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育种“十年磨一剑” 广东荔枝“闯入”高端市场

2021-09-13 07:02 来源:南方日报 邵一弘

  编者按:种子是农业的“芯片”。一粒种子,关系着中国人的饭碗安全。

  习近平总书记强调,农业现代化,种子是基础,必须把民族种业搞上去,把种源安全提升到关系国家安全的战略高度,集中力量破难题、补短板、强优势、控风险,实现种业科技自立自强、种源自主可控。

  农业大省广东作出了哪些积极探索?如何打好这场翻身仗?近日,广东乡村振兴智库组织开展“乡村振兴深调研”,聚焦“粤种强芯”工程实施推进情况,深入调研重点品种种业发展,以期引发社会关注,集聚力量推动种业高质量发展。即日起,南方日报、南方+客户端推出“乡村振兴深调研·打好种业翻身仗”系列报道,敬请垂注。

  今年暑期,广州市民洪女士在商超发现,以往精品水果区被进口货霸占的情况悄然发生了改变,本地特产荔枝跻身其中。“这种叫仙进奉的荔枝能卖到几十元一斤,以前从没见过。”她说。

  近年来,一批优质荔枝新品种接连涌现,且深受消费者追捧。其中,一种名为“冰荔”的品种,今年的售价达到360元/斤。

  广东优质荔枝进入高端市场的背后,荔枝育种技术发挥了关键作用,一批又一批研究人员接棒奋斗,花费数十年时间,攻克关键技术难题,培育出一批优质荔枝品种。随着荔枝改良接种技术的升级,一批新品种正在陆续推广,成为广大荔农致富的“利器”。

  两代人10年育成仙进奉

  作为岭南四大名果之一,荔枝的品种繁多。近年来,在广州增城,一种名为仙进奉的荔枝不仅深受消费者的喜爱,还推动了增城荔枝的产业化发展。

  仙进奉的背后有着一段艰辛的故事。

  在广东省农科院果树研究所副研究员、仙进奉育种团队成员陈洁珍看来,两代人用10年时间育成仙进奉,这是“非常幸运”的。

  陈洁珍回忆,从2000年前后省农科院果树所副研究员邱燕萍在增城基港村发现仙进奉的母株,到2011年仙进奉获得省级品种审定,育种团队进行了多个不同的实验,证明了新品种与其他品种不同,可以广泛地种植,同时稳定地遗传母株的优良品质。

  10年时间,见证着这一品种的来之不易。

  陈洁珍还记得,在海南进行区域实验时,仙进奉和许多晚熟品种一样出现了水土不服的情况——不开花,不挂果。彼时育种实验已经开展了五六年,大家都有些沮丧。“整个育种过程环环相扣,如果区域实验失败,前期所有的努力都会付诸东流。”陈洁珍说。

  就在团队一筹莫展之际,传来一个好消息:仙进奉在广西、福建、四川等地表现不错——区域实验成功!大家总算松了一口气,继续投入到接下来的生产实验中。

  纵观果树的整个育种过程,一般需要先后进行品种比较实验、区域试验、生产实验等,每个环节都需要花费至少3年时间,加起来通常不少于10年时间。而对许多种业专家来说,一个新品种从育成到改良,花费数十年也不稀奇。

  荔枝新品种冰荔的完成人之一、东莞市农业科学研究中心副研究员马锞回忆,从上世纪90年代发现冰荔母株,到2018年通过省农作物品种审定委员会审定,该品种的培育曾经历换人、断档等多次变动,前后历经了30多年。“第一次尝到冰荔是什么感觉?连我自己都忘记了。”马锞说。

  在多位荔枝专家看来,漫长的育种时间似乎只是自然规律的一部分,“卡脖子”的地方在于育种技术。以陈洁珍为代表的研究人员感觉到,传统的杂交育种正走向极限,未来的许多问题靠走老路恐难以解决。

  比如,3—4月上市的早熟荔枝品种,往往口味偏淡、核大肉少、品质不佳,优质品种成熟时间集中在5月到7月的50天内。省农科院果树所等机构先后用早熟品种三月红和高品质品种桂味、糯米糍杂交培育出了几十株材料,但至今尚未培育出既早熟、又好吃的品种。

  “这意味着荔枝的晚熟和高品质之间,可能存在‘基因链接’。”陈洁珍说,这一现象在植物育种中很常见,两个性状由同一组“开关”控制。要打破“基因链接”,必须要有基因技术支撑,这也是许多科研工作者正在攻关的方向。其中,仙进奉的育种完成人之一、省农科院果树所荔枝栽培生理研究室主任向旭带来了解决方案。

  新技术可缩短5年育种时间

  走进向旭的实验室,映入眼帘的并不是枝条和土壤,而是数套复杂的电子设备,科研人员正将提取物注入试剂,以提取DNA进行分析,这套被称为“荔枝分子标记辅助育种”的技术正逐步走向成熟。

  向旭介绍,该技术的初步设想源于21世纪初。当时,他在美国考察时发现,柑橘的育种已经用上了分子技术,柑橘何时成熟、偏甜偏酸等性状都可以由基因控制,该技术能大大缩短育种时间,提升效率。

  “它能不能用到荔枝上呢?”抱着这样的想法,向旭准备借鉴相关技术发展荔枝育种,但项目刚一开始就遇到了阻力。

  彼时,荔枝“同名异物”“同物异名”的现象十分严重。比如,虽然仙进奉母株的树龄超过100年,但在邱艳萍发现之前,村民只认为树上长的是糯米糍,混在一起售卖。此外,荔枝栽种的范围远远小于柑橘、香蕉、葡萄等水果,进行相关研究的科研团队非常少。

  这由此带来了两个问题。一方面,荔枝基因复杂,分析哪个基因控制哪个性状,需要大量的样本,而当时全国上下没有大规模的数据支持;另一方面,大量的样本需要分析,样本的来源和品种却说不清楚,这给基因分离带来了额外的工作量。

  一个个问题需要先后攻关,这成了向旭这十余年来的工作。其间,省农科院大院里的国家果树种质广州荔枝圃发挥了重要作用。陈洁珍介绍,2008年至今,省农科院果树研究所已经利用保存的荔枝树种繁育了50万株直生后代,为分子标记技术提供了700多个DNA片段。这些片段信息清晰,大大减轻了荔枝基因图谱建设的压力。

  与此同时,向旭团队陆续攻克了荔枝遗传物质提取和检测分析等技术难关,最终成功研发出了荔枝分子标记辅助育种技术。向旭介绍,该技术可对特定性状进行分子标记,科研人员无需等到荔枝树挂果,只需从树中提取DNA,即可分析杂交育种情况。

  “通过应用该技术,杂交育种的周期可缩短5年左右。”向旭说,荔枝的基因图谱好比一本“辞典”,现在解决的是编纂方法,还缺丰富的词条量。要完成“辞典”编写,走向应用,还需要更多样本的支持。比如,果核的大小是决定荔枝售价的关键因素,但这项被学界称为“焦核率”的指标,尚处于“知其然而不知其所以然”的阶段。

  近年来,陆续有团队与向旭合作,提供更多野生荔枝材料进行分析鉴定。12年来,国家果树种质广州荔枝圃繁育的直生后代陆续开花,专家也在其中发现了有价值的材料。未来,这些材料将为充实荔枝基因库发挥重要作用。

  高接换种技术助力改良品种推广

  当前,丰收的喜悦过后,荔枝进入了采后管理的重要时期,各个荔枝研究团队马不停蹄,开始指导荔枝秋梢期的管理。

  对于荔枝而言,不同品种的管理方式截然不同的情况十分常见。省农科院果树所的荔枝优质品种介绍手册介绍了20多种荔枝品种的栽培方法,其中仅施肥就有五六种不同的技术。

  荔枝育种专家表示,由于栽培技术不一,加上担心新品种的市场表现,不少果农不愿改种,这是新品种推广遇到的最大阻力。在十多种新品种中,育成之后迅速推广到万亩级种植面积的,仅仙进奉、井岗红糯等寥寥数种。“培养出新品种却没人种植,对科研团队是不小的打击。”陈洁珍说。

  一边是新品种推广困难重重;另一边却是老品种被撂荒,滋生虫害。“病虫害很容易从抛荒的荔枝树传染到荔枝林中,给管理带来了很大的麻烦。”茂名电白水东镇果农杨华欢颇为苦恼。

  向旭分析,多年以来,品质一般的荔枝品种由于竞争力弱,价格不断下降,导致不少荔枝林被撂荒。据他估算,省内因类似原因撂荒的荔枝林面积可能达到50万亩。

  而高接换种技术的成熟,为荔枝迅速改良品种提供了全新思路。通过高接换种,原本廉价而被抛荒的黑叶等品种有望改造成桂味、冰荔等贵价品种。“若水肥条件好、管理得当,荔枝在高接换种的次年即可挂果,投产时间比传统嫁接苗提早3年以上。”向旭说。

  相关的技术工作已在广东推开。当下,向旭正在全省各地指导高接换种。马锞介绍,现在茂名、湛江等地也出现了冰荔的身影。然而,高接换种技术施行难度大,成本亦较高,目前个体农户的积极性尚未完全被激发出来。

  对此,向旭建议通过合作社的运作,对技术标准、施肥、喷药、修剪、采收、包装销售等方面进行规范,以发挥示范带动作用。省农业农村厅亦已出台《广东荔枝产业高质量发展三年行动计划(2021—2023年)》,计划用3年时间改造低效果园100万亩,同时发展多种林下经济,开展立体种养,增加果农收入。

  ■智库观察

  培育适合深加工品种

  有助破解售期短难题

  广东荔枝产量位居全球第一,对于180万从业者来说,既是欢喜,也是烦恼。欢喜的是荔枝带来的上百亿元收入,烦恼的则是荔枝集中上市带来的销售问题。

  目前,优质荔枝品种的成熟时间集中在5月底至7月初约50天时间,集中上市叠加不耐储运,让荔枝的销售期呈现密集而短暂的特征。

  近年来,水果市场的整体变化,让荔枝熟期短暂的劣势更为凸显。过去,6月是荔枝的绝对“主场”,现在情况已悄然变化。以前中秋前后上市的柑橘,现在可以全年供应;葡萄、苹果等秋季水果的熟期提前,进一步挤压荔枝的市场空间。

  相比之下,同为无患子科植物的龙眼上市时间也短,其销售压力却远小于荔枝,其中重要原因之一正是龙眼拥有成熟完善的加工体系。

  因此,培育专用于加工的荔枝新品种,是育种研究的全新方向,而这也需要种业新技术的加持,以更好地控制优质性状,加快育种进度。在此基础上,未来加工的高品质荔枝干、荔枝酒,甚至荔枝制成的药物、保健品,若能打开市场,将给荔枝大年的销售问题带来全新的解决方案。

  策划统筹:王溪勇 黄应来

  南方日报记者 邵一弘

  出品:广东乡村振兴智库

编辑:何柏梅
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