梨育种及其研究进展
2016-12-17姜淑苓欧春青陈秋菊李连文张文江
姜淑苓,王 斐 ,欧春青,陈秋菊,马 力,李连文 ,张文江
(1中国农业科学院果树研究所,农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁 兴城 125100;2北京市大兴区魏善庄林业站,北京 102611)
梨是我国古老的树种,分布很广,从南到北都有栽培。我国主要栽培种有砂梨系统、白梨系统、秋子梨系统和西洋梨系统[1]。
我国梨品种选育历史悠久,但真正有意识、系统科学地开展品种选育工作还是近代的事。尤其是建国以来,我国梨品种选育工作进展很快[2]。1949年东北农业科学研究所兴城园艺试验站(现中国农业科学院果树研究所)首开先河[3],随后,浙江农业大学(现浙江大学生命科学学院)于1955年也开始有计划地进行杂交育种[4]。目前,我国有20多个单位开展梨育种研究,选育出新品种100多个,为梨产业可持续发展提供了物质保障。
1 生产概况
据联合国粮农组织统计,2013年世界梨栽培面积、总产量分别为176.70万hm2、2520.38万t。栽培面积多的前10位国家依次是中国、印度、土耳其、意大利、阿根廷、阿尔及利亚、西班牙、美国、日本和韩国;从产量上看,2013年排名前10位的国家是中国、美国、意大利、阿根廷、土耳其、西班牙、南非、印度、日本、韩国。
2013年,我国梨的栽培面积为106.31万hm2,产量1579.5万t。栽培面积多的5个省分别为河北、辽宁、四川、新疆、云南,除长江流域梨产区发展势头相对较快外,北方白梨产区亦有强劲发展势头;梨总产量位列全国前5位的省依次是河北、辽宁、山东、河南、安徽,这5个省的梨果产量占到当年全国总产量的近40%。
从单位面积的生产能力来看,全球平均单产为14.81t/hm2。其中奥地利的单产最高,为402t/hm2;其次为瑞士,69t/hm2;其他如斯洛文尼亚、新西兰、荷兰、美国、比利时,分别为 55、53、41、38 和 35t/hm2。 我国梨的单位面积生产能力相对较低,与发达国家差距较大,仅为14t/hm2。
2 品种结构
世界梨栽培品种可分为东方梨和西洋梨两大类。东方梨商业栽培范围主要在中国、日本和韩国,包括白梨、砂梨、秋子梨及新疆梨等。我国主栽的梨品种在其他国家几乎无栽培;而西洋梨的栽培则极为广泛,全世界都有生产,主要分布在欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲和南非5个产区。主产国有美国、意大利、西班牙、德国等。我国各个梨主产区的主栽品种除传统品种外,还有我国选育的新品种、日韩砂梨品种及部分西洋梨品种,其中近年来我国自育梨新品种栽培面积有明显上升趋势。在品种构成上,‘砀山酥梨’‘鸭梨’‘雪花梨’仍然是主要栽培品种,栽培面积占全国总量的近40%。
3 我国梨的品种分类
我国在长期的生产栽培过程中,经过人们的驯化、培育和选择,梨的栽培品种不断出现。目前,有3000多个梨品种在生产中应用,并且在年年增加。按不同的标准将这些品种分为不同类型。
3.1 按系统分类
我国生产上大量栽培的梨品种根据其种性特征及适宜温度、光照、水分、土壤等生态环境条件,分为秋子梨(‘南果梨’‘花盖梨’等)、砂梨(‘黄金’‘丰水’等)、白梨(‘绥中白梨’‘雪花梨’等)、西洋梨(‘巴梨’‘三季梨’等)和新疆梨(‘库尔勒香梨’、沙01等)5个系统。
3.2 按果肉属性分类
脆肉品种和软肉品种。秋子梨系统、西洋梨系统大多品种和部分新疆梨系统的品种为软肉型品种,白梨系统和砂梨系统的大多品种为脆肉型品种。
3.3 按果皮色泽分类
绿皮品种、黄皮品种、褐皮品种、红色品种及其他。绿色品种如‘早酥’‘锦丰’‘库尔勒香梨’等,黄皮品种如‘早金酥’‘鸭梨’‘砀山酥’等,褐皮品种如‘丰水’‘圆黄’‘新高’等,全红品种如‘早红考密斯’‘红巴梨’等。
3.4 按果实成熟期(以果实发育期划分)分类
果实发育期或果实发育天数,即从末(终)花至果实成熟的天数。目前,梨品种按果实成熟期可分为:极早熟梨,果实发育期<80d;早熟梨,果实发育期80~110d;中熟梨,果实发育期 111~140 d;晚熟梨,果实发育期141~170d;极晚熟梨,果实发育期>170d。
4 育种目标及育种技术
4.1 世界主要产梨国的育种目标
日本的育种目标是大果型,高糖度,抗病,自花结实(省力化);韩国的育种目标是极早熟(7月份成熟),大果型,抗病;新西兰的育种目标是果皮红色,脆肉多汁,具有香气;美国和加拿大的育种目标是品质优,抗火疫病、梨木虱、叶斑病;西洋梨主要产于欧洲的意大利、西班牙、德国、荷兰,北美的美国,拉美的阿根廷、智利,亚洲的土耳其等国,主要以果形、风味、后熟期、抗病性为育种目标。
4.2 我国梨育种目标
我国是世界梨属植物主要起源地之一。全国各地受气候和经济条件的影响,其育种目标有所不同,南方以成熟早、品质优、抗病性强、货架期长为主要育种目标,中部及华北主产区以中晚熟、品质优、抗逆、耐贮运为主要目标,东北主要以风味浓、品质优、抗寒性强为主要目标,西北主要以果个大、品质优、抗逆性强、耐贮运为目标。此外,红皮梨等特色梨也成为我们的育种目标之一。
4.3 育种技术
主要包括常规杂交育种、芽变选种、实生选种、诱变育种、组织培养和现代转基因育种及分子辅助育种等,其中现代生物技术育种已成为近年来的研究热点,杂交育种仍为主要技术手段。美国在梨的转基因育种方面走在世界前列,日本在分子标记领域的研究处在世界领先地位。韩国、新西兰等国育种技术的发展倍受世界关注。
5 适宜辽宁省栽培的自育新品种(砧木)
5.1 新品种
早酥 为我国适应区域最广、挂果时间最长的优质早熟品种,中国农业科学院果树研究所育成,亲本为‘苹果梨’ב身不知’。果实个大,平均单果重250g;卵形或卵圆形,果皮黄绿色或绿黄色,果面光洁、平滑,有蜡质光泽,具棱状突起,无果锈,果点小而稀疏、不明显,外观品质优良;梗洼浅而狭、有棱沟,萼洼中深、中广、有肋状突起;萼片宿存;果肉白色,肉质细、酥脆,汁液特多,味甜或淡甜;果心小,石细胞少;可溶性固形物含量11.0%~14.60%,品质上。在辽宁兴城果实8月中下旬采收,室温下可贮放20~30 d,冷藏条件可贮藏60d以上。具有早果、早丰的特性,一般定植二三年即可结果。
华酥 为大果、早熟、优质、抗病新品种,中国农业科学院果树研究所选育,亲本为‘早酥’ב八云’。 果实个大,平均单果重250 g;果实近圆形,果皮黄绿色,果面光洁、平滑,有蜡质,无果锈,果点小而疏、不明显,外观漂亮美观;梗洼中深、中广,萼洼浅而广、有皱褶;萼片脱落,偶有宿存;果肉淡黄白色,肉质细,酥脆多汁,酸甜适口,风味浓郁,具芳香,可溶性固形物含量12.0%;果心小,石细胞少;综合品质上。在辽宁兴城果实8月上旬采收,室温下可贮放20~30 d,冷藏条件下可贮藏60d以上[5]。树势中庸偏强,以短果枝结果为主,具早果高产特性,一般定植后第3年即可结果。
华金 为大果、早熟、丰产、抗病新品种,中国农业科学院果树研究所选育,亲本为‘早酥’ב早白’。果个大,平均单果重305g;果实长圆形或卵圆形,果皮绿黄色,果面平滑光洁、有蜡质光泽,无果锈,果点中大、中密;梗洼浅而狭,萼洼中深、中广;萼片脱落,有皱褶;果肉黄白色,肉质细,酥脆多汁,风味甜,略具芳香;果心较小,石细胞少;可溶性固形物含量12.0%,品质上。在辽宁兴城果实8月上中旬采收,室温下可贮放20~30d,冷藏条件下可贮藏60d以上。结果早,丰产性好,定植后第3年全部植株开花结果。
早金酥 早熟、优质、丰产新品种,辽宁省果树科学研究所选育,亲本为‘早酥’ב金水酥’。果实纺锤形,平均单果重240 g,最大600 g;平均纵径8.6 cm,横径7.6cm;果面绿黄色、光滑,果点中、密;果柄长,梗洼浅,萼洼浅;萼片脱落或残存;果皮薄,果心小;果肉白色,肉质酥脆,汁液多,风味酸甜,石细胞极少;可溶性固形物含量10.8%,总糖含量83.43 g/kg,可滴定酸含量2.527g/kg,维生素 C 含量 33.72 g/kg,硬度 4.82 kg/cm2,品质极上。2001—2003年常温贮藏期平均为22 d。在辽宁熊岳4月上旬萌芽,4月下旬盛花,8月初果实成熟[6]。
早金香 早熟、优质、抗病、早果新品种,具中国梨的抗性、西洋梨的风味,中国农业科学院果树研究所选育,亲本为‘矮香’ב三季’。果实为粗颈葫芦形,平均单果重237g;果皮黄绿色,肉质细、软,石细胞少,汁多味甜,淡香,可溶性固形物含量13.2%,可滴定酸含量0.129%,维生素C含量19.5mg/kg;果心小,品质上。早果,丰产,抗性强。在辽宁兴城8月上中旬成熟。适于露地和设施栽培。定植2年开始结果[7]。
香红蜜 早熟、矮化、红色、优质新品种,中国农业科学院果树研究所选育,亲本为‘矮香’ב贺新村’。果实圆形,平均单果重250g,最大390g,阳面紫红色;果肉乳白色,肉质细腻,果肉软,汁液多,有芳香味,酸甜适口,可溶性固形物含量15.0%~17.0%,可滴定酸含量0.37%,维生素C含量13.60μg/g,品质极上;在室温下可贮藏20d左右。既适宜鲜食,又可加工果汁[8]。树体自然开张,不需人工拉枝。
五九香 外观漂亮、大果、抗病品种,中国农业科学院果树研究所育成,亲本为‘鸭梨’ב巴梨’。果个大,果实粗颈葫芦形,平均单果重271g;果皮绿黄色,有的向阳面有淡红晕,果面平滑,有蜡质光泽,肩部有片状果绣,果点小而多、不明显;果肉淡黄白色,肉质中粗,石细胞少,松软多汁,风味酸甜,芳香,可溶性固形物含量12.2%,可溶性糖8.05%,可滴定酸0.38%,维生素C 34.3μg/g,果心中大。品质中上。在辽宁兴城9月上中旬成熟。
八月红 陕西省果树研究所从‘早酥’与‘早巴梨’杂交后代选育而成。果个大,平均单果重262g;果实卵圆形,果皮黄色,向阳面鲜红色,有蜡质光泽,略具果锈,外观漂亮美观;肉质细,石细胞少,酥脆多汁,风味甜,香气浓,可溶性固形物含量13.60%,品质上。果实8月下旬采收,室温下可贮放7~10d。外观艳丽,果肉脆,具香气,是优良的中熟红色梨新品种。
锦丰 大果、优质、晚熟、耐贮藏品种,中国农业科学院果树研究所育成,亲本为‘苹果梨’ב茌梨’。果个大,平均单果重230~280 g;果实近圆形,果皮绿黄色、贮后转为黄色,果面平滑,有蜡质光泽;有的具小锈斑,果点中多、大而明显;梗洼浅、中广、有沟,萼洼深、中广、有皱褶、具锈斑;萼片多宿存;果肉白色,肉质细嫩,石细胞少,松脆多汁,酸甜适口,风味浓郁,微具芳香,可溶性固形物含量12.0%~15.7%,果心小,品质极上。在辽宁兴城9月下旬—10月上旬采收。极耐贮藏(一般可贮至翌年5月),贮后风味更佳。
南红梨 红色、优质、风味浓郁,辽宁省果树科学研究选育,亲本为‘南果梨’,为芽变品种。果实圆球形,平均单果重84.6g;果面光滑,鲜红色,片红,着色指数0.89,底色黄绿,果点小、密;果心小,果肉白色,后熟后肉质细腻多汁,风味酸甜,香气浓,石细胞少;可溶性固形物含量17.3%;总糖含量11.5%,略低于‘南果梨’;可滴定酸含量0.41%;维生素C含量 0.02mg/g,略低于‘南果梨’;果皮叶绿素含量0.07 mg/g,与‘南果梨’相近;花青苷含量35.9μg/g,是‘南果梨’的1.65倍;品质极上。在辽宁海城9月中下旬成熟,常温下可贮藏15d左右。萌芽率高,成枝力强,腋花芽较少[9]。
金翠香 晚熟、优质、耐贮藏品种,大连庄河农民刘庆林选育,亲本为‘雪花梨’ב庄河1号’梨。果实为倒卵圆形,平均单果重280~400 g,最大 580 g;果梗细长,梗洼深,常有鹅头状出现,有的出现凸凹不平形状;脱萼,萼洼呈广漏斗状;果皮薄,果肉白色,石细胞少,脆而多汁,含可溶性固形物14.3%~17.8%,酸甜适口,香味较浓(贮后有较浓的香瓜型香气);果心密闭,心室小,可食率占92.6%左右;果实非常耐贮,在自然冷凉不冻窖或不冻空屋子里贮藏,一般可存到翌年6月中旬,果色和口味没有多大变化。果实成熟整齐,无采前落果现象,丰产性好。
5.2 矮化砧木新品种
中矮1号 中国农业学院果树研究从‘锦香’实生后代中选育,为我国第一个具有自主知识产权的矮化砧木新品种。树体矮化紧凑,抗枝干轮纹病和干腐病。作梨树矮化砧木与杜梨、山梨、棠梨、褐梨、白梨、砂梨、秋子梨、西洋梨及新疆梨品种亲和性良好;促进嫁接树矮化,矮化程度为65%~75%;早果性强,早期丰产、稳产,品质优[10]。
中矮2号 中国农业科学院果树研究所选育,亲本为‘南果梨’ב巴梨’。抗枝干轮纹病和干腐病。作梨树矮化砧木与杜梨、山梨、棠梨、褐梨、白梨、砂梨、秋子梨、西洋梨及新疆梨品种亲和性良好;促进嫁接树矮化,矮化程度为50%~65%;早果性强,早期丰产、稳产,品质优[11]。
6 品种发展趋势
6.1 品种更新速度加快
随着果品市场越来越显示出“精品市场”的属性,梨品种的市场生命周期明显缩短,品种创新是当今和未来梨产业发展中永恒而又常新的主题。
6.2 新品种权的保护愈来愈受到重视
引进品种由于受到国际品种保护组织愈来愈严格的专利保护,被引进后并不能直接商业化栽培,只能作为研究材料使用,加强梨品种的自主创新成为梨产业升级的当务之急。
6.3 品种需求趋向个性化和多样化
随着人们生活水平的提高,消费者对于梨果的需求越来越显现出多样性、特色性、动态性和广泛性的特征。
6.4 专用品种的培育亟待加强
随着果品加工业的升级及对原料的细化要求,观光农业的迅速发展以及保护地果树栽培的不断扩大,选育梨加工专用品种、适于保护地栽培和观光果业需求的品种是产业高效可持续发展的要求。
6.5 有色梨发展将继续提速
我国传统的梨生产中主要以绿黄色梨为主。近年来,随着大量有色梨品种的选育和引入,有色梨发展明显提速,如我国选育的‘红香酥’‘香红蜜’‘南红梨’‘早酥红梨’等,从国外引入的‘红星梨’‘红巴梨’‘红香蜜’‘红安久’‘早红考密斯’等,均为红色,彻底改变了我国梨栽培品种色调单一的问题,可为消费者提供色彩丰富的梨产品。有色梨的发展,栽培品种的多样化将推动我国梨产业整体效益的提升。
6.6 品种的综合特性迫切需要提高
目前生产上使用的很多品种由于以前育种技术的限制,品质及抗性等种性未能得到明显提高。由于受世代周期长、遗传杂合度高等因素的限制,梨树育种进展缓慢,用常规育种方法对果树进行多基因联合改良难度大。因此,利用以生物技术为主的先进育种手段,建立优良性状同步改良的育种技术体系,是提高育种效率和推进我国梨产业持续稳定发展的捷径。