他们育出有“中国芯”的苹果

本文转自：科技日报

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陈学森（左二）在实验室讲解苹果育种技术 受访者供图

【创新团队】

◎本报记者 王延斌 通讯员 郭翠华

名片上，陈学森是作物生物学国家重点实验室副主任、国家苹果工程技术研究中心主任、山东农业大学教授。在获得国家科技进步奖二等奖、国家技术发明奖二等奖等荣誉后，他并不满足，带领团队走向了广阔的田野。

数年来，陈学森带领团队成员发掘野苹果的研究价值、解密红皮和红肉苹果的生命密码、建立苹果优质高效育种及配套栽培和加工技术体系、加速新品种的推广应用……

而所有的这些具有自主知识产权的研究成果，陈学森都将它们无偿送给果农。在山东、陕西等贫困地区，他所在科研团队研发的技术累计推广种植面积达800余万亩、新增社会经济效益100余亿元。

首创高类黄酮苹果优异新种质

作为苹果中主要的多酚类物质之一，类黄酮对人体益处颇多。正因如此，陈学森团队成员将类黄酮视为苹果中的“珍宝”。“苹果中类黄酮含量较高，这种物质具有抗氧化、预防心脑血管疾病等功能，世界上许多国家都将苹果作为主要消费果品。”陈学森说。

我国苹果产量占世界50％以上，苹果种植业是增加农民收入的支柱产业。但让陈学森忧心的是，由于我国苹果种质资源相对缺乏，从20世纪开始，在国内苹果市场唱“主角”的一直是洋品种，国内苹果多样化品种太少，高类黄酮（红肉）苹果更是缺乏。

一次在新疆伊犁的考察中，陈学森团队偶然发现了“新大陆”。“我们发现一片面积约14万亩的野苹果林，经过调查我们得知这里的野苹果，它们在果实大小、成熟期、品质、风味、抗逆性、抗病性等方面与普通苹果都有差异。”陈学森回忆道。

在对这些新疆野苹果以及来自亚洲、欧洲和美洲等地的117份苹果种质资源进行全基因组重测序后，陈学森和团队成员首次证实了新疆野苹果是世界栽培苹果的“祖先”。

野苹果又小又酸，但对陈学森团队来说，它们是无价之宝。因为，在此前几十年里，国内育出的苹果品种大都为“金帅”“元帅”“国光”等品种的杂交、实生或芽选后代，这种“近亲繁殖”往往带来品种的遗传脆弱性加大、适应性与抗逆性减退等问题。

“未来，苹果的品种改良离不开新疆野苹果基因资源。新疆野苹果无疑是世界果树资源的天然基因库，也是国家珍贵的战略生物资源。”陈学森说。

在这些新疆野苹果中，有一类红肉苹果，其外表红色新奇、香味独特，很快吸引了陈学森团队的目光。

经过实验室检测，陈学森团队发现新疆红肉苹果的类黄酮和有机酸含量明显高于栽培品种。考虑到“红富士”肉质清脆、甜度高，陈学森带领团队成员把它和新疆红肉苹果进行杂交，以创建新种质。

“我们在新疆红肉苹果杂种一代（F1代）群体中筛选到了R6R6纯合基因型的红肉脆肉株系，它快速聚合了红肉、脆肉、高类黄酮等多个品质性状（基因），遗传稳定性高，果实类黄酮含量是普通苹果的7倍，可与蓝莓比肩。”陈学森异常兴奋，他把这个苹果新种质命名为CSR6R6。

如今，这一高类黄酮苹果优异种质存于中国科学院微生物研究所。

研发出缩短育种年限的技术

选育出具有“中国芯”的苹果品种，这是陈学森团队的科研追求。

“工欲善其事，必先利其器。要想培育好吃、好看又有特色的苹果新品种，就得有好方法。”陈学森常跟团队成员说。

伴随着新品种选育，陈学森和团队成员还研发出了能够缩短果树育种年限的育种技术，其中一个就是“三选两早一促苹果育种法”。

实践证实，用传统苹果育种方法，育出一个新品种需要20年，而用“三选两早一促苹果育种法”只需15年。

早在选育CSR6R6株系时，陈学森和团队成员就已应用这一方法。用这一“法宝”，陈学森和团队成员最终选育出了“幸”“福”“美”“满”等6个红肉苹果新品种。

“另外，团队还创制了选育红皮苹果的早期分子鉴定技术，能够使苹果育种时间缩短3年。”陈学森团队成员王楠表示。

用苹果育种技术育出“致富梨”

对很多人来说，用苹果育种技术“造”出梨来，是天方夜谭。但陈学森做到了，他和团队成员选育的“山农酥”梨就是最好的证明。

提起这个新品种，种植户们都说：“‘山农酥’好吃、没渣、很甜，填补了优质、熟晚、耐贮大梨的市场空白，一个梨均价能卖到60元。”

值得注意的是，“山农酥”梨新品种是陈学森和团队成员用具有自主知识产权的“果树多种源品质育种法”选育出的，这也是一项国家发明专利技术。在综合研究了苹果基因组测序、品质性状遗传与发育机理后，陈学森和团队成员提出了这项技术，它可以有效集成多个优质基因性状。

“这些年来，在陈老师的带领下，我们团队以新疆野苹果利用为主线，聚焦苹果特色多样化品种培育，从理论到技术、品种到产品，我们都进行了系统化创新。这些成果来源于苹果，也能够被用于梨等果树的育种中，在落叶果树中普适性较强。”王楠说。

农谚说，桃三杏四梨五年。与小麦、玉米等粮食作物不同，果树种下后，往往需要果农照顾几年之后，才开始结果。一般来说，要想让梨树长出梨子，梨树苗至少要种上5年才行。

“好梨要让果农早受益，整形修剪是果树早结果的关键技术之一。我们在苹果树种植中用‘三芽二度一单轴’修剪方法后，可以让梨树提前两年结果，实现快速增产提效。”陈学森回忆道，后来他又把这项技术用在“山农酥”梨的养育过程中，看其能否早结果。

这个修剪方法中的“三芽”就是定芽、抹芽和刻芽环节；“二度”则通过调整主枝的角度来控制主枝的粗度，以达到合理的枝干比；“一单轴”是指及时清理、剪除各主枝上的分枝，确保各主枝仅保留结果短枝、单轴延伸。

为了提升团队成员的实践能力，陈学森手把手教他们“三芽二度一单轴”等修剪方法。“团队里的年轻科研人员只有熟悉了生产实践、了解用在田间地头的新成果，才能主动思考自己的研究方向，慢慢做到科研与生产相结合。”当年轻人刚进实验室时，陈学森就给他们提出了研究方向，鼓励他们放手去摸索。

“如今，我把更多的精力都放在了团队人才培养上。团队里的不少年轻人，有些成长为科研骨干，有些投身农业产业，成为公司的农业技术负责人……”陈学森表示，“我们将继续加快人才队伍建设，加强农业基础科研，以源源不断的科技创新成果为乡村振兴和农业高质量发展注入不竭动力、提供有力支撑。”