今年夏天,荔枝成了“果中頂流”。繼電視劇《長(zhǎng)安的荔枝》開(kāi)播之后,電影版《長(zhǎng)安的荔枝》也于7月18日正式登場(chǎng)。劇中講述了一段跨越千里的荔枝“外賣(mài)”故事。荔枝保鮮期短,白居易在《荔枝圖序》中如此描述:“若離本枝,一日而色變,二日而香變,三日而味變,四五日外,色香味盡去矣。”在古代,即使快馬加鞭、冰鎮(zhèn)保鮮,楊貴妃嘗到的荔枝,其鮮甜恐怕也已大打折扣。
如今,基于現(xiàn)代生物育種技術(shù)的進(jìn)步,科研人員從源頭種質(zhì)上改善了荔枝的口感、耐貯性等品質(zhì),并延長(zhǎng)了采摘期,讓我們比楊貴妃更有口福。
利用分子標(biāo)記輔助育種
“現(xiàn)在荔枝的很多問(wèn)題,包括早熟、耐貯運(yùn)性差、‘大小年’等,其實(shí)應(yīng)從育種入手,才能從根本上解決。”國(guó)家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首任首席科學(xué)家、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳厚彬說(shuō)。
目前,荔枝新品種選育的主要方式是實(shí)生選種、雜交育種。其中,實(shí)生選種通過(guò)自然授粉選育,但品種選育的目標(biāo)性狀,包括熟期、顏色、大小等,不能人為決定,且隨著荔枝自然種質(zhì)資源被持續(xù)挖掘,優(yōu)良的種質(zhì)越來(lái)越少。雜交育種則利用不同品種之間的遺傳差異,通過(guò)雜交產(chǎn)生新的遺傳組合。但由于荔枝遺傳背景復(fù)雜,相關(guān)性狀的遺傳規(guī)律和分子調(diào)控機(jī)制尚不清楚,導(dǎo)致荔枝常規(guī)雜交育種的進(jìn)程緩慢,例如今年“出圈”的荔枝新貴“仙桃荔”就歷時(shí)15年才選育成功。
“當(dāng)前,荔枝育種面臨著周期長(zhǎng)、效率低兩大挑戰(zhàn),當(dāng)務(wù)之急是縮短育種周期、提高精準(zhǔn)度。”國(guó)家荔枝香蕉種質(zhì)資源圃(廣州)荔枝圃常務(wù)副主任、廣東省荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)荔枝育種崗位專(zhuān)家嚴(yán)倩指出,隨著荔枝分子遺傳學(xué)的發(fā)展,眾多與表型關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái),并用于輔助育種。借助分子標(biāo)記輔助育種技術(shù),可大幅提高荔枝育種的效率和精準(zhǔn)度。
分子標(biāo)記是指能反映生物個(gè)體或種群間基因組中某種差異的特異性DNA片段。每個(gè)荔枝品種的遺傳片段擁有自己的特異性。“比如成熟期各異的荔枝,分子標(biāo)記存在差異。我們通過(guò)提取并比較早熟、中熟、晚熟品種的相關(guān)基因,從而找到?jīng)Q定荔枝成熟期的分子標(biāo)記?!比A南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授趙杰堂說(shuō),找到分子標(biāo)記后,就可以由此預(yù)測(cè)荔枝性狀。
嚴(yán)倩表示:“傳統(tǒng)的育種方式,更多是靠‘緣分’,要等到荔枝童期結(jié)束結(jié)出果實(shí)來(lái),才能知道它的性狀。如今有了分子標(biāo)記輔助育種,可針對(duì)性選育出具有目標(biāo)性狀的荔枝優(yōu)株,且在幼苗期就能進(jìn)行性狀檢測(cè),縮短育種時(shí)間,實(shí)現(xiàn)有目的的定向育種?!?/p>
有望育出一批優(yōu)質(zhì)品種
“清風(fēng)”“離娘香”“仙進(jìn)奉”……今年6月,一場(chǎng)別有新意的荔枝種質(zhì)資源展示活動(dòng)在位于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所的國(guó)家荔枝香蕉種質(zhì)資源圃(廣州)舉辦?,F(xiàn)場(chǎng)展示的100多份育種材料,讓參會(huì)者大開(kāi)眼界。經(jīng)鑒評(píng)確定的高抗荔枝霜疫霉菌種質(zhì)、高氨基酸含量種質(zhì)、高糖種質(zhì)、高酸種質(zhì)、豐產(chǎn)種質(zhì)、耐貯運(yùn)種質(zhì)等,展現(xiàn)了現(xiàn)代生物育種新成果。
“‘清風(fēng)’荔枝果實(shí)呈心形,果皮顏色艷麗,比‘桂味’荔枝早成熟7—10天,且品質(zhì)更優(yōu),解決了‘桂味’荔枝大小核不穩(wěn)定的問(wèn)題,焦核率99%以上。這個(gè)品種是通過(guò)實(shí)生選種加分子標(biāo)記輔助育種出來(lái)的。”談及新品種特點(diǎn),嚴(yán)倩如數(shù)家珍。
近年來(lái),荔枝新品種層出不窮,這都離不開(kāi)分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)的進(jìn)步?!澳壳埃麑?shí)成熟期的分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)已非常成熟。我們開(kāi)發(fā)出的焦核性狀和果肉糖組分及含量的相關(guān)標(biāo)記,可用于早期篩選果核小及糖酸比適宜的優(yōu)株,準(zhǔn)確率高,基本上都符合預(yù)期?!眹?yán)倩說(shuō)。
荔枝為無(wú)患子科荔枝屬常綠喬木。為方便開(kāi)發(fā)荔枝的重要分子標(biāo)記,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)專(zhuān)門(mén)成立了無(wú)患子科基因組數(shù)據(jù)庫(kù)?!拔覀円颜业?jīng)Q定荔枝果核大小、糖酸比、熟期等性狀的分子標(biāo)記。接下來(lái),我們還將針對(duì)荔枝抗病蟲(chóng)、矮化、耐貯運(yùn)性等性狀進(jìn)行分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)。獲得的分子標(biāo)記越多,早期鑒定就越精準(zhǔn)?!壁w杰堂說(shuō),通過(guò)分子標(biāo)記輔助育種技術(shù),有望培育出一批特早熟和特遲熟的優(yōu)質(zhì)荔枝品種,延長(zhǎng)荔枝的采摘期,實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰上市,從而延長(zhǎng)荔枝的美味期。(葉青)