芝麻育种“领军人”——记河南省农业科学院芝麻研究中心主任张海洋

张海洋，男，1963年12月生，河南省农业科学院芝麻研究中心研究员。现任河南省农业科学院芝麻研究中心主任，国家特色油料产业技术体系首席科学家，农业农村部油料专家指导组副组长，中国作物学会油料专业委员会副主任委员。

作为国家特色油料产业技术体系首席科学家、芝麻遗传育种学科带头人，“八五”以来，张海洋带领团队，围绕国家粮油供给安全重大需求，潜心开展芝麻种质资源收集与鉴定、重要性状遗传解析、优异种质创制、新品种选育、高产栽培技术等研究工作，取得多项国际领先的研究成果，解决了芝麻优异种质匮乏、育种技术落后等问题，培育出芝麻新品种 22 个，建立了配套高产栽培技术，累计推广5600万亩，为我国芝麻学科发展和产业技术进步做出了突出贡献。

重视基础性研究，实现多项原始性创新

张海洋主持完成了芝麻基因组计划，建立了国内外首张芝麻分子遗传图谱、染色体光学图谱、BAC-FISH物理图谱，绘制出与 13 对染色体对应的芝麻栽培种基因组精细图，明确了芝麻进化特征和方向。发掘出芝麻产量、品质、抗病、耐渍等性状显著相关的主效QTLs/基因位点110个，发现13个优异基因群，发明了与之紧密连锁的分子标记32个；建立了图位克隆与重测序相结合的大规模克隆功能基因技术方法，克隆出芝麻花序有限基因（SiDt1）、蒴果大小基因（SiSS1、SiSS2）、闭蒴基因（SiRL1）、短节基因（SiDW1）、抗枯萎病基因（SiTMK1）等6个关键功能基因，为芝麻重要性状遗传解析、揭示油脂合成与积累机制奠定了基础。

张海洋在示范区测产

他针对芝麻种质优异种质匮乏等育种瓶颈问题，开展并创建了芝麻优异种质创制技术体系，拓展了创造芝麻种质变异的途径和方法。首次将染色体加倍技术、胚培养技术、桥梁亲本杂交及回交转育技术相结合，创建了种间远缘杂交技术体系，解决了野生种与栽培种杂交败育的问题，将野生种抗病耐渍等优良性状导入栽培种。明确了芝麻EMS诱变最佳处理条件、突变类型及频率，创建了芝麻EMS化学诱变技术体系及突变体库（5.2万份）。发明了芝麻愈伤组织诱导与植株再生技术体系，解决了困扰几十年的芝麻下胚轴愈伤组织分化和植株再生技术难题，创建了农杆菌介导的遗传转化技术体系和外源基因检测方法。建立了芝麻重要性状鉴定与评价技术体系，确定了高效评价高产潜力的关键技术指标；建立了近红外和核磁共振无损检测籽粒含油量和蛋白含量的方法，使测定时间从 3 小时缩短到 2分钟；建立了芝麻枯萎病和茎点枯病室内苗期接菌、室外病圃接菌抗性鉴定与评价方法，显著提升了评价芝麻种质抗病性的准确性和效率。创制出育种上急需的突破性优异新种质210份，解决了适于机械化收获、抗病耐渍、优质专用、杂优利用等育种材料匮乏的问题。提出以优异基因群为育种元件开展优异基因聚合育种的观点，创建了芝麻复合杂交与分子标记选择相结合的高效育种技术体系，实现了应用少数标记精确跟踪选择多个优异性状，达到了亲本选配高效、目标性状鉴定高效、后代选择高效，缩短育种周期2-3年（2016年获国家技术发明二等奖）。

张海洋（中）在组织培养室观察远缘杂交后代

立足产业技术需求，不断提升芝麻生产水平

他围绕芝麻生产对优质专用、抗病耐渍、适于机械化收获等品种的迫切需求，带领团队刻苦攻关，组织收集国内外种质资源2789份，使我国资源库容增加1/3；创制出有限花序DS899、短节密蒴Dw607、抗裂蒴CSR012、高抗枯萎病IH771、高抗茎点枯病IH510、强耐渍IH371、高油新种质M395-8（62.7%）、高蛋白新种质DS899（26.75%）、高木酚素新种质HLM1202（1.73%）、光敏核不育等一批突破性优异芝麻新种质。先后选育出芝麻新品种22个，并成为黄淮、江淮芝麻主产区主导品种。

20世纪 90年代，针对品种抗病耐渍性差等问题，通过远缘杂交和抗病抗逆精准鉴定技术，系统改良了品种的抗病抗逆性，培育出豫芝8号、郑芝98N09、郑芝13号、郑芝14号、豫芝23号等高抗稳产新品种，每五年生产上较之前品种增产15%以上，显著提升了芝麻品种的稳产性和适应性。超高产新品种郑芝13号区域试验比对照增产20.18%，在新疆创造出亩产268.8 公斤的世界最高纪录。其中，优质、高产、广适芝麻新品种豫芝8号获2003年度国家科技进步二等奖。

二十世纪末，针对优质芝麻需求旺盛，围绕生产上对优质专用品种的迫切需要，通过化学诱变创制出一批高油、高蛋白、高芝麻素新种质，结合聚合育种、分子标记选择与品质无损快速检测技术，实现了对育种材料规模化、快速低成本鉴定与筛选，显著提高了选择的准确性和效率；培育出优质高产新品种豫芝11号：粒白味纯，试验单产连续6年第一位，较对照增产14.58%（2005年度获国家科技进步二等奖）；高蛋白食用型新品种郑芝12号（蛋白含量25.84%），高油高产新品种郑芝15号、豫芝21号，含油量均在58.0%以上，较之前品种提高2个百分点，区试增产14.0%以上；实现了品种优质专用与高产性状的同步提升。

二十一世纪初，围绕芝麻生产上对适于机械化种植品种的迫切需求，针对现有品种植株高大、裂蒴等问题，通过远缘杂交和化学诱变等技术创制出一批株型紧凑、抗裂蒴、成熟一致新种质，结合建立的高效育种技术，培育出我国首批适于机械化收获的芝麻新品种豫芝DS899和豫芝Dw607，解决了芝麻机械化种植所需品种问题。首次提出了亩产200公斤以上的产量构成因素、丰产长相、生育进程，丰富了芝麻栽培理论。建立了麦茬免耕直播、起垄栽培、地膜覆盖、间作套种等高产高效规范化栽培模式，显著提升了我国芝麻种植技术水平。

重视搭建研发平台，全心服务产业发展

张海洋平时不仅重视科学研究，而且关心芝麻产业的发展，注重科研和成果转化平台搭建。组建了一支覆盖12个主产省、学科齐全的芝麻产业技术研发队伍，实施了共性技术问题联合攻关；搭建了全国病虫草渍害系统观察网络和联合测报防控体系，建立了不同生态区规范化栽培模式，全程机械化种植模式为世界芝麻高产栽培提供了典范。近五年，我国芝麻单产比前五年增产22.7%，稳居世界第一。

先后与美国、印度、日本、韩国、苏丹等芝麻主产国和消费国建立了科研合作关系。在苏丹建立了境外芝麻科研和生产基地，开展了芝麻生产技术输出，高产芝麻示范区实现了单产翻一番，显著提高了非洲芝麻生产水平，建立了国际芝麻贸易关系，为推进“一带一路”农业发展发挥了积极作用，也为我国芝麻原料安全供给做出了贡献。