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山东农大陈学森团队:破解苹果生命密码

发布日期:2021-12-02  来源:农村大众报  作者:魏新美  浏览次数:321
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核心提示:我国是世界上最大的苹果生产和消费国,面积、产量均占世界50%以上,自2014年以来,年产值一直在2600亿元至3400亿元之间。如此巨大的产业,中国的苹果种质资源及遗传育种起到了什么作用?位于泰山脚下的山东农业大学陈学森科研团队,历经16年持续攻关,揭开了苹果的生命密码,填补了我国红肉苹果品种的空白,发明了苹果优质高效育种及新品种配套技术,让苹果


我国是世界上最大的苹果生产和消费国,面积、产量均占世界50%以上,自2014年以来,年产值一直在2600亿元至3400亿元之间。如此巨大的产业,中国的苹果种质资源及遗传育种起到了什么作用?

位于泰山脚下的山东农业大学陈学森科研团队,历经16年持续攻关,揭开了苹果的生命密码,填补了我国红肉苹果品种的空白,发明了苹果优质高效育种及新品种配套技术,让苹果更红、更甜了。


2006年春,陈学森(左)在新疆野苹果林做苹果杂交授粉试验。

天山脚下

发现世界苹果“老祖宗”

中国地大物博,野生资源丰富。加强野生资源的评价挖掘和创新利用,对打赢现代种业翻身仗具有重要意义。

位于新疆天山脚下的伊犁野果林,是个巨大的宝库。这片面积数十万亩的果林,有2000多年历史,野生种子植物有60科233属423种,其中,野苹果就有84个类型。

2005年,陈学森研究团队采集的部分野苹果样本。

“第一次到野苹果林,很震撼,也很心疼。”陈学森回忆,2005年8月,他来到野苹果林,看到漫山遍野,挂着各色果子;但令人心疼的是,由于过度放牧,野生果林被破坏严重,濒临灭绝。

“必须尽快行动,挖掘保存野生资源!”果树育种学家的社会责任感,让陈学森迅速行动起来。采样,记录、化验,分析……科研团队在野果林连续考察了半个多月,每天都摘回好几袋子野苹果。

有了样本,陈学森带领团队分头开始攻关。其中一路人马与美国康奈尔大学费章君团队合作,用6年时间,通过基因测序证明了世界栽培苹果起源于新疆野苹果(塞威氏苹果),向西演化形成西洋苹果,向东演化形成中国早期的绵苹果。这一成果,2017年发表于世界著名学术期刊《自然·通讯》杂志,轰动了全世界。

泰山脚下

填补中国红肉苹果空白

“野苹果为什么这么香?”

经过研究,陈学森发现,新疆野苹果果实酚类化合物和有机酸含量显著高于栽培苹果,特有香气成分多。他敏锐地觉察到,从新疆红肉苹果杂种后代中能够选育出酚类化合物含量高、鲜食品种优良、香味独特的高类黄酮(红肉)苹果新品种。

苹果是中国落叶果树第一大水果,以白肉品种为主,红肉品种稀少,更没有具有中国自主知识产权的红肉苹果品种。

2006年,陈学森万里迢迢,把新疆红肉苹果花粉带回山东,与红富士等苹果品种进行了杂交。2007年4月,第一代杂交实生苗(F1分离群体)定植到泰安横岭育种基地。

2020年秋,山东冠县育种基地,挂在枝头的“满红”苹果。

从2009年开始,每年春天,科研团队在泰安基地采集杂种一代分离群体选择红肉脆肉株系的花粉,到胶东地区的烟台与红富士等苹果品种杂交,构建杂种二代分离群体;8—10月带回种子在冰箱里进行层积处理;12月后,在山东农业大学组培室里进行杂种实生苗培育;来年过了无霜期后,再将杂种二代实生苗运到鲁西平原的冠县育种基地定植。

授粉、杂交、育苗、定植、管理……历经十多年的努力,到2019年,科研团队终于选育出“幸红”“福红”“美红”“满红”(寓意“幸福美满”)等4个高类黄酮(红肉)苹果新品种,并通过省级新品种审定,填补了我国红肉苹果品种的空白。

把“老祖宗”作为亲本与现代品种杂交,陈学森团队用的不是常规育种手段,而是与分子技术有机结合。他们创制的高类黄酮苹果优异种质CSR6R6、果树多种源品质育种法、易着色苹果品种培育法等获得20项国家发明专利,将苹果育种年限由传统的20年缩短到15年。以此为主,再加上三位一体中国式宽行高干无支架省力高效栽培模式、果园种植长毛野豌豆的培肥地力法等20项技术发明,研究团队构建的苹果优质高效育种及新品种配套技术体系,获得2020年度国家技术发明二等奖。

渤海之滨

舶来品种再创新

在培育红肉苹果品种的同时,陈学森并没有放松对现在主栽苹果品种红富士的研究。

“红富士”是日本着色系富士苹果的简称,1980年前后引到山东烟台,良莠不齐,优劣并存。陈学森和烟台果茶站邵达元等人,主持选育出“元富红”“龙富”“烟富”系列等14个红色和红色短枝芽变新品种,并推广到陕西、甘肃等主产地,占到了红富士品系新增种植面积的70%以上,推动了中国苹果产业的高速高效发展。

“现在的红富士苹果,着色、口味、结果习性已和1980年刚引进时迥然不同。”陈学森说,“三四十年持续不断地芽变选种,优中选优,不仅让它本土化,而且发展成为独具中国特色的品种。”

陈学森(左)和山东龙口市果树研究所所长王恩琪(右)在观察苹果生长情况。

芽变选种,首先需要“慧眼”。

“陈教授就是看得准。”在山东龙口市诸由观镇冷王村龙富苹果新品种选育基地,龙口市果树研究所所长王恩琪非常感慨。

2004年秋天,陈学森应邀到王恩琪的果园参加品种鉴定。王恩琪至今记得,陈学森看了无数红富士苹果芽变后,指着其中一个,笃定地对他说,“老王,我觉得这个芽变肯定能行,你给我看好。”

王恩琪种植苹果三四十年,经验丰富。当年,他按照陈学森要求,嫁接了这个芽变,进行观察对比试验。这一观察,就是8年。“这个芽变性状稳定,树势中庸,易成花,着色好,肉质细脆。”王恩琪说。

2012年,这一红富士芽变品种通过省级鉴定,被命名为“龙富”。近十年来,龙富已从山东半岛推广至沂蒙老区、黄土高原、六盘山下,给众多果农带来丰收和效益。

和其他红富士芽变品种不同,龙富,在陈学森科研团队手中,并不仅仅是一个新品种,而是推动中国苹果产业转型升级的切入点。

“这个品种几乎没有大小年,现在亩产控制在6000斤左右,果实一点锈斑都没有。”国家苹果产业体系陕西洛川综合试验站站长、西北农林科技大学教授邹养军说,龙富及其配套模式非常适合黄土高原干旱瘠薄的土壤,在当地推广已超万亩,邹养军打算用它改造老果园,再发展10万亩。

责任编辑:张文

 
 
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