富士、金冠、元帥……蘋(píng)果可以按圖“尋親”了
發(fā)布人：中國(guó)科學(xué)報(bào)
時(shí)間：2021-05-11
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古今中外，很多有趣的故事發(fā)生在蘋(píng)果身上。在我國(guó)，蘋(píng)果是主要栽培果樹(shù)樹(shù)種之一，其面積和產(chǎn)量均居世界首位。蘋(píng)果也是一個(gè)“大家族”。經(jīng)過(guò)人們的長(zhǎng)期栽培和選育，蘋(píng)果擁有豐富的品種資源和變異類(lèi)型。
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)蘋(píng)果創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成的《我國(guó)育成蘋(píng)果品種的系譜分析及其育種啟示》論文近期在《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)》發(fā)表。這項(xiàng)研究全面總結(jié)新中國(guó)成立70多年來(lái)我國(guó)蘋(píng)果的育種成果，繪制了我國(guó)育成蘋(píng)果品種的系譜圖，為蘋(píng)果尋找親緣關(guān)系和遺傳脈絡(luò)提供了指南。
系譜分析是基礎(chǔ)性工作
“秦脆”“秦蜜”“瑞雪”“華碩”……隨著品種選育理論與技術(shù)的進(jìn)步，蘋(píng)果新品種不斷涌現(xiàn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，新中國(guó)成立以來(lái)我國(guó)選育蘋(píng)果品種300余個(gè)，但其系譜研究較少。
所謂系譜分析，是對(duì)育成品種的親本組成、親本選配特點(diǎn)、親緣關(guān)系以及某些目標(biāo)性狀在上下代的遺傳傳遞脈絡(luò)進(jìn)行分析，繪制以親本育成品種為主要品種的系譜圖。
“系譜分析是一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)性工作，能夠簡(jiǎn)便有效地闡明育成品種的整體遺傳基礎(chǔ)。”論文通訊作者、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院副教授白團(tuán)輝接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示。
系譜分析研究，能讓人們對(duì)我國(guó)育成的蘋(píng)果品種有較為系統(tǒng)和全面的了解，為今后制訂蘋(píng)果育種計(jì)劃和親本的選配提供有益借鑒，具有重要參考價(jià)值和實(shí)際意義。
追蹤骨干親本、揭示品種來(lái)源及演化、洞悉育種親本組成及選配規(guī)律，蘋(píng)果創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)全面調(diào)查研究了我國(guó)育成的273個(gè)蘋(píng)果品種及其系譜來(lái)源。
研究發(fā)現(xiàn)，按蘋(píng)果選育途徑進(jìn)行分析，273個(gè)品種中，通過(guò)常規(guī)雜交選育的有145個(gè)、芽變選育111個(gè)、實(shí)生選育15個(gè)、誘變選育2個(gè)；親本來(lái)源明確的有262個(gè)，來(lái)源不明的11個(gè)。
按蘋(píng)果成熟期進(jìn)行分析，則有早熟品種67個(gè)、中熟品種90個(gè)、晚熟品種116個(gè)。
“早熟和中熟期品種主要通過(guò)雜交方式選育，晚熟品種主要通過(guò)芽變和雜交方式選育?！闭撐牡谝蛔髡?、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授宋尚偉介紹。
根據(jù)果皮顏色將蘋(píng)果分為紅皮、黃皮、綠皮，紅皮蘋(píng)果品種最多，有240個(gè)，其次是綠皮品種19個(gè)，黃皮品種14個(gè)；單果重方面，大果（≥200克）品種有156個(gè)，中果品種97個(gè)，小果品種僅有20個(gè)。
龐大的蘋(píng)果“家族”
這么多蘋(píng)果品種，它們之間到底有怎樣的“親戚關(guān)系”？
白團(tuán)輝介紹，“我國(guó)蘋(píng)果的親本選配以國(guó)外材料為主。130個(gè)（92.19%）蘋(píng)果品種具有國(guó)外親本血緣，主要來(lái)自美國(guó)（60個(gè)，占42.55%），且主要作為母本（46個(gè)，36.20%）；其次來(lái)自日本（26個(gè)，占18.44%），且主要作為父本（22個(gè)，占15.60%）?！?/span>
其中，美國(guó)的“金冠”和“元帥”、日本的“富士”在我國(guó)蘋(píng)果雜交育種中發(fā)揮重要作用。
如“金冠”ד富士”育成的“華冠”蘋(píng)果是具有早果、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)、綜合性狀優(yōu)良等特點(diǎn)的中晚熟品種。
研究發(fā)現(xiàn)，雙親中以外國(guó)品種×外國(guó)品種組配為主（82個(gè)，占58.16%），其次是外國(guó)品種×中國(guó)品種和中國(guó)品種×外國(guó)品種，而雙親均為我國(guó)材料育成的蘋(píng)果品種僅有11個(gè)，占7.8%。
“骨干親本是指在育種中起骨干作用、衍生的推廣品種數(shù)目多、對(duì)生產(chǎn)貢獻(xiàn)較大的育種材料。一般將利用次數(shù)多于10次的育種材料定義為骨干親本?！?/span>
宋尚偉介紹，“我們發(fā)現(xiàn)，‘富士’‘金冠’‘元帥’和‘嘎拉’作為親本分別衍生了107、65、41和24個(gè)蘋(píng)果品種，是我國(guó)蘋(píng)果育種中最主要的骨干親本?！?/span>
“富士”之所以成為“大哥大”，與其優(yōu)良性狀有著直接關(guān)系。“耐貯藏，10月中旬成熟，低溫下可儲(chǔ)存至次年10月份；果型美觀、脆甜，風(fēng)味濃郁，深受消費(fèi)者喜愛(ài)；易芽變。”白團(tuán)輝說(shuō)。
以“富士”為親本育成了35個(gè)一代品種，這些品種作為親本又衍生出69個(gè)第二代至多代品種，由此構(gòu)成“富士”及其育成品種系譜。
蘋(píng)果育種效率有待提高
該研究指出，我國(guó)蘋(píng)果遺傳改良與品種選育研究取得長(zhǎng)足進(jìn)展，育成了一大批優(yōu)質(zhì)、抗病、豐產(chǎn)的蘋(píng)果新品種，但仍有諸多問(wèn)題——選育的品種雖多，但綜合性狀優(yōu)良且廣泛栽培的品種少；鮮食品種多，加工型品種少；紅皮品種多，非紅皮品種較少；晚熟品種多，早熟品種少；大果品種多，小果品種少。
“隨著蘋(píng)果育種目標(biāo)和市場(chǎng)需求的進(jìn)一步提高與多樣化，我國(guó)蘋(píng)果品種遺傳基礎(chǔ)仍有待進(jìn)一步拓寬，特別是應(yīng)挖掘更多的優(yōu)質(zhì)、抗病、抗旱、耐寒、紅肉、小果等優(yōu)異資源?！卑讏F(tuán)輝說(shuō)。
面對(duì)我國(guó)蘋(píng)果種質(zhì)資源豐富但育種利用率較低的現(xiàn)狀，他們建議，如可利用“秦冠”做親本選育豐產(chǎn)性和抗性好的蘋(píng)果品種，利用“華碩”“伏翠”“泰山早霞”做親本選育早熟蘋(píng)果品種，利用“寒富”做親本選育抗寒蘋(píng)果品種，利用新疆的“紅肉果”和“紫紅1號(hào)”做親本選育高類(lèi)黃酮紅肉蘋(píng)果等。
此外，我國(guó)蘋(píng)果育種以常規(guī)雜交育種、芽變選種等為主，分子標(biāo)記輔助育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和誘變育種等育種技術(shù)應(yīng)用較少。
研究認(rèn)為，迫切需要開(kāi)展常規(guī)育種和現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合的育種手段。
“在現(xiàn)代生物技術(shù)育種方面，建立蘋(píng)果基因組大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，開(kāi)發(fā)實(shí)用型分子標(biāo)記，對(duì)雜交后代進(jìn)行早期輔助選擇。同時(shí)，根據(jù)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，通過(guò)基因轉(zhuǎn)移等手段對(duì)現(xiàn)有優(yōu)良品種進(jìn)行定向改良，獲得綜合性狀優(yōu)良的蘋(píng)果新品種?！卑讏F(tuán)輝說(shuō)。
蘋(píng)果尋親有了“圖”，今后利用全基因組序列信息解析骨干親本優(yōu)良性狀的遺傳規(guī)律和特異位點(diǎn)，將為其再添技術(shù)支持。
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