龙眼和荔枝“联姻”了?这门亲事让我的眼泪从嘴角流了下来

作者: 刘成明

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2024-04-14 11:06:38

本文介绍了华南农业大学园艺学院教授刘成明在荔枝育种和龙眼育种上所做的工作,特别是脆蜜龙眼的诞生过程。文章详细描述了荔枝和龙眼的杂交育种技术,以及脆蜜龙眼的特点和应用前景。

大家好,我是刘成明,来自华南农业大学园艺学院。说起园艺,有些朋友可能以为是做园林艺术、景观设计的,其实不然。园艺主要是研究吃的、喝的,比如说果树、蔬菜、茶叶。当然,园艺也研究一些看的,像花卉这样的观赏植物。所以园艺主要就是果、菜、茶,还有花。

我自己是做果树的,而且是几十年如一日做荔枝育种以及龙眼育种。下面我就以《脆蜜龙眼诞生记》为例,向大家分享我们在荔枝育种和龙眼育种上所做的一些工作。

让荔枝当妈妈,龙眼当爸爸。大家可能听说过这么一句话,叫做“世界荔枝看中国”。从这张地图上来看,荔枝分布地带是黄色的这部分,但其中真正能种荔枝的地方只有红色区域,还是比较狭窄的。荔枝在中国是非常重要的果树——在中国果树生产面积里排第六位,常年的栽培面积大概是800万亩,产量占比是全世界70%以上。

另外还有一句话就是“中国荔枝看两广”,在中国荔枝的种植中,51%的产能在广东,35%的产能在广西,这两个地区加起来的产能就已经超过了85%。在博士论文期间,我做了荔枝分子遗传图谱的构建。首先,我们需要构建荔枝基因图谱的作图群体,也就是我们说的杂交群体。为此我构建了两个杂交群体,一个是马贵荔×无核荔,还有一个是马贵荔×焦核三月红。利用这两个作图群体,我完成了世界上第一幅荔枝的分子遗传图谱构建。

同时我把这两个群体保留下来,精心养护,直到它们开花、结果,然后培育出好几个优秀的新品种。这张照片就是红美人新品种,它是特晚熟、特大果,单果一两重,而且特丰产,也特别好吃。

这个是迟美人,成熟期会更迟,果子会更大,单果重量可以到二两一个,丰产性也特别好,品质也不错。我们看一下在广东荔枝的生长周期情况。

它大概有6个关键时期,其中有2个最为重要,一个是五到六月份的果实发育期,果多果少、果大果小就是这个时期决定的。另外一个时期是十月到十一月,这个阶段是长秋梢和秋梢老熟的。秋梢是决定第二年的开花、结果和产量多少的先决条件,所以秋梢好、质量好、数量多,非常重要。但是荔枝的坐果率很低,大家吃荔枝和买荔枝的时候,应该能发现一串荔枝上面的果是比较少的。所以怎么样提高荔枝的坐果率,是一个值得研究的问题。

▲从左到右依次为荔枝属、龙眼属、红毛丹属

那么怎样来研究这个事情呢?因为荔枝的坐果率都不高,所以我们不能在荔枝里面做杂交,而是要考虑其他品种。无患子科里有三个重要的果树属:荔枝属、龙眼属以及红毛丹属。但是红毛丹属在我们国家基本上没有生产、没有使用,所以用不了。现在就只剩下龙眼属可以用来改善荔枝。我们可以看到。龙眼的坐果率是比较高的,很适合用来改良荔枝的坐果率问题。

因此我们用龙眼来改善荔枝,也就是荔枝是妈妈,龙眼是爸爸。那么结果怎么样呢?我们获得了它们之间的属间杂种,编号是紫石6号。可以看到它一个果穗上是很多果的,所以它的坐果率明显提高了。但是它也有一个不足之处,就是它的种子还是有点大,可食率不是太高。

所以我们没有直接应用它,而是尝试用它做母本,用更多别的龙眼做父本,继续杂交。如果成功的话,今后我们的荔枝就是花期可调、果期可调,就有可能实现荔枝的周年生产。

再换成龙眼妈妈与荔枝爸爸。相比之下,龙眼的情况怎么样呢?中国龙眼在世界上的地位也是不低的——我们国家的龙眼产量大概占到全世界的60%,超过了半壁江山。但是龙眼的育种水平却远远落后于荔枝的育种水平。比如,荔枝有很多的品种,但是龙眼在中国只有两个主栽品种,分别是储良和石硖。这两个品种合计占比就超过了90%,剩下更多那些品种只占了10%不到。这就带来一个非常严重的问题:龙眼鲜果的供应期是非常短的。

比方在广州,只有从7月中旬到8月中旬才有新鲜龙眼,更早或更晚,就没有龙眼上市了,这是一个亟待解决的问题。

所以我们就想到,是不是也可以考虑用荔枝来改善龙眼的问题?与龙眼相比,荔枝品种是很多的,我们这里随随便便就列了10个。主栽品种加上栽培品种的话,实际上是有二三十个品种的。我们在这么多的品种中,最后选择了紫娘喜这个品种作为杂交的父本。

这主要是因为我们做了一些预备试验,发现紫娘喜荔枝跟龙眼之间的杂交亲和性相对较好,而其他的荔枝品种跟龙眼之间的亲和性很差,得不到杂交结果。那么,母本是石硖龙眼,父本是紫娘喜荔枝,它们各自有什么优缺点呢?

石硖龙眼是早熟且优质的,可以说它是最好吃的龙眼,另外它的丰产性也非常好。但是它有一个致命的缺点,就是果实很小,以至于市场价格非常低,不好卖。父本紫娘喜荔枝的特点是晚熟、大果,稳产性好。

但是它也有一个缺点,就是品质不佳,不太好吃。所以它正好和石硖龙眼的优缺点形成了完美互补。另外,我们也考虑到杂种优势的问题,就像袁隆平院士的杂交水稻也是利用杂种优势,使它的产量更高,其他表现更好。那么如果用龙眼跟荔枝这样不同属之间再来杂交,杂种优势可能就会超过种间杂交,所以这是非常值得开展的工作。

所以,我们从2007年就开始做首个龙眼和荔枝的杂交品种的人工杂交工作。

这里我列了5个步骤,其中最重要的是前2个步骤。第一个步骤是采集花粉,因为荔枝的花朵非常细小,所以采集花粉需要非常细心。为了采集大量的花粉,我们不但自己全员出动,还请了很多的学生帮我们一起做花粉采集的工作。接着是蒙导授粉,整个属间杂交工作技术含量最高就是在这个地方,因为荔枝跟龙眼之间的杂交就相当于猫和豹之间的杂交,是属间的杂交。大家可以想像,猫跟豹子之间能生出孩子吗?肯定不能。

龙眼跟荔枝杂交也是一样的,所以我们要用一些技术来麻醉这个“妈妈”,包括物理、化学、生物学等多方面的因素结合起来使用。

龙眼“妈妈”的柱头被麻醉了之后,荔枝“爸爸”的花粉就能够传播上去,在上面萌发,长出花粉管进入胚囊,最终实现授精,结成种子,结成果实。这是很难的一关,但我们努力把它攻克了。在这之后,我们收获了杂交的果实,果实里面就有种子。

刚开始成功率很低,大概只有千分之三,也就是说1000朵雌花,大概只能收到3粒果子。所以我们做了10万朵以上的雌花才能收到300粒左右的果实。但是有些果实里面没有种子,所以我们还要再把种子取出来,播种到地里,长成杂交苗。这个过程很长。当然,杂交苗各种情况都有,有长得漂亮的,有长得丑的,还有死掉的,甚至有些杂交苗是假杂种。因此我们还要通过亲子鉴定的技术,把假的杂种淘汰掉,留下真的属间杂种继续培育。

我们做了两轮的亲子鉴定,第一轮淘汰了28株,留下了69株。第二轮再鉴定,结果非常好,这69株都是真实的属间杂种。我们就精心培育它们,等它开花、结果,进行选育。到了2014年,我们对这些已经开花结果的属间杂种进行全面的鉴定,这个鉴定连续做了两年。可以看到第一名和第二名它们的分数是一样的,都是84分。但是编号SZ52的果实有三个非常突出的特点。

第一个特点是它的果肉非常嫩、脆,就像吃豆腐一样,嚼几下就没有了,而且嚼的时候,你能听见响声。第二个特点是它的糖分,它的糖度非常高,超过了22度,吃起来的味道是蜜一样的甜,我们叫做蜜甜或者是清甜。第三个特点是它的成熟期更晚,大概在8月中旬,那么它进入市场的时间就更晚。

所以出于这些特点综合考虑,我们就决定用SZ52号作为这个初选的优株,进入后续的育种程序,步骤和前面说的一样。

2022年,我们在一个品种审定会上通过了它的现场鉴定,而且专家们给了它一个正式的名字:脆蜜。“脆”就是指它的果肉很脆,嚼起来是有响声的;“蜜”就是指它的味道是清甜到蜜甜。我觉得这个名字非常符合它的特点。大家可以看到这张图片,“脆蜜”的果皮是有龟裂片的,就像荔枝的果皮一样有点“疙瘩”。这个品种以后上市的话,如果有假冒,那是一眼就可以看出来的。

集众多优点于一身。脆蜜这个品种有些什么特点呢?

第一,野蛮生长。所谓野蛮生长就是长得非常快。这棵树是一棵苗,4月中旬嫁接的,到11月份立冬之前它就长成一棵小树了。它开花、结果的时间也特别快,投产的时间也特别早,这是非常难能可贵的。第二个特点就是它的叶片由红变绿是很快的,而且枝梢是可以连续生长的,这也是为什么它长得那么快的原因。大家可以看到,它的叶子还是嫩绿色的时候,下一趟梢就长出来了。这里的三张照片都是这种情况。

枝梢生长越多,下一年开花、结果的枝条就越多,生产的果实也就越多,也就会越高产。

▲左:脆蜜 右:石硖龙眼

我们还可以看到,在每一张叶子上面,脆蜜的小叶数是更多的,它有6-8对,而石硖龙眼只有5对,可以说叶片越多越厚,光合作用就会越强,合成的糖分就会越多,所以产量也会越高,品质也会越好。这就是脆蜜高产优质的生理基础。▲左:脆蜜 右:石硖龙眼。第三,在成熟期方面,脆蜜明显比石硖要晚熟。

这里右边的石硖已经成熟了,但是左边的脆蜜还是青绿的,还要等15-20天才能成熟,所以脆蜜跟我们的主栽品种完全是错峰成熟,可以错峰上市。

再下来我们可以看到,脆蜜是生长壮旺、早结丰产的。左边这张照片是2018年2月嫁接的,到2018年10月就长成一棵不小的树了,而且这树的模样跟龙眼还有点不一样。右边这张照片是2020年嫁接的,到2021年就已经丰产了。

这就意味着如果我们今年嫁接,明年就可以收获到足够的产量进入市场了。脆蜜果大质优,这里左边是脆蜜,它的大小明显大于右边的龙眼。它的糖度高的时候超过24,不高的话也能超过20,所以它吃起来是又甜又蜜的。

还有一个非常宝贵的特点,就是它的抗寒性强。上面三张照片是石硖,庚子年冬天的时候,潮州温度是负三到负四度,石硖已经冻得一塌糊涂,冻害程度达到了4级。

但是我们的脆蜜冻害程度是一级,也就是轻微冻害,很快就恢复了正常。另外一个极端事例就是去年(2022年)在粤北,我们试种了一些苗子,在那个地方遭遇了4场重霜和6场轻霜的情况下,它依然能够存活下来。脆蜜的品种适应性广,种在省内和省外都能表现出很好的生长情况、很好的挂果和很好的果实品质,所以它的应用前景是非常棒的。

并且脆蜜的丰产性很强。

大家可以看到中间这张照片,一个果穗上面有270多粒,而右边的主栽品种只有60多粒,所以它结果非常多,轻轻松松就可以实现产量倍增。因此利用脆蜜的晚熟特性,再加上它抗寒的特性,如果把它进行适度北移栽培,我们就可以实现中秋佳节采收脆蜜并且上市。目前来讲,脆蜜还有一个小小的缺点,就是它的种子是中等大小,因为它的妈妈和爸爸都是中等大小的种子。所以我们接下来要做的一件事情就是把它的种子变小或者消失。

我们走了两条路,一条是让脆蜜跟无核荔枝杂交,产生无核品种。另外一条就是培育三倍体水果。之前也有人培育出三倍体西瓜、三倍体香蕉,我们尝试做三倍体龙眼,也能培育出没有种子的龙眼——切开之后没有种子。而且是双胞胎的果,一朵花结两粒果。关于荔枝和龙眼的故事就到这里。谢谢大家!

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