深耕40年,他创立南京农业大学梨研究团队,主持建成国家梨产业技术研发中心、国家梨改良中心南京分中心、江苏省梨工程研究中心等科研平台,率先破解梨树自花授粉不结实的产业问题,领衔完成国际首个梨全基因组图谱和蛋白组全景图谱,以第一完成人获得国家科技进步二等奖2项,实现了南京农业大学的梨研究从无到有、到国内一流、到国际领先的“三级跳跃”。
作为“梨首席”,他始终如一致力于将科技与产业需求结合,心系百姓消费需求、不忘带领农户致富增收,“我希望有一天,‘梨业强、梨农富、梨园美’的‘梨园梦’在中国大地上成为现实。”中国工程院院士、南京农业大学教授张绍铃说。
破解遗传密码
梨属于典型的配子体型自交不亲和果树,必须配置授粉树或辅助授粉才能保障产量,这大大增加了梨园管理难度及成本。20世纪90年代,张绍铃在国际上率先解析了梨自花结实与不结实性机理,并首创了规模化鉴定梨自花结实性种质和S基因型的技术体系。在此基础上,创制了一批优异种质,育成了宁翠和宁酥蜜等自花结实性新品种。
“梨的基因组杂合度非常高,让梨种群的基因和遗传关系研究困难重重。”在日本攻读博士学位的张绍铃敏锐地将视线聚焦在基因组研究上,他决心打破梨研究的谜团,并且着手搜集梨的种质资源信息。1999年回国后,作为人才引进到南京农业大学的张绍铃,走遍了全国20多个省(直辖市/自治区),并千方百计从全球搜集各种梨的种质资源,几年下来,他慢慢积攒了1400多份种质资源,为梨的基因组测序和杂交育种提供了多样化的材料。
2010年,张绍铃牵头组织由中国、美国、日本等多国科学家组成的国际梨基因组研究组,推动基因组测序工作实施,2012年,率先绘制完成了世界第一个梨全基因组精细图谱,不仅理顺了梨家族的“亲属关系”,还将梨的起源、驯化和变迁历史一直追溯到了几百万年前,就像是为梨家族描绘了一个完整详细的“族谱”。
张绍铃说:“我们为来自全世界26个国家的113份代表性梨种质资源建立了‘户口本’,还精确定位了决定梨花期、果实大小、性状、色泽、糖酸等重要性状的基因,为后续研究奠定了基础。”
选育“宝藏好梨”
一般来说,果树都有3-5年甚至更长的童期不能开花结果,这就导致了果树的育种周期特别长,加上气候等多方面的原因,运气好的话也需要十几年才能得到一个新品种,有的甚至一辈子只能培育一个成功的新品种。
张绍铃团队绘制的梨遗传图谱里已注释了梨的4.2万个基因,这些基因提供了梨的重要遗传信息,研究人员可以用分子标记定位重要性状,想要果个大的、味道甜的、成熟期早的,甚至果皮的颜色,都可以在苗期实现精准筛选,而不需要等待杂交苗开花结果,大大节省了育种时间和育种用地,更有效提高了育种的效率。“有了基因图谱,光是育种效率就可提高3-4倍。”张绍铃自豪地说。
在“提速器”的推动下,近年来,张绍铃团队的育种工作取得了快速突破,梨子大家族陆续添丁:青翠欲滴的“夏露”,汁多脆爽的“夏清”,脆嫩清甜的“宁早蜜”“宁酥蜜”,红润可爱的“宁霞”……他满怀信心地表示,“夏露”是我国目前梨品种当中肉质最为细嫩的品种之一,未来团队还将继续在梨的品质和供应期上下功夫,“我们争取做到,老百姓想什么时候吃就什么时候吃,想要多好吃就多好吃”。
“良种”必须配合“良法”。为了实现梨的轻简化栽培,张绍铃团队重点针对树形与整形修剪、花果管理等关键生产环节的重要产业问题开展技术研究与示范应用。
“我国传统的大冠树形通常树体高大,树体通风透光效果不好,管理起来非常费力费工。”张绍铃介绍,针对这个问题,他带领团队研发“倒个形”“3+1形”两种轻简化高光效树形,不仅降低了树冠高度,改善了树体的通风透光性,提高果实品质,还便于对梨园进行机械化操作,减少种植用工。
期待产业“实干家”
40年来,张绍铃走遍全国20多个主产梨省(直辖市/自治区)的120多个县(市),深入开展梨产业调研和技术服务,累计开展技术培训及现场指导230余场,现场培训技术人员和梨农超过2万人次。
他自己撰写脚本、拍摄了自主培育的优质早熟、中熟梨新品种的特征特性及研发的新树形、液体授粉、幼果脱萼、疏花疏果等轻简化管理关键技术的视频8部,在相关媒体广为传播,点击观看的果农及技术人员达11万余人次,其中《梨树液体授粉技术》2022年被全国农技推广中心评为优秀短视频。
他在河南宁陵、湖北枝江、江苏睢宁等全国多个梨产区指导建立高水平梨标准化生产示范园11个,在睢宁、滨海、丰县等江苏省主要梨产区建立梨产业研究院2个、企业研究生工作站2个、梨科技小院1个和梨文化博物馆1个,不仅为新品种和新技术推广应用起到示范展示和辐射带动作用,而且在梨科技、文化及产业技术的普及、旅游产业的发展及三产融合中发挥着重要作用。
同时,作为国家现代农业(梨)产业技术体系首席科学家,张绍铃带领全产业链各领域的专家团队在湖北枝江、安徽砀山、山东莱阳、河南宁陵等7个不同生态区域的特色产梨大县开展科技促进县域经济发展的示范样板县建设,为加速梨产业科技成果转化应用、实现县域经济高质量发展和乡村振兴作出了重要贡献。
“虽然我国梨研究的部分领域已经达到国际领先水平,但我国从梨生产大国到世界梨产业强国还有一段很长的路要走”,他希望青年科研工作者们紧扣“专、实、准、攻”四准则,脚踏实地开展研究、精准发力、攻坚克难,共同奔赴千树万树梨花开的“梨园梦”,拥抱“梨业强、梨农富、梨园美”的明媚春天。