首页打开

今日报纸头条丨刘庆忠团队:打破国外垄断,给樱桃装上“中国芯”

三农头条 | 2025-06-20 16:45:58

来源:大众新闻·农村大众

从暮春时节至今,各地不同品种的甜樱桃陆续成熟上市,果实颜色呈黄红紫,个头分大中小,多彩多姿。其中,“鲁樱5号”以其果个大、耐贮运,尤其是果实金黄的特点备受瞩目;“齐早”高甜低酸,且极早熟,颇受消费者青睐。

局外人有所不知,起源于西亚和地中海一带的甜樱桃,品种权原本掌控在外国人手中,近年来中国科学家破解“卡脖子”难题,取得一系列突破性成果。

在科研队伍中,有一个来自山东省果树研究所的团队,持续攻关20余载,破解遗传密码,自主选育出“鲁樱5号”“齐早”等拥有自主知识产权的新品种,给甜樱桃装上了“中国芯”。

鲁樱5号甜樱桃。

打破国外垄断

自主选育新品种

这个团队的带头人,名叫刘庆忠。1963年,他出生于沂蒙山区的一个农民家庭,所在村庄一边是清澈的水库,另一边是起伏的山岭,漫山遍野是果树。小时候,他看见技术员给果树整形剪枝,便凑上前去观看,对于嫁接之后发生的神奇变化则感到困惑不解,立志将来学习果树科技,探寻其中奥秘。

1980年通过高考,刘庆忠如愿进入山东农业大学果树专业学习;1987年硕士研究生毕业,入职山东省果树研究所,从事果树科研。

刘庆忠选择的科研课题之一是甜樱桃育种。1871年,起源于西亚和地中海一带的甜樱桃引入我国,但其品种权和种质资源一直被外国人所掌控。1995年、2002年,他两次被选派出国,如饥似渴地学习新技术、参与科研的同时,收集了大量甜樱桃种质资源。

回国之后,刘庆忠组建团队,进行甜樱桃种质资源鉴定、评价。在此基础上,筛选出一对亲本。2003年4月,团队以“红南阳”为母本、“萨米脱”为父本进行人工杂交。同年6月,收集杂交后发育成熟的268粒种子,冲洗、沙藏。2005年春季,播种在肥城市胡屯镇的一个苗圃里。

科研路上充满未知,也遍布坎坷。2008年,杂交后代的母树被人当成砧木砍了。刘庆忠得知消息,急忙赶到现场,眼前只剩下一个孤零零的树墩子,欲哭无泪!待到次年春天,残存的树墩子萌发新枝。他带着团队成员采集接穗,方才避免多年成果毁于一旦。

2011年开始结果,编号1-5。经多年观察、评价,性状稳定、果实品质优良,2014年确定为优株。与此同时,他们进行嫁接繁殖,并陆续在泰安、临沂、济宁等气候和立地条件不同的地区,开展区域试验和品种比较试验。试验结果表明,该品系具有多项优良性状,综合品质超过同期其他品种。2019年6月通过专家现场测产验收,2022年2月通过山东省林木良种审定,定名为“鲁樱5号”。

刘庆忠观察自主选育的“鲁樱5号”樱桃果实发育情况。

“鲁樱5号”被果农叫作“辉煌1-5”,是因为在阳光照射下其果皮黄底红晕,果肉呈金黄色,同时果肉硬、耐贮运。业界专家称,果肉硬且呈金黄色,具备这两个特性的甜樱桃品种罕见。另外,它的果实个大,平均单果重13.3克;可溶性固形物含量达18%—20%,口感脆甜。

2023年,刘庆忠团队选育的“鲁樱9号”也通过山东省林木良种审定,正式加入“辉煌”系列。此外,在其试验田里,还有一些属于“辉煌”系列的优良品系,例如12-4、15-3、玉皇等待字闺中。

“鲁樱5号”“鲁樱9号”等“辉煌”系列甜樱桃品种(品系)的共同特点是:果皮黄红色、果肉纯黄色,可溶性固形物含量高。同时,果肉有软的、有硬的,成熟有早的、中的、晚的。它们的问世,满足了种植户和消费者对甜樱桃多样化的需求,丰富了城乡市场供应。同时,打破国外垄断,增强了我国甜樱桃品种的国际竞争力。

研发轻简化管理技术

樱桃好吃不难栽

从小在果品产区生活,长大后从事果树科研多年,刘庆忠深知果农们的艰辛。尤其是管理一个樱桃园,树体长得高大,修剪枝条、喷洒农药以及采摘果实,都很费劲。

为改变这种状况,刘庆忠在选育甜樱桃新品种的同时,从国外引进矮化砧木吉塞拉,带领团队改良了西班牙丛枝形,研发出矮化丛枝树形。

吉塞拉砧木树体矮小、早实。改良的新树形,树高仅2米,每棵树有20—25枝结果枝,产量高,能产15—20千克樱桃,而且修剪简便,采摘果实省力省工。更令人惊喜的是,新树形3年成型、4年丰产,每亩节省劳动力投入成本1500元—2000元。

设施大棚樱桃成熟早、上市早、经济效益高,因此成为樱桃产业发展方向之一。生产需求就是科研课题。刘庆忠带领团队开展了设施栽培技术研究。团队创制了双热源设施促早栽培系统,鲜果上市期提前3个月,推动了甜樱桃产业技术升级。

要想增加设施大棚樱桃经济效益,必须提高单位面积产量,而原有的樱桃树体高大、树形开张,与此目标背道而驰。刘庆忠想:如果把樱桃树栽到一个袋子里,限制根系的肆意伸展和枝干的无限扩张,不就可以达到目标了吗?顺着这条思路,他们研发出限根栽培技术,把苗木栽入有透气孔的限根袋中,添加樱桃专用基质,这样既可减小树冠,方便管理,还可随时移栽,利于二次销售。经过多次探索试验,他们研发成一种设施樱桃基质袋限根超高密栽培方法。据此申报的发明专利最近获得授权。此前,他们还研发出设施甜樱桃矮砧密植专用树形及其修剪方法,并申报了国家发明专利,2023年获得授权。

矮化栽培好处不少,能够控制树体高度,方便修剪、疏花疏果、果实采摘,降低劳动强度和人工成本;还可促进樱桃树由营养生长尽早转向生殖生长,早结果。因此,采用矮化砧木,是樱桃产业发展的方向。可是,长期以来甜樱桃的矮化砧木一直被国外垄断。

刘庆忠(中)与团队骨干王甲威(右)、朱东姿(左)交流技术。

刘庆忠团队勇于创新,在世界上首次运用染色体组工程育种技术,将高度不育的三倍体甜樱桃矮化砧木改造为可育的六倍体材料。然后,一年又一年大量筛选六倍体后代,最终获得具有自主知识产权的四倍体矮化砧木新品种“矮杰”,打破了垄断。

绘制基因组图谱

挖掘鉴定关键基因

甜樱桃的分子生物学研究基础薄弱。2010年,美国华盛顿州立大学启动甜樱桃基因组测序工程,后来声称完成了草图,不过其完整基因组序列一直没有对外公布。2017年,日本科学家率先绘制了一个甜樱桃基因组草图,完成度只有70%左右,并不完整。

此时,刘庆忠团队的骨干王甲威博士在美国访学,掌握了细菌基因组和病毒基因组的克隆组装、检测等技术。2017年8月,他结束访学,回到果树研究所。俩人商量,计划绘制一个更加完整的甜樱桃基因组图谱。恰好,此时世界上陆续推出了三种基因测序新技术:10X genomic、Nanopore和HiC。

项目启动之后,遇到重重困难。王甲威说,第一个难题是如何组装基因组。他上网查阅相关前沿论文,或请教专家,学习Linux系统、生物信息学软件的使用方法。一次,为了解决一个软件安装的问题,他和同事接力,不分昼夜,坐在电脑前,连续不断地查阅技术资料、尝试不同方法。经过一个多月紧张工作,终于突破了这个难题。

王甲威遇到的另一个困难,是服务器内存不足。甜樱桃基因组大小是植物病毒的3万多倍,计算量极大。当时,团队仅有一台12线程、内存为128G的小型服务器。曾有一次,使用这台服务器,连续运行了45天才拿到理想的数据。

不断探索,持之以恒,苦尽甘来。尽管甜樱桃基因组重复序列高、基因组杂合度高,科研人员克服重重困难,到2020年终于绘制完成了我国主栽品种“美早”的基因组图谱,完成度高达95%。这是世界上首个染色体水平的甜樱桃基因组图谱。其成果于2020年8月发表在园艺学顶级期刊《园艺研究》上。

刘庆忠团队的骨干王甲威博士、朱东姿博士和武汉理工大学刘唯真博士等科研人员携手,在绘制甜樱桃基因组图谱的同时,挖掘、鉴定了772个与抗病性相关的基因;分析了甜樱桃果实发育过程中的相关基因的表达变化,筛选出1044个差异表达基因。

相关专家称,刘庆忠团队的这项成果,充实了我国甜樱桃分子育种领域研究内容,有助于人们了解甜樱桃基因序列,为今后进行相关分子生物学研究奠定了基础,也为甜樱桃果实品质改良的分子设计育种指明了方向。

新成果赢得赞誉

推广增收78亿元

刘庆忠团队的累累硕果,赢得专家们的肯定和果农们的好评。

2020年12月23日,山东农学会邀请中国工程院院士束怀瑞、李天来,中国农业大学教授韩振海等专家,对刘庆忠团队的成果“甜樱桃熟期配套新品种选育及栽培关键技术应用”进行评价。专家们认定:这项成果整体居国际先进水平,其中樱桃病毒检测和脱毒技术、极早熟品种选育等达到国际领先水平。

2025年3月22日,山东园艺学会邀请中国工程院院士张绍铃、中国农业大学教授韩振海、山东农业大学教授陈学森、中国农业科学院研究员王力荣等专家,对刘庆忠团队的成果“甜樱桃优质多样化新品种培育及高效栽培技术创新与应用”进行评价。他们认定:该成果整体达到国际先进水平,其中极早熟和黄色品种、四倍体矮化砧木培育国际领先。

刘庆忠团队成员合影。

刘庆忠团队培育的“鲁樱5号”“鲁樱6号”“矮杰”性状优异、特点突出,不仅具有显著的经济优势,在生态保护方面也能发挥积极作用。2023年,这3个新品种被山东省自然资源厅列入第一批《山东省优先推荐使用林木良种名录》。

对于“鲁樱5号”“矮杰”等系列新品种的优异表现,山东天地园艺科技有限公司董事长秦志华看在眼里,记在心里。2020年10月31日,“矮杰”亮相山东省农业科学院首届农业科技成果秋季拍卖会,天地园艺公司以1250万元的价格成功拍得其品种转让权。后来,天地园艺公司又以500万元的高价,拍得“鲁樱5号”的独家生产经营权。

有人问,这两笔买卖划算吗?“划算。竞拍成功,增强了公司的核心竞争力。试验证明,‘矮杰’树势健壮、抗逆性强,与主栽品种嫁接亲和力好;嫁接甜樱桃后,树体生长量、单株产量与国外同类砧木相比都有显著提高。而‘鲁樱5号’作为黄肉甜樱桃,在区域试验和生产试验期间综合性状表现突出,品质优良,受到广大果农欢迎,推广前景广阔。”秦志华回答。

之后,天地园艺公司投资1500万元,建设升级了脱毒组培快繁生产车间和现代化智能温控设施育苗大棚,实现了新品种种苗的工厂化生产、商品化供应。秦志华透露,天地园艺公司至今已经推广新品种樱桃苗300余万株,累计增收5000余万元。

2023年,泰安徂汶新区徂徕镇李家峪村果农引进“鲁樱5号”,当年结果,第二年亩产达724千克。在济南市章丘区刁镇李家村设施大棚中,果农应用高效轻简化栽培技术,6年生的“鲁樱5号”,每亩产量1749千克,平均收益达到15万元。

20年来,刘庆忠团队自主选育了“早甘阳”“齐早”“鲁樱2号”“鲁樱3号”“鲁樱4号”“鲁樱5号”“鲁樱6号 ”等16个甜樱桃新品种。甜樱桃家族的这些新成员质优多抗,并且成熟期早、中、晚都有,供应期延长;黄红紫各色纷呈,琳琅满目,让不同需求的消费者尽情欣赏之余,还可以各取所需,一饱口福。

这些新品种及其配套高效栽培技术在泰安、临沂、日照、潍坊、淄博、烟台、青岛、济南以及辽宁大连等地累计推广54万亩,新增经济效益78亿元,促进了樱桃产业振兴,提高了果农收入,丰盈了城乡消费者的“果盘子”。 

(陈建志)

责任编辑:刘雯