近幾年,我國草莓市場品種愈發(fā)多元?!疤饘殹辈葺鹞锻怀觯肟诩从袕娏姨歉?,后調(diào)酸味明顯;“香野”草莓香氣濃郁,果肉細膩多汁;“紫金香雪”草莓對炭疽病和灰霉病抗性強;“紫金碩艷”草莓硬度高,耐儲存和運輸……
品種始終是草莓生產(chǎn)的核心前提,而草莓品種快速迭代的背后,是育種技術(shù)的持續(xù)革新與市場需求的精準適配。
病害抗性失效與上市周期效益失衡,是長期制約草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大痛點,而生物技術(shù)正成為破解這些難題的“金鑰匙”。
“一個品種大面積種植多年后,往往會遭遇未知病原菌侵染,這是傳統(tǒng)育種難以預(yù)判的風(fēng)險。”江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院(以下簡稱“江蘇省農(nóng)科院”)果樹研究所副所長、江蘇省現(xiàn)代草莓產(chǎn)業(yè)工程研究中心技術(shù)帶頭人喬玉山說。
傳統(tǒng)育種主要依賴田間觀察篩選,抗病品種培育周期長、效率低,而分子輔助育種技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)了抗病性狀的早期精準鑒定。目前,已有科研團隊通過基因定位技術(shù),成功定位出與草莓抗炭疽病、抗白粉病、抗角斑病等多種病害相關(guān)的分子標記或候選基因,為抗病品種選育提供了可用的分子標記。
在早熟品種培育方面,生物技術(shù)同樣發(fā)揮了關(guān)鍵作用。喬玉山介紹,江蘇省農(nóng)科院選育的“寧玉”“寧露”兩個極早熟品種,在蘇北地區(qū)10月底即可上市,比主栽品種“紅顏”提早約一個月。這兩個品種不僅精準聚合了父母本的早熟基因,還兼顧了豐產(chǎn)性和適應(yīng)性,已成為江蘇省徐州市賈汪區(qū)、河南省鄭州市中牟縣等全國知名早熟產(chǎn)區(qū)的主導(dǎo)品種。如今,這兩個品種還支撐了“北繁南栽”模式的興起,讓廣東、廣西、福建等地區(qū)通過簡易設(shè)施甚至露地栽培就能實現(xiàn)草莓冬春上市,顯著提升了區(qū)域種植效益。
盡管我國草莓生物技術(shù)育種已取得顯著進展,但與一些發(fā)達國家相比仍存在差距。當(dāng)前,美國科研機構(gòu)完成了多個草莓品種的基因組測序,已進入設(shè)計育種和智慧育種階段。
“全球已有13個栽培草莓品種完成基因組測序,我國完成了其中4個,分別是‘艷麗’‘紅顏’‘越心’和‘初戀’,且基因組組裝質(zhì)量也很高,但全基因組選擇育種應(yīng)用仍處于空白狀態(tài),這是我們急需突破的技術(shù)瓶頸?!眴逃裆秸f,栽培草莓是八倍體作物,基因組復(fù)雜,優(yōu)異等位基因的挖掘和聚合難度極大,這也是制約全基因組選擇育種發(fā)展的核心障礙。
面向未來,我國草莓生物技術(shù)育種確立了雙線并行的核心戰(zhàn)略。一是依托目標性狀基因高度純合的材料開展雜種優(yōu)勢育種,旨在系統(tǒng)性提升品種的豐產(chǎn)性和綜合抗逆性;二是將純合材料作為遺傳研究載體,深入解析重要農(nóng)藝性狀的遺傳規(guī)律,精準定位關(guān)鍵基因,為全基因組選擇育種提供理論與數(shù)據(jù)支撐。
與此同時,功能性草莓育種也成為另一研發(fā)熱點??蒲腥藛T聚焦維生素C、葉酸等功能性成分,通過生物技術(shù)培育營養(yǎng)強化型品種,滿足消費者不斷升級的健康飲食需求。
隨著全基因組選擇育種等關(guān)鍵技術(shù)的突破,未來將有更多抗病、優(yōu)質(zhì)、早熟、功能性的草莓品種走向市場,為鄉(xiāng)村振興注入更強動力,也讓消費者的果盤更加豐富多彩。
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生物育種讓草莓繽紛多彩
近幾年,我國草莓市場上的品種除了傳統(tǒng)的紅草莓,“黑珍珠”“真紅美玲”等黑草莓,“粉玉”“夢晶”“紫金香雪”等粉白草莓,以及“淡雪”等橙草莓紛紛亮相。這些色彩各異的草莓新品種的誕生,背后正是分子輔助育種、基因編輯等現(xiàn)代生物育種技術(shù)的精準賦能。
目前,分子輔助育種技術(shù)已在草莓育種中實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院團隊開發(fā)的基于Fa-MYB10-2基因及其啟動子變異的DNA分子標記,成為草莓色澤育種的“精準導(dǎo)航儀”?!斑@個基因是調(diào)控草莓花色苷含量的關(guān)鍵。通過檢測其分子標記,我們在雜交實生苗階段就能準確判斷未來果實的果皮和果肉顏色,無需等到結(jié)果期,成本大幅降低?!苯K省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所副所長、江蘇省現(xiàn)代草莓產(chǎn)業(yè)工程研究中心技術(shù)帶頭人喬玉山解釋道,這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于紅、白、粉等多色系草莓品種的早期篩選,顯著提升了育種效率。
以CRISPR/Cas為核心的基因編輯技術(shù),更讓草莓顏色實現(xiàn)了“定向改良”。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)團隊以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的“寧玉”為受體材料,通過基因編輯技術(shù)敲除RAP基因,成功獲得白皮白肉的草莓基因編輯株系,為特色品種培育提供了新路徑?!盎蚓庉嫾夹g(shù)能精準修飾目標基因,實現(xiàn)對單一性狀的定向改良,不引入外源基因,育種效率更高、針對性更強?!眴逃裆窖a充說。
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