大白菜是原产我国的蔬菜，也是我国种植面积最大的蔬菜作物之一，分布面积广，产量高，供应期长，在我国蔬菜生产和日常消费中占重要地位。但是，大白菜生产中，病毒病是危害严重的三大病害之一，一旦发生，常会导致绝产。在大白菜育种上，育种周期长，育种效率低，品种类型不丰富，不能满足市场消费对特色、多样性产品的需求。针对上述问题，中国农业科学院蔬菜花卉研究所孙日飞研究员带领团队研究建立了高通量多基因高效聚合育种技术、高效规模化白菜小孢子DH株系技术和芸薹属蔬菜细胞质雄性不育快速转育技术，创制了一批优异的育种材料，培育出了抗病、优质、特色的系列大白菜新品种。这些育种新技术将有力地促进了我国大白菜育种技术进步，为蔬菜产业发展提供了有力科技支撑。育成新品种的大面积推广，不仅可以保障我国蔬菜安全生产，提高我国农民的现有收入水平，而且可以提升我国白菜种业的国际竞争力，特别是持续保持我国秋季白菜育种领域的国际领先地位。

一、大白菜重要性状前景选择技术

在孙日飞研究员的带领下，团队针对一系列白菜重要的性状建立了前景标记选择技术，并对重要基因进行了研究。开发抗病毒病基因（retro02）功能KASP标记，用于白菜抗TuMV分子标记辅助育种（MAS）。确定了一个编码R2R3-MYB类转录因子的大白菜紫色候选基因(BjPAP1)，并验证了该基因的功能。筛选出1 个编码类胡萝卜素异构酶CRTISO的橘红心基因Bra031539，设计获得与橘红心性状共分离的标记。对橘红心大白菜内叶类胡萝卜素组分进行鉴定，明确了大白菜橘红色主要是由于积累前番茄红素造成的。精细定位了2个大白菜复等位雄性不育基因，同时还标记了多个其他重要性状基因。

二、建立了高效规模化白菜小孢子DH株系技术体系

研究了大白菜游离小孢子培养胚胎发生中的加倍机制，明确了大白菜游离小孢子发育途径为B途径：即小孢子有丝分裂形成两个均等的细胞而不分化为营养细胞和生殖细胞，这两个均等细胞再继续分裂，最终形成胚状体，这也是大白菜小孢子培养植株较高的原因。 研究了大白菜游离小孢子提取过程中，培养基中的蔗糖和甘露醇对后期小孢子胚胎发生的影响：小孢子提取过程中提高B5提取培养基的蔗糖浓度或添加甘露醇对小孢子的活力无影响，但会大幅度提高小孢子的胚胎诱导效果，17%蔗糖和8%甘露醇可显著提高出胚量，同时也促进了难诱导材料的胚胎发生。研究了细胞破碎仪快速提取小孢子方法，确定了花蕾数量、转速、时间、培养基量等多种参数，建立了快速、高效的小孢子提取技术。

利用上述技术快速获得大批优异DH 系，达到了年生产DH系3 000个。获得了一批优良亲本材料，尤其是不同熟期、不同结球类型的橘红心类型的亲本材料，选育优良组合，育成并通过审定新品种1个。

三、建立芸薹属蔬菜快速转育细胞质雄性不育系的方法

通过种间远缘杂交，建立了芸薹属蔬菜快速转育细胞质雄性不育系的方法，将ogura萝卜细胞质雄性不育转育到大白菜。转育的雄性不育植株不育性稳定，叶片不黄化，蜜腺和柱头正常，配合力好。该方法以不需通过春化而直接抽薹开花的细胞质雄性不育菜心或芥蓝为不育源，使芸薹属蔬菜白菜类、芥菜类、甘蓝类通过两次杂交即可转育雄性不育，可将转育世代由6～7代缩短为2代，并且保证可育亲本细胞核基因转育率达100%。利用上述方法培育了优良的大白菜雄性不育骨干系10余个，并用于新品种选配。

四、育成早、中、晚熟，不同球心叶色的突破性配套新品种

通过生物技术和常规育种相结合，团队选育出了不同熟期、不同类型、抗病、优质的大白菜新品种20余个，通过了国家鉴定或北京市审定。其中中晚熟新品种“绿健85”“中白78”“中白76”“中白81”和“中白83”表现抗病毒病和耐储藏；利用大白菜游离小孢子培养技术获得优异DH系配制出早熟、耐热大白菜新品种“中白62”“中白61”，同时培育出球内叶橘红色、生长迅速、适宜密植的大白菜新品种“吉红娃娃”；利用新型细胞质不育系育成的中晚熟、橘红心类型的新品种“吉红308”。近五年，累计繁育大白菜新品种种子20.5万斤，推广面积达121万亩，直接经济效益约8.2亿元，经济效益和社会效益显著。此外团队近年来还选育了若干小白菜及苗用白菜新品种，正在逐步推广试销。

五、社会效益与经济效益显著

中白系列大白菜品种的推广社会经济效益明显，大大增加了农民收入。抗病毒病和耐储藏的大白菜新品种“绿健85”“中白78”“中白76”“中白81”和“中白83”近5年使农民增收10%～15%。橘红心类型“吉红娃娃”“吉红308”满足了人民对优质、特色大白菜品种的需求。

研究团队建立的细胞工程、分子育种和细胞质雄性不育育种新技术，创制了优良种质资源和育种材料，将促进我国大白菜育种技术进步，为蔬菜产业发展提供有力科技支撑。新技术和新方法的研制、优良亲本的创制和新品种的推广将具有极大的市场潜力。育成的新品种抗逆性提高，将减少农药的使用，极大地保护生态平衡和降低环境污染。

简介

孙日飞，中国农业科学院蔬菜花卉研究所所长，研究员，博士生导师，学科带头人。兼任北京蔬菜学会副秘书长，中国园艺学会副理事长、秘书长，十字花科分会理事长，《中国蔬菜》主编，《园艺学报》编委，第三届全国农作物品种审定专家，第五届北京市农作物品种审定委员，国家推广计划专家。

长期从事白菜类蔬菜遗传育种研究。主持并参加“八五”以来国家攻关课题、863计划项目、973计划项目、国家自然科学基金项目、大宗蔬菜产业技术体系项目、国家农业系统重点科研计划“高新技术与基础研究”及“重点开放实验室”项目、国际合作欧盟项目多项。获国家科技进步三等奖1项，北京市科技进步一等奖1项，国家农业系统科技进步三等奖1项，中国农业科学院科技成果奖1项。在国内外专业期刊上发表学术论文100余篇，其中SCI收录文章20余篇。出版《大白菜育种学》等著作6部。育成并通过省市国家鉴定审定系列大白菜新品种20余个。