赴德国考察学习苹果育种情况汇报

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苹果产业体系资源创新与遗传改良研究室 伊凯 熊岳综合试验站 刘志 王冬梅
     2010 年5 月18-23 日，中方科研人员伊凯、刘志等一行4 人赴德国履行为期6 天的合作研究，学习德国苹果先进育种技术与经验，考察苹果产销情况。德国植物研究中心（JKI）总部发言人Hahn 全面细致地介绍了JKI 总体情况。苹果抗病育种专家Andreas Peil 博士详细介绍了基因工程育种研究进展、抗病育种及资源保存情况，陪同参观了分子生物学实验室、果品测试分析室、智能温室、网室、果品贮藏库、资源圃及生产园。现将考察学习的情况汇报如下。
     一、德国植物研究中心（JKI）基本情况
     德国植物研究中心（JKI）组建于2008 年，是由两个近百年的专业研究所组建而成，隶属德国国家农业部，具有管理、科学评估和研究职能。总部位于德国奎德林堡，下设15 个研究所和几个服务中心，有员工1100 人，其中814 人为长期聘任人员，科技人员240名，高级研究人员200 名。试验地面积600ha。2009 年经费0.755亿欧元，其中政府出资0.705 亿欧元，其他0.05 亿欧元。在研究方面主要包括植物遗传育种、植物营养、土壤科学、植物保护和植物健康。德国植物研究中心（JKI）是欧盟转基因作物释放审定机构的测试中心。
     二、收获与体会
     1、资源保存规范、利用合理。资源圃占地10ha，主要保存苹果、樱桃、梨、李、草莓等种质资源，其中苹果野生种质资源530 份，品种资源773 份；梨野生资源56 份，品种资源130 份；草莓野生资源317 份，品种资源322 份；甜樱桃种质资源223 份，酸樱桃种质资源102 份；李野生资源85 份，品种资源211 份。资源圃所结的果实，除少部分采收用于资源评价鉴定外，其余全部卖给果汁商。资源圃的主要任务是进行资源的果树学性状评价，基因的起源和亲缘关系分析，基因的评价与定位，表型与基因的遗传多样性评价，资源的国内外交流。除在田间保存资源外，在室内利用液氮保存苹果资源，利用组培低温（5℃）保存草莓资源。
     2、抗病育种工作系统、实效、超前。紧密围绕欧洲普遍发生的苹果黑星病、火疫病和白粉病，把抗病、品质改良、易栽培管理作为主要育种目标。一个品种的培育分五步完成，（1）预选：对杂交种子采用温室营养盘播种，生长5 片叶时进行接种鉴定，实生苗不抗病株系淘汰率为50%左右。将预选后抗病的实生苗栽植营养钵里培养，当实生苗长至40-50cm 后，移动到另外的温室生长，生长高度达到80cm 时，更换为大钵栽植，再移动到更大的温室，采用温室补光加速实生苗生长，在此期间，实生苗新发侧枝全部短截，剪留长度不超过5cm，实生苗当年8 月份大部分可长至2m 高左右。营养钵中的土壤为配方土，采用营养液浇灌。温室内利用硫磺熏蒸来杀菌。（2）初选：第二年春天，剪取温室内休眠的实生苗顶端（1.8m 以上）枝条进行田间嫁接，（不足2m 高的实生苗重新定干，继续再在温室培养）。嫁接方式为先在田间定植事先培养好的一年生中间砧/M9 苗，中间砧为Hlberuac，长度为50cm，生长一年；第二年春，将从温室剪下来的实生苗顶端，嫁接在中间砧/M9 一年生树上，进行初选；中间砧Hlberuac 为抗性强、结果早、无矮化作用，主要是保证实生苗的存活率和生长发育。株行距0.8×3.5m，采用简单架式栽培。当年嫁接实生苗树不使用除草剂。第二年以后树下使用除草剂，行间种植禾本科草；根据果实主要经济性状确定初选优系。（3）复选：对选出的初选优系，再嫁接在Hlberuac/M9 上，每个优系定值3 株，进行鉴定评价，根据果实主要经济性状及田间适应性表现确定复选优系。（4）决选：对选出的复选优系，直接嫁接在M9 自根砧上，每个优系定植10 株，根据生长结果表现，果实主要经济性状及田间适应性等确定决选优系。（5）区试：对选出的决选优系，在不同生态条件地区，对其综合农艺性状进行鉴定评价，品种是否登记，完全取决于种植者的评价结果。复选系、决选系及登记品种分别占所用杂交苗总量的比例平均为2.12%、0.37%和0.006%。果实主要经济性状重点进行果实的果重、硬度、固形物、可滴定酸和Vc 含量的测定分析。
     3、基因工程辅助育种进入实用阶段。目前，转基因食品安全问题仍是全球关注的热点，如何通过基因工程技术加速常规杂交育种进程，德国园艺和水果作物研究所为我们提供了很好的借鉴。他们通过对多个成花相关基因研究发现，转BpMADS4 的皮诺娃苹果T1190植株，生长结果正常，当植株长至40cm 时即能开花结果。利用该基因早花特性，完成当年杂交、采种、层积、播种、出苗、生长、开花的杂交育种基本程序，每年即可杂交一代，大大缩短了育种年限，实现了真正意义上的加代育种，极大地加速了抗性基因、优质基因及其它有益基因的聚合，最后通过杂交、聚合、分离，再筛选除去BpMADS4 基因，这为培育“非转基因”品种提供了一个全新的方法。
     现在，他们正在尝试利用基因枪法，将抗性基因的结构域片段直接转入苹果的叶片中，以期能整合到苹果的基因组中，实现在现有优质的基础上提高抗性的目的。今年的7 月份，由新西兰、德国和法国联合完成的苹果全基因组测序结果将公布，分子标记、基因工程辅助育种技术将会有更快的发展。

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真正的高科技啊。

千瓦时23

德国人的严谨，我们自愧不如