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助推我国苹果业高质量发展的“中国根”“农大芯”

中国农业大学 中国农业大学 2023-11-10

种子是粮食安全的命脉。习近平总书记高度关心我国种业安全和发展,多次强调要把民族种业搞上去。近日,在东区图书馆开展的种业科技成果展上,十数项中国农业大学科研工作者勇攀高峰探索出来的具有代表性的成果一一展现,一起来了解在种业振兴路上的中国农大力量吧!

矢志不渝,在岁月中埋头研究

强国兴农,在大地上助澜时代

我国是世界苹果生产第一大国

但单产低、品质差、竞争力弱仍是产业之痛

经过多年的努力

韩振海教授领衔的中国农业大学园艺学院苹果砧木育种团队首次选育出了我国自己的矮化多抗的系列自根砧新品种

为我国苹果业向高质量转型提供了“中国根”

“强国先强农,关键在种业”

CAU苹果的“中国根”“农大芯”绝不让人失望

“苹果生产的绿色革命”!

CAU苹果砧木育种团队选育的苹果矮化多抗砧木系列新品种能够助力实现我国矮化密植现代耕作栽培制度,那么这个新品种到底“新”在哪里?有什么不一样?

01

矮化


利用新砧木能够实现矮化密植栽培方式,一方面,每亩种的果树更多了,所以产量大;另一方面,因为树矮小,可以进行宽行密植,这样有利于机械管理,减少人工,“即使是矮一点的人采摘也无需再借用辅助工具。”由于行间距大,阳光对树上的果实照射更充足,苹果品质更好。

02

自根砧


苹果树是地下砧木和地上接穗形成的嫁接组合体。传统上我国苹果生产上应用的砧木都是风土适应性强的野生苹果,其上嫁接接穗品种所结的果实,就是大家吃的大苹果;近50年来,国外引进的矮化砧木因风土适应性差难于大面积推广,而我国自己培育的矮化砧木因不易生根,苹果生产上应用时只能作为矮化中间砧,即在野生苹果砧木和接穗品种中间再嫁接一段有致矮作用的砧木,这样三段组合成的果树有矮化的效应,风土适应性也强,但多了一道嫁接程序,增加了时间、土地、人力等培育成本,并且砧穗关系非常复杂,不同的穗/砧,其长势、产量和果实品质均不一样。CAU苹果砧木育种团队选育的砧木系列新品种皆为自根砧,能够把接穗品种直接嫁接到砧木上,实现简约、降本、增效的矮化密植生产。

03

多抗


复杂的生物界要真正做到和谐共生非常不易。中国从东到西、从南到北,土壤、气候条件均不一样。种植果树,在东北面临的最大问题是冷,西北更大的问题是旱。因此,CAU苹果砧木育种团队在选育矮化砧木品种时,目标是至少具备一到两种抗性,以使其能够在我国适合的苹果产区进行推广应用。

CAU苹果砧木育种团队选育的苹果砧木系列新品种解决了“燃眉之急”,正在、并将更大推动我国苹果产业的转型升级。今后,您手中的苹果色泽会更靓、口感会更爽、商品性会更好,在拉动地区经济发展、促进果农增收的同时,提升消费者的生活幸福感

新品种如何培育出来的?

苹果砧木育种传统上有实生选种、杂交育种、物理辐射育种和化学诱变育种等方法,现代生物技术和分子生物学加速了苹果砧木的育种、提高了效率。中国农业大学所培育出的苹果砧木新品种,就是传统实生选种、杂交育种和现代分子标记辅助选择育种的结合,砧木系列新品种分别命名为“中砧1号”、“中砧2号”、“中砧3号”和“中砧4号”。

富士/中砧1号

幼树

开花情况

 结果情况(陕西)

“中砧1号”源自我国四川阿坝州海拔2200m到2700m原生的一种名叫“小金海棠”的野苹果。韩教授团队自1987年起通过长期、大量的实生选育工作,成功选育出一个抗寒耐旱、耐瘠薄、抗缺铁黄叶病的株系,其具有一定的矮化特性,且和生产上大部分主栽品种亲和,于2009年审定为砧木新品种“中砧1号”。“2014年西部苹果产区大旱,‘中砧1号’耐瘠薄、耐旱特性凸显。在苹果种植大县陕西洛川,当时旱情严重,但是‘中砧1号’几乎没受影响。”韩振海回忆。


富士/中砧2号

幼树

开花情况

结果情况

富士/中砧3号



幼树

开花情况

结果情况

富士/中砧4号

幼树

开花情况

结果情况

“中砧2-4号”是通过杂交选育获得的。杂交育种中父本、母本必须要根据育种目标来选择。“我们的育种目标就是矮化、多抗的自根砧,所以进行杂交育种时,我们选择了我国华北地区本土砧木八棱海棠和世界范围内应用最为广泛的矮化砧木M9进行杂交,2012年进行杂交,得到了12000多粒种子,每粒种播到地里就是一株实生苗,经团队研发的分子标记芯片辅助选择,从中选出、并于2022年审定为‘中砧2号’、‘中砧3号’、‘中砧4号’砧木新品种。‘中砧2-4号’的共同特点就是致矮性强的自根砧,兼具不同的环境适应性。”


八棱海棠×M9杂交


建体系搭平台,一心只为好苹果!

2008年,依赖于国家“985高校”建设经费支持,CAU苹果砧木育种团队建成了当时国际上最先进、可连续实时观测根系的根窖。“我们很辛苦,但也很兴奋。在这个根窖里,我们可以一年365天24h实时观测根系的生长。”韩振海回忆起那段日子,眼中闪闪发光。近年来,团队还构建了全球最全的苹果属种质资源基因组数据平台,成功挖掘并验证矮化、早花、多抗的关键调控基因,建立了以矮化为核心的苹果根构型选择技术、涵盖矮化/早花/多抗等七个标记的高效分子育种芯片。CAU苹果砧木育种团队已成为国际苹果砧木育种实力最强的两大中心之一。

谈及今后,韩振海表示要“顶天立地,实践、理论双开花”
实践,加大力度推广‘中砧1-4号’系列新品种,并继续选育以矮化/早花为核心的多抗砧木无性系品种;
我们的目标就是能在尽可能短的时间内使我国苹果主要产区都有可用的矮化、多抗苹果自根砧。”韩振海充满信心。
理论上,第一,深度挖掘苹果重要性状决定基因。“苹果属包括35个种,我们现在已经收集到33个种,我们要真正找到控制苹果重要性状的关键基因。”第二,研发高效的育种技术。传统育种直观、实用,但是效率低、周期长,并且随机性强,所以要尽快探索建立苹果现代育种技术体系,才能做好做强中国的苹果育种科技和产业。


寄语情深,矢志为民!

“我们常说园艺也好,苹果也好,是甜蜜的事业。一方面,我们提供园艺产品,特别是果品,为人民提供营养丰富、色香味俱全的吃起来甜蜜的东西,另一方面,虽然过程很辛苦,但是一旦有成果,我们就感觉到有甜蜜的成就感。”像韩振海这样的科技工作者已经为科学技术的发展奉献了几十年,现在接力棒传到青年人手中,韩振海提出了三点希望。
“为国为民,目标明确。”在时代的新征程上,想要行稳致远,必须目标明确。哪怕目标微小,“比如我是研究苹果育种的,那么我就能给苹果生产、果农做点技术支撑,即使贡献很微小,但至少这个决心和目标必须要有。”
“找准方向,刻苦钻研。”只有把研究的方向选准,才能进行下一步具体的研究。韩振海通俗地讲:“树立了目标,选准了方向,后边就是干了!”就拿苹果育种工作来讲,认准了我国苹果生产和砧木品种需要改进的地方,就需要实地调研,不断试验,才能够选出像“中砧一号”这样的新品种。
“脚踏实地,甘于奉献。”矮化密植出的果树经济寿命一般是20年左右,而科技工作者一投入就是一辈子。“周末晚上老师们都在加班加点地工作。”韩振海动情地讲,“作为青年人,特别是对于园艺专业的学生来说,只有树立目标、选准方向,然后脚踏实地地干下去,耐得住寂寞,才能真正作为合格的‘园美丽九州,艺精济民生’的一个真正合格的一个园艺人。”

“你让我每个明天都变得有意义”

默默奉献几十载,只为助力强农梦

步步登高几十年,终有成果惠民生

CAU苹果砧木育种团队

苹果砧木育种事业大步向前

中国的强农兴农征程生生不息

文字 | 王雨姿
图片 | 受访团队提供 新华网
编辑 | 宋梦洁 冯丹宁
责编 | 武慧媛 姜萍萍 勾琳萱 吴笑含 杨婧瑶

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