項目名稱：蘋果果實主要品質形成機理與提升關鍵技術.doc

項目名稱：蘋果果實主要品質形成機理與提升關鍵技術推薦單位：山東省科技廳項目簡介：本項目屬于農業(yè)科學技術領域果樹學科。上世紀八十年代我國蘋果栽培面臨著品種和栽培技術的更新，當時引進的紅富士蘋果綜合品質好于主栽品種國光，但存在著色差、果形不正等缺點，制約著我國蘋果產業(yè)的發(fā)展。九十年代隨著喬砧密植園的發(fā)展和果實套袋技術的推廣，果園郁閉和套袋負作用如含糖量降低和易發(fā)“黑點病”等問題逐漸成為蘋果提質增效的限制因素。針對上述問題，本項目自1990年起在國家和省部級課題的支持下，以促進果實著色為主要目標，在果實著色機理、套袋果糖代謝和鈣素吸收運轉規(guī)律研究的基礎上，通過紅色芽變選種、優(yōu)化套袋技術和革新栽培模式等途徑，有效改良和提升了紅富士等蘋果的果實品質，推動了蘋果產業(yè)的發(fā)展。主要創(chuàng)新成果如下：1、揭示了果實花青苷合成、積累、降解、抗氧化規(guī)律及其與果面紅色形成的關系，明確了促進果實著色品質的技術途徑。揭示了苯丙氨酸解氨酶、查耳酮合成酶和糖基轉移酶（UFGT）在蘋果紅色形成中的作用。首次提出了UFGT是蘋果花青苷生物合成的關鍵酶，推動了國際上對蘋果著色機理的研究。發(fā)現(xiàn)了果皮紅色不僅是果實內外品質的重要指標，而且還能提高果實的抗氧化能力，防止日燒和預防貯藏期病害的發(fā)生。2、通過芽變選種技術選育出9個著色優(yōu)系新品種。煙富1-5和煙富6是分別從引進的第二代富士長富2和惠民短枝富士中選出的第三代紅富士。煙富9和煙富10是從秋富1和煙富3中選出的第四代濃紅型著色系富士。煙嘎3號是從普通嘎啦中選出的濃紅型芽變。各品種的突出特點是著色好、果形正、風味濃，尤其是煙富3以其易著色、果大形正、果肉乳黃、風味濃郁著稱，在全國大面積推廣。該系列品種的選育和應用為我國蘋果現(xiàn)代產業(yè)發(fā)展做出了貢獻。3、明確了套袋對果實品質的影響，優(yōu)化了套袋促進著色的栽培技術體系。針對套紙袋蘋果糖含量降低和易發(fā)生“黑點病”的問題，明確了套紙袋能抑制山梨醇脫氫酶活性，降低果實含糖量；探明了套袋果實在整個發(fā)育期鈣素吸收運轉規(guī)律，發(fā)現(xiàn)果袋的透氣性影響鈣的吸收。揭示了山東蘋果產區(qū)土壤酸化是套袋蘋果缺鈣的重要原因；明確了長期不合理施用化肥是導致土壤酸化的主要因素。4、建立了資源節(jié)約型環(huán)境友好型蘋果栽培模式，通過優(yōu)化果園光照和土壤條件提升了果實品質。創(chuàng)建的現(xiàn)代蘋果矮化集約栽培模式，果園光照條件好，優(yōu)質果率明顯提高，達到了國際先進果園的水平。開發(fā)了矮化自根砧密植栽培模式配合土壤局部改良克服“連作障礙”的技術，實現(xiàn)了老果園更新重建兩年恢復產量、品質明顯提高的目標。發(fā)表相關論文110篇，其中5篇SCI收錄論文被國際刊物引用256次，單篇最高引用83次。2項授權發(fā)明專利、1項實用新型專利。選育出9個蘋果新品種，制訂2項國家標準、1項地方標準、2項省主推技術，獲山東省科技進步一等獎1項、二等獎1項、三等獎2項。新品種在全國推廣面積達660多萬畝，約占全國蘋果面積的20%，優(yōu)質高效栽培技術累計推廣300多萬畝。累計總新增經濟效益235.26億元，經濟、社會、生態(tài)效益顯著。主要完成人及貢獻：第一完成人：原永兵，教授，青島農業(yè)大學。對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：項目總體設計，主持或參與所有果實紅色形成機理和栽培技術項目的設計和實施。研究明確了蘋果果實著色機理和套袋對果實品質的影響，建立了資源節(jié)約型、環(huán)境友好型蘋果栽培模式。對創(chuàng)新一、三、四的確立做出了創(chuàng)造性貢獻。獲得發(fā)明專利1項，實用新型專利1項，發(fā)表相關論文78篇，出版蘋果果實品質和栽培技術相關著作溫帶果樹結實生理、果品品質研究和蘋果優(yōu)質栽培與加工新技術。主要旁證材料見附件3、5、14-16、20、35-45。第二完成人：劉成連，教授，青島農業(yè)大學。對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：主持或參與所有果實紅色形成機理和栽培技術項目的設計和實施。研究明確了蘋果果實著色機理和套袋對果實品質的影響，建立了資源節(jié)約型、環(huán)境友好型蘋果栽培模式。對創(chuàng)新一、三、四的確立做出了創(chuàng)造性貢獻。發(fā)表相關論文75篇，出版蘋果栽培技術相關著作蘋果優(yōu)質栽培與加工新技術等。旁證材料見附件3、5、14-16、35-43、45。第三完成人：崔秀峰，研究員，山東省果茶技術指導站。對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：直接參與蘋果套袋優(yōu)化技術、果園酸化土壤改良技術和矮化密植集約栽培技術的研究，負責矮化集約栽培、果園酸化土壤改良、老果園改造和套袋綜合技術的推廣。主持研究制定了“蘋果矮砧寬行集約高效栽培技術”和“蘋果安全生產配套技術”兩個全省主推技術。果園酸化土壤改良技術的推廣。對所有創(chuàng)新點都有重要貢獻，對創(chuàng)新點3有突出貢獻。旁證材料見附件20。曾獲國家科技獎勵情況：“蘋果病毒脫除、檢測及無毒矮化豐產技術研究”，1999年獲國家科技進步三等獎，證書號：13-3-006-02第四完成人：馬德功，研究員，煙臺市果茶工作站。對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：主持或參與了煙富和煙嘎著色優(yōu)系品種的選育工作，直接參與紅富士蘋果生產技術規(guī)程、蘋果套袋優(yōu)化技術、果園酸化土壤改良技術和矮化密植集約栽培技術的研究，負責新品種、矮化集約栽培、果園酸化土壤改良、老果園改造和套袋綜合技術的推廣。對創(chuàng)新點二、三、四有突出貢獻。旁證材料見附件1、2、6-13、17-19。第五完成人：王永章，教授，青島農業(yè)大學。對本項目技術創(chuàng)造性貢獻：針對套袋蘋果果實含糖量低和容易缺鈣的問題，主持研究了“蘋果果實糖代謝的信號轉導和酶學調控機制研究”（批準號30270920）和“套袋蘋果鈣素的吸收規(guī)律與補鈣技術”的相關研究，參與了果園酸化土壤改良技術和矮化密植集約栽培技術等研究。對創(chuàng)新點一、三、四有重要貢獻。旁證材料見附件14、38、39、40-43。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻：青島農業(yè)大學為項目主持完成單位，全面實施項目的研究和推廣工作。青島農業(yè)大學果樹生理與栽培課題組提出項目總體研究思路，主持完成了農業(yè)部、教育部、國家自然科學基金、山東省和青島市共15個相關科研項目，對蘋果紅色形成機理和優(yōu)質高效栽培技術創(chuàng)新有突出貢獻，對著色系品種的推廣應用有重要貢獻。自1990年開始以蘋果果實紅色機理與調控技術為主的果實品質提升關鍵技術研究。在生理機制研究的基礎上，從蘋果果實花青苷合成積累、糖代謝和鈣素吸收運轉等與果實品質形成密切相關的生理過程著手，系統(tǒng)研究了套袋、礦質營養(yǎng)、土壤和果園栽培模式等栽培技術對果實品質的影響。揭示了蘋果果實花青苷合成、積累、降解、抗氧化規(guī)律及其與紅色形成的關系，發(fā)現(xiàn)果實套袋雖然能促進果皮紅色的形成，但普通紙袋可使果實可溶性固形物和鈣含量降低，導致果實“苦痘病”或“黑點病”的發(fā)生，影響果實的內在品質。同時還發(fā)現(xiàn)果實含鈣量和“苦痘病”的發(fā)生與土壤pH值有關，老果園土壤酸化，“苦痘病”發(fā)病率高。果園通風透光差，樹冠郁閉，導致果園整體生態(tài)環(huán)境不利于果實品質的形成。針對上述問題，與省內科研科技術推廣部門協(xié)作，研究開發(fā)出了以套袋綜合技術、矮化集約栽培模式和果園酸化土壤改良技術為核心的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、優(yōu)質高效栽培技術，并將成熟的技術通過示范進行推廣，經濟、社會和生態(tài)效益顯著。煙臺市果茶工作站為項目的協(xié)作完成單位。從上世紀九十年代初開始，針對富士生產中存在著色差、優(yōu)質果率低等問題，以促進蘋果紅色形成為主要目標，通過芽變選種，選育出了8個富士著色優(yōu)系（煙富1號、煙富2號、煙富3號、煙富4號、煙富5號、煙富6號、煙富9號、煙富10號）和煙嘎3號蘋果新品種。這些品種的突出特點是著色好、果形正、風味濃，尤其是煙富3以其易著色、果大形正、果肉乳黃、風味濃郁著稱，在全國大面積推廣，經濟效益顯著。直接參與了果園土壤酸化改良技術和果樹矮化密植栽培技術的研究。本項目研究開發(fā)的各項技術都是煙臺市蘋果栽培中的關鍵技術。主要貢獻是選育了9個著色優(yōu)系蘋果品種，有效地實施了蘋果套袋技術、酸化土壤改良技術、矮化密植集約栽培技術及老園重茬建園技術在全煙臺市的推廣，同時為調研各項技術在生產中的應用情況及改進方法做出了貢獻。在技術推廣中，通過舉辦全市果樹栽培技術培訓班、發(fā)放技術指導手冊及現(xiàn)場觀摩會等形式有效地推廣了本項目研發(fā)的各項技術，為本項目系列技術的最后熟化和廣泛應用做出了重要貢獻。山東省果茶技術指導站為項目的協(xié)作完成單位。主導煙富3號、煙富4號、煙富5號、煙富6號和煙富9號等煙富優(yōu)系在山東，乃至全國蘋果主產區(qū)的示范和推廣種植，為實現(xiàn)蘋果產業(yè)的優(yōu)質高效生產起到重要的推動作用。提出了果園酸化土壤改良技術和矮砧密植集約栽培技術研究立項，并直接參與研究。主要貢獻是主持研究制訂了“蘋果矮砧集約高效栽培技術”和“蘋果安全生產配套技術”兩個全省主推技術，將套袋優(yōu)化技術集成到蘋果安全生產配套技術，連續(xù)多年在全省進行推廣。全面負責酸化土壤改良技術、矮化密植集約栽培技術、老園重茬建園技術及蘋果套袋技術在全省的推廣應用，及時將該項目各項成熟有效的技術納入到全省蘋果栽培管理總體技術體系。通過舉辦全省果樹技術培訓班、到各地培訓班授課及現(xiàn)場觀摩會等形式有效地推廣了本項目研發(fā)的共享技術。山東省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所為項目的協(xié)作完成單位。直接參與果園酸化土壤改良技術的研究，深入研究了果園酸化土壤的特征，并在基礎上篩選酸化土壤改良劑，成功開發(fā)出了酸化土壤營養(yǎng)性改良劑，對有機質含量低、缺鈣鎂的酸化土壤具有非常好的改良效果。對創(chuàng)新點3有重要貢獻。旁證材料見附件4。推廣應用情況： 通過政府頒布的主推技術等推動項目技術應用，通過培訓班、電視、科普文章等多渠道推廣項目技術。截止到2013年，煙富3號等煙富著色優(yōu)系系列品種已在山東、陜西、河北、河南、甘肅、山西、遼寧等省累計推廣種植660萬畝，新增經濟效益118.83億元。研發(fā)的系列栽培技術已在省內煙臺、威海、青島、臨沂及河北省等蘋果主產區(qū)累計推廣應用達305萬畝，累計新增經濟效益116.43億元元。本項目總累計新增經濟效益235.26億元。取得了顯著的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益。主要知識產權目錄：知識產權類別知識產權具體名稱國家（地區(qū)）授權號授權日期證書編號權利人發(fā)明人植物新品種權煙富3號魯種審字第243號1998.4.24煙臺市果樹站植物新品種權煙富1號魯種審字第242號1998.4.24煙臺市果樹站發(fā)明專利權果袋專用無紡布的生產工藝配方中國ZL 2010 1 0279996.62012-11-71072897青島農業(yè)大學原永兵發(fā)明專利權一種營養(yǎng)型果園酸化土壤改良劑及其制備方法與應用中國ZL 2009 1 0018585.92011-2-9739274山東省農科院土壤肥料研究所譚德水植物新品種權煙富2號魯農審2007051號2007.9.242007-051煙臺市果樹站植物新品種權煙富4號魯農審2009062號2009.10.92009-062煙臺市果樹站植物新品種權煙富5號魯農審2008064號2008.9.162008-066煙臺市果樹站植物新品種權煙富6號魯農審2007052號2007.9.242007-052煙臺市果樹站植物新品種權煙富9號魯農審2011039號2011.10.102011-039煙臺市果樹站植物新品種權煙嘎3號魯農審2008063號2008.9.162008-065煙臺市果樹站項目曾獲科技獎勵情況：獲獎項目名稱獲獎時間獎項名稱獎勵等級主要獲獎人授獎單位