郭翠華


山東省“創新榜樣”!山東農業大學陳學森教授又獲得一項榮譽。這對他來說當之無愧。
40年來,陳學森始終將農民致富中突出的難題,作為科學攻關重要的課題。他帶領團隊發明了40多項蘋果優質高效育種及配套栽培和加工技術體系,選育出20余個果樹新品種,還有效縮短了育種年限。
可貴的是,陳學森和團隊成員將這些具有自主知識產權的新成果,無償送給果農,在山東、陜西等地累計推廣800余萬畝,新增社會經濟效益100余億元。他精心選育的蘋果、梨,成了果農致富的“黃金果”。
“幫果農增產、助力鄉村振興,是我一生的事業。”62歲的陳學森激真誠地說。
世界栽培蘋果的祖先在新疆
世界上許多國家都將蘋果作為主要消費果品而大力推薦。
“蘋果中游離多酚(類黃酮)含量較高。這種物質有很好的抗氧化、預防心腦血管疾病、抗腫瘤等功能。”在陳學森看來,蘋果中的類黃酮是“珍寶”。
我國蘋果面積、產量均占世界50%以上,是增加農民收入的支柱產業。由于蘋果種質資源這一短板弱項,從上世紀開始,國內市場一直是洋品種唱主角。
國光、金帥來自美國,紅富士來自日本......國內蘋果特色多樣化品種太少了,高類黃酮(紅肉)蘋果更是缺乏。這讓陳學森憂心忡忡。
在新疆伊犁的一次考察中,陳學森偶然發現了“新大陸”:一片野生蘋果林面積約14萬畝!經過調查,他發現這里的野生蘋果在長期進化過程中,形成了果實大小、成熟期、品質、風味、抗逆性、抗病性等近百種不同的類型。
對新疆野蘋果以及來自亞洲、歐洲和美洲等世界范圍的蘋果屬24個種、117份種質資源進行全基因組重測序后,陳學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。
盡管野生蘋果又小又酸,但對陳學森來說是無價之寶。因為,過去幾十年時間里國內育成的蘋果品種,大都是“金帥”“元帥”“國光”品種的雜交、實生或芽選后代。這種“近親繁殖”帶來的問題是,品種的遺傳基礎變窄,遺傳脆弱性加大,適應性與抗逆性減退。
“未來蘋果的遺傳改良,離不開豐富的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,也是國家珍貴的戰略生物資源。”很快,新疆野蘋果中的紅肉蘋果由于紅色新奇、香味獨特,吸引了陳學森的目光。
經過實驗室檢測,他發現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”肉質清脆、甜度高,陳學森帶領團隊成員把它和新疆紅肉蘋果雜交,以創建新種質。
“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性狀(基因),遺傳穩定性高,果實中類黃酮含量是普通蘋果的7倍,可與藍莓媲美。”陳學森異常興奮,把這個蘋果新種質命名為CSR6R6。
現在,這一高類黃酮蘋果優異種質,已經被保藏在中國科學院微生物研究所。
給蘋果裝上“中國芯”
選育出具有“中國芯”的蘋果品種,是陳學森從未改變過的科研追求。
“培育好吃、好看又有特色的蘋果新品種,得有好法子。”伴隨著新品種選育,陳學森和團隊成員獨創了能縮短果樹育種年限的育種技術。
“三選兩早一促蘋果育種法”就是其中一個。他們將CSR6R6株系花粉與‘煙富3號蘋果雜交,獲得了40個雜交組合、50000余株雜種二代(F2代)雜種實生苗。他反復研究,想在這么多苗株中快速找到符合目標的后代。
實踐證實,用傳統蘋果育種方法,育出一個新品種需要20年。而采用陳學森發明的“三選兩早一促蘋果育種法”只需15年。
“三選兩早”要追溯到CSR6R6株系選育階段,也就是選新疆紅肉蘋果與“紅富士”蘋果雜交(一選),把得到的雜交種子放在溫室內早播種育苗(一早);在初果期從雜種一代(F1代)群體篩選紅脆肉株系(二選二早),這個過程得到了高類黃酮蘋果優異種質CSR6R6;再從CSR6R6株系花粉與“煙富3號”蘋果的雜種二代(F2代)中選留紅色葉片的實生苗,定植于選種圃中(三選)。“一促”即為在實生苗童期采取農業措施,加速營養生長,使實生苗盡快達到一定的高度(節位)后,通過樹干環剝等措施,控制實生苗營養生長,促進開花結果。
用這一“法寶”,陳學森和團隊成員選育出了“幸”“福”“美”“滿”等6個擁有新品種權的紅肉蘋果。
除此之外,他還創制了選育紅肉蘋果的早期分子鑒定技術,能使蘋果育種時間減3年。
在市場上,著色程度是決定果子賣相的一個關鍵指標。以前,果農或基層技術干部一般采用“一把尺子、一桿稱、用牙咬、用眼瞪”的常規方法,并經過高接鑒定等程序,確定紅皮蘋果品種。
陳學森和團隊成員在研究不同蘋果果皮著色差異原因時,發現蘋果轉錄因子MdMYB1啟動子甲基化水平,與果皮花青苷含量呈現顯著的負相關關系。他研發出基于MdMYB1基因啟動子甲基化水平檢測的紅皮蘋果早期分子鑒定技術。
用這個方法,他們育出‘龍富‘元富紅等蘋果新品種,有效改良了果實著色、風味等性狀。如今,這些品種已成為生產的主栽品種。
蘋果育種技術育出“致富梨”
梨能生津潤燥、止咳化痰。由于受“口感有渣、梨核過大、不耐儲運”等共性因素影響,國內很多梨品種都“賣不上價”,影響了果農的收入,也阻礙了中國梨產業的高效發展。
陳學森心想:“作為果樹育種工作者,我能為果農們做點什么?”
這些年來,他和團隊成員以新疆野蘋果利用為主線,聚焦蘋果特色多樣化品種培育、主栽品種“紅富士”著色等性狀需要改良等生產難題,從理論到技術、品種和產品有了系統創新成果。他的這些成果雖然來源于蘋果,但也能用于梨等果樹育種,在落葉果樹中普適性很強。
“果樹多種源品質育種法”就是其中一個。這項專利技術發明是陳學森和團隊成員在對蘋果基因組測序、品質性狀遺傳與發育機理、優質新品種親本溯源分析等研究基礎上提出的,能有效集成親本的多個優秀品質性狀。
陳學森帶領團隊成員用“碭山酥梨”“新梨7號”分別做父母本,進行雜交育種。“新梨7號”有新疆庫爾勒香梨、砂梨、西洋梨的優秀基因,而“碭山酥梨”具備白梨的優秀基因。讓陳學森深感欣慰的是,育出的“山農酥”梨既繼承了母本脆甜多汁、耐儲運、無石細胞的優良“品質”,又繼承了父本個頭大、成熟期晚、抗病能力強的優良“體質”。
如今,提起“山農酥”梨新品種,懂行的人都忍不住豎起大拇哥:“一個梨賣到均價60元。好吃、沒渣、很甜,填補了優質、熟晚、耐貯大梨的市場空白。”
俗話說,“桃三杏四梨五年”。一般梨樹苗種上5年后才能結果。好梨要讓果農早受益,整形修剪是果樹早結果的關鍵技術之一。他在蘋果樹種植中用‘三芽二度一單軸修剪方法后,結果子的時間均比傳統辦法提前2年。他把這個好技術拿到“山農酥”梨中使用,看能否早結果。
這個修剪方法中的“三芽”,就是定芽、抹芽和刻芽;“二度”則通過調整主枝的角度,來控制主枝的粗度,以達到合理的枝干比;“一單軸”指及時清理、剪除各主枝上的分枝,確保各主枝僅保留結果短枝、單軸延伸。
山東一禾農業開發有限公司總經理魏娟對此連連稱贊:“良種配良法!種上第2年就吃上‘山農酥梨了”。
新技術無償送果農
內行人都知道,育出一個蘋果或梨新品種至少要用10余年時間。
陳學森帶領團隊研發出了“龍富”“山農酥”等蘋果、梨新品種,摸索出了配套栽培技術。在人們看來,這些新品種肯定能轉讓個好價錢。
然而,面對果農和企業需求時,陳學森卻做了讓很多人覺得有點“犯傻”的決定:新品種、新技術全部免費送給農民。
蒙陰縣是山東省脫貧攻堅的重點地區之一,有不少重茬老果園結出的果子個頭小、色澤不好,售價低。果農們極為頭疼,不知道如何解決。
果農田成有的50畝老果園,一直都不景氣。陳學森主動和他聯系,自掏腰包,花數萬元買了自主選育的“龍富”優質短枝型蘋果新品種樹苗,無償送給他,借助團隊研發的高效栽培新模式和重茬障礙防控技術幫助他改造老果園。
在“新果園”里,“龍富”蘋果苗嫁接在當地原產的抗性實生砧木八棱海棠上,第2年就開花結果。“我這40多畝地蘋果,去年地頭價就賣到3塊錢1斤.很多外地的果農都來找我要經驗呢!”田成有說,這幾年,來找他取經的果農,從本村的村民,逐漸擴展到蒙陰縣其他鄉鎮,甚至淄博、菏澤等地。
看到團隊科研成果為果農帶來了收益,陳學森喜上眉梢。
山東省菏澤市和濟寧市泗水縣都有脫貧攻堅的艱巨任務。陳學森把適合當地種植的“山農酥”梨新品種及配套栽培管理、加工技術送過去,免費給當地的企業、果農種植。
如今,“山農酥”梨在菏澤4區、7縣都有了示范種植基地,種植面積達1萬余畝,在濟寧市泗水縣種植面積達到300多畝,為實施“突破菏澤、魯西崛起”戰略提供了重要支撐,也為鄉村振興注入了新動能。
“按3元錢1斤計算,扣除成本,1畝地也能賺1萬多元錢。”在做了大量的研發、推廣之后,陳學森又提出了新的目標,“吸引外出打工的年輕人回家鄉,我們可以將其培養成新型農民,帶動鄉村振興。”
有了好品種、好技術,怎樣在農民的地里產生效益?陳學森說:“果農學會用新技術種植管理新品種,才能盡快從優良科技成果中受益。”為此,他常常一次又一次到種植基地,手把手地教給農民如何進行修剪、刻芽及精準澆水、施肥。
在果農們眼里,陳教授是“平民教授”“為民教授”。他為老百姓免費送來了“真金白銀”,讓農民在“土疙瘩”中挖出“金疙瘩”,把“泥蛋蛋”變成了“銀蛋蛋”。陳教授的“扶貧經”管用、好用,念到了果農的心坎上。
看到自己的研究成果受到果農認可,“全國脫貧攻堅先進個人”陳學森打心眼里高興。
“能為行業發展和果農致富做點事,自己幾十年的努力值了!”陳學森說。