新疆苹果品种选育现状、存在的问题及对策
2023-09-20马友福卢磊唐金
马友福 卢磊 唐金
摘要:培育拥有自主产权的苹果品种对新疆苹果产业的发展意义重大,近年来新疆苹果品种培育研究有较大进展,但与内地苹果主产省相比仍有较大差距。对新疆近50年来苹果品种自主选育和引进、砧木培育引入、育种方法应用等方面的研究进展进行了综述,分析了新疆苹果育种工作存在的问题,对新疆往后的育种工作进行瞻望,以期为该地区苹果育种研究提供参考和借鉴。
关键词:苹果;新品种;品种选育;地方特色品种
文章编号:2096-8108(2023)05-0067-06中图分类号:S661.1中图分类号文献标识码:A文献标志码
Current status, Problems and Countermeasures of Apple Cultivar Breeding in Xinjiang
MA Youfu,LU Lei TANG Jin
(Ili Academy of Forestry Sciences, Yining Xinjiang 835000, China)
Abstract: Apple is an important fruit industry in Xinjiang. Many apple breeders want to breed new apple cultivars. In recent years, Xinjiang has made great progress in apple cultivar breeding, but there is still a big gap compared with the major apple producing provinces. The achievements of apple breeding in the past 50 years in Xinjiang are reviewed. The apple breeding objective, crossbreeding, selection of bud sport, as well as the introduction of apple cultivars, and rootstocks are discussed. The problem and research trend in apple breeding are also mentioned, providing reference for apple breeding in the region.
Keywords:apple; new cultivar; cultivar breeding; local characteristic cultivar
蘋果是落叶果树中最主要的树种,也是新疆主要栽培果树,2022年中国苹果栽培面积为200万hm2,产量3 500万t,新疆栽培面积近6.67万hm2,产量150万t上下,分别约占全国栽培总面积和产量的3.33%和4.29%。但与国外和国内其他省(区)相比,新疆苹果品种更新、品种结构及熟期搭配等方面具有一定的差距,这是由于新疆苹果育种能力有限,育种科研队伍数量少,品种更新速度慢,适宜新疆生态环境及市场的品种相对较少等原因造成的[1-2]。因此,生产上需要以市场为导向、选育适应新疆不同产地、自主选育的苹果新品种。近50年来,新疆在苹果育种方面进行了系统研究,选育出19个品种,育种目标上也更全面,由原先鲜食苹果为育种目标,到如今加工鲜食相结合。本文总结新疆近50年来苹果育种工作,旨在归纳经验、查找问题,为新疆苹果育种工作者提供育种工作参考。
1新疆苹果选育情况现状
1.1育种单位和选育品种类型
1.1.1自主选育
新疆有多个单位进行苹果育种工作研究,据文献记载,通过各种育种方法培育出苹果新品种19个。其中,新疆林业科学研究院园林绿化所、国有林绿化研究所和经济林研究所培育新品种6个,新疆石河子农业科技开发研究中心培育新品种1个,新疆农业大学林学与园艺学院培育新品种3个,新疆奎屯农七师农业科学研究所和果树科学研究所培育新品种3个,新疆奎屯农垦局农科所培育新品种5个,塔城乌苏市林果协会培育新品种1个[3-13]。在所培育的品种中,杂交选育占52.63%,芽变选育占47.37%;中熟品种10.53%,中晚熟品种26.32%,晚熟品种63.15%;17个鲜食品种,2个加工品种(见表1)。
1.1.2外来引进及审定品种
阿克苏地区和伊犁河谷是新疆的主要苹果产区[14],近年来两地进行大量引种,并筛选出适宜当地栽种的优良品种,大大丰富了当地品种结构。伊犁州林业科学研究院引进筛选出‘寒富 ‘红盖露 ‘华硕 ‘长富2号 ‘秦脆 ‘丹霞 ‘西施红 ‘蜜脆 ‘彩虹1号等品种适宜伊犁地区栽种,其中‘烟富3号等富士优系是目前河谷主栽品种,占比近 70%,‘蜜脆为主推品种,‘西施红 ‘瑞阳 ‘锦绣红 ‘彩虹1号着色好,可实行免套袋栽培,‘丹霞香味浓郁,无明显缺点,易于管理,有较强的市场潜力[15-17]。‘长富2号 ‘皇家嘎拉 ‘金冠 ‘红富士 ‘嘎拉 ‘烟富6号 ‘乔纳金等品种适宜在阿克苏地区栽种,其中富士系是阿克苏地区的主栽品系,占总栽培面积的80%[18-19]。新疆其他苹果产地也进行了引种栽培,其中塔城地区筛选引进‘新帅 ‘新冠‘新苹1号 ‘乔纳金 ‘金冠 ‘新红星 ‘新国光 ‘寒富和‘红勋1号等适应塔城盆地的苹果品种[20]。‘寒富 ‘国光 ‘甜格丽 ‘瑞林 ‘贝拉和‘澳洲青苹等品种抗寒性较好,可适应石河子地区生态环境,在此地区引入推广。原产于美国的早熟品种‘贝拉,肉质脆,味甜酸而浓,品质中上等,易栽培,可优化石河子品种结构,给市场提供早熟品种选择。‘甜格丽和‘瑞林等品种可用于加工,促进石河子地区苹果产品多元化,有利于苹果产业向多方面发展[21-22]。
1.1.3本地特色品种
新疆乡土苹果是优质的特色种质资源,其携带各种优质遗传物质,不仅能为苹果新品种选育和种质创新提供育种材料,还能推动苹果产业发展,丰富品种类型,提供适宜当地发展的品种选择,促进苹果产业发展,辐射带动当地其他产业发展。其中本地红肉品种‘克孜阿尔玛果肉总酚,总类黄酮含量丰富,可用来做保健养容产品品种选择;‘红肉果‘桑归奇阿尔玛和‘夏红肉成熟期早,可作为选育早熟品种的亲本;‘紫果海棠‘卡拉阿尔玛和‘东酸甜榨汁特性好,可作为选育榨汁品种的亲本;‘桑归奇阿尔玛‘克孜阿尔玛和‘东酸甜观赏特性好,可作为选育观赏型品种的亲本[23-24];红皮品种‘卡拉阿尔玛香气种类和含量丰富,有40多种挥发性物质,可用于精油提炼、制作香水、香薰等产品原料[25];‘冬白果中抗苹果斑点落叶病,‘红海棠对此病有抗性;伊丽米努尔等[26-29]以北疆3个区域27个本土早、中熟苹果对其外观和营养品质进行综合评价认为,特克斯县‘阿土努克的钙含量最高,‘冰糖果的锌含量最高,‘夏立檬糖酸比最高,伊宁县‘望山红的可溶性糖含量最高。对这些含有优质遗传物质的乡土品种不仅可以直接利用其自身独特的优势,也可作为改善果实品质、抗性和产量的杂交亲本。
1.2砧木选育引入情况
矮砧密植是目前世界苹果栽培的发展趋势[30],目前新疆矮砧密植栽培仍然处于初步发展阶段,各产地对矮化砧木也进行了研究。新疆兵团农七师农业科学研究所选育出苹果抗寒矮化砧KM23,该砧抗寒性强,在-37℃的低温环境下树体无冻害,树体矮小,与M9对照,前5年比对照提早结果1年,产量高于M9,抗寒性高于M26[31];王箐箐等研究认为综合生理指标和矮化形态学各指标测定值和前人研究数据,新疆野苹果GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3很可能具有矮化特性,可进一步丰富新疆矮化砧木的选择[32];新疆农垦科学院林园研究所研究认为矮化砧木苹果树的平均光截获量最大显著高于中间砧和乔化砧[33]。新疆伊犁州林科院引进认定3个砧木,分别为GM256、Y-1和SH系,同时对砧木抗寒性进行了大量研究,该单位研究认为62-396、青砧1号、BP-176和Y-1抗寒性较强,其中苹果矮化砧木Y-1、62-396和GM256应用潜力大,可作为苹果抗寒矮化砧木在当地推广[34-36];对新疆自主选育砧木KM23研究发现,该矮化砧木嫁接抗寒性较强的‘蜜脆等品种可安全越冬,能适应河谷气候条件可在苹果栽培区域推广应用[30,37];刘君[38]等对伊犁州引入的砧木苗木和苹果品种进行了冻害调查研究,认为平原地区冻害重于山区,低海拔高于高海拔地区。冯梅[39]等研究认为可用可溶性蛋白、丙二醇和可溶性糖来衡量矮化砧木抗寒能力。阿克苏地区苹果乔化栽培占80%,矮化苹果仅占10%,此前运用M系、M26矮化砧木在阿克苏地区适应性不佳,后用SH40和M9T337进行矮化建园[19],因此该地区对矮化砧木抗寒性、适应性进行了大量研究。郑点[40]研究认为‘八棱海棠 ‘新疆红肉苹果 ‘小金海棠 ‘新疆野苹果 ‘北美海棠和美国红海棠适宜在北疆推广,‘小金海棠抗缺铁性强适宜在南疆钙质土壤发展;任珂等[41-42]研究认为在阿拉尔以M9-T337为砧木的砧穗组合矮化性好,但适应性不强,以海棠做砧木的砧穗组合的适应性最强,适用于乔化栽培,对青砧1号与不同品种组合研究中认为瑞阳/青砧1号组合产量及果实品质的综合排名最高;豆静[43]研究认为M9-T337的砧木嫩枝气雾培下,愈伤组织形成前采用清水,喷雾30 s间隔30 min进行培育14 d最好,愈伤组织形成后采用0.1mg/L IBA、用1/4霍格兰营养液,进行喷雾30 s间隔50 min进行扦插萌芽、生根最佳;焦灰敏[44]研究初步认为海棠果受盐胁迫的影响相对较少;许盼云[45]从生理、光合特性及显微结构,对不同苹果砧木的耐盐碱综合评价,并结合田间试验的充分验证,综合分析认为生产上‘八棱海棠最适合在新疆南疆苹果产区栽培。
1.3育种方法的应用
新疆苹果育种方法相对单一,主要是杂交育种和芽变选种2个育種方法。
1.3.1杂交育种
近50年来,新疆有规划的开展了苹果杂交育种工作。新疆奎屯农垦局农科所开展苹果杂交育种工作较早,培育出‘新冬 ‘新光 ‘新花 ‘新红和‘新苹5个抗寒新品种,随后新疆生产建设兵团第七师果树科学研究所选育出‘新冠和‘新帅,新疆石河子农业科技开发研究中心选育出了‘新苹1号,新疆奎屯农七师农科所选育出‘新苹4号,新疆农业大学林学与园艺学院选育出‘新红1号 ‘新红2号和‘新红3号3个富士系芽变新品种,塔城乌苏市林果协会选育‘塔城甘露,新疆林业科学研究院选育出‘王林1号 ‘塔城公主-123 ‘早富1号 ‘新富1号 ‘红勋1号 ‘冰心1号4个鲜食品种和2个加工品种,其中‘红勋1号属于高酸海棠,红肉,出汁高,耐贮存,可作为苹果加工原材料[46]。
1.3.2芽变选种
新疆不同类型芽变选种共有9个品种,其中,富士系的芽变5个,黄太平芽变1个,王林苹果芽变1个,2个亲本不详。
2新疆苹果育种存在的问题
2.1育种力量薄弱、专业人才数量较少
50多年来,尽管新疆有多个单位和大量人员参与苹果选育工作,但仅有少部分人是专职进行苹果育种工作,专职人才数量少。由于苹果育种周期长,花费资金多,因此大家的育种积极性不高,虽然有部分单位成立了专业的育种团队,但成员均在2~5人,且人员流动大,这与苹果育种工作需长期坚持,系统研究不相符。
2.2苹果选育方式单一,对新疆野苹果种质资源创新利用不足
新疆苹果育种方法较为单一,利用现代育种方法较少,主要利用常规杂交育种和芽变选种培育苹果新品种。研究推广单位与教学单位合作交流较少,尤其是育种相关交流合作甚少,未发挥教学单位育种平台高、设备全、专业人才多,技术研究推广单位育种工作实施能力强、成果转化率高、推广能力强等优势。新疆野苹果种质资源未充分开发与利用,目前还停留在种质资源保存上,缺乏对新疆乡土苹果种质资源深入细致的研究,未充分创新利用野生种质资源的优质遗传物质。
2.3育种规模较小,经费不足
苹果育种周期长,无论是采用常规育种方式或現代育种技术均需要多年研究,且需要大量人力和资金支持。大部分育种单位一方面缺乏资金支持,没有充足的资金进行育种工作。另一方面,没有育种专用土地等设施保证,缺少专业人才,缺乏现代育种技术能力,从而导致新疆苹果育种规模较小,选育周期更长,田间保存的杂交组合苗和实生苗保存数量少,选育出新品种的数量与国内其他省(区)市相比更少。
2.4育种目标单一,抗逆性育种开展较少
多年来鲜食苹果是新疆苹果的主要育种目标,加工苹果或加工鲜食兼用品种有少量研究,也育成了几个品种,但所占比重较少,其次,新疆苹果抗逆性育种工作与国内和国外相比较为后进,新疆地处我国西北部,冬季较严寒,抗寒性是苹果育种首要考虑特性,但不能只考虑培育这单一特性,应综合考虑结合抗寒性、抗盐碱和抗旱性等特性进行新品种培育研究。同时在苹果生产中常见的苹果叶螨、苹果棉蚜、绣线菊蚜、梨小和桃小食心虫、白粉病和腐烂病等抗等虫害病害方面育种研究极少,未培育出抗病虫害能力强的优良新品种。
2.5对现有引进和审定的新品种缺乏系统研究
新疆各产地从国内外审定引进筛选出大量苹果新品种,但新品种数量多且杂,缺乏针对市场适宜新疆不同产区的优良品种,大部分产地只进行筛选引进,不进行规模推广,大量品种未在当地进行规模化推广栽植,缺乏对引进品种在果实营养成分分析、冷链运输、果实贮藏性和市场开拓等方面的研究,进一步影响筛选引进品种的推广。
3新疆苹果育种展望
新疆地理环境优越,海拔高,日夜温差大,适宜苹果糖份积累,但适宜新疆本地栽培的苹果新品种较少,为促进新疆苹果产业长远发展,首要任务就是培育具有自主知识产权的苹果新品种。以市场为导向,以优质、抗病、抗寒、抗旱适合鲜食和加工,又能符合不同生态环境生长的苹果新品种为育种目标,选育出适宜新疆产区栽培推广的苹果新品种;其次重视新疆本地特色种质资源,加大对新疆苹果本地特色种质资源的研究力度,充分发挥种质资源优良特性,提升新疆苹果产业综合竞争性。同时重视育种工作,加大资金投入,提供适量土地用以育种工作,引进专业人才,鼓励专业技术人员主持或参与苹果育种工作,加大杂交组合数量,重视杂交实生苗的培养,建立育种栽培园;建立种质资源收集圃,收集具有潜在价值而未经利用和改良的野生苹果树及综合性状优良的栽培品种;将新收集的种质及时采用播种、高接、苗木栽植等方式进行保存,并系统观察种质性状表现,为品种选育提供基础材料。
新时代我国的社会主要矛盾已经发生变化,人民对果品的需求不再是以前的数量要求,如今更多的是质量要求,因此在以后的育种工作中不仅以优质、丰产、抗逆性好为育种目标,还要注重绿色、有机、营养保健、机械化、智能化、数字化等果业发展方向进行新品种培育和推广。在育种方法上,一方面注重常规杂交育种和芽变选种的应用,另一方面,加强教学单位和技术研究推广单位合作,利用现代生物技术育种方法,为苹果缩短育种周期,改良品种,创造新种质提供捷径。
中文致谢参考文献
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