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艾科試劑:破譯梨品質的密碼


 
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By : 艾科試劑   |  2018-03-14

作為國際上梨的第一生產大國,應該有體現其科技影響力的相應地位。”說這句話時,吳俊的眼神里透著一股堅定的信念。

作為國家梨產業技術體系的育種崗位科學家、國家杰出青年科學基金的獲得者,南京農業大學園藝學院教授吳俊還是多個國際學術期刊的編委。幾年前,作為第一作者,她和國際梨基因組研究協作組發布了世界首個梨的基因組組裝結果。今年,她又遠赴新西蘭學習如何應用新的育種技術,為實現高效選育優質梨新品種,滿足消費需求、增加農民收入而努力著。

情定梨基因組研究

說到研究梨,吳俊戲稱自己是“半路出家”,經歷了“桃”走了卻“梨”不開的迷茫過程。“我從本科到博士研究生學習階段,一直從事果樹研究,但研究對象分別有葡萄、桃、杏等,就是沒有研究過梨。”吳俊說,由于不同的果樹具有不同的生物學特征和發育規律,所遇到的產業實際問題也是不同的。

剛進南農面臨新的研究對象時,她確實有點不知從哪兒入手,不知道什么研究才是重要的、有意義的,什么研究最解決實際問題。后來,在博士后合作導師、南京農業大學梨工程技術研究中心主任張紹鈴教授的指導和幫助下,吳俊才慢慢培養了從事梨科學研究的信心。

由于梨的遺傳學基礎比較薄弱,在開展很多研究時缺乏有效的參考,只能從一個基因入手研究,并且還要有已知模式植物的背景知識作為參考。為了突破這一研究瓶頸,張紹鈴決定開展梨的基因組研究,并找吳俊談話,希望她利用學習到的分子遺傳知識和技術,研究梨的基因組,以期開展基因組指導下的遺傳改良,讓梨的果實品質更好,果肉更甜更細膩。

于是,梨的基因組測序工作從 2010 年 4 月開始到 2012 年 5 月結束,整整花了兩年時間。

“項目啟動后,我們發現梨的雜合程度非常高,主要是由于個體間反復的雜交重組,利用原先很多植物上采用的普通方法無法實現梨基因組的有效組裝。”更讓他們感到壓力的是,同步進行該項研究的還有美國、日本、韓國、新西蘭等國家。因此,整個團隊暗下決心“把壓力變動力”,一定要趕在人先。

吳俊說,為了更好地完成科研工作,她和研究團隊經常會出現在梨園的田間地頭,“實施科研項目,不光要研讀參考文獻,深入實驗室一線,還得要深入農業生產第一線”。

就這樣,吳俊帶著她的科研熱情,去認真觀察不同條件下梨樹的生長發育情況;和果農交流,了解他們在生產中遇到的實際問題以及技術需求。

“這些看似簡單的體力勞動,其實都對科研成功與否至關重要,生產上遇到的很多問題成為很多時候我思考科學問題的切入點,這也是我進入國家梨產業技術體系極其重要的收獲之一。”吳俊說。

培育更好吃的梨

目前,吳俊正在開展梨果實品質方面的研究,重點是基于梨基因組平臺的后續深入研發。

“我現在主要關注怎樣讓梨好看又好吃,研究控制梨果實色澤、糖分、質地等重要品質性狀的功能基因。”吳俊解釋,功能基因就是一些性狀形成的基因,比如決定果實色澤的基因等。

她介紹,在歐美國家主栽的西洋梨中優質的紅色梨品質資源比較多,而我國及其他亞洲國家主要栽培的東方梨都以綠皮、褐皮梨為主,紅色的品種稀少,顏色偏淡,沒有視覺吸引力。以中國的傳統觀念,紅色具有喜慶吉祥的寓意,消費者對于紅皮梨更加喜愛。同時,色澤的主要組分花色素苷還具有抗氧化、預防疾病等人體營養保健功能。因此,優質紅梨育種成為我國乃至國際上梨品質遺傳改良的熱點。

此次合作交流的新西蘭方,其開展的紅梨育種不僅利用了西洋梨,還引進了我國的東方梨資源,已經培育出果實外觀色澤紅艷、果肉多汁脆甜,又風味濃厚的梨新品種,在市場上很受歡迎。吳俊透露,在張紹鈴的帶領下,課題組已經培育了具有自主知識產權的紅梨新品種“寧霞”,后續還將推出更多優質的紅皮梨品種,甚至紅肉的梨品種。

吳俊希望,搞清楚控制色澤的基因為什么在東方梨和西洋梨中具有不同的作用模式,從而開發高效的育種技術,服務于優質新品種選育。

吳俊告訴記者,有了分子育種標記,不需要花很多力氣等好幾年開花結果,才能判斷是否是好看好吃的梨,而是在獲得雜交種子的幼苗時就可以用DNA檢測并預先篩選這些后代個體,判斷其將來是什么樣的果實性狀。這樣,那些不符合預期目標的個體就可以提前淘汰了,“不僅可以節約時間、土地和勞動力資源,提高育種效率,育成的優質新品種還將大大促進農民增收,滿足消費者的多樣化需求”。

 
 
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