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上海交大引領黃瓜產業更新
來源:科學網 | 作者:gzx10888 | 發布時間: 2016-06-17 | 4598 次瀏覽 | 分享到:


      既是蔬菜又是水果,既可食用又可美容,看似普通的黃瓜,含有多種營養成分,是老百姓餐桌上必不可少的綠色食物。作為世界上黃瓜種植面積最大的國家,我國黃瓜的設施栽培面積正在逐年增大。黃瓜的生產對滿足蔬菜周年供應、提高城鄉人民生活水平、促進農村經濟結構調整具有極其重要的意義。


  隨著生活水平的提高和飲食觀念的改變,人們對蔬菜的要求不僅停留在口感,還要求“高顏值”、污染少。水果黃瓜作為一種新型的菜品,其外表光滑、體型嬌小、口感脆嫩、種子腔很小,因此在國內一面世就受到廣泛關注,迅速成為了市場上較為暢銷的品種。

  十余年攻堅克難 率先培育自主產權黃瓜新品種

  長期以來,華北型品種在國內黃瓜市場占絕對優勢,但其類型單一,瓜把長,多刺瘤,不利于包裝和清洗。“九五”期間,歐洲溫室型光皮水果黃瓜品種伴隨國外溫室技術設備一起引進國內,上海交通大學農業與生物學院植物科學系教授,植物分子育種與種質資源創新學科負責人蔡潤 帶領黃瓜遺傳育種課題組,在90年代末期率先將該類歐洲溫室型水果黃瓜引進上海開始研究。由于果皮光滑,光澤度高,少或沒有刺瘤,果把短等特點,水果黃瓜深受國內消費者的歡迎。然而這些從以色列、荷蘭等國引進的水果黃瓜,每粒種子價格曾經高達約1元人民幣,國內南北氣候和環境的差異導致其種植面積又十分受限,不易普及,因此對自主產權水果黃瓜品種的需求迫切。上海交通大學黃瓜遺傳育種課題組在蔡教授的帶領下,由黃瓜遺傳育種課題組園藝植物分子育種、園藝植物生物技術方向教授潘俊松、從事黃瓜育種工作16年的高級實驗師何歡樂以及課題組碩博研究生組成團隊,從國外引進搜集了800多份歐洲溫室型水果黃瓜材料和國內黃瓜資源,經過連續十幾年的努力,通過雜交組合實驗結合分子標記輔助育種,聚合各種優良性狀,最終選育出了適合國內各地種植的、具有自主產權的水果黃瓜新品種。

  新品種研究期間,一系列挑戰接踵而至。傳統育種容易受環境、生長期和顯隱性的限制,存在技術瓶頸,且傳統育種方法選育新品種的年限較長。另外,蔬菜作物的分子育種研究與主要農作物相比相對滯后,缺乏飽和的遺傳圖,定位性狀少,分子標記輔助育種尚未進入實質性應用。在國家973、863、自然科學基金和上海市農委科委的資助下,課題組開展了黃瓜遺傳圖譜構建、黃瓜重要農藝性狀QTL分析、基因精細定位與克隆、分子標記輔助育種等研究。分子標記輔助育種的優勢在于,不僅能夠在幼苗期選擇到含有目標性狀的單株,縮短育種年限,而且不受環境影響,準確度較高。蔡教授帶領的團隊在傳統育種的基礎上結合分子標記輔助育種,在較短的時間內培育出多個適合國內生產條件的自主產權黃瓜新品種。

  高產高顏少農藥 水果黃瓜不再依賴國外進口

  經十幾年如一日的努力,課題組成功的將控制黃瓜重要農藝性狀的基因,如黃瓜全雌性基因(M)、黃瓜果瘤基因(Tu)、黃瓜果實表皮毛基因(Gl)以及黃瓜抗白粉病基因(pm5.1)等進行精細定位和克隆,并開發出與性狀緊密連鎖的分子標記,應用于黃瓜新品種的選育。

  課題組將常規雜交育種與分子標記輔助育種技術緊密結合,在國內率先構建了黃瓜分子標記育種技術體系,培育出6個溫室專用的‘申綠’系列水果黃瓜品種。‘申綠’系列水果黃瓜年畝產達1.6萬公斤,商品瓜率達95%左右。‘申綠’系列果實長度在10-18cm不等,滿足了不同地區和不同消費者的市場需求,植株全雌性(雌花率100%),果皮光滑無刺瘤,直果性,清脆爽口,并且具有較高的白粉病和霜霉病抗性,減少了農藥的使用,提高了食品安全性,且降低了使用農藥對環境造成的影響。‘申綠’系列黃瓜品種的成功選育,改變了我國水果黃瓜品種依賴進口的被動局面,進一步取代了國外同類品種,促進國內黃瓜產業的品種更新。

  上海的本地黃瓜受到廣大市民的青睞,但在種植過程中,由于上海地區春季溫度低、日照短,植株表現為強雌性,結實率高;但夏季氣溫高、日照長,造成雄花過多,結實率大大降低,需要噴施乙烯利誘導雌花的分化來增加產量,導致了果實品質的降低,同時對環境也會造成一定的影響。上海交通大學黃瓜課題組通過圖位克隆將黃瓜的全雌性基因進行了精細定位和克隆,開發出與黃瓜全雌性性狀共分離的分子標記,并成功應用于上海本地黃瓜的新品種選育中。培育出4個全雌性的華南型‘申雜’系列本地黃瓜新品種,實現了本地黃瓜節節結瓜的育種目標。

  課題組培育出高產、優質、抗病、耐高溫多濕的歐洲型和華南型新品種共10個。這些國產化的黃瓜品種,更適合中國的氣候特點,且植株抗病性強,果實品質好,甚至比國外的黃瓜更好一些;也大大降低了種子的成本價格,有利于全國范圍內的推廣。新的黃瓜品種不僅可以降低國內對外國黃瓜種子的需求量,也充分說明了我國科研成果的進步,凸顯了中國在科學界的權威性。

  助力農戶增收致富 服務社會獲充分肯定

  為了替代國外同類品種,加快國內黃瓜品種更新,針對不同地區的管棚、日光溫室和連棟溫室栽培,新品種配備了相應的種植技術和良種良法。同時,蔡潤教授牽頭開展了新品種新技術示范推廣等一系列工作,通過多種途徑推廣新品種:1)建立新品種轉化網絡,將園藝場和種植大戶的技術人員集中技術培訓,充分發揮示范帶動效應;2)參加種子展銷會,向用戶展示‘申綠’黃瓜;3)與種子公司和園藝場合作,通過示范基地展示新品種;4)與大型種子種苗公司(如上海惠和種業、上海乾德種業、天津德瑞特種業)合作,通過工廠化育苗大量推廣應用新品種。‘申綠’黃瓜為農民增收致富提供了優良品種,促進水果黃瓜品種應用的快速提升,民眾受益,市場反響熱烈,在中國園藝學會黃瓜分會歷年的品種展示中位于同類品種前列。

  寧海綠色城堡基地是交大黃瓜新品種重點示范推廣基地之一,上海交通大學農業與生物學院于2016年1月16日正式簽訂戰略合作協議,交大黃瓜課題組的服務工作也得到進一步發揮。該團隊具有人才、成果和研究開發能力,可提供一定的新技術、新成果、新知識。綠色城堡在上海交通大學農業與生物學院黃瓜研究團隊提供技術支持的條件下,積極配合,其將科研成果運用到實踐當中,同時根據蔡潤教授的指導和安排進行黃瓜相關農業知識的科普與技術推廣,并最大限度的為廣大民眾提供物美價廉的安全農產品。

  2012-2015年期間,新品種黃瓜在新疆、四川、山東、浙江、江蘇、云南、江西、廣東、廣西、上海等地試種推廣,由于抗性、品質與產量突出,廣受農戶好評,累計種植面積30.1萬畝次,產值達20億元,顯著促進種植戶與經營者增收,滿足消費者需求,在農業結構調整中發揮巨大作用。由此先后獲得2002年度上海市科技進步三等獎和2008年度上海市科技進步二等獎。

  課題組帶頭人蔡潤教授不僅擔負教學任務,還積極參加科教興農工作。蔡教授熱衷于科技鉆研,充分運用在國外學到的先進知識,切合實際地開展課題研究。在科技普及和農業生產方面,蔡潤教授也發揮了重要作用,多年來先后到上海市各區縣以及外省市進行科技咨詢,講解農業科技,深受群眾好評。

  蔡潤表示,將進一步改善科研基礎條件,加大科研投入,實現育種技術和方法創新,建成黃瓜高新技術育種平臺,實現生物技術在育種上的規模化應用,選育出滿足市場要求的系列化、多樣化的黃瓜優良新品種,依靠科技創新,推動中國黃瓜良種產業升級。

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