我们常见的苹果,果肉大多是白色的,山东农业大学教授带领他的科研团队,选育的幸红、福红、美红、满红(幸福美满)四个品种,果肉都是红色的。4个品种中,除了鲜食加工兼用型的“满红”果肉涩味略重外,“幸红”“福红”“美红”苹果均肉质细脆,酸甜适口,鲜食品质优良,明显优于市场上的类似品种。而且,这几个品种均易着色,在不套袋情况下,果面光洁、光亮,在种植时可不用套袋。这项成果填补了国内红肉苹果品种的空白。 “在种质资源上是一个很大的突破,红肉苹果在国际上也很少,里边含的花青苷和维生素C都不如咱们这个品种。”中国工程院院士束怀瑞说。
位于新疆伊犁的野生苹果林,面积约14万亩,野生苹果多达84种。十多年前,陈学森就开始关注这个天然的苹果基因库,并带领团队多次来到这里,采集野苹果,进行基因测序。他们发现,新疆野苹果具有红肉苹果的性状,而红肉苹果恰恰是世界苹果育种的一个重要方向。为了寻找红肉苹果的核心种质资源,陈学森一头扎进了苹果林,采样、记录、化验,一待就是几个月。
陈学森学生何天明回忆,“我早上上来的时候天还是晴朗的,然后中午的时候突然乌云密布,这时候暴雨下起来了,等我们到山谷的时候发现泥石流已经冲出山口,如果我们晚10分钟,我们可能就被泥石流冲下山口了。”
经过反复筛选,陈学森和团队最终锁定400株野苹果样本,并成功采集到红肉苹果的核心种质。然而,找到种质,只是万里长征第一步,选育出新品种,必须解决一个突出矛盾:红与酸的矛盾,果肉越红,口感越酸。
为解决口感问题,陈学森把新疆红肉苹果花粉带回山东,与口感脆甜的红富士等苹果品种杂交,在冠县种植基地,定植了40个杂交组合、5万多株苹果苗。
冠县育种基地负责人魏景利说:“每一年杂交的单株都得尝,每一天都得一两千(个),最后吃得嘴,都是看见苹果都发怵,脸也哆嗦,眼也哆嗦,有点条件反射。”
为缩短育种周期,陈学森率领团队解析果树芽变的分子生物学机制,摸索出“苹果红色芽变的早期分子鉴定技术”。传统的办法要10年的时间,陈学森团队这个办法只要7年。
得知中国率先培育出酸甜可口的红肉苹果,日本的苹果专家坐不住了,特意跑到山东来考察。冠县育种基地负责人魏景利说:“尝了之后,哎呀,他感到十分惊讶,很长时间都没有吭气儿。日本专家终于给自己找了个理由,说我的红肉苹果研究团队,一共4个人,没你搞得好,好像是人少的原因。”
如今,陈学森团队已摸索出摸索出了4个高类黄酮苹果新品种的配套栽培技术,也研发出了高类黄酮苹果酒加工新设备、新工艺及其新产品,延长了产业链。“在果园里,配套使用我们发明的宽行高干栽培模式、早果丰产栽培技术、苹果重茬障碍绿色防控技术、果园生草新模式等种植管理新技术,可最大程度发挥新品种的经济、社会效益等。”未来3-5年,“幸福美满”四个品种将推向市场,有望成为果农增收的“致富果”。陈学森说:“红肉苹果类黄酮、花青苷含量很高,营养好吃,符合现在育种目标。”
而在选育新苹果品种的过程中,陈学森团队还通过基因测序证实,苹果栽培起源于中国! 陈学森:“累计做了107位世界范围内苹果种质资源,通过重测序,我们就发现中国境内的新疆野苹果最原始。这意味着世界的苹果都流淌着中国的血液,也就是说中国为世界苹果产业的发展做出了巨大贡献。”2017年,陈学森将多年积累的学术成果以《基因组重测序揭示苹果起源演化历史及果实大小的二步驯化模型》为题在国际著名学术期刊《自然·通讯》发表,论文在学术界引发轰动,对推动苹果种质资源保护与利用及遗传育种提供了重要的理论与技术支撑,也标志着我国在该领域的研究居国际领先水平。