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(yǎng)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(shè)施栽培面積正在逐年增大。黃瓜的生產(chǎn)對滿足蔬菜周年供應(yīng)、提高城鄉(xiāng)人民生活水平、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)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(nèi)一面世就受到廣泛關(guān)注,迅速成為了市場上較為暢銷的品種。
十余年攻堅(jiān)克難 率先培育自主產(chǎn)權(quán)黃瓜新品種
長期以來,華北型品種在國內(nèi)黃瓜市場占絕對優(yōu)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(shù)設(shè)備一起引進(jìn)國內(nèi),上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院植物科學(xué)系教授,植物分子育種與種質(zhì)資源創(chuàng)新學(xué)科負(fù)責(zé)人蔡潤 帶領(lǐng)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(jìn)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(diǎn),水果黃瓜深受國內(nèi)消費(fèi)者的歡迎。然而這些從以色列、荷蘭等國引進(jìn)的水果黃瓜,每粒種子價(jià)格曾經(jīng)高達(dá)約1元人民幣,國內(nèi)南北氣候和環(huán)境的差異導(dǎo)致其種植面積又十分受限,不易普及,因此對自主產(chǎn)權(quán)水果黃瓜品種的需求迫切。上海交通大學(xué)黃瓜遺傳育種課題組在蔡教授的帶領(lǐng)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(shù)方向教授潘俊松、從事黃瓜育種工作16年的高級實(shí)驗(yàn)師何歡樂以及課題組碩博研究生組成團(tuán)隊(duì),從國外引進(jìn)搜集了800多份歐洲溫室型水果黃瓜材料和國內(nèi)黃瓜資源,經(jīng)過連續(xù)十幾年的努力,通過雜交組合實(shí)驗(yàn)結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種,聚合各種優(yōu)良性狀,最終選育出了適合國內(nèi)各地種植的、具有自主產(chǎn)權(quán)的水果黃瓜新品種。
新品種研究期間,一系列挑戰(zhàn)接踵而至。傳統(tǒng)育種容易受環(huán)境、生長期和顯隱性的限制,存在技術(shù)瓶頸,且傳統(tǒng)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(nóng)作物相比相對滯后,缺乏飽和的遺傳圖,定位性狀少,分子標(biāo)記輔助育種尚未進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用。在國家973、863、自然科學(xué)基金和上海市農(nóng)委科委的資助下,課題組開展了黃瓜遺傳圖譜構(gòu)建、黃瓜重要農(nóng)藝性狀QTL分析、基因精細(xì)定位與克隆、分子標(biāo)記輔助育種等研究。分子標(biāo)記輔助育種的優(yōu)勢在于,不僅能夠在幼苗期選擇到含有目標(biāo)性狀的單株,縮短育種年限,而且不受環(huán)境影響,準(zhǔn)確度較高。蔡教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)育種的基礎(chǔ)上結(jié)合分子標(biāo)記輔助育種,在較短的時(shí)間內(nèi)培育出多個(gè)適合國內(nèi)生產(chǎn)條件的自主產(chǎn)權(quán)黃瓜新品種。
高產(chǎn)高顏少農(nóng)藥 水果黃瓜不再依賴國外進(jìn)口
經(jīng)十幾年如一日的努力,課題組成功的將控制黃瓜重要農(nóng)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(shí)表皮毛基因(Gl)以及黃瓜抗白粉病基因(pm5.1)等進(jìn)行精細(xì)定位和克隆,并開發(fā)出與性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記,應(yīng)用于黃瓜新品種的選育。
課題組將常規(guī)雜交育種與分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)緊密結(jié)合,在國內(nèi)率先構(gòu)建了黃瓜分子標(biāo)記育種技術(shù)體系,培育出6個(gè)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(chǎn)達(dá)1.6萬公斤,商品瓜率達(dá)95%左右。‘申綠’系列果實(shí)長度在10-18cm不等,滿足了不同地區(qū)和不同消費(fèi)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(nóng)藥的使用,提高了食品安全性,且降低了使用農(nóng)藥對環(huán)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(jìn)口的被動局面,進(jìn)一步取代了國外同類品種,促進(jìn)國內(nèi)黃瓜產(chǎn)業(yè)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(qū)春季溫度低、日照短,植株表現(xiàn)為強(qiáng)雌性,結(jié)實(shí)率高;但夏季氣溫高、日照長,造成雄花過多,結(jié)實(shí)率大大降低,需要噴施乙烯利誘導(dǎo)雌花的分化來增加產(chǎn)量,導(dǎo)致了果實(shí)品質(zhì)的降低,同時(shí)對環(huán)境也會造成一定的影響。上海交通大學(xué)黃瓜課題組通過圖位克隆將黃瓜的全雌性基因進(jìn)行了精細(xì)定位和克隆,開發(fā)出與黃瓜全雌性性狀共分離的分子標(biāo)記,并成功應(yīng)用于上海本地黃瓜的新品種選育中。培育出4個(gè)全雌性的華南型‘申雜’系列本地黃瓜新品種,實(shí)現(xiàn)了本地黃瓜節(jié)節(jié)結(jié)瓜的育種目標(biāo)。
課題組培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、耐高溫多濕的歐洲型和華南型新品種共10個(gè)。這些國產(chǎn)化的黃瓜品種,更適合中國的氣候特點(diǎn),且植株抗病性強(qiáng),果實(shí)品質(zhì)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(jià)格,有利于全國范圍內(nèi)的推廣。新的黃瓜品種不僅可以降低國內(nèi)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(jìn)步,凸顯了中國在科學(xué)界的權(quán)威性。
助力農(nóng)戶增收致富 服務(wù)社會獲充分肯定
為了替代國外同類品種,加快國內(nèi)黃瓜品種更新,針對不同地區(qū)的管棚、日光溫室和連棟溫室栽培,新品種配備了相應(yīng)的種植技術(shù)和良種良法。同時(shí),蔡潤教授牽頭開展了新品種新技術(shù)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(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò),將園藝場和種植大戶的技術(shù)人員集中技術(shù)培訓(xùn),充分發(fā)揮示范帶動效應(yīng);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?;莺头N業(yè)、上海乾德種業(yè)、天津德瑞特種業(yè))合作,通過工廠化育苗大量推廣應(yīng)用新品種。‘申綠’黃瓜為農(nóng)民增收致富提供了優(yōu)良品種,促進(jìn)水果黃瓜品種應(yīng)用的快速提升,民眾受益,市場反響熱烈,在中國園藝學(xué)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(diǎn)示范推廣基地之一,上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院于2016年1月16日正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,交大黃瓜課題組的服務(wù)工作也得到進(jìn)一步發(fā)揮。該團(tuán)隊(duì)具有人才、成果和研究開發(fā)能力,可提供一定的新技術(shù)、新成果、新知識。綠色城堡在上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院黃瓜研究團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)支持的條件下,積極配合,其將科研成果運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中,同時(shí)根據(jù)蔡潤教授的指導(dǎo)和安排進(jìn)行黃瓜相關(guān)農(nóng)業(yè)知識的科普與技術(shù)推廣,并最大限度的為廣大民眾提供物美價(jià)廉的安全農(nóng)產(chǎn)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(zhì)與產(chǎn)量突出,廣受農(nóng)戶好評,累計(jì)種植面積30.1萬畝次,產(chǎn)值達(dá)20億元,顯著促進(jìn)種植戶與經(jīng)營者增收,滿足消費(fèi)者需求,在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮巨大作用。由此先后獲得2002年度上海市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)和2008年度上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
課題組帶頭人蔡潤教授不僅擔(dān)負(fù)教學(xué)任務(wù),還積極參加科教興農(nóng)工作。蔡教授熱衷于科技鉆研,充分運(yùn)用在國外學(xué)到的先進(jìn)知識,切合實(shí)際地開展課題研究。在科技普及和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,蔡潤教授也發(fā)揮了重要作用,多年來先后到上海市各區(qū)縣以及外省市進(jìn)行科技咨詢,講解農(nóng)業(yè)科技,深受群眾好評。
蔡潤表示,將進(jìn)一步改善科研基礎(chǔ)條件,加大科研投入,實(shí)現(xiàn)育種技術(shù)和方法創(chuàng)新,建成黃瓜高新技術(shù)育種平臺,實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)在育種上的規(guī)?;瘧?yīng)用,選育出滿足市場要求的系列化、多樣化的黃瓜優(yōu)良新品種,依靠科技創(chuàng)新,推動中國黃瓜良種產(chǎn)業(yè)升級。