果樹科技面向國(guó)家重大需求V：科技支撐水果盤子牢牢端在中國(guó)人手中*

陳學(xué)森，王 楠，張宗營(yíng)，毛志泉，姜遠(yuǎn)茂，胡大剛，李媛媛，姜召濤，徐月華

（1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，國(guó)家蘋果工程技術(shù)研究中心，山東省蘋果技術(shù)創(chuàng)新中心，泰安 271018）（2 煙臺(tái)市果茶工作站）（3 蓬萊市果樹工作總站）

確保糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定供應(yīng)，把中國(guó)人的飯碗牢牢端在自己手中是國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，要做好、吃好“這碗飯”，需要“糧袋子、菜籃子、果盤子、肉餡子、魚丸子、油罐子和酒壇子”。為此，明確提出了“把水果盤子牢牢端在中國(guó)人手中”的概念，就是不依賴進(jìn)口的國(guó)內(nèi)自育自產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品和市場(chǎng)銷售的內(nèi)循環(huán)，首先能夠滿足14 億中國(guó)人優(yōu)質(zhì)水果的周年供應(yīng)需求，助力健康中國(guó)（需求側(cè)）；從而推動(dòng)農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村振興，保障國(guó)家生態(tài)安全（供給側(cè)）；實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要蘋果、柑橘、梨、桃和葡萄等大宗水果及其產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展[1-2]。把水果盤子牢牢端在中國(guó)人手中，其關(guān)鍵是自育自產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大宗水果的周年供應(yīng)及其產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展。優(yōu)質(zhì)水果首先要“好吃”，其次是“好看”，貨賣一張皮，“好看”讓消費(fèi)者產(chǎn)生購(gòu)買欲，“好吃”讓消費(fèi)者持續(xù)產(chǎn)生購(gòu)買欲。因此，只有“好吃好看”，才能“好賣”；只有“好賣”（市場(chǎng)繁榮），才能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展和農(nóng)民增收（產(chǎn)業(yè)興旺），才能產(chǎn)銷兩旺。因此，優(yōu)質(zhì)是產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的基礎(chǔ)。

1 我國(guó)冷鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及大宗水果實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)的技術(shù)途徑

1.1 我國(guó)冷鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)和法國(guó)等歐美國(guó)家依靠從果園到餐桌全程的冷鏈貯藏保鮮技術(shù)與設(shè)備，采用金冠和元帥等優(yōu)質(zhì)、中熟、不耐貯蘋果品種為主的品種結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了新鮮蘋果的周年供應(yīng)。近年來(lái)，我國(guó)水果分選包裝和貯藏保鮮等商品化處理技術(shù)和裝備得到長(zhǎng)足發(fā)展，為保障新鮮水果的周年供應(yīng)提供了重要支撐。但與歐美國(guó)家相比差距還比較大，從果園到餐桌的全程冷鏈貯藏保鮮技術(shù)覆蓋率還比較低，尤其是占市場(chǎng)份額較大的農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，提升空間非常大[3]。

1.2 大宗水果實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)的技術(shù)途徑

把水果盤子牢牢端在中國(guó)人手中，其核心是自育自產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)大宗水果及其周年供應(yīng)。在5—10 月的水果生產(chǎn)旺季，各種早熟、中熟品種琳瑯滿目，能保障市場(chǎng)供應(yīng)，但如何保障11 月至翌年4 月水果生產(chǎn)淡季優(yōu)質(zhì)新鮮水果的市場(chǎng)供應(yīng)，是端牢水果盤子的關(guān)鍵。因此，針對(duì)我國(guó)從果園到餐桌全程冷鏈貯藏保鮮技術(shù)覆蓋率還比較低的現(xiàn)狀及果實(shí)特點(diǎn)，可將蘋果、柑橘、梨、桃和葡萄等大宗水果實(shí)現(xiàn)周年供應(yīng)的技術(shù)途徑分成2 類。一是耐貯藏的大宗水果，包括果實(shí)屬于呼吸躍變型、耐貯藏的溫帶落葉果樹蘋果和梨。首先需要培育優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟的主栽品種，即大宗果品中的大宗，并研發(fā)配套的貯藏保鮮技術(shù)和設(shè)備，切實(shí)為11 月至翌年4 月水果生產(chǎn)淡季優(yōu)質(zhì)新鮮蘋果和梨的市場(chǎng)供應(yīng)提供有力保障；其次是培育特色多樣化早熟、中熟品種，以保障5—10 月的水果生產(chǎn)旺季的市場(chǎng)供應(yīng)。二是不耐貯藏的大宗水果，包括果實(shí)屬于呼吸躍變型、不耐貯藏的溫帶落葉果樹桃及果實(shí)屬于非呼吸躍變型、耐貯性一般的亞熱帶常綠果樹柑橘和溫帶落葉果樹葡萄。均需要培育早、中、晚熟期配套品種，并通過(guò)生態(tài)布局、設(shè)施栽培或留樹保鮮及物流保鮮等綜合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)桃、柑橘和葡萄的周年供應(yīng)[2]。

2 基因操作及果樹育種的技術(shù)途徑

目前，通過(guò)基因編輯對(duì)目標(biāo)性狀基因直接操作育成果樹新品種的案例十分有限；主要是通過(guò)分子標(biāo)記選擇和胚培養(yǎng)等生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，全面提升常規(guī)育種的育種效率[3]。

按照遺傳變異的來(lái)源和機(jī)理，果樹常規(guī)育種主要有雜交育種和芽變選種2 個(gè)途徑。雜交育種主要針對(duì)果樹產(chǎn)業(yè)對(duì)新品種的需求，通過(guò)親本選擇選配和有性雜交及基因的分離、組合、互作與修飾，選育出綜合性狀優(yōu)良、符合育種目標(biāo)、雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)的新品種，具有一次雜交實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)性狀同步改良的突出特點(diǎn)；而果樹芽變選種是優(yōu)中選優(yōu)，具有高效性、重演性、穩(wěn)定性、多樣性、表觀遺傳特性和實(shí)效性等6 個(gè)特點(diǎn)，主要針對(duì)果樹生產(chǎn)上主栽品種在個(gè)別性狀上存在的問(wèn)題，利用重演性和表觀遺傳特性，在主要性狀不改變的前提下，對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行持續(xù)多次改良。因此，雜交育種與芽變選種有機(jī)結(jié)合是解決果樹品種問(wèn)題、培育國(guó)家重大需求品種的有效技術(shù)途徑[2]。

3 我國(guó)1G～5G 蘋果發(fā)展歷程及優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟品種為主品種結(jié)構(gòu)的形成和優(yōu)化

3.1 我國(guó)1G～5G 蘋果發(fā)展歷程

依靠科技進(jìn)步，推動(dòng)我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)由1G 的國(guó)外品種發(fā)展到裝上了“中國(guó)芯”的2G～5G 自主品種，支撐了水果盤子牢牢端在中國(guó)人手中。

3.1.11G 蘋果—啟動(dòng)發(fā)展

美國(guó)傳教士于1871 年把西洋蘋果從美國(guó)引入山東煙臺(tái)，隨后傳播到全國(guó)各地，從此開創(chuàng)了我國(guó)蘋果栽培的新紀(jì)元。多年的戰(zhàn)亂嚴(yán)重影響了蘋果發(fā)展，直到1949 年中華人民共和國(guó)成立之前，我國(guó)蘋果栽培面積仍十分有限，栽培品種主要是來(lái)自美國(guó)的青香蕉、元帥、國(guó)光、金冠、紅玉，以及來(lái)自歐洲的白粉皮、伏花皮等。因此，國(guó)外品種是1G 蘋果的主要特征[4]。

3.1.22G 蘋果—高產(chǎn)高效

中華人民共和國(guó)成立之后，在黨和政府的一系列方針、政策指引下，我國(guó)蘋果生產(chǎn)得到了較好發(fā)展，栽培面積逐年擴(kuò)大，但總體上供不應(yīng)求，屬于高產(chǎn)高效的“產(chǎn)量效益型”。為此，1957 年，西北農(nóng)林科技大學(xué)以豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的金冠作母本，以結(jié)果早、極豐產(chǎn)的雞冠作父本進(jìn)行有性雜交，于1967 年育成了果皮較厚韌、鮮食品質(zhì)一般但早果豐產(chǎn)性極強(qiáng)的蘋果新品種秦冠；秦冠的培育和廣泛應(yīng)用，為那個(gè)年代的農(nóng)民增收和市場(chǎng)供應(yīng)發(fā)揮了積極作用，該品種曾于1988 年獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。因此，自主選育的秦冠等蘋果新品種是2G 蘋果的主要特征[5]。

3.1.33G 蘋果—好看好吃

改革開放以來(lái)，我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了新的歷史時(shí)期；1980 年前后從日本引進(jìn)富士（國(guó)光×元帥）的紅色芽變長(zhǎng)富2 號(hào)等著色系富士（紅富士），其鮮食品質(zhì)（好吃）明顯優(yōu)于青香蕉、國(guó)光和秦冠等晚熟品種，得到了市場(chǎng)和消費(fèi)者的普遍認(rèn)可。針對(duì)長(zhǎng)富2 號(hào)著色差的問(wèn)題，采用持續(xù)多代芽變選種技術(shù)，先后育成了龍富和元富紅等系列易著色、易成花的紅色和短枝芽變新品種，實(shí)現(xiàn)了國(guó)外品種的國(guó)產(chǎn)化。為了進(jìn)一步改善蘋果著色，中央財(cái)政于2005 年設(shè)立了蘋果套袋關(guān)鍵技術(shù)示范補(bǔ)貼項(xiàng)目，良種良法配套進(jìn)一步使紅富士“好看、好吃、好管、好賣”，推動(dòng)了我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。因此，“好看好吃”的自主品種及其配套栽培技術(shù)是3G 蘋果的主要特征[4,6-7]。

3.1.44G 蘋果—好吃好看

多因素疊加導(dǎo)致2016 年山東蘋果出現(xiàn)“賣果難”，主要原因之一就是勞動(dòng)力成本高，即套袋、解袋及清耕除草等勞動(dòng)力成本占蘋果生產(chǎn)成本的80%。套袋和清耕除草不僅增加了勞動(dòng)力成本，而且降低了鮮食品質(zhì)、土壤有機(jī)質(zhì)含量及土壤品質(zhì)。因此，近年來(lái)，圍繞蘋果“好吃”，國(guó)內(nèi)不僅選育出魯麗、秦脆、瑞雪、福星、馨元萃等好吃好看的特色多樣化品種，而且以提升龍富等蘋果紅色芽變品種鮮食品質(zhì)（好吃）的果園生草化、無(wú)袋化、增有機(jī)減化肥、適當(dāng)晚采及優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，已逐漸被廣大果農(nóng)接受并形成共識(shí)。因此，“好吃好看”的自主品種和配套栽培技術(shù)是4G 蘋果的主要特征[8-9]。

3.1.55G 蘋果—營(yíng)養(yǎng)好吃

“藥食同源，吃營(yíng)養(yǎng)，吃健康”已經(jīng)成為人們的共識(shí)。蘋果耐貯性好，供應(yīng)周期長(zhǎng)，果實(shí)含有人體比較容易吸收的游離多酚（類黃酮），營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值高。目前，我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)缺乏高類黃酮（紅肉）蘋果品種。為此，以新疆紅肉蘋果資源的評(píng)價(jià)挖掘和創(chuàng)新利用為重點(diǎn)，2018 年以來(lái)，先后自主育成了易著色免套袋且營(yíng)養(yǎng)好吃的幸紅、福紅、美紅、滿紅等紅肉蘋果新品種，填補(bǔ)了我國(guó)紅肉蘋果品種的空白。因此，營(yíng)養(yǎng)好吃的紅肉蘋果等自主品種是5G蘋果的主要特征[10-11]。

3.2 以優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟品種為主的我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)品種結(jié)構(gòu)的形成

針對(duì)從日本引進(jìn)的長(zhǎng)富2 號(hào)等紅富士品種著色差的問(wèn)題，在山東省農(nóng)業(yè)良種工程和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等科研項(xiàng)目支持下，在幾代專家的共同努力下，揭示了蘋果的表觀遺傳特性及其相關(guān)分子機(jī)理，發(fā)明了基于MYB1啟動(dòng)子甲基化水平檢測(cè)的蘋果持續(xù)多代精準(zhǔn)芽變選種技術(shù)。在晚熟和耐貯性狀始終沒有改變的基礎(chǔ)上，先后育成了龍富和元富紅等系列易著色、易成花的紅色和短枝芽變新品種，形成了龐大的芽變品種群，成為產(chǎn)業(yè)主栽品種，實(shí)現(xiàn)了國(guó)外品種的再創(chuàng)新和國(guó)產(chǎn)化，極大地推動(dòng)了我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。構(gòu)建了以優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟紅富士芽變品種群為主（70%）的我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)品種結(jié)構(gòu)，這也是符合我國(guó)國(guó)情、保障14 億中國(guó)人新鮮蘋果周年供應(yīng)最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑[12-16]。

3.3 我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)品種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整

受國(guó)家耕地政策制約，我國(guó)東部渤海灣和西部黃土高原兩個(gè)蘋果主產(chǎn)區(qū)做增量很困難，進(jìn)一步做好現(xiàn)有存量是關(guān)鍵，即“一優(yōu)三提”，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，提高單產(chǎn)，提高品質(zhì)，提高效益。因此，目前我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)70%是優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟紅富士芽變品種群，雖然為保障14 億中國(guó)人新鮮蘋果的周年供應(yīng)及推動(dòng)農(nóng)民增收作出了積極貢獻(xiàn)，但70%的比率過(guò)高，應(yīng)從70%調(diào)整到50%，留出20%的空間發(fā)展“幸福美滿”紅肉蘋果（新疆紅肉蘋果與龍富和嘎拉等蘋果品種雜交后代）、威海金（金冠實(shí)生后代）、魯麗（藤牧一號(hào)×嘎拉）、秦脆（富士×蜜脆）、瑞雪（秦富1 號(hào)×粉紅女士）、福星（新世界×粉紅女士）、八仙早富（紅將軍短枝型芽變）和馨元萃（信濃黃×津輕）等特色多樣化品種，以滿足市場(chǎng)的多樣化需求，推動(dòng)農(nóng)民持續(xù)增收和鄉(xiāng)村振興。

4 梨的三大特點(diǎn)及我國(guó)梨產(chǎn)業(yè)的品種結(jié)構(gòu)和優(yōu)化調(diào)整

4.1 梨的三大特點(diǎn)

（1）抗鹽樹種。在蘋果、梨、桃、葡萄、棗和杏等北方落葉果樹中，梨是抗鹽堿能力最強(qiáng)的樹種之一。因此，梨是黃河流域高質(zhì)量發(fā)展及鹽堿地高效利用首選的果樹樹種。

（2）大宗果品。梨是我國(guó)落葉果樹的第二大樹種，栽培面積和產(chǎn)量均占世界的60%以上，是保障14 億中國(guó)人優(yōu)質(zhì)水果周年供應(yīng)的大宗果品。

（3）健康果品。梨生津潤(rùn)燥、止咳化痰，是藥食同源的健康果品；在秋燥和春燥感冒易發(fā)生時(shí)節(jié)（10 月至翌年5 月），市場(chǎng)和消費(fèi)者需要更多優(yōu)質(zhì)大梨的穩(wěn)定供應(yīng)。

4.2 我國(guó)梨產(chǎn)業(yè)的品種結(jié)構(gòu)

目前我國(guó)約1/3 的梨主栽品種仍然是碭山酥梨及鴨梨等傳統(tǒng)地方名產(chǎn)品種，不僅果農(nóng)和經(jīng)銷商的盈利空間有限，而且不能滿足高端市場(chǎng)的消費(fèi)需求，嚴(yán)重影響了我國(guó)梨產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展。

4.3 優(yōu)質(zhì)、耐貯、極晚熟、抗氧化梨新品種山農(nóng)酥及我國(guó)梨產(chǎn)業(yè)品種結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整

利用“果樹多種源品質(zhì)育種法”等蘋果育種技術(shù)，以遺傳背景復(fù)雜、含有新疆庫(kù)爾勒香梨血緣的新梨7 號(hào)為母本，以碭山酥梨為父本，歷經(jīng)15 年的初選、復(fù)選和決選，自主育成了優(yōu)質(zhì)、耐貯、極晚熟、抗氧化梨新品種山農(nóng)酥，解決了碭山酥梨等主栽品種晚熟而不優(yōu)質(zhì)的問(wèn)題，已經(jīng)成為更新?lián)Q代品種，受到市場(chǎng)和消費(fèi)者的普遍歡迎，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，經(jīng)濟(jì)效益突出。該品種已在山東聊城、菏澤、濟(jì)南、泰安，以及江蘇、河北和安徽等省推廣0.33 萬(wàn)hm2，成為魯西一帶主栽品種，推動(dòng)了我國(guó)梨產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展，為構(gòu)建以優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟梨新品種為主的中國(guó)梨產(chǎn)業(yè)品種結(jié)構(gòu)，保障14 億中國(guó)人優(yōu)質(zhì)大梨的周年供應(yīng)提供了品種支撐[11,16]。

山農(nóng)酥梨育種案例充分說(shuō)明“果樹多種源品質(zhì)育種法”等蘋果育種技術(shù)具有普適性。