山東農(nóng)大陳學(xué)森團(tuán)隊(duì):破解蘋果生命密碼

發(fā)布日期:2021-12-02??來源:農(nóng)村大眾報(bào)??作者:魏新美??瀏覽次數(shù):320
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核心提示:我國(guó)是世界上最大的蘋果生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó),面積、產(chǎn)量均占世界50%以上,自2014年以來,年產(chǎn)值一直在2600億元至3400億元之間。如此巨大的產(chǎn)業(yè),中國(guó)的蘋果種質(zhì)資源及遺傳育種起到了什么作用?位于泰山腳下的山東農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)森科研團(tuán)隊(duì),歷經(jīng)16年持續(xù)攻關(guān),揭開了蘋果的生命密碼,填補(bǔ)了我國(guó)紅肉蘋果品種的空白,發(fā)明了蘋果優(yōu)質(zhì)高效育種及新品種配套技術(shù),讓蘋果


我國(guó)是世界上最大的蘋果生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó),面積、產(chǎn)量均占世界50%以上,自2014年以來,年產(chǎn)值一直在2600億元至3400億元之間。如此巨大的產(chǎn)業(yè),中國(guó)的蘋果種質(zhì)資源及遺傳育種起到了什么作用?

位于泰山腳下的山東農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)森科研團(tuán)隊(duì),歷經(jīng)16年持續(xù)攻關(guān),揭開了蘋果的生命密碼,填補(bǔ)了我國(guó)紅肉蘋果品種的空白,發(fā)明了蘋果優(yōu)質(zhì)高效育種及新品種配套技術(shù),讓蘋果更紅、更甜了。


2006年春,陳學(xué)森(左)在新疆野蘋果林做蘋果雜交授粉試驗(yàn)。

天山腳下

發(fā)現(xiàn)世界蘋果“老祖宗”

中國(guó)地大物博,野生資源豐富。加強(qiáng)野生資源的評(píng)價(jià)挖掘和創(chuàng)新利用,對(duì)打贏現(xiàn)代種業(yè)翻身仗具有重要意義。

位于新疆天山腳下的伊犁野果林,是個(gè)巨大的寶庫(kù)。這片面積數(shù)十萬畝的果林,有2000多年歷史,野生種子植物有60科233屬423種,其中,野蘋果就有84個(gè)類型。

2005年,陳學(xué)森研究團(tuán)隊(duì)采集的部分野蘋果樣本。

“第一次到野蘋果林,很震撼,也很心疼?!标悓W(xué)森回憶,2005年8月,他來到野蘋果林,看到漫山遍野,掛著各色果子;但令人心疼的是,由于過度放牧,野生果林被破壞嚴(yán)重,瀕臨滅絕。

“必須盡快行動(dòng),挖掘保存野生資源!”果樹育種學(xué)家的社會(huì)責(zé)任感,讓陳學(xué)森迅速行動(dòng)起來。采樣,記錄、化驗(yàn),分析……科研團(tuán)隊(duì)在野果林連續(xù)考察了半個(gè)多月,每天都摘回好幾袋子野蘋果。

有了樣本,陳學(xué)森帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)分頭開始攻關(guān)。其中一路人馬與美國(guó)康奈爾大學(xué)費(fèi)章君團(tuán)隊(duì)合作,用6年時(shí)間,通過基因測(cè)序證明了世界栽培蘋果起源于新疆野蘋果(塞威氏蘋果),向西演化形成西洋蘋果,向東演化形成中國(guó)早期的綿蘋果。這一成果,2017年發(fā)表于世界著名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》雜志,轟動(dòng)了全世界。

泰山腳下

填補(bǔ)中國(guó)紅肉蘋果空白

“野蘋果為什么這么香?”

經(jīng)過研究,陳學(xué)森發(fā)現(xiàn),新疆野蘋果果實(shí)酚類化合物和有機(jī)酸含量顯著高于栽培蘋果,特有香氣成分多。他敏銳地覺察到,從新疆紅肉蘋果雜種后代中能夠選育出酚類化合物含量高、鮮食品種優(yōu)良、香味獨(dú)特的高類黃酮(紅肉)蘋果新品種。

蘋果是中國(guó)落葉果樹第一大水果,以白肉品種為主,紅肉品種稀少,更沒有具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅肉蘋果品種。

2006年,陳學(xué)森萬里迢迢,把新疆紅肉蘋果花粉帶回山東,與紅富士等蘋果品種進(jìn)行了雜交。2007年4月,第一代雜交實(shí)生苗(F1分離群體)定植到泰安橫嶺育種基地。

2020年秋,山東冠縣育種基地,掛在枝頭的“滿紅”蘋果。

從2009年開始,每年春天,科研團(tuán)隊(duì)在泰安基地采集雜種一代分離群體選擇紅肉脆肉株系的花粉,到膠東地區(qū)的煙臺(tái)與紅富士等蘋果品種雜交,構(gòu)建雜種二代分離群體;8—10月帶回種子在冰箱里進(jìn)行層積處理;12月后,在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)組培室里進(jìn)行雜種實(shí)生苗培育;來年過了無霜期后,再將雜種二代實(shí)生苗運(yùn)到魯西平原的冠縣育種基地定植。

授粉、雜交、育苗、定植、管理……歷經(jīng)十多年的努力,到2019年,科研團(tuán)隊(duì)終于選育出“幸紅”“福紅”“美紅”“滿紅”(寓意“幸福美滿”)等4個(gè)高類黃酮(紅肉)蘋果新品種,并通過省級(jí)新品種審定,填補(bǔ)了我國(guó)紅肉蘋果品種的空白。

把“老祖宗”作為親本與現(xiàn)代品種雜交,陳學(xué)森團(tuán)隊(duì)用的不是常規(guī)育種手段,而是與分子技術(shù)有機(jī)結(jié)合。他們創(chuàng)制的高類黃酮蘋果優(yōu)異種質(zhì)CSR6R6、果樹多種源品質(zhì)育種法、易著色蘋果品種培育法等獲得20項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利,將蘋果育種年限由傳統(tǒng)的20年縮短到15年。以此為主,再加上三位一體中國(guó)式寬行高干無支架省力高效栽培模式、果園種植長(zhǎng)毛野豌豆的培肥地力法等20項(xiàng)技術(shù)發(fā)明,研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的蘋果優(yōu)質(zhì)高效育種及新品種配套技術(shù)體系,獲得2020年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

渤海之濱

舶來品種再創(chuàng)新

在培育紅肉蘋果品種的同時(shí),陳學(xué)森并沒有放松對(duì)現(xiàn)在主栽蘋果品種紅富士的研究。

“紅富士”是日本著色系富士蘋果的簡(jiǎn)稱,1980年前后引到山東煙臺(tái),良莠不齊,優(yōu)劣并存。陳學(xué)森和煙臺(tái)果茶站邵達(dá)元等人,主持選育出“元富紅”“龍富”“煙富”系列等14個(gè)紅色和紅色短枝芽變新品種,并推廣到陜西、甘肅等主產(chǎn)地,占到了紅富士品系新增種植面積的70%以上,推動(dòng)了中國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的高速高效發(fā)展。

“現(xiàn)在的紅富士蘋果,著色、口味、結(jié)果習(xí)性已和1980年剛引進(jìn)時(shí)迥然不同?!标悓W(xué)森說,“三四十年持續(xù)不斷地芽變選種,優(yōu)中選優(yōu),不僅讓它本土化,而且發(fā)展成為獨(dú)具中國(guó)特色的品種?!?/p>

陳學(xué)森(左)和山東龍口市果樹研究所所長(zhǎng)王恩琪(右)在觀察蘋果生長(zhǎng)情況。

芽變選種,首先需要“慧眼”。

“陳教授就是看得準(zhǔn)?!痹谏綎|龍口市諸由觀鎮(zhèn)冷王村龍富蘋果新品種選育基地,龍口市果樹研究所所長(zhǎng)王恩琪非常感慨。

2004年秋天,陳學(xué)森應(yīng)邀到王恩琪的果園參加品種鑒定。王恩琪至今記得,陳學(xué)森看了無數(shù)紅富士蘋果芽變后,指著其中一個(gè),篤定地對(duì)他說,“老王,我覺得這個(gè)芽變肯定能行,你給我看好?!?/p>

王恩琪種植蘋果三四十年,經(jīng)驗(yàn)豐富。當(dāng)年,他按照陳學(xué)森要求,嫁接了這個(gè)芽變,進(jìn)行觀察對(duì)比試驗(yàn)。這一觀察,就是8年。“這個(gè)芽變性狀穩(wěn)定,樹勢(shì)中庸,易成花,著色好,肉質(zhì)細(xì)脆?!蓖醵麋髡f。

2012年,這一紅富士芽變品種通過省級(jí)鑒定,被命名為“龍富”。近十年來,龍富已從山東半島推廣至沂蒙老區(qū)、黃土高原、六盤山下,給眾多果農(nóng)帶來豐收和效益。

和其他紅富士芽變品種不同,龍富,在陳學(xué)森科研團(tuán)隊(duì)手中,并不僅僅是一個(gè)新品種,而是推動(dòng)中國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的切入點(diǎn)。

“這個(gè)品種幾乎沒有大小年,現(xiàn)在畝產(chǎn)控制在6000斤左右,果實(shí)一點(diǎn)銹斑都沒有?!眹?guó)家蘋果產(chǎn)業(yè)體系陜西洛川綜合試驗(yàn)站站長(zhǎng)、西北農(nóng)林科技大學(xué)教授鄒養(yǎng)軍說,龍富及其配套模式非常適合黃土高原干旱瘠薄的土壤,在當(dāng)?shù)赝茝V已超萬畝,鄒養(yǎng)軍打算用它改造老果園,再發(fā)展10萬畝。

責(zé)任編輯:張文

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