紅肉和紅皮蘋果助力產(chǎn)業(yè)振興和健康中國建設

陳學森 毛志泉 王楠 張宗營 徐月華

蘋果是我國落葉果樹的第一樹種，也是保障13.9億人口的中國鮮食水果消費市場周年、穩(wěn)定供應的大宗水果。我國蘋果面積、產(chǎn)量均占世界的50%以上，年產(chǎn)總值達2 100億元，是增加農(nóng)民收入的支柱產(chǎn)業(yè);“醫(yī)食同源，吃營養(yǎng)，吃健康”已經(jīng)成為人們的共識。蘋果耐貯性好，供應周期長，果實含有較高比例的、人體比較容易吸收的游離多酚（類黃酮），具有很好的抗氧化、抗腫瘤、預防心腦血管疾病及保肝等作用，營養(yǎng)保健價值高，有“一天一蘋果，醫(yī)生遠離我”的美譽 ;因此，筆者團隊為進一步發(fā)揮蘋果產(chǎn)業(yè)在助力鄉(xiāng)村振興、健康中國建設中的作用，以紅富士和新疆紅肉蘋果評價挖掘與創(chuàng)新利用為重點，以高類黃酮（紅肉和紅皮）為主線，堅持“理論與技術創(chuàng)新并重及良種良法配套”的研究思路，在育種技術創(chuàng)新、新品種培育及配套技術研發(fā)方面取得了系統(tǒng)創(chuàng)新成果，現(xiàn)介紹如下。

1 紅肉蘋果育種技術及新品種

新疆野蘋果及其紅肉變型是世界栽培蘋果的祖先種，其中新疆紅肉蘋果MsMYB10轉錄因子具有組成型表達特性，沒有時空特異性，但為乙烯敏感型，不耐貯藏（紅、綿肉），而紅富士屬乙烯遲鈍型，耐貯藏（白、脆肉）。為此，筆者團隊率先構建了新疆紅肉蘋果與紅富士蘋果品種雜種F1分離群體，揭示了蘋果高類黃酮形成的分子機制，創(chuàng)制出高類黃酮蘋果優(yōu)異種質CSR6R6;發(fā)明了以CSR6R6為關鍵雜交親本的“果樹多種源品質育種法”，實現(xiàn)了紅肉、脆肉、高類黃酮等多個品質性狀（基因）的快速聚合;發(fā)明了“三選兩早一促蘋果育種法”，育種年限縮短5年;創(chuàng)建了蘋果優(yōu)質高效育種技術體系。

利用創(chuàng)建的蘋果優(yōu)質高效育種技術體系及F2群體，雜交育成了幸紅、福紅、美紅和滿紅4個高類黃酮蘋果新品種，填補了我國紅肉蘋果品種的空白（圖1）。

1.1 幸紅

從嘎拉×紅脆1號（寒富×新疆紅肉蘋果）F2分離群體選育而來，品種權號及良種編號分別為CNA20180157.7和魯S-SV-MD-010-2019。果實近圓形，高樁，平均單果質量149.3克，縱徑6.2厘米，橫徑6.9厘米，果形指數(shù)0.9;在不套袋的情況下，果面著紅彩色，果面光潔、光亮，可免套袋;果肉略帶粉紅色，肉質細脆，酸甜適口，果肉硬度10.9千克/厘米2，可溶性固形物含量13.6%，果肉花青苷含量10.3毫克/千克，鮮食及營養(yǎng)品質優(yōu)良;在山東冠縣8月下旬成熟，果實發(fā)育期140天左右，是鮮食型高類黃酮蘋果新品種（圖1）。

1.2 福紅

從紅富士×CSR6R6（紅富士×新疆紅肉蘋果）F2分離群體選育而來，品種權號及良種編號分別為CNA20180156.8和魯S-SV-MD-008-2018。果實近圓形，平均單果質量171.9克，縱徑5.6厘米，橫徑6.7厘米，果形指數(shù)0.83;底色黃綠，著色類型片紅，著色程度在100%以上，全果面鮮紅色，果面光潔、光亮。果點小、中疏、平。萼片閉合，萼洼深寬。果梗中粗，梗洼深廣、無銹。果肉紅色，肉質細脆，酸甜可口，果肉硬度11.6 千克/厘米2，可溶性固形物含量13.7%，果肉花青苷含量28.2毫克/千克，鮮食及營養(yǎng)品質優(yōu)良;在山東冠縣9月下旬成熟，果實發(fā)育期170天左右，是鮮食型高類黃酮蘋果新品種（圖1）。

1.3 美紅

從嘎拉×CSR6R6（嘎拉×新疆紅肉蘋果）F2分離群體選育而來，品種權號及良種編號分別為CNA20180160.2和魯S-SV-MD-010-2018。果實近圓形，平均單果質量89.2克，縱徑5.4厘米，橫徑6.6厘米，果形指數(shù)0.82;在不套袋的情況下，全果面鮮紅色，果面光潔、光亮，可免套袋;全果肉鮮紅色，肉質細脆，酸甜適口，果肉硬度9.7千克/厘米2，可溶性固形物含量12.6%，果肉花青苷含量76.6毫克/千克，鮮食及營養(yǎng)品質優(yōu)良;在山東聊城冠縣8月下旬成熟，果實發(fā)育期140天左右，是鮮食型高類黃酮蘋果新品種（圖1）。

1.4 滿紅

原編號為紅心16號，是從嘎拉×CSR6R6（嘎拉×新疆紅肉蘋果）新疆紅肉蘋果雜種F2分離群體選育而來，品種權號及良種編號分別為CNA20180159.5和魯S-SV-MD-009-2018。果實近圓形，平均單果質量78.8克，果形指數(shù)0.88;在不套袋的情況下，全果面鮮紅色，果面光潔、光亮，可免套袋;全果肉鮮紅色，肉質細脆，澀味略重，果肉硬度12.2千克/厘米2，可溶性固形物含量12.1%，果肉花青苷含量157.4毫克/千克，可用于高類黃酮蘋果酒、汁加工原料;在山東聊城冠縣9月上中旬成熟，果實發(fā)育期150天左右，是鮮食加工兼用型高類黃酮蘋果新品種（圖1）。

4個品種均易著色，可免套袋。在4個品種中，幸紅果肉花青苷含量最低，僅為10.3毫克/千克，但采用同樣的測定方法，紅富士及嘎拉等白肉蘋果品種的果肉花青苷幾乎檢測不到。因此，4個品種均具有較高的營養(yǎng)保健價值。鮮食型的幸紅、福紅和美紅均肉質細脆，酸甜適口，鮮食品質優(yōu)良，明顯優(yōu)于瑞士的紅色之愛（Redlove）系列品種，尤其是美紅，果肉全紅，果肉花青苷含量高達76.6毫克/千克，鮮食與營養(yǎng)品質優(yōu)良，市場前景廣闊，對助力健康中國建設有重要作用（圖1）。

2 紅皮蘋果育種技術及新品種

筆者團隊研究發(fā)現(xiàn)，蘋果的紅色和短枝芽變均屬表觀遺傳，MdMYB1啟動子甲基化水平與果皮花青苷含量呈顯著負相關，揭示了蘋果紅色芽變DNA甲基化差異及花青苷合成的分子機制，提出了基于MYB1啟動子甲基化水平檢測的蘋果紅色芽變早期分子鑒定技術，發(fā)明了常規(guī)技術與分子技術相結合的蘋果持續(xù)多代芽變選種技術，提高了蘋果芽變選種效率和準確度，育種年限縮短2～3年;育成優(yōu)質紅色芽變蘋果新品種5個，其中短枝型龍富易成花，易著色，品質優(yōu)，易成枝，不易早衰;元富紅果實寶石紅色，全紅果比率在98%以上，品質優(yōu)。二者均已在我國蘋果主產(chǎn)區(qū)廣泛種植，解決了紅富士著色差、成花難及短枝型品種易早衰的問題。通過持續(xù)多代的芽變選種，紅富士的果實著色及生長結果習性等性狀得到有效改良，而晚熟和耐貯這2個性狀始終沒有改變，使優(yōu)質、晚熟、耐貯的紅富士蘋果“好看、好吃、好賣、好管”，極大地推動了我國蘋果產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展（圖2）。

3 新品種快速應用及其高效建園和拓鏈增效技術

筆者團隊通過研究明確了鐮孢菌屬是引起我國蘋果連作障礙的主要病原菌，發(fā)明了以“冬前開溝、撿除殘根、穴施菌肥、蔥樹混作”為核心的蘋果重茬障礙綠色防控技術，為特色多樣化蘋果新品種快速推廣應用提供了技術支撐;發(fā)明了“三位一體”的寬行高干栽培模式及幼樹早果豐產(chǎn)技術，為果園機械化、生草化、無袋化提供了保障;針對紅肉和紅皮蘋果新品種易著色特性，發(fā)明了單一性與多樣性有機結合的果園生草新模式，創(chuàng)建了行間生草免套袋栽培技術，實現(xiàn)了節(jié)本增效;針對加工型紅肉蘋果新品種高類黃酮特性，發(fā)明了高類黃酮蘋果酒加工新設備、新工藝和新產(chǎn)品，實現(xiàn)了拓鏈增效。

采用“集成示范、技術培訓、網(wǎng)絡媒體和科普文章”等相結合的推廣模式，有力推動了新品種、新技術、新模式的大面積推廣應用，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。