(四川农村日报)探秘川农大樱桃育种圃

2022-04-27 17:58:38作者:四川农村日报全媒体记者 罗敏 来源:园艺学院 点击数:

  



测量样本樱桃横径、纵径



形状如心形的樱桃

我国樱桃消费世界排名第一,年进口超过20万吨。为打破进口依赖,自主发展我国樱桃产业,川农大团队收集保存樱桃种质3000份,立志培育优质中国小樱桃——

“蜀美人”“紫美人”“粉美人”……如此可人的名字搭配晶莹剔透、娇俏欲滴的“小身躯”再适合不过。这些是有“春果第一枝”美誉的樱桃人工杂交新品种名称,由四川农业大学园艺学院教授、博士生导师王小蓉团队经10余年选育而来的中国樱桃“美人”系列。

4月18日,来到四川农业大学现代农业研发基地的樱桃育种圃,如同走进“樱桃王国”。大棚内上千颗品种各异的樱桃已挂满枝头,有橙黄的、红的、紫红的、黑紫的,细看果实形状也不尽相同,圆形的、尖嘴的、椭圆的,植株更是高矮不一,树叶由碧绿到黄绿。

这里的每一棵樱桃树上都挂着不同的编号,团队成员正两三人一组,小心翼翼地将樱桃采摘下装入对应编号的样本盒里。“这些樱桃树,每一棵都是独苗,都是无价之宝,样本数有限,采摘要小心。”王小蓉不断提醒着团队人员。

种质是种业的芯片,针对樱桃产业卡脖子痛点,在过去十余年,王小蓉团队的足迹遍布我国12省(市)、80余市(县)和110个乡镇,收集、鉴定和评价了1000余份樱桃资源,并以此为基础,设计、创制樱桃杂交种质。目前保存优异资源和人工创制种质约3000份,初步选育出70余个优良杂种株系。

专注建立庞大的樱桃种质基因库,意义究竟何在?

“我国是小樱桃原产国,也是樱桃消费第一大国,但至少1/5的樱桃依赖于进口。”王小蓉道出产业现状,不断被欧洲甜樱桃(俗名“车厘子”)挤压发展空间的小樱桃,唯有加强种质资源保护和育种创新,才能突破发展困境。

大樱桃抢占风头 小樱桃发展空间被挤压

酸甜可口的小樱桃,是不少人记忆里的家乡味道。在樱桃资源圃内,便栽满了从全国各地山野林间“打捞”来的樱桃树,每棵樱桃树上挂着不同的编号:LQ、BJ、LY……这些编号代表着它们的地域来源:四川龙泉、贵州毕节、山东临沂……

随着车厘子进入我国,中国樱桃的风头就被逐渐盖过。车厘子以个头大、果肉厚、耐储运的优点很快占领了市场。相较之下,中国樱桃单果小、酸度高、难储运,这些缺点制约了它为种植户带来更大的效益,逐渐沦为存在感较低的小众水果。

王小蓉介绍,2021年全国樱桃产量46万吨,但原产我国的小樱桃不足7万吨,一些地区改栽培大樱桃车厘子,不断压缩小樱桃的空间,导致小樱桃市场占有率越来越低。

与此同时,樱桃需求旺盛,供不应求。“我国樱桃消费世界排名第一,但依赖进口较多,年进口超过20万吨。”王小蓉说道,打破进口依赖,自主发展我国樱桃产业,亟需种质创新及关键方法技术创新。

中国樱桃劣势明显,但其拥有的优势也是欧洲甜樱桃不可比拟的。王小蓉说:“中国樱桃的观赏性、早熟性特质,是第一三产业融合发展的理想载体。比起车厘子,生长在成都平原的中国樱桃每年2至3月开花、3月中下旬陆续成熟,风味浓郁,提早一个月上市抢占了市场先机。此外,由于它的适应性、抗病性强,在管理过程中几乎不需使用农药,安全性远远高于车厘子。”

也正是中国樱桃这样一些特质和产业现状,2009年起,王小蓉坚定研究方向,带领果树种质创新与遗传改良团队开始中国樱桃的种质收集、评价、选育。

足迹遍及全国110个乡镇 收集上千份野生樱桃资源

“大果、味甜、耐储运是我们育种的主要目标。”王小蓉说。为此,要选取具有优良性状的樱桃资源作为亲本进行杂交繁育,而种质资源研究的广度和深度决定了其对种质创新的支撑效用。

樱桃种源的收集、鉴定、建档是个经年累月繁琐、庞大、枯燥的过程。王小蓉回忆起利用周末、节假日奔波于全国各地寻找樱桃种源的艰难历程。“野生樱桃都生长在偏僻的野外,高山陡坡、丘陵地带、河谷是它们的栖息地,这意味着我们要找到樱桃植株,往往需要坐长达十多个小时的火车硬座,然后搭乡村巴士、摩托车、步行,每一次科考都是体力和心力的双重考验。”

在凉山木里藏族自治县找寻樱桃种,王小蓉和学生目睹了沿途泥石流倾泻而下;在阿坝红原县采撷资源过程中,遭遇了5月份突降暴雨、冰雹,穿单薄衣服的他们只有硬扛;在热带雨林、密林深处,身上蚊虫叮咬是常事,甚至在趟水路时经历了蚂蟥光顾、蛇群出没……王小蓉说:“每次野外采集难以预测会有什么突发状况发生,一去就是一整天,出发前硬着头皮撑下7碗饭,等晚上找到落脚处后,又开始整理当天的科考资料。”

到了杂交繁育环节,由于樱桃是自交亲和的植物,每朵花上既有雌蕊又有雄蕊,要做杂交就得赶在它们自己完成授粉受精前,人为提前完成。而留给育种者只有不到一周时间,授粉者至少要重复同样的动作上万次。

授粉仅仅是育种的开始。如果幸运,能收到杂交种子,再在实验室进行“胚挽救”,然后移栽到田间育种圃。再经过3到4年的精心呵护,樱桃杂交苗开始开花坐果,这时才能依据育种目标和田间观测数据筛选优良单株。如今,存活下来的樱桃杂交组合近2500余株。

由于樱桃成熟期集中,进入4月,连续十多天以来,团队成员每天加班加点,上午采集至少100株样本后,带到实验室进行“流水线”式的测评记录。

只见实验室中,10名成员分工协作,从果实重量、果实大小、果核形态、果柄长度、风味、色泽、可溶性固形物等方面进行测评,并一一记录在册。这些团队成员中的“90后”也在该项课题的推进中不断磨练、成长,由当初的本科生成为了研究生、博士生、博士后。

王小蓉感到庆幸的是,在国家大力推进种源等农业关键核心技术攻关、全面实施种业振兴的当下,该工作得到了国家自然科学基金、四川省青年科技创新研究团队专项资助计划等的资助。“做事就要做‘大事‘。”王小蓉说,中国小樱桃起源于中国,“我们以国际化视野,立志要把起源于中国的小樱桃产业做强,走向国际。”

建立庞大的基因数据库 樱桃育种迈向分子育种阶段

眼下樱桃销售火热,各地种植户纷纷向王小蓉和团队分享收获的喜悦。“我们选育的蜀美人1号、紫美人9号、粉美人1号、粉美人2号等樱桃杂交优质株系,甜度都在15%以上,一般重量达4-6克。这些品种已申报农业农村部植物新品种权,在天府新区、新津、米易、西昌、仁寿、威远等地都有试验示范。”王小蓉的科研助理王浩介绍。

一位来自攀枝花市米易县的种植户告诉王浩,今年当地樱桃批发价在26元到35元之间,收益相当可观。“按照每亩种优质株系60棵、每棵产优质樱桃果15斤来算,一亩地产量约900斤,除去每亩投入成本约 5000 元,亩收益有近 2 万元。”王浩说。

用作试验示范的,既有早熟株系,也有晚熟株系。王浩说,如果一个种植户同时种植早熟、晚熟株系,那么整体果实成熟期就可以延长近1个月时间。“此外,我们也在开展小樱桃与车厘子的杂交,但二者从生物学分类上是两个物种,存在较大排异性,培育难度更大。”

而要种出优质的樱桃,田间新技术、新模式也至关重要。这几日,基地里一套智慧物联设备也正在加紧调试,准备在基地资源圃、育种圃全面“上岗”作业。

基于5G+人工智能“天府樱桃”智慧农场应用与研究,该套设备将充分利用物联网、三维仿真、数字孪生等技术的创新应用,形成智慧樱桃栽培新技术创新与示范,推动种植管理省力化向智能化转变,加速科技成果向现实生产力转化。

今年1月份,樱桃资源四川省科技资源共享服务平台挂牌成立。王小蓉说,前期做的大量基础性工作,就是为了建立庞大的樱桃遗传基因数据库,推动杂交优势育种向分子精准育种跨越。“基因就是种业的芯片。比如,要选育甜度高的樱桃,我们先找到控制樱桃甜度的遗传位点,然后从海量基因信息库里筛选,看哪些基因组里携带我所需要的性状基因,大大提高了育种效率,减少了资源浪费。通过这样一个共享服务平台,为樱桃育种者提供了便利,共享基因库数据,大大加快樱桃育种进程。”

目前,王小蓉和团队已经采用基因组学、分子生物学等技术开展樱桃优异性状基因挖掘和利用等工作,改变过去杂交育种周期长、投入大的问题,推动我国樱桃育种进入分子精准育种快车道。

新闻链接:探秘川农大樱桃育种圃 第04版:科技 20220427期 四川农村日报 (scol.com.cn)


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