【奮進(jìn)者】
◎本報記者 金 鳳 通訊員 謝智華 許天穎
“現在感覺(jué)肩上的擔子更重了，我會(huì )帶領(lǐng)團隊成員努力實(shí)現梨的種源自主可控、提高梨的品質(zhì)和產(chǎn)量，做強我國梨產(chǎn)業(yè)，為梨農創(chuàng )造更多效益。”11月22日2023年中國工程院院士增選結果公布，剛剛當選中國工程院院士的南京農業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授張紹鈴在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)，透露出一絲時(shí)不我待的緊迫感。
40年來(lái)，這位國家現代農業(yè)（梨）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家主持建成國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心、國家梨改良中心南京分中心等科研平臺，率先破解梨樹(shù)自花授粉不結實(shí)問(wèn)題，領(lǐng)銜完成國際首個(gè)梨全基因組圖譜和蛋白組全景圖譜，以第一完成人獲得國家科技進(jìn)步獎二等獎2項。
張紹鈴說(shuō)，他希望讓“梨業(yè)強、梨農富”的夢(mèng)想在中國早日成為現實(shí)。
為梨繪制“族譜”
一般來(lái)說(shuō)，果樹(shù)從發(fā)芽、出苗到結果，往往需要3年到5年甚至更長(cháng)時(shí)間，這就導致了果樹(shù)的育種周期特別長(cháng)。加上環(huán)境等外界因素，運氣好的話(huà)，育出一個(gè)新品種少說(shuō)也要十幾年，有的學(xué)者甚至一輩子只能培育一個(gè)新品種。
“如果能破解梨的遺傳圖譜，挖掘調控重要性狀的功能基因，通過(guò)分子標記進(jìn)行苗期篩選，就能大幅提高育種效率。”張紹鈴說(shuō)。2010年，他牽頭組織由中國、美國、日本等國科學(xué)家組成的國際梨基因組研究組（以下簡(jiǎn)稱(chēng)研究組），推動(dòng)基因組測序工作實(shí)施。
不過(guò)，由于梨的基因組雜合度非常高，這導致梨種群的基因和遺傳關(guān)系研究困難重重。直到2年后，研究組才繪制出世界首個(gè)梨全基因組圖譜。
該圖譜注釋了梨的4.2萬(wàn)個(gè)基因，這些基因“記錄”了梨的重要遺傳信息。有了這個(gè)圖譜，研究人員不需要等待雜交苗開(kāi)花結果，大大節省了育種時(shí)間和育種用地，提高了育種的效率。
隨后，張紹鈴團隊又收集了來(lái)自26個(gè)國家的113份代表性梨種質(zhì)資源，并進(jìn)行了重測序和群體遺傳研究，將梨的繁衍和變遷歷史一直追溯到了數百萬(wàn)年前。這項工作就像是為梨“家族”描繪了一個(gè)完整又詳細的“族譜”。
“我們?yōu)檫@些梨種質(zhì)資源建立了‘戶(hù)口本’，還精確定位了決定梨花期、果實(shí)大小、性狀、色澤、糖酸等重要性狀的基因，為后續研究奠定了基礎。”張紹鈴說(shuō)。
攻克育種栽培難題
梨屬于典型的配子體型自交不親和果樹(shù)，必須配置授粉樹(shù)或輔助授粉才能保障產(chǎn)量。這大大增加了梨園管理的難度。
20世紀90年代，張紹鈴解析了梨自花結實(shí)與不結實(shí)性機理，并建立了規模化鑒定梨自花結實(shí)性種質(zhì)和S基因型的技術(shù)體系。
在此基礎上，張紹鈴發(fā)明了梨自花結實(shí)性種質(zhì)創(chuàng )新方法，發(fā)掘出“明月”“新雪”等自花結實(shí)種質(zhì)10多份，發(fā)明創(chuàng )制梨自花結實(shí)新種質(zhì)技術(shù)，育成了“寧翠”和“寧酥蜜”等自花結實(shí)性新品種。
張紹鈴深知，“良種”需配“良法”，才能發(fā)揮出好種子的優(yōu)勢。
“以往為梨樹(shù)人工授粉的用工量大、工期長(cháng)，所以我們研發(fā)了一套梨樹(shù)液體授粉技術(shù)。”張紹鈴團隊骨干成員、南京農業(yè)大學(xué)教授吳巨友告訴科技日報記者，這套技術(shù)的成熟、應用頗費了一番周折。
“起初，利用梨樹(shù)液體授粉技術(shù)噴灑花粉時(shí)，花粉容易堵塞碰頭，花粉分布也不均勻。2005年左右，我們團隊開(kāi)始攻克液體授粉技術(shù)的應用難題。”吳巨友回憶道。
吳巨友至今記得，在那段艱難探索的日子里，張紹鈴經(jīng)常待在果園里，不斷調整花粉液配方。
此后幾年，張紹鈴團隊逐漸摸清花粉特性，提高花粉液體的滲透壓，在其中加入鈣離子、硼酸等物質(zhì)，以提高花粉活力，同時(shí)改良噴頭結構……“張老師跟我們一起反復研究設計方案。這種咬定青山不放松的精神，讓我受益匪淺。”吳巨友說(shuō)。
最終，張紹鈴團隊成功解決了花粉活力下降快、花粉分布不均勻等問(wèn)題，梨園授粉效率比傳統人工點(diǎn)粉提高30倍以上，降低了生產(chǎn)成本。目前，相關(guān)技術(shù)已在全國梨產(chǎn)區推廣應用，并入選農業(yè)農村部2021年農業(yè)主推技術(shù)。
為了實(shí)現梨的輕簡(jiǎn)化栽培，張紹鈴團隊還重點(diǎn)針對樹(shù)形與整形修剪、花果管理等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節的重要問(wèn)題開(kāi)展技術(shù)研究與示范應用。
“我國傳統的大冠樹(shù)形通常樹(shù)體高大，樹(shù)體通風(fēng)透光效果不好，管理起來(lái)費力費工。”張紹鈴介紹道，針對這個(gè)問(wèn)題，他帶領(lǐng)團隊研發(fā)了“倒個(gè)形”和“3+1形”兩種輕簡(jiǎn)化高光效樹(shù)形。這一創(chuàng )新不僅降低了樹(shù)冠高度、提升了樹(shù)體的通風(fēng)透光性，還減少了種植用工。
始終面向產(chǎn)業(yè)一線(xiàn)
“張老師經(jīng)常提醒我們，我們的研究要面向產(chǎn)業(yè)一線(xiàn)，以果農遇到的具體問(wèn)題為導向。”吳巨友說(shuō)，如今張紹鈴依舊經(jīng)常下果園，向果農了解種植情況。
40多年來(lái)，張紹鈴深入開(kāi)展梨產(chǎn)業(yè)調研和技術(shù)服務(wù)，累計開(kāi)展技術(shù)培訓及現場(chǎng)指導230余場(chǎng)，現場(chǎng)培訓技術(shù)人員和梨農超過(guò)2萬(wàn)人次。
“農業(yè)技術(shù)推廣不是講講就行，而是要帶著(zhù)農民干、做給農民看。張老師常到田間地頭給農民做技術(shù)示范，再指導他們實(shí)操。”南京農業(yè)大學(xué)教授陶書(shū)田告訴記者。
為了推廣先進(jìn)農業(yè)技術(shù)，張紹鈴拍攝了8個(gè)涉及果園管理關(guān)鍵技術(shù)的視頻，相關(guān)視頻的點(diǎn)擊量超11萬(wàn)次。其中，《梨樹(shù)液體授粉技術(shù)》2022年被全國農技推廣中心評為優(yōu)秀短視頻。
除此之外，張紹鈴在河南寧陵、湖北枝江、江蘇睢寧等全國多個(gè)梨產(chǎn)區指導建立高水平梨標準化生產(chǎn)示范園11個(gè)，在江蘇睢寧、濱海、豐縣等主要梨產(chǎn)區建立梨產(chǎn)業(yè)研究院2個(gè)、企業(yè)研究生工作站2個(gè)、梨科技小院1個(gè)和梨文化博物館1個(gè)。
展望未來(lái)，張紹鈴表示，他將帶領(lǐng)團隊成員重點(diǎn)圍繞種業(yè)振興、提高果實(shí)品質(zhì)和省力增效，著(zhù)重解決梨產(chǎn)業(yè)中的重大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現產(chǎn)業(yè)升級、農民致富，盡可能滿(mǎn)足老百姓日益多元化的消費需求。
“雖然我國梨研究的部分領(lǐng)域已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平，但我國從梨生產(chǎn)大國到世界梨產(chǎn)業(yè)強國還有一段很長(cháng)的路要走。”張紹鈴希望青年科研工作者能?chē)@特定的科研問(wèn)題或方向，腳踏實(shí)地開(kāi)展研究，為實(shí)現千樹(shù)萬(wàn)樹(shù)梨花開(kāi)的夢(mèng)想而不懈努力。
