科技日报记者 叶青
今年夏天，荔枝成了“果中顶流”。继电视剧《长安的荔枝》开播之后，电影版《长安的荔枝》也于7月18日正式登场。剧中讲述了一段跨越千里的荔枝“外卖”故事。荔枝保鲜期短，白居易在《荔枝图序》中如此描述：“若离本枝，一日而色变，二日而香变，三日而味变，四五日外，色香味尽去矣。”在古代，即使快马加鞭、冰镇保鲜，杨贵妃尝到的荔枝，其鲜甜恐怕也已大打折扣。
如今，基于现代生物育种技术的进步，科研人员从源头种质上改善了荔枝的口感、耐贮性等品质，并延长了采摘期，让我们比杨贵妃更有口福。
利用分子标记辅助育种
“现在荔枝的很多问题，包括早熟、耐贮运性差、‘大小年’等，其实应从育种入手，才能从根本上解决。”国家荔枝龙眼产业技术体系首任首席科学家、华南农业大学教授陈厚彬说。
目前，荔枝新品种选育的主要方式是实生选种、杂交育种。其中，实生选种通过自然授粉选育，但品种选育的目标性状，包括熟期、颜色、大小等，不能人为决定，且随着荔枝自然种质资源被持续挖掘，优良的种质越来越少。杂交育种则利用不同品种之间的遗传差异，通过杂交产生新的遗传组合。但由于荔枝遗传背景复杂，相关性状的遗传规律和分子调控机制尚不清楚，导致荔枝常规杂交育种的进程缓慢，例如今年“出圈”的荔枝新贵“仙桃荔”就历时15年才选育成功。
“当前，荔枝育种面临着周期长、效率低两大挑战，当务之急是缩短育种周期、提高精准度。”国家荔枝香蕉种质资源圃（广州）荔枝圃常务副主任、广东省荔枝龙眼产业创新团队荔枝育种岗位专家严倩指出，随着荔枝分子遗传学的发展，众多与表型关联的分子标记逐渐被开发出来，并用于辅助育种。借助分子标记辅助育种技术，可大幅提高荔枝育种的效率和精准度。
分子标记是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段。每个荔枝品种的遗传片段拥有自己的特异性。“比如成熟期各异的荔枝，分子标记存在差异。我们通过提取并比较早熟、中熟、晚熟品种的相关基因，从而找到决定荔枝成熟期的分子标记。”华南农业大学园艺学院教授赵杰堂说，找到分子标记后，就可以由此预测荔枝性状。
严倩表示：“传统的育种方式，更多是靠‘缘分’，要等到荔枝童期结束结出果实来，才能知道它的性状。如今有了分子标记辅助育种，可针对性选育出具有目标性状的荔枝优株，且在幼苗期就能进行性状检测，缩短育种时间，实现有目的的定向育种。”
有望育出一批优质品种
“清风”“离娘香”“仙进奉”……今年6月，一场别有新意的荔枝种质资源展示活动在位于广东省农业科学院果树研究所的国家荔枝香蕉种质资源圃（广州）举办。现场展示的100多份育种材料，让参会者大开眼界。经鉴评确定的高抗荔枝霜疫霉菌种质、高氨基酸含量种质、高糖种质、高酸种质、丰产种质、耐贮运种质等，展现了现代生物育种新成果。
“‘清风’荔枝果实呈心形，果皮颜色艳丽，比‘桂味’荔枝早成熟7—10天，且品质更优，解决了‘桂味’荔枝大小核不稳定的问题，焦核率99%以上。这个品种是通过实生选种加分子标记辅助育种出来的。”谈及新品种特点，严倩如数家珍。
近年来，荔枝新品种层出不穷，这都离不开分子标记辅助育种技术的进步。“目前，果实成熟期的分子标记开发已非常成熟。我们开发出的焦核性状和果肉糖组分及含量的相关标记，可用于早期筛选果核小及糖酸比适宜的优株，准确率高，基本上都符合预期。”严倩说。
荔枝为无患子科荔枝属常绿乔木。为方便开发荔枝的重要分子标记，华南农业大学专门成立了无患子科基因组数据库。“我们已找到决定荔枝果核大小、糖酸比、熟期等性状的分子标记。接下来，我们还将针对荔枝抗病虫、矮化、耐贮运性等性状进行分子标记开发。获得的分子标记越多，早期鉴定就越精准。”赵杰堂说，通过分子标记辅助育种技术，有望培育出一批特早熟和特迟熟的优质荔枝品种，延长荔枝的采摘期，实现错峰上市，从而延长荔枝的美味期。
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基因编辑育种尚处起步阶段
基因组是植物性状形成的“导航图”。解码荔枝基因组，对荔枝的基因编辑育种具有重要作用。
2022年1月，《自然·遗传学》曾刊发国家荔枝龙眼产业技术体系首席科学家、华南农业大学园艺学院院长胡桂兵团队的一项重要成果。该团队花了整整12年时间，利用最新的基因组测序数据，通过优化基因组组装策略，完成“妃子笑”荔枝基因组假染色体水平的组装，找到荔枝起源于中国云南的有力证据。
在解决了荔枝佳果“我从哪里来”重大问题的同时，他们还顺带找到了解决荔枝鲜果成熟期高度集中、保鲜期短、季节性过剩严重的新方法。
此外，福建农林大学基因组与生物技术研究中心的研究团队通过比较相关基因的转录组，揭示了荔枝果肉发育的相关机制，为培育荔枝新品种奠定了理论基础。
国家荔枝龙眼产业技术体系首任首席科学家、华南农业大学教授陈厚彬表示，借助荔枝全基因组信息，未来结合更大范围资源收集、重测序和其他多组学技术，可以揭示荔枝部分复杂经济性状形成的遗传规律和分子调控机制，为破解某些优质荔枝品种低产、“大小年”之困以及改善果实耐贮性提供技术研发新思路。
在国家荔枝香蕉种质资源圃（广州）荔枝圃常务副主任、广东省荔枝龙眼产业创新团队荔枝育种岗位专家严倩看来，荔枝的基因编辑育种尚处于起步阶段，从实验室培育到产业化落地，还有很长的一段路要走。但她相信，基因编辑育种未来必将为荔枝育种开辟一片新天地，培育出更多优质荔枝品种。
