陳學(xué)森：端好中國的“果盤子”

王延斌

名片上，陳學(xué)森是作物生物學(xué)國家重點實驗室副主任、國家蘋果工程技術(shù)研究中心主任、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授。在獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎、國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎等榮譽后，他并不滿足，帶領(lǐng)團隊走向了廣闊的田野。

數(shù)年來，陳學(xué)森帶領(lǐng)團隊成員發(fā)掘野蘋果的研究價值、解密紅皮和紅肉蘋果的生命密碼、建立蘋果優(yōu)質(zhì)高效育種及配套栽培和加工技術(shù)體系、加速新品種的推廣應(yīng)用……

而所有這些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研究成果，陳學(xué)森都將它們無償送給果農(nóng)。在山東、陜西等貧困地區(qū)，他所在科研團隊研發(fā)的技術(shù)累計推廣種植面積達(dá)800余萬畝、新增社會經(jīng)濟效益100余億元。

作為蘋果中主要的多酚類物質(zhì)之一，類黃酮對人體益處頗多。正因如此，陳學(xué)森團隊成員將類黃酮視為蘋果中的“珍寶”。“蘋果中類黃酮含量較高，這種物質(zhì)具有抗氧化、預(yù)防心腦血管疾病等功能，世界上許多國家都將蘋果作為主要消費果品。”陳學(xué)森說。

我國蘋果產(chǎn)量占世界50％以上，蘋果種植業(yè)是增加農(nóng)民收入的支柱產(chǎn)業(yè)。但讓陳學(xué)森憂心的是，由于我國蘋果種質(zhì)資源相對缺乏，從20世紀(jì)開始，在國內(nèi)蘋果市場唱“主角”的一直是洋品種，國內(nèi)蘋果多樣化品種太少，高類黃酮（紅肉）蘋果更是缺乏。

一次在新疆伊犁的考察中，陳學(xué)森團隊偶然發(fā)現(xiàn)了“新大陸”。“我們發(fā)現(xiàn)一片面積約14萬畝的野蘋果林，經(jīng)過調(diào)查我們得知這里的野蘋果，它們在果實大小、成熟期、品質(zhì)、風(fēng)味、抗逆性、抗病性等方面與普通蘋果都有差異。”陳學(xué)森回憶道。

在對這些新疆野蘋果以及來自亞洲、歐洲和美洲等地的117份蘋果種質(zhì)資源進(jìn)行全基因組重測序后，陳學(xué)森和團隊成員首次證實了新疆野蘋果是世界栽培蘋果的“祖先”。

野蘋果又小又酸，但對陳學(xué)森團隊來說，它們是無價之寶。因為，在此前幾十年里，國內(nèi)育出的蘋果品種大都為“金帥”“元帥”“國光”等品種的雜交、實生或芽選后代，這種“近親繁殖”往往帶來品種的遺傳脆弱性加大、適應(yīng)性與抗逆性減退等問題。

“未來，蘋果的品種改良離不開新疆野蘋果基因資源。新疆野蘋果無疑是世界果樹資源的天然基因庫，也是國家珍貴的戰(zhàn)略生物資源。”陳學(xué)森說。

在這些新疆野蘋果中，有一類紅肉蘋果，其外表紅色新奇、香味獨特，很快吸引了陳學(xué)森團隊的目光。

經(jīng)過實驗室檢測，陳學(xué)森團隊發(fā)現(xiàn)新疆紅肉蘋果的類黃酮和有機酸含量明顯高于栽培品種。考慮到“紅富士”肉質(zhì)清脆、甜度高，陳學(xué)森帶領(lǐng)團隊成員把它和新疆紅肉蘋果進(jìn)行雜交，以創(chuàng)建新種質(zhì)。

“我們在新疆紅肉蘋果雜種一代（F1代）群體中篩選到了R6R6純合基因型的紅肉脆肉株系，它快速聚合了紅肉、脆肉、高類黃酮等多個品質(zhì)性狀（基因），遺傳穩(wěn)定性高，果實類黃酮含量是普通蘋果的7倍，可與藍(lán)莓比肩。”陳學(xué)森異常興奮，他把這個蘋果新種質(zhì)命名為CSR6R6。

選育出具有“中國芯”的蘋果品種，這是陳學(xué)森團隊的科研追求。

伴隨著新品種選育，陳學(xué)森和團隊成員還研發(fā)出了能夠縮短果樹育種年限的育種技術(shù)，其中一個就是“三選兩早一促蘋果育種法”。

實踐證實，用傳統(tǒng)蘋果育種方法，育出一個新品種需要20年，而用“三選兩早一促蘋果育種法”只需15年。

早在選育CSR6R6株系時，陳學(xué)森和團隊成員就已應(yīng)用這一方法。用這一“法寶”，陳學(xué)森和團隊成員最終選育出了“幸”“福”“美”“滿”等6個紅肉蘋果新品種。

“另外，團隊還創(chuàng)制了選育紅皮蘋果的早期分子鑒定技術(shù)，能夠使蘋果育種時間縮短3年。”陳學(xué)森團隊成員王楠表示。

對很多人來說，用蘋果育種技術(shù)“造”出梨來，是天方夜譚。但陳學(xué)森做到了，他和團隊成員選育的“山農(nóng)酥”梨就是最好的證明。

提起這個新品種，種植戶們都說：“‘山農(nóng)酥好吃、沒渣、很甜，填補了優(yōu)質(zhì)、熟晚、耐貯大梨的市場空白，一個梨均價能賣到60元。”

“這些年來，在陳老師的帶領(lǐng)下，我們團隊以新疆野蘋果利用為主線，聚焦蘋果特色多樣化品種培育，從理論到技術(shù)、品種到產(chǎn)品，我們都進(jìn)行了系統(tǒng)化創(chuàng)新。這些成果來源于蘋果，也能夠被用于梨等果樹的育種中，在落葉果樹中普適性較強。”王楠說。

陳學(xué)森教授。圖片｜山東農(nóng)業(yè)大學(xué)官網(wǎng)

農(nóng)諺說，桃三杏四梨五年。與小麥、玉米等糧食作物不同，果樹種下后，往往需要果農(nóng)照顧幾年之后，才開始結(jié)果。一般來說，要想讓梨樹長出梨子，梨樹苗至少要種上5年才行。

“好梨要讓果農(nóng)早受益，整形修剪是果樹早結(jié)果的關(guān)鍵技術(shù)之一。我們在蘋果樹種植中用‘三芽二度一單軸修剪方法后，可以讓梨樹提前兩年結(jié)果，實現(xiàn)快速增產(chǎn)提效。”陳學(xué)森回憶道，后來他又把這項技術(shù)用在“山農(nóng)酥”梨的養(yǎng)育過程中，看其能否早結(jié)果。

這個修剪方法中的“三芽”就是定芽、抹芽和刻芽環(huán)節(jié)；“二度”則通過調(diào)整主枝的角度來控制主枝的粗度，以達(dá)到合理的枝干比；“一單軸”是指及時清理、剪除各主枝上的分枝，確保各主枝僅保留結(jié)果短枝、單軸延伸。

為了提升團隊成員的實踐能力，陳學(xué)森手把手教他們“三芽二度一單軸”等修剪方法。“團隊里的年輕科研人員只有熟悉了生產(chǎn)實踐、了解用在田間地頭的新成果，才能主動思考自己的研究方向，慢慢做到科研與生產(chǎn)相結(jié)合。”當(dāng)年輕人剛進(jìn)實驗室時，陳學(xué)森就給他們提出了研究方向，鼓勵他們放手去摸索。

“如今，我把更多的精力都放在了團隊人才培養(yǎng)上。團隊里的不少年輕人，有些成長為科研骨干，有些投身農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，成為公司的農(nóng)業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人……”陳學(xué)森表示，“我們將繼續(xù)加快人才隊伍建設(shè)，加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科研，以源源不斷的科技創(chuàng)新成果為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入不竭動力、提供有力支撐。”

◎ 來源｜科技日報