1月11日下午，浙江省科協(xié)主辦的科學(xué)發(fā)布演播室來了一位重磅嘉賓——浙江大學(xué)求是特聘教授張明方。張明方從事蔬菜遺傳育種已有30年，他和團隊在十字花科和葫蘆科重要蔬菜作物基因組信息解析、功能基因挖掘、優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)制等領(lǐng)域獲得了系列原創(chuàng)性成果，有力助推了我國蔬菜分子設(shè)計育種進程。

去年，張明方團隊的這項成果——“十字花科蔬菜基因組信息解析與重要性狀遺傳基礎(chǔ)”，獲得了浙江省首個蔬菜遺傳育種領(lǐng)域的自然科學(xué)獎一等獎。

我國是世界蔬菜第一大生產(chǎn)國和消費國。從傳統(tǒng)的經(jīng)驗選擇育種到現(xiàn)在我們熟悉的雜交優(yōu)勢育種，如今，我國的蔬菜育種正處于向分子育種的3.0時代跨越階段，將來也將朝著智能設(shè)計育種的4.0時代繼續(xù)邁進。

有人說，一粒種子可以改變世界，而決定種子優(yōu)劣的基因至關(guān)重要。可以這樣說，種子是“農(nóng)業(yè)的芯片”，基因是“種業(yè)的芯片”。而張明方就是這樣一位運用基因組信息“改變”種子的高手。

“基因編輯”這個詞以前更多出現(xiàn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，張明方介紹，基因編輯可以說是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的5G技術(shù)，但目前我國的基因編輯等新技術(shù)應(yīng)用不多，在蔬菜上還只是在少數(shù)作物中開展研究。

張明方團隊主要圍繞浙江省(國)兩大經(jīng)濟價值較高蔬菜作物：十字花科芥菜類和葫蘆科瓜類等蔬菜，開展了相關(guān)種質(zhì)創(chuàng)新與分子設(shè)計育種研究工作。

說到芥菜大家可能不太熟悉，但提起榨菜那可就太熟了。其實，芥菜腌制“變身”之后，就成了我們熟悉的各種腌菜，比如江浙一帶的榨菜、梅干菜，貴州老干媽香辣菜等。而葫蘆科瓜類蔬菜也是我們的“老朋友”，像西瓜、甜瓜、南瓜等，都是葫蘆科瓜類。

張明方團隊在國際上首次解析了異源四倍體榨菜高質(zhì)量基因組，為芥菜(榨菜)作物功能基因組研究奠定了基因組基礎(chǔ)。以此研究成果為主體，項目獲得了浙江省首個蔬菜園藝領(lǐng)域的自然科學(xué)一等獎(2020年)。

如何培育更具風(fēng)味的榨菜?張明方表示，芥菜獨特風(fēng)味的秘密是芥菜富含硫代葡萄糖苷，硫苷不同組分決定了不同風(fēng)味品質(zhì)的形成。于是，張明方團隊系統(tǒng)評價了芥菜群體中硫苷和芥酸的含量，采用一種新型全基因組關(guān)聯(lián)分析方法，找到了控制硫苷和芥酸的遺傳位點。

除了榨菜，很多人夏天最愛的西瓜，也有張明方團隊的貢獻。我們都知道，果農(nóng)極怕西瓜開裂，如何選育品質(zhì)好又不容易裂瓜的西瓜?這是個難題。因為裂瓜性狀是一個典型的復(fù)雜性狀，可不是簡單用手掌壓一壓就可以判斷，需要精準的數(shù)字化指標來量化，才能準確地找到控制裂瓜的基因。

張明方團隊通過構(gòu)建耐裂和易裂西瓜的遺傳分離群體，找到了控制西瓜果皮硬度的基因位于第10號染色體。張明方用“血型”打了個比方，如果耐裂的西瓜是“A型”，那么不耐裂的就是“B型”，兼而有之的則是“AB型”。現(xiàn)在，只要測測“血型”就能育出脆甜不易裂瓜的西瓜品種。(葉揚)

關(guān)鍵詞： 分子設(shè)計育種 蔬菜作物 種質(zhì)創(chuàng)新 基因編輯