安半坡遗址均发现炭化菜籽遗存。
在数千年的栽培史中，本土的白菜型和芥菜型油菜已经适应了我国特有的农耕需求，比如适合轮作。伍晓明介绍，“为了适应我国传统栽培模式下能与水稻等作物轮作，白菜型和芥菜型油菜主要朝（极）早熟、高产等方向进行驯化与栽培选育。”
同时，本土油菜还有广泛的适应性，伍晓明介绍，在不同生态环境和栽培制度的长期选育下，我国白菜型和芥菜型油菜表现出了极为丰富的遗传多样性，具有各类重要优异性状，如有较强的抗寒、耐旱、抗倒、耐迟播等特点。
与此相对的，本土油菜的产量却一直很低，伍晓明介绍，历史数据显示，1949年我国油菜的平均产量只有487.5公斤每公顷，也就是说，亩产只有32.5公斤。
江苏兴化即将开放的垛田油菜。资料图/新京报记者 王颖 摄
八十年前引进的欧洲油菜
油菜的第三种类型叫甘蓝型油菜，这种油菜起源于地中海沿岸，过去主要种植在德国、法国、瑞典等国家，因此也被称为欧洲油菜，后来才传播到世界各地。
大约在20世纪三十年代前期，由浙江大学于景让教授将由朝鲜征集的日本油菜引入国内，这是我国引种甘蓝型油菜最早期的记载。引进的甘蓝型油菜其株型高大、产量高、抗病性较好，因此20世纪50年代后半期到20世纪70年代在我国长江流域油菜主产区大面积推广日本油菜（后定名为胜利油菜）。
然而，这种引进的油菜，虽然产量更高，抗病性也不错，但其种质资源较为单一，且是“冬性”油菜。
何谓“冬性”？伍晓明介绍，“冬性”油菜有漫长的越冬期，这和它原产地的气候有关，在欧洲，油菜一般在8月份种植，次年6-7月左右收获，生育期在300天以上。而在我国，因为轮作的关系，8月份远没到水稻成熟的时间，次年6-7月份，又错过了水稻插秧的季节。
为此，在新中国成立后，甘蓝型油菜改良的历程开始了，伍晓明介绍，在20世纪50年代末至70年代，早熟是油菜育种的主要目标，通过系选、辐射诱变、特别是与我国早熟的白菜型油菜种间杂交，成功培育出一批早、中熟中国独有的“半冬性”类型的甘蓝型油菜，这些品种产量高于传统白菜型油菜，熟期也适合栽培轮作要求，逐步取代白菜型油菜和胜利油菜。
到20世纪70-80年代，育种目标逐渐变化，伍晓明介绍，这一阶段，开始进一步提升和协调高产、稳产、抗病和适应性，在此期间我国育种家选育出了一系列关键性优异品种资源，并得到有效利用，我国油菜单产水平提高到1100公斤每公顷以上。
云南罗平油菜花开。资料图
从“冬性”到“半冬性”的进化
油菜种子中含有芥酸、硫苷等物质，芥酸不易被人体消化，硫苷有一股呛人的辣味。为提升油菜品质，到20世纪70年代末，我国启动了油菜品质育种工程。
伍晓明介绍，这一时期，主要利用由加拿大、澳大利亚、德国、法国和瑞典等国引进的低芥酸、低硫苷优质资源，结合杂种优势利用，成功突破品质与产量、品质与抗性之间的矛盾，成功培育出一批高产、多抗、双低（低芥酸、低硫苷）品种，产量水平提升至2017年的1900公斤每公顷以上，也使油菜由单一的油料作物，改良为油脂和蛋白质兼用的作物，经济效益成倍提高，这主要得益于我国油菜遗传育种和栽培学家几代人的努力。
到如今，新型的双低油菜已经成为最主要的栽培油菜，伍晓明介绍，通过各类高产、抗病、优质等种质资源的发掘和成功利用，我国油菜的产量、品质和抗性水平得到显著提升，选育出一大批具有各种优异性状、适合我国不同地区的栽培条件、独具中国特色的“半冬性”甘蓝型油菜。
甘肃陇南文县碧口镇井地村，白龙江蜿蜒流淌，油菜花漫山遍野。资料图
原本“冬性”的油菜，是怎样变成“半冬性”，进而适应我国农耕模式的？伍晓明介绍，在此次研究中，科研人员选择了418份具有生态类型、地理来源和育种时期代表性的全球甘蓝型油菜种质资源，通过大规模表型组和基因组变异分析，发现半冬性油菜育种在中国经历了环境适应和高产优质选择育种两个阶段。
继而，通过基因组分析表明，控制发育节律、株型、叶绿素含量和抗逆性相关基因受到强烈选择，导致适应性提升；控制千粒重、每角果粒数、全株有效角果数、株高、硫苷和芥酸等相关基因也受到强烈选择，导致产量和品质不断提升。
科研人员通过全基因组关联分析，共鉴定到控制56个重要育种性状的遗传位点628个，发掘了一批调控株型、产量和品质的候选基因。
“这一成果揭示了油菜育种过程中产量提升和适应性改良的分子基础，为高产油菜育种提供了重要理论依据，为进一步提升油菜产量提供了重要的理论基础和丰富的基因资源。”伍晓明说。
新京报记者 周怀宗
编辑 唐峥 校对 柳宝庆
