为了农户不因冻害“受伤” 他花20年让枇杷春天开花

2021-04-30 11:59:36 来源:科技日报 作者:李迪 陈科 责任编辑:王一 字号:T|T

  四川农业大学教授,科技特派员王永清和团队20年来不断探索,终于研究出了全球唯一的春天开花的枇杷栽培品种。受访者供图

  四川枇杷栽培面积和产量均占全国近半壁江山,但近年来受低温冻害影响,四川乃至全国枇杷产业有所萎缩。利用专业特长让枇杷栽培走出困境,实现产业化生产,是在更大范围发挥了自己科技特派员的作用。

  ——王永清  四川农业大学教授,科技特派员

  ◎李 迪 陈 科

  4月初,在四川省雅安市石棉县丰乐乡枇杷新品种选育试验园里,一如既往的平静正被打破。在一双双眼睛的关注下,“春花枇杷”作为全球唯一的春天开花的枇杷栽培品种横空出世。

  顾名思义,“春花枇杷”即春天开花的枇杷。“春花枇杷”的花期与现有枇杷品种完全不同,果实在6月中下旬成熟,能够避免枇杷冻害,使枇杷产业免受气候影响。

  枇杷产业由气象高风险转变为气象低风险,在实际生产生活中具有十分重大的意义,为乡村产业振兴带来了福音。而这项技术突破的背后,是四川农业大学教授,科技特派员王永清和团队20年来不断的坚守与探索。

  让“冻不得”的枇杷再也不受冻

  位于我国大渡河流域中下游的石棉县和汉源县是世界枇杷栽培种植原产地之一。而有“初夏鲜果第一枝”之称的枇杷一直广受食客喜爱。但许多人不知道,枇杷最是“冻不得”。

  目前,全球枇杷栽培都面临同样问题,品种秋冬开花,果实春夏成熟,但冬春幼果经常遭受冻害。一组数据显示了冻害对枇杷造成的伤害:2016年,四川省枇杷遭遇大规模雨雪,长时间的低温霜冻使枇杷遭受了十分严重的冻害,果实受冻率达85%以上,造成众多果农几乎零收成。

  身为科技特派员的王永清曾多次亲眼目睹过这样的场面,也曾看见过村民辛苦栽种的枇杷因遭遇冻害而绝收的惨状。果农绝望的神情一直深深印在他的心里。王永清知道,虽然不及苹果,桃子那样普遍和大众化,但枇杷依旧受到很多人的喜爱。

  王永清决定将解决枇杷冻害问题作为自己的主要研究方向,也作为科技特派员要完成的主要任务。为此,他建立了一支由教授,副教授,讲师,实验师,技术员,博士生,硕士生组成的精英荟萃,结构合理的枇杷科研团队,攻关枇杷冻害这一关键核心问题。

  从“十一五”到“十四五”,10多年的时间,王永清青丝变白发,他和团队也掌握了改变植物生长方式的方法。20年里,王永清和团队时常“盘算”怎么做大枇杷产业,并经常利用节假日和周末,深入集中种植枇杷的产业基地进行调研;同时,查阅文献,回实验室分析数据,不断反复实验。

  最终,王永清和团队确定了以普通枇杷优良品种为母本,野生品种南亚枇杷为父本的种间远缘杂交育种方案,积极开展远缘杂交不亲和性,远缘杂种不育性克服方法研究,随后在全球率先解决了枇杷冻害问题。

  从抗冻研究转向避冻探索

  “春花枇杷”团队刚踏上培育新品种的征程时,面临一大堆难题。团队成员深知,此次研发的目的是改变作物的自然生长规律,而在此之前从未有过相关资料,枇杷的生长条件也有相对的限制,难度可想而知。但王永清认为,克服困难,让枇杷种植户不再因为冻害“受伤”,种出ca88官方网站更好的枇杷,满足ca88官方网站人的消费需求,这是科技特派员义不容辞的责任。

  但是,“冻不得”的枇杷一旦遇到零下3摄氏度的低温环境,就会造成幼果冻害。团队首先想到的是走“抗冻路线”,增强枇杷的“体质”,让它们无惧寒冷的天气。

  没有成熟的技术手段,王永清和团队开始翻阅相似案例资料,做出猜想和假设,创新并实践。终于,在所有人不断的试错和改正错误的探索中,团队发现比目鱼体内含有抗冻蛋白基因。是否可以利用转基因技术把比目鱼的这种抗冻基因转移到枇杷的植株内,以提升枇杷的抗冻力?这成为了团队尝试的方向。

  但令人惋惜的是,经过长久并频繁的实验后,研究团队发现这种技术在操作上有着巨大的难度,且最后培养出的植株并不尽如人意,“抗冻路线”宣告失败。

  面对失败,王永清和团队成员并没有气馁,他们迅速改变思路,从着力“抗冻”研究转向“避冻”探索,通过改变枇杷花的花期,来让枇杷免受冻害影响。

  在此期间,王永清和团队以普通枇杷为母本,尝试了蔷薇科不同属的属间杂交试验;排除了属间杂交不亲和,枇杷属种间不能杂交的亲本以及实验结果中没能符合设想的材料。为了找到更加合适的杂交材料,团队先后来到华南农业大学,云南地区等地方展开相关调研,经过反复对比和大量的实验,他们发现在春天开花的野生南亚枇杷最适合作为杂交父本的材料。

  为解决远缘杂种的不育性,团队又成功研发出枇杷胚挽救技术,通过普通枇杷与野生南亚枇杷的远缘杂交工作得到了大量的杂种苗,并从中选育出符合预想的优良后代。

  新品种或改变现有栽培和产业版图

  作为多年生乔木,枇杷的童期比较长,从播种成苗到第一次开花结果需要5至7年的时间。当王永清和团队将一株株宝贵的杂种小苗移栽至资源圃,除了精心备至的养护外,就是漫长焦灼,寂寞无比的等待。

  2013年,在四川农业大学雅安校区教学科研园的枇杷资源圃里,第一株种间杂种开花结果,但仍然表现出母本秋冬开花习性。一年后,王永清按惯例到资源圃查看这批杂种植株,却惊喜地发现叶形似父本的一株杂种抽出了几个花序,花序抽生的物候期比普通枇杷晚了近2个月。

  这些花序究竟在什么时候开花?能否正常结果?这株承载团队所有希望的植株,终于在2015年3月油菜花,桃花盛开时节绽放,结出成串的果实。6月下旬,第一株春天开花的枇杷远缘杂种果实成熟,外形美观,汁多味甜,风味浓郁。育种成功后,团队随即对枇杷远缘杂种后代开展形态学和分子生物学鉴定。

  在此后的5年时间里,20多个“春花枇杷”株系陆续开花结果。科研团队从中选育出的优良单株“春花1号”,于今年年初通过了四川省科技厅非主要农作物新品种的认定。

  作为有效解决枇杷产业发展瓶颈问题的主要措施,“春花枇杷”一直是王永清团队和石棉县科技特派员团队最为关注的新品种。“春花1号”的特点是低酸高糖,它的有机酸含量很低,糖分含量很高,可溶性固形物可达到15%以上,高的时候甚至能达到20%。

  枇杷原产四川,四川枇杷栽培面积和产量均占全国近半壁江山。但近年来受低温冻害影响,四川乃至全国枇杷产业有所萎缩。据预测,“春花枇杷”推广前景广阔,具备改变现有枇杷栽培和产业布局的潜力。王永清认为,利用专业特长让枇杷栽培走出困境,实现产业化生产,是在更大范围发挥了自己科技特派员的作用。

  业内人士认为,科技特派员对“春花枇杷”研究的贡献,可以完全规避枇杷冻害,使枇杷产业由气象高风险产业转变为气象低风险产业。初步估算,“春花枇杷”的栽种,可以使枇杷经济栽培区域垂直扩展500米左右,成为二半山区的农业新兴产业和脱贫致富产业;可水平向北延伸1000公里左右,大大拓展未来枇杷栽培版图。

  目前,“春花枇杷”已在四川省雅安市,成都市,凉山州德昌县等地引种。王永清说,科技特派员在枇杷园里的脚步不能停歇,第一代“春花枇杷”存在果实偏小等问题,现在已启动培育更优良的春花二代,三代新品种工作。

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