項(xiàng)目名稱：蘋果果實(shí)主要品質(zhì)形成機(jī)理與提升關(guān)鍵技術(shù).doc

項(xiàng)目名稱：蘋果果實(shí)主要品質(zhì)形成機(jī)理與提升關(guān)鍵技術(shù)推薦單位：山東省科技廳項(xiàng)目簡介：本項(xiàng)目屬于農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域果樹學(xué)科。上世紀(jì)八十年代我國蘋果栽培面臨著品種和栽培技術(shù)的更新，當(dāng)時引進(jìn)的紅富士蘋果綜合品質(zhì)好于主栽品種國光，但存在著色差、果形不正等缺點(diǎn)，制約著我國蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。九十年代隨著喬砧密植園的發(fā)展和果實(shí)套袋技術(shù)的推廣，果園郁閉和套袋負(fù)作用如含糖量降低和易發(fā)“黑點(diǎn)病”等問題逐漸成為蘋果提質(zhì)增效的限制因素。針對上述問題，本項(xiàng)目自1990年起在國家和省部級課題的支持下，以促進(jìn)果實(shí)著色為主要目標(biāo)，在果實(shí)著色機(jī)理、套袋果糖代謝和鈣素吸收運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，通過紅色芽變選種、優(yōu)化套袋技術(shù)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(shí)品質(zhì)，推動了蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。主要創(chuàng)新成果如下：1、揭示了果實(shí)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(guān)系，明確了促進(jìn)果實(shí)著色品質(zhì)的技術(shù)途徑。揭示了苯丙氨酸解氨酶、查耳酮合成酶和糖基轉(zhuǎn)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(guān)鍵酶，推動了國際上對蘋果著色機(jī)理的研究。發(fā)現(xiàn)了果皮紅色不僅是果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)的重要指標(biāo)，而且還能提高果實(shí)的抗氧化能力，防止日燒和預(yù)防貯藏期病害的發(fā)生。2、通過芽變選種技術(shù)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(jìn)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(diǎn)是著色好、果形正、風(fēng)味濃，尤其是煙富3以其易著色、果大形正、果肉乳黃、風(fēng)味濃郁著稱，在全國大面積推廣。該系列品種的選育和應(yīng)用為我國蘋果現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。3、明確了套袋對果實(shí)品質(zhì)的影響，優(yōu)化了套袋促進(jìn)著色的栽培技術(shù)體系。針對套紙袋蘋果糖含量降低和易發(fā)生“黑點(diǎn)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(shí)含糖量；探明了套袋果實(shí)在整個發(fā)育期鈣素吸收運(yùn)轉(zhuǎn)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(chǎn)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(dǎo)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(shí)品質(zhì)。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(zhì)果率明顯提高，達(dá)到了國際先進(jìn)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(shù)，實(shí)現(xiàn)了老果園更新重建兩年恢復(fù)產(chǎn)量、品質(zhì)明顯提高的目標(biāo)。發(fā)表相關(guān)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(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利、1項(xiàng)實(shí)用新型專利。選育出9個蘋果新品種，制訂2項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)、1項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)、2項(xiàng)省主推技術(shù)，獲山東省科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng)、二等獎1項(xiàng)、三等獎2項(xiàng)。新品種在全國推廣面積達(dá)660多萬畝，約占全國蘋果面積的20%，優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)累計(jì)推廣300多萬畝。累計(jì)總新增經(jīng)濟(jì)效益235.26億元，經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益顯著。主要完成人及貢獻(xiàn)：第一完成人：原永兵，教授，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)，主持或參與所有果實(shí)紅色形成機(jī)理和栽培技術(shù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施。研究明確了蘋果果實(shí)著色機(jī)理和套袋對果實(shí)品質(zhì)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(xiàn)。獲得發(fā)明專利1項(xiàng)，實(shí)用新型專利1項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)論文78篇，出版蘋果果實(shí)品質(zhì)和栽培技術(shù)相關(guān)著作溫帶果樹結(jié)實(shí)生理、果品品質(zhì)研究和蘋果優(yōu)質(zhì)栽培與加工新技術(shù)。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(nóng)業(yè)大學(xué)。對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：主持或參與所有果實(shí)紅色形成機(jī)理和栽培技術(shù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施。研究明確了蘋果果實(shí)著色機(jī)理和套袋對果實(shí)品質(zhì)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(xiàn)。發(fā)表相關(guān)論文75篇，出版蘋果栽培技術(shù)相關(guān)著作蘋果優(yōu)質(zhì)栽培與加工新技術(shù)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(shù)指導(dǎo)站。對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：直接參與蘋果套袋優(yōu)化技術(shù)、果園酸化土壤改良技術(shù)和矮化密植集約栽培技術(shù)的研究，負(fù)責(zé)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(shù)的推廣。主持研究制定了“蘋果矮砧寬行集約高效栽培技術(shù)”和“蘋果安全生產(chǎn)配套技術(shù)”兩個全省主推技術(shù)。果園酸化土壤改良技術(shù)的推廣。對所有創(chuàng)新點(diǎn)都有重要貢獻(xiàn)，對創(chuàng)新點(diǎn)3有突出貢獻(xiàn)。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(chǎn)技術(shù)研究”，1999年獲國家科技進(jìn)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(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：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(chǎn)技術(shù)規(guī)程、蘋果套袋優(yōu)化技術(shù)、果園酸化土壤改良技術(shù)和矮化密植集約栽培技術(shù)的研究，負(fù)責(zé)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(shù)的推廣。對創(chuàng)新點(diǎn)二、三、四有突出貢獻(xiàn)。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(nóng)業(yè)大學(xué)。對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：針對套袋蘋果果實(shí)含糖量低和容易缺鈣的問題，主持研究了“蘋果果實(shí)糖代謝的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和酶學(xué)調(diào)控機(jī)制研究”（批準(zhǔn)號30270920）和“套袋蘋果鈣素的吸收規(guī)律與補(bǔ)鈣技術(shù)”的相關(guān)研究，參與了果園酸化土壤改良技術(shù)和矮化密植集約栽培技術(shù)等研究。對創(chuàng)新點(diǎn)一、三、四有重要貢獻(xiàn)。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(xiàn)：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)為項(xiàng)目主持完成單位，全面實(shí)施項(xiàng)目的研究和推廣工作。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹生理與栽培課題組提出項(xiàng)目總體研究思路，主持完成了農(nóng)業(yè)部、教育部、國家自然科學(xué)基金、山東省和青島市共15個相關(guān)科研項(xiàng)目，對蘋果紅色形成機(jī)理和優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)創(chuàng)新有突出貢獻(xiàn)，對著色系品種的推廣應(yīng)用有重要貢獻(xiàn)。自1990年開始以蘋果果實(shí)紅色機(jī)理與調(diào)控技術(shù)為主的果實(shí)品質(zhì)提升關(guān)鍵技術(shù)研究。在生理機(jī)制研究的基礎(chǔ)上，從蘋果果實(shí)花青苷合成積累、糖代謝和鈣素吸收運(yùn)轉(zhuǎn)等與果實(shí)品質(zhì)形成密切相關(guān)的生理過程著手，系統(tǒng)研究了套袋、礦質(zhì)營養(yǎng)、土壤和果園栽培模式等栽培技術(shù)對果實(shí)品質(zhì)的影響。揭示了蘋果果實(shí)花青苷合成、積累、降解、抗氧化規(guī)律及其與紅色形成的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)果實(shí)套袋雖然能促進(jìn)果皮紅色的形成，但普通紙袋可使果實(shí)可溶性固形物和鈣含量降低，導(dǎo)致果實(shí)“苦痘病”或“黑點(diǎn)病”的發(fā)生，影響果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)。同時還發(fā)現(xiàn)果實(shí)含鈣量和“苦痘病”的發(fā)生與土壤pH值有關(guān)，老果園土壤酸化，“苦痘病”發(fā)病率高。果園通風(fēng)透光差，樹冠郁閉，導(dǎo)致果園整體生態(tài)環(huán)境不利于果實(shí)品質(zhì)的形成。針對上述問題，與省內(nèi)科研科技術(shù)推廣部門協(xié)作，研究開發(fā)出了以套袋綜合技術(shù)、矮化集約栽培模式和果園酸化土壤改良技術(shù)為核心的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)，并將成熟的技術(shù)通過示范進(jìn)行推廣，經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益顯著。煙臺市果茶工作站為項(xiàng)目的協(xié)作完成單位。從上世紀(jì)九十年代初開始，針對富士生產(chǎn)中存在著色差、優(yōu)質(zhì)果率低等問題，以促進(jìn)蘋果紅色形成為主要目標(biāo)，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(diǎn)是著色好、果形正、風(fēng)味濃，尤其是煙富3以其易著色、果大形正、果肉乳黃、風(fēng)味濃郁著稱，在全國大面積推廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。直接參與了果園土壤酸化改良技術(shù)和果樹矮化密植栽培技術(shù)的研究。本項(xiàng)目研究開發(fā)的各項(xiàng)技術(shù)都是煙臺市蘋果栽培中的關(guān)鍵技術(shù)。主要貢獻(xiàn)是選育了9個著色優(yōu)系蘋果品種，有效地實(shí)施了蘋果套袋技術(shù)、酸化土壤改良技術(shù)、矮化密植集約栽培技術(shù)及老園重茬建園技術(shù)在全煙臺市的推廣，同時為調(diào)研各項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用情況及改進(jìn)方法做出了貢獻(xiàn)。在技術(shù)推廣中，通過舉辦全市果樹栽培技術(shù)培訓(xùn)班、發(fā)放技術(shù)指導(dǎo)手冊及現(xiàn)場觀摩會等形式有效地推廣了本項(xiàng)目研發(fā)的各項(xiàng)技術(shù)，為本項(xiàng)目系列技術(shù)的最后熟化和廣泛應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。山東省果茶技術(shù)指導(dǎo)站為項(xiàng)目的協(xié)作完成單位。主導(dǎo)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(chǎn)區(qū)的示范和推廣種植，為實(shí)現(xiàn)蘋果產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)起到重要的推動作用。提出了果園酸化土壤改良技術(shù)和矮砧密植集約栽培技術(shù)研究立項(xiàng)，并直接參與研究。主要貢獻(xiàn)是主持研究制訂了“蘋果矮砧集約高效栽培技術(shù)”和“蘋果安全生產(chǎn)配套技術(shù)”兩個全省主推技術(shù)，將套袋優(yōu)化技術(shù)集成到蘋果安全生產(chǎn)配套技術(shù)，連續(xù)多年在全省進(jìn)行推廣。全面負(fù)責(zé)酸化土壤改良技術(shù)、矮化密植集約栽培技術(shù)、老園重茬建園技術(shù)及蘋果套袋技術(shù)在全省的推廣應(yīng)用，及時將該項(xiàng)目各項(xiàng)成熟有效的技術(shù)納入到全省蘋果栽培管理總體技術(shù)體系。通過舉辦全省果樹技術(shù)培訓(xùn)班、到各地培訓(xùn)班授課及現(xiàn)場觀摩會等形式有效地推廣了本項(xiàng)目研發(fā)的共享技術(shù)。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所為項(xiàng)目的協(xié)作完成單位。直接參與果園酸化土壤改良技術(shù)的研究，深入研究了果園酸化土壤的特征，并在基礎(chǔ)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(jī)質(zhì)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(diǎn)3有重要貢獻(xiàn)。旁證材料見附件4。推廣應(yīng)用情況： 通過政府頒布的主推技術(shù)等推動項(xiàng)目技術(shù)應(yīng)用，通過培訓(xùn)班、電視、科普文章等多渠道推廣項(xiàng)目技術(shù)。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(jì)推廣種植660萬畝，新增經(jīng)濟(jì)效益118.83億元。研發(fā)的系列栽培技術(shù)已在省內(nèi)煙臺、威海、青島、臨沂及河北省等蘋果主產(chǎn)區(qū)累計(jì)推廣應(yīng)用達(dá)305萬畝，累計(jì)新增經(jīng)濟(jì)效益116.43億元元。本項(xiàng)目總累計(jì)新增經(jīng)濟(jì)效益235.26億元。取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。主要知識產(chǎn)權(quán)目錄：知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人植物新品種權(quán)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(quán)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(quán)果袋專用無紡布的生產(chǎn)工藝配方中國ZL 2010 1 0279996.62012-11-71072897青島農(nóng)業(yè)大學(xué)原永兵發(fā)明專利權(quán)一種營養(yǎng)型果園酸化土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用中國ZL 2009 1 0018585.92011-2-9739274山東省農(nóng)科院土壤肥料研究所譚德水植物新品種權(quán)煙富2號魯農(nóng)審2007051號2007.9.242007-051煙臺市果樹站植物新品種權(quán)煙富4號魯農(nóng)審2009062號2009.10.92009-062煙臺市果樹站植物新品種權(quán)煙富5號魯農(nóng)審2008064號2008.9.162008-066煙臺市果樹站植物新品種權(quán)煙富6號魯農(nóng)審2007052號2007.9.242007-052煙臺市果樹站植物新品種權(quán)煙富9號魯農(nóng)審2011039號2011.10.102011-039煙臺市果樹站植物新品種權(quán)煙嘎3號魯農(nóng)審2008063號2008.9.162008-065煙臺市果樹站項(xiàng)目曾獲科技獎勵情況：獲獎項(xiàng)目名稱獲獎時間獎項(xiàng)名稱獎勵等級主要獲獎人授獎單位