中国每年产西瓜约6200万吨,占世界总量的60.6%,中国人每年人均吃瓜43.3千克,是国外平均水平的6.9倍。在上世纪七八十年代,西瓜还属于“紧俏”商品,短短几十年,中国人从“有限吃瓜”到“吃瓜自由”,背后有着怎样的奥秘?
许勇,国家西甜瓜产业技术体系首席科学家,北京农林科学院蔬菜研究员,过去30年,他带领团队主持选育的“京欣”“京美”“京彩”等西瓜品种,在华北、华东等西瓜主产区种植率超过60%,有力地支撑了北京乃至全国西瓜产业的发展。从传统育种,到现代育种,许勇为我们讲述了他的“甜蜜事业”。
在传统育种时代,每一个品种的更新都需要七到八年的育种过程,因为育种是多个性状的聚合,传统育种在育种选育上受效率和概率的限制,能否培育出优良的种子,还需要碰运气。
如何才能突破传统育种的方法,提高育种效率?许勇和他的团队,从西瓜的基因上找到了答案。
西瓜有4.3亿个碱基,编码了两万个基因,这两万多个基因分布在11条染色体上。要想从基因入手,第一步就需要绘制出西瓜基因图谱,绘制基因图谱需要鉴定出约23440个基因,耗时长,资金投入大,技术难度高。这对于当时的许勇乃至全世界的西瓜育种专家来说,都是极大的挑战。
在国家科技部,北京市科委和北京农林科学院的支持下,许勇团队历时四年,于2012年完成了世界第一张西瓜基因图谱的绘制,并在当年登上了国际学术一流刊物《自然遗传学》杂志,获得了国内外高度肯定。根据这张基因图谱,许勇团队打开了西瓜世界的黑匣子,很快找到了多个抗病性基因,解决了西瓜抵抗枯萎病、炭疽病、白粉病等病害问题,同时找到了果实含糖量、大小、形状等品质的基因位置。
图注:西瓜基因图谱(部分)
获得了西瓜基因图谱,就获得了所需要的目标性状的基因的“遗传路标”。在此基础上,许勇团队采用最新的分子育种方法,通过分子标记,选择西瓜本身的优良性状基因,再把具有优良性状的单株转到田间种植,获得种子,大幅提升育种效率、精准度和目标性,将育种时间从7-10年,缩短至3-4年。
通过分子育种技术选育的西瓜各具特色:大名鼎鼎的“京彩”系列西瓜,果肉呈橙黄色(俗称“土豪金”),就是因为对西瓜瓤色基因进行了分子聚合,果肉所含β-胡萝卜素比普通红瓤西瓜高5倍以上,叶黄素高12倍以上,才使得“京彩”具有“土豪金”瓤色。“京美2k”则以风味脆爽、早熟耐储存耐运输,深受消费者和瓜农好评。
图注:色彩丰富的西瓜
图注:京美2k
图注:京彩1号
许勇团队相继完成了西瓜审定品种27个,鉴定品种8个,带领蔬菜中心科技干部在京郊11个区305个示范村建立了42个示范基地,带动3.5万农户进行新品种示范种植,在京郊推广面积达35万亩。
图注:1994年,许勇在蔬菜大棚
图注:2020年,许勇团队指导农户种植西瓜
如今,中国是全球最大的西瓜生产国,也是全球最大的消费国,“吃瓜自由”的背后,是育种团队数十年的精心科研,我们吃的每一口西瓜甜,都是科技育种带来的“中国甜”。
重点推荐!
高糖脆爽,耐储耐运,小型果型
登记编号:GPD西瓜(2020)110022
早熟丰产,果肉呈橙黄色,
富含β-胡萝卜素、叶黄素,果型小巧
瓤色鲜艳(橙黄或彩虹瓤),
高糖酥脆,超薄果皮,抗逆性强