红肉苹果 山东农大供图

■本报记者 李晨 通讯员 郭翠华

如何让苹果更红、更好吃、更好卖，让中国人把果盘子牢牢端在自己手里？这是生产难题，也是山东农业大学陈学森教授毕生的科研追求。

经过近20年潜心研究，现在这位63岁的老教授有了答案。他和团队成员用具有自主知识产权的55项专利技术，创制独有的苹果新种质，育成红肉、红皮苹果新品种，发明使年限缩短好几年的苹果育种法，并摸索出了新品种配套种植技术。近年来，这些成果在山东、陕西等地累计推广513万余亩，新增经济效益115亿余元。

11月3日上午，喜讯从北京人民大会堂传来，陈学森团队凭借该成果捧得2020年度国家技术发明奖二等奖。这也是他们继2015年获得国家科技进步奖二等奖后，第二次摘取国家科学技术奖。

“我们还要研发更多高水平接地气成果，并把它转化为农业发展新亮点，转化为农民的经济效益。”载誉归来，陈学森依然干劲十足。

创建独一份的红肉苹果新种质

2005年8月，陈学森带领博士生冯涛及团队成员到伊犁野果林实地考察。“新疆野苹果中的红肉苹果，果肉的红色很新奇，香味也独特。”陈学森为发现了苹果“新大陆”暗自高兴。

为采摘到正宗的野苹果，陈学森和博士生何天明一起在新疆的大山里来来回回寻找。“有一天早上上山时天还是晴的，中午就下起了暴雨，如果我们从山里晚出来十分钟，可能就被泥石流冲下山口了。”陈学森感慨地告诉记者。

实验室的检测结果表明，他们采集来的新疆野苹果中的红肉苹果，其类黄酮和有机酸含量明显高于栽培品种。

陈学森心想：“类黄酮具有抗氧化、抗肿瘤、预防心脑血管疾病及保肝等功能，国内特色多样化品种严重不足，能不能把新疆红肉苹果和肉质鲜脆的‘红富士’苹果杂交，创建新红肉种质？”

很快，陈学森和团队成员把采集回来的新疆红肉苹果花粉与“红富士”苹果品种杂交，在组培室播种培育第一代（F1）实生苗，并将这些苗子定植到泰安横岭育种基地。

“在F1代群体中，我们筛选到R6R6纯合基因型的红肉脆肉株系，经过试验检测发现其果实类黄酮含量是普通苹果的七倍，可与蓝莓比肩。我们把它命名为CSR6R6。”陈学森异常兴奋。

这是我国独有的功能性苹果种质，实现了红肉、脆肉、高类黄酮等多个品质性状（基因）的快速聚合。如今，CSR6R6被保藏进中国科学院微生物研究所。

利用独一份的新种质和育种新方法，陈学森团队培育出“幸红”“福红”“美红”“满红”4个高类黄酮苹果新品种。它们果肉全红、果皮红亮，吃起来酸甜适口。目前，他们又从这几个新品种中找到了“宝贝”，有了新的研究目标。

“在新种质培育过程中，我们还摸索出了可使育种年限缩短5年的三选两早一促苹果育种法等。”对此，陈学森深感自豪。

发明红皮苹果早期鉴定新技术

在市场上，着色程度是决定果子卖相的一个关键指标。近年来，行业人员通过芽变选种对苹果果皮着色等性状进行改良，选育出一大批苹果红色芽变新品种。

“果树芽变是果树体细胞突变的一种，是指突变发生在芽的顶端分生组织细胞中，当芽萌发长成枝条，在性状上表现出与原性状不同。这种突变是自然发生的遗传物质变异，以枝变表现出来。”陈学森告诉记者。

对于果树芽变的分子生物学机制，研究人员并不清楚。

前些年，陈学森带领学生姜生辉采集苹果品种“长富2”及其红色芽变后代“烟富3”及“烟富3”红色芽变后代“烟富8”有关材料，分析不同苹果芽变品种着色差异原因。

决定苹果着色状况的果皮物质主要有叶绿素、类胡萝卜素、花青苷，其中花青苷尤为重要。调控苹果果实花青苷合成，可以影响果实着色。

“我们对取回来的不同苹果芽变材料进行研究，分析数据背后的‘秘密’，最终有了重大发现，那就是光诱导螺旋—转角—螺旋结构蛋白（MdMYB1）启动子甲基化水平与果皮花青苷含量呈现显著的负相关关系。”陈学森说。

由此，他们还发明了基于MdMYB1基因启动子甲基化水平检测的苹果红色芽变早期分子鉴定技术，比普通芽变选种年限缩短2年至3年的时间。

与烟台龙口、蓬莱等地的研究人员合作，陈学森团队用这项技术先后选育出“龙富”“元富红”等苹果新品种，使果实着色、风味等性状得到了有效改良。现在，这些品种已成为生产主栽品种。

良种良法打捆让苹果收益更“红”

2014年，山东龙口市诸由观镇冷王村下大雨，一条龙果品专业合作社200多亩果园里的苹果树有不少被淹死了，总经理王恩琪向陈学森“求救”：“这个老果园种20多年的苹果树了，新种的小苹果苗会因重茬障碍长不好，怎么办？”

对此，陈学森和团队成员毛志泉教授当即胸有成竹地回答说：“用我们的重茬障碍绿色防控技术就能根治，也就是冬前开沟、捡除残根、穴施菌肥（发酵流体）、葱树混作。”

原来他们在研究中早已明确镰孢菌属是引起我国苹果重茬障碍的主要病原菌，而大葱分泌物就是该菌的“克星”。此外，陈学森还给王恩琪带去了团队选育的“龙富”苹果新品种，并教授他如何使用配套的省力高效栽培模式、幼树早果丰产技术、果园生草技术等。

“陈老师选育的短枝型‘龙富’苹果品种才两米高，非常适合机械化管理，苹果树苗当年成花、第二年结果、第四年丰产。果树好管理、连年丰收，果子红彤彤的，好看、好吃，一斤能多卖1元钱左右。现在，我们这边500多亩果园里都用上了陈老师团队的成果。”望着亩产近6000斤的新苹果园，王恩琪笑得合不拢嘴。

“我们还发明了高类黄酮苹果酒加工新设备、新工艺和新产品，延长了产业链。育种人员还要研发配套的种植技术，良种良法打捆才能让良种发挥最大优势，果农才能有更好的收益。”对于未来，陈学森信心满满。