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苹果矮化砧木新品种选育与应用及砧木铁高效机理研究

获奖分类: 国家科技进步奖

获奖名称: 苹果矮化砧木新品种选育与应用及砧木铁高效机理研究

获奖年份: 2012

获奖级别: 二等奖

主要完成单位: 中国农业大学、山西省农业科学院果树研究所、吉林省农业科学院、西北农林科技大学

主要完成人: 韩振海、杨廷桢、张冰冰、韩明玉、王忆

成果简介:

本成果从1973年开始,历经38年完成。成果内容主要为:(1)育种获得早果、丰产、抗寒的苹果矮化中间砧:1978年,用国光×河南海棠进行种间杂交,陆续选育出SH系矮化砧木;2000年以后,选育出综合性状优良的苹果矮化无性系中间砧砧木品种‘SH1’。继1973年配置杂交组合西伯利亚酸苹果、美国酸苹果×M9,其后选育出‘GM-256’后;1974年配置杂交组合红太平×M9,历经27年育成早实、丰产、抗寒、抗腐烂病的苹果无性系中间砧砧木品种‘GM-310’。(2)选育出铁高效、矮化的苹果自根砧‘中砧1号’砧木:从1984年开始研究,历经25年,从小金海棠优系中选育出我国第一个综合性状优良的(半)矮化苹果无性系自根砧砧木品种-‘中砧1号’;其根系发达,生长一致性好,整齐度高;与栽培品种嫁接亲和性好,半矮化,耐旱性、抗寒力强。在现有苹果砧木常出现缺铁黄化现象的土壤中正常生长,不表现缺铁黄化现象。(3)基本明确了苹果铁高效的(分子)机理:从1987年起,通过生物学、生理生化学、根际学、组织解剖学等方面的系统观测,提出了苹果吸收利用铁素的生理机理。在此基础上,1996年至今,已克隆到苹果吸收、转运、利用铁素的相关基因8个,基本明确了这些基因的功能及其在苹果铁素吸收利用中的作用,并据此提出了“苹果吸收利用铁素的分子机理”。(4)对砧木的致矮机理及砧穗互作关系有了更明确的认识:对矮化自根砧(中砧1号)、矮化中间砧(SH系、M9)致矮机理及嫁接后砧穗互作关系的研究表明,砧木影响树体大小主要是细胞分裂素和生长素的作用。矮化自根砧致矮可能是根中细胞分裂素合成能力差、造成地上部器官获得的细胞分裂素量减少,导致生长素含量下降而使树体矮化的。矮化中间砧致矮可能是矮化中间砧段韧皮部生长素运输能力较弱,使根获得的生长素含量减少,导致细胞分裂素合成量降低,从而使树体矮化的;韧皮部在矮化中间砧致矮中起重要作用。(5)初步确定了自育矮化砧木在我国苹果产区的适用范围:A、‘中砧1号’:适用于我国大多数苹果产区,包括北京、河北、河南、山西、山东、陕西、甘肃、四川(阿坝州)、云南和辽宁;由于其具有铁高效性和较强的耐盐性,在宁夏、天津、江苏北部地区也可栽培。B、‘SH1’等SH系:作为矮化中间砧,可用于陕西、山西、河北、北京、河南等苹果栽培区域;C、‘GM-310’等GM系:作为矮化中间砧,主要应用于辽宁、吉林等苹果产区。(6)建立了苹果矮化砧木的快速繁殖技术:构建了‘中砧1号’砧木苗包括专用培养基、从初代培养到移栽等步骤的优化条件在内的组培快繁体系。研发了‘中砧1号’、SH系、GM系无性系的硬枝扦插和嫩枝扦插快速繁殖方法,其核心技术是母枝的选择、生根素的应用及湿度的控制。(7)对我国自育苹果矮化砧木进行了大规模的示范推广:自选育出SH系、GM系和‘中砧1号’后,因其具有矮化、早果、丰产及抗寒、抗黄叶病等特性,得到了大规模的推广应用。这些苹果矮化砧木现已推广应用131.85万亩,产生直接经济效益93.2256亿元。


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