公 示

2020-05-06 13:50:36
作者:

一、申报奖项种类:(科研类、科普类、创新团队类)

科研类

二、成果(团队)名称:

苹果自花结实性种质资源评价、创制及应用

三、主要完成人:

李天忠,刘志,宋国柱,吕天星,姜峰,李宏建,王冬梅,宋哲,杨锋,闫忠业,姜孝军,黄金凤,王颖达

四、主要完成单位:

中国农业大学,辽宁省果树科学研究所,辽宁省绿色农业技术中心

五、成果(团队)简介(1600字以内,可公开):

果树产业是国家构建现代农业产业体系和乡村振兴总体战略的重要组成部分。苹果是我国第 一大水果,年净利润1200亿元左右,在我国果树产业中占有重要地位,是农民脱贫致富的支柱型产业。苹果一般自花授粉不能结实(自交不亲和性),因此,生产上必须严格配置授粉品种,依靠野生访花昆虫授粉。项目之初,世界上苹果自花结实性理论研究仍处初级阶段,尚不足以指导生产上授粉品种的科学配置,导致坐果少、偏斜果多,损失巨大;而且租用或人工饲养蜂类和人工授粉成本高,生产比较效益低;缺乏评价和创制自花结实性品种(种植单一品种即可正常生产)的有效方法,不能从根本上解决我国每年40亿元以上授粉成本和损失问题。为此,中国农业大学与辽宁省果树科学研究所、辽宁省绿色农业技术中心合作,自1997年起,针对上述瓶颈问题,持续近二十年攻关,取得如下创新成果:

1.构建了基于S基因型的苹果授粉品种亲和性选配数据库。为解决苹果产业上因缺乏授粉品种亲和性选配科学依据而导致坐果少、产量低、效益差的问题,本项目首次在苹果上通过多步层析结合培养花粉验证功能的方法,确定苹果花柱自交不亲和性控制蛋白为S-RNase,并系统揭示了苹果花柱S-RNase抑制花粉萌发与生长的自交不亲和反应机制及调控网络。进而克隆获得13个新的S单元型基因,并研发出S基因型快速鉴定技术,明确了S基因型与授粉亲和性的决定性关系,以之为基础创建了包含1000余份资源的中、英、日文苹果S基因型数据库(http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~hort/apple/ch/),具有检索品种间授粉亲和性功能,支撑我国乃至世界苹果授粉品种选择,并为自花结实性种质创新提供理论基础。仅辽宁就有超过95%新植果园应用该数据库配置授粉树,坐果率提高30%,优质果率提高10.7%。

2.建立了苹果自花结实性种质资源综合评价技术。为更大程度上解决我国苹果每年授粉成本高、劳动强度大等问题,项目组提出“果园只栽种单一自花结实性品种,不配置授粉树即可正常生产”的产业策略。为此,本项目建立了苹果自花结实性综合评价技术,用于苹果自花结实性种质资源筛选与创新。从100余份苹果主栽品种中评价出4份自花结实性强的特异种质,并明确了其可能的变异类型,确定自花结实性遗传力指数。以上述自花结实性特异种质为亲本,与自交不亲和性的优良品种杂交,从中选育出95份自花结实性优良新种质,扩大了可用于育种的亲本选择范围,提高了自花结实性育种的可预见性,支撑了苹果自花结实性育种。

3.创制出自花结实性强且综合性状优良的新品种。为快速选育出自花结实性强且综合性状优良的苹果新品种,本项目设计15个杂交组合,建立了“杂交种子温室提早播种-幼苗冷棚抚育延长生育期-翌年春取顶嫁接矮化中间砧木”的苹果杂交育种缩短童期技术,缩短育种周期4~5年,即第1年延长生长期70天,生长量增加1倍左右;第2年苗木总节位数达到165个左右,突破童期;第3年杂交后代开花株率即可达50%;第4年开花株率达95%。并开发出苹果斑点落叶病抗性SNP分子标记,鉴定了2000余株杂交后代苹果斑点落叶病抗性,准确率达100%。利用上述2项技术结合自花结实性综合评价技术与果实品质评价,快速选育出‘岳艳’、‘岳冠’和‘岳华’3个自花结实性强且综合性状优良的新品种。该系列品种自花结实率分别为83%、30%和68%,在优质大苹果栽培北界的寒冷地区栽种表现良好,耐-30℃低温、抗斑点落叶病、抗轮纹病、丰产性好、品质佳,综合性状优良。目前已在辽宁、河北、江苏等省示范推广,特别是在辽宁近年新植苹果中约占80%。同时,建立了自花结实性苹果花果保障技术,显著增加了果实商品性。

项目备案并审定苹果新品种3个;登录新基因13个;授权专利6项;编写书籍1部;发表相关论文75篇,其中The Plant Cell等SCI刊源论文21篇。项目技术成熟,应用推广191.15万亩,两年累计提供常年从业岗位38.1万个,为果农提供优质苗木415万株,获社会经济效益53.4亿元。部分成果获中国园艺学会华耐科技奖特等奖。


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