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[苹果品种] 我国苹果育种研究现状及展望

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小红帽123 发表于 2018-11-30 14:59:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    摘要:截至目前,我国已先后育出苹果品种300余个,然而在苹果生产上能作为主栽品种的屈指可数。据不完全统计,共有40余个科研机构曾从事过苹果育种工作,但长期从事苹果育种研究且有一定规模的机构仅20个。全国苹果育种协作组自2004年成立以来,对我国苹果育种工作起到了巨大推动作用,近10年,通过定期开展问卷调查、查阅相关文献等方式,从品种选育、研究单位、相关项目开展等方面跟踪了解我国苹果育种工作进展。本文概述了近年来我国苹果新品种选育及相关工作开展情况,并在此基础上,梳理了我国苹果育种工作中存在的若干问题,并提出相应建议,以供参考。
    苹果作为最受欢迎的大众水果之一,最初主要分布于欧洲、亚洲和北美洲,经过近2000年的驯化和品种培育,现五大洲均有苹果栽培。据《世界苹果回顾 2017》统计数据显示,2012—2014年,苹果占世界水果12.26%的份额,仅次于香蕉(16.70%)和柑橘(17.66%)。
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    近年来,我国苹果产业发展迅速,苹果栽培面积和栽培区域逐步稳定和集中,产量稳步增长,我国已成为世界上最大的苹果生产国,据2016年统计数据显示,我国苹果栽培面积和产量分别达到246.69万hm2和4388.23万t,居世界首位。
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    优良品种是影响苹果产业发展的核心要素,苹果育种研究也是苹果生产中最基本、最重要的环节。当前,国际上已成功培育出一些栽培面积较大的世界性品种,同时在育种技术上不断创新,由单一的实生选种、杂交育种和芽变选种发展为常规育种和分子辅助育种相结合的方式。近年来,我国苹果育种研究取得了长足发展,选育新品种数量逐年增加,初选、复选优系不断涌现,各育种单位获得了稳定支持的项目及经费,也初步形成梯队组成合理的人员队伍。根据已有调查数据,笔者从以下几个方面介绍了我国苹果育种研究现状,并在此基础上,梳理出我国苹果育种工作中存在的若干问题,并提出相应的建议。
    苹果新品种选育情况
    我国自20世纪50年代开展有计划的杂交育种工作,已选育300余个苹果品种,但当前我国苹果主栽品种多数被国外品种所垄断,已育成品种中缺少世界性品种。全国苹果育种协作组自2004年成立以来,对我国苹果育种工作起到了巨大的推动作用,育种工作也取得了显著的成效。2008年苹果产业技术体系成立,对全国育种工作进行系统规划和整体分工布局,苹果育种研究更趋科学合理,育种效率大大提高。针对国内开展苹果资源与育种研究的相关单位,笔者通过定期问卷调查及查阅相关文献等方式,了解各单位新品种选育、杂交后代培养等相关信息。
    统计数据显示,近10年(2008—2017年)我国共选育登记苹果新品种110余个(其中砧木14个);近5年(2013—2017年)共选育出苹果新品种44个,包括11个芽变选育品种,25个常规杂交选育品种,以及8个砧木品种(表1)。
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    11个芽变新品种中,富士系芽变包括冀红、美乐、烟富7号、延长红、响富、国庆红、神富6号等7个品种。25个常规选育的新品种中,以富士系为亲本的品种共12个,金冠系为亲本的品种共4个,嘎拉为亲本的品种共3个。
    育种单位及杂交育种开展情况
    据调查统计,有40多个科研院所和大专院校曾经从事过苹果育种研究,但是专门从事苹果育种工作的人员不多,大多数都是兼职参与,人员流动性很大。其中长期从事苹果育种研究且有一定规模的包括中国农业科学院果树研究所、中国农业科学院郑州果树研究所、辽宁省果树科学研究所、山东省果树研究所、西北农林科技大学、河北省农林科学院昌黎果树研究所、山西省农业科学院果树研究所、烟台现代果业科学研究院等18个育种机构。建国以来,我国先后育出苹果品种300余个,但这些品种在生产上广泛应用的屈指可数,其中有品种本身适应性的因素,同时也没有对新品种进行系统的研究,特别是新品种在不同生态地区的适应性和相应的配套栽培技术、果实贮藏性及市场开拓等方面的研究,从而影响了新品种的推广。
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华红
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华月
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华苹
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华庆
    以上为近年来中国农业科学院果树研究所选育的4个苹果品种。
    近年来,由于育种项目经费的稳定支持,各育种单位开展了大量的杂交育种工作,培育了大量的育种材料。据苹果育种协作组2017年统计数据显示,中国农业科学院果树研究所、辽宁省果树科学研究所、西北农林科技大学、中国农业科学院郑州果树研究所、河北省农林科学院昌黎果树研究所、吉林省农业科学院果树研究所、河北省农林科学院石家庄果树研究所、山东省烟台市农业科学研究院、中国农业大学、山东省果树研究所、青岛农业大学、青岛市农业科学院、黑龙江省农业科学院牡丹江分院、河北农业大学园艺学院、四川省农业科学院园艺研究所、北京农学院、山东农业大学、山西省农业科学院果树研究所、商丘市农林科学院、甘肃省农业科学院林果花卉研究所、烟台现代果业科学研究院等20个育种单位,2013年以来共保存800余个组合苹果杂种实生苗38.5万株,与2008年调查统计的450个组合、32.5万株相比,杂交苗保存数增长约18.5%。
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    各单位配置杂交组合时利用的杂交亲本主要包括富士系、嘎拉系、秦冠、金冠、寒富、蜜脆、金红、粉红女士等。近年来各单位选育的优系、新品种也常作为杂交亲本。
    我国苹果育种研究存在的主要问题
    近年来,我国苹果育种研究取得了一定成绩,育成了近百个苹果新品种,但是总体上看,我国苹果育种研究核心竞争力仍不足,达不到苹果产业发展的要求,且主栽苹果品种多引自国外,缺少世界性品种。随着全球化、市场化农业产业发展以及贸易一体化格局的逐渐形成、农村产业结构不断调整和优化,我国苹果育种研究正面临着严峻的挑战。具体从以下几个方面进行分析。
    1.评价体系不健全,缺少后续的市场评价及调研,品种区试开展得也不够深入
    多数育种发达国家已将消费者的评价作为品种发展方向的决定性因素,相关评价数据对一些世界性品种的推广尤为重要。我国苹果育种工作普遍缺少科学、完善的市场评价和调研,多数决选系在申请审定前均未组织过系统的市场调研,缺少消费者评价信息。新品种推广呈现“各自为战”,某些品种释放后短时间便被市场淘汰。
    除了消费者评价,开展品种区试工作也极为重要。我国很多自育品种未得到大面积推广,多是因为缺少区域测试评价以及配套栽培技术的研发。自国家苹果产业技术体系成立后,各育种单位开始加强新品种区试及示范推广工作,但与国外果树育种发达国家相比,仍存在较大差距。
    2.分工协作不够密切,缺少大型的联合育种项目
    欧美苹果产业发达国家高度重视新品种的选育与开发,连续制定了大型的联合育种项目。美国自1945年起,Purdue、Rutgers和Illinois 3所大学组成“PRI联合苹果育种计划”开展抗黑星病苹果品种选育。2009年又启动了蔷薇科植物分子标记辅助育种(RosBREED),项目由12个核心育种项目构成,其中3个苹果育种项目分别由华盛顿州立大学、康奈尔大学和明尼苏达大学来完成。欧盟自2011年启动的果树育种学(Fruit Breedomics)项目,被欧盟委员会列为欧盟第七框架项目,由24个单位参与完成。
    针对国内苹果育种研究仍缺少战略性联合育种计划的现状,2004年我国成立了全国苹果育种协作组。2007年开始,我国设立了包括苹果在内的产业技术体系,逐步建立了稳定的育种团队。但苹果联合育种的协作机制尚未形成,各单位重复性工作较多,所做的杂交苗多数有量无质,急需出台大型的联合育种计划。
    3.研究不够深入,分子生物学研究缺少突破性进展,研究目标与生产实践结合不紧密
    当前,随着苹果基因组测序的完成,苹果分子生物学研究进展迅速。分子辅助选择技术逐步应用到苹果育种之中,以期缩短育种周期,提高育种效率。发达国家更注重重要性状基因的研究,开发新的等位基因,挖掘与重要优良农艺性状紧密连锁的分子标记,筛选实用性分子标记,加快育种早期选择步伐。欧美等国从2009年以来,通过RosBREED、Fruit Breedomics等联合育种项目的启动,成功将分子辅助育种技术应用于苹果育种实践当中,目前已应用研发的SNP取代传统的SSR标记,建立了农艺性状相关的全基因组选择分析平台,开展了包括抗旱、抗寒、抗病(火疫病、腐烂病)及其他品质性状(酸度、多酚、红肉)的鉴定评价研究,获得了多个性状的连锁标记。德国通过早花基因转基因技术,已实现将传统完成1代育种周期的8~10年缩短为1年,极大地加快了育种进程。
    与欧美等育种发达国家相比,我国在苹果分子辅助育种技术方面虽然也挖掘了一些分子标记,但多数标记尚不能应用于苹果杂交群体的预先选择,分子标记辅助育种还需进一步完善。目前,我国各苹果育种单位杂交苗保存量近40万株,急需开发实用分子标记,针对庞大的杂交群体开展目标性状的预先选择研究,以减轻育种者负担。
    4.育种工作的传承性和延续性较差
    苹果育种目标一旦确定,往往需要几代人艰苦卓绝的努力,才能取得较好的成绩。而我国的育种目标和育种工作往往会因为资金、人员、育种单位的变动而受到很大的影响。育种的材料保管、性状评价、数据记录很难按照科学规范的标准执行,档案资料杂乱,可参考性、延续性差,极大影响了育种工作的传承和延续。
    展望
    优良品种是优质生产的重要保障,进入21世纪,我国苹果产业发展正面临前所未有的严峻挑战,市场上栽培的自育苹果品种数量约占25%,但产量构成上仅占10%,缺少综合性状优异的自育新品种。为争取苹果产业发展的“话语权”,欧美、新西兰、日本等国外育种发达国家已将发展世界性苹果新品种、提高果实品质作为增强市场竞争力和推动产业可持续发展的重要手段。综合考虑苹果育种研究中存在的问题,我国在规范育种目标、提高育种效率、加强品种推广等方面均需进一步强化,以提升我国苹果育种科技的竞争力和国际地位。
    1.育种目标
    育种目标的设定需综合考虑消费者、生产者、经营者以及环境等多方面因素,包括不同熟期及功能性品种的选育,可满足消费者对果品多样化以及营养需求的不断增长;低成本、免套袋、易管理等新品种的培育,符合国家提出的“乡村振兴战略”需求;新品种一致性、周年均衡供应、产品货架期等因素影响经营者的效益;优质多抗苹果新品种的选育,对于深入贯彻国家“供给侧”改革关于“劳动力、土地、资本、创新”等四大要素的发展要求,响应中央“绿色”发展理念,加快美丽乡村建设步伐具有重要的战略意义。
    2.育种技术
    与果树育种发达国家相比,我国苹果育种多以常规的杂交育种、芽变选种等为主,分子辅助育种技术应用较少,而针对重要目标性状基因挖掘不够,育种效率普遍较低,严重制约优异苹果新品种的选育进程。迫切需要开展苹果分子辅助育种相关技术研究,加强高效分子辅助育种技术的联合攻关,建立苹果基因组大数据分析平台,开发实用分子标记,进而有效缩短育种周期,培育综合性状优良的自育苹果新品种,提升我国苹果产业的国际竞争力。
    3.推广方式
    为保护育种者权益,果树育种发达国家多利用“俱乐部”的方式,通过植物新品种保护权的申请、新品种专营权的转让以及注册经营商标等程序,完成苹果新品种的商业化运作,有效维护了育种者的利益。如国际苗圃协会(AIGN)是以经销粉红女士著称,会员遍布全球。“俱乐部”运营模式值得我国育种单位借鉴。
    近几年,我国在苹果新品种推广模式上也实现了一定突破,如青岛农业大学福丽苹果品种权的成功转让,西北农林科技大学“瑞阳、瑞雪苹果推广联盟”的首次成立,为其他果树育种单位提供了很好的参考模式。
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福丽
    为了使苹果新品种尽快实现健康、有序的推广应用,加快成果转化,我国各育种单位均需加强新品种的推广工作,探索出适合我国果树新品种推广开发和品种产权保护的新路子。同时希望政府层面可以制定出更完善、严格的品种产权的立法制度,保护育种单位或产权单位的权益,激励大公司、大企业投入到育种工作中。

摘编自《中国果树》2018年第6期“我国苹果育种研究现状及展望”(丛佩华,张彩霞,韩晓蕾等)
(来源:中国果树)
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精彩评论3

富贵, 园主认证 发表于 2018-12-6 12:08:52 来自手机 | 显示全部楼层
现在的苹果品种太杂乱,让大多数果农无法选择,甚至有的一品多名
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王轩民 园主认证 发表于 2018-12-4 20:25:31 来自手机 | 显示全部楼层
学习了,让更好的新品种快点走进大田,拿到人的口里  甜在每个人的心里
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前程似锦闫 发表于 3 小时前 来自手机 | 显示全部楼层
品种很重要
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