郝玉金：繪制蘋果品質的“密碼圖”

2018年，山東農大園藝學院郝玉金教授團隊發(fā)表了20篇研討蘋果品質和抗逆分子機制的文章，其中18篇是通訊作者，受到圈內外熱切關注。在《植物生理》《植物生物技術》《植物、細胞和環(huán)境》《新植物學者》等學術期刊上，他們揭示了蘋果果實色澤和風味品質調控分子機制的多個“秘密”。這些理論成果將為果樹提質增效新技術研發(fā)和產業(yè)升級提供理論支撐，讓以解決生產難題為特色的山東農大傳統(tǒng)優(yōu)勢學科——果樹學，更加受到社會關注。

剛剛進入12月，郝玉金主持申報的“果樹果實品質形成與調控”項目又獲得國家重點研發(fā)計劃資助。這是一項旨在解析提高果實品質分子機制，繪就果樹果實品質調控網絡的研究課題。正在云南建設研究基地、帶領團隊研究如何克服雨季和旱季對蘋果風味品質影響的郝玉金告訴記者，中國蘋果產量居世界第一，但優(yōu)質果供不應求，很多高端蘋果都是從國外進口的。提高果實品質不僅是生產實踐中亟須解決的問題，更是撬動鄉(xiāng)村振興的重要支點。這是山東農業(yè)大學近年來牽頭主持的第四項國家重點研發(fā)計劃項目。

“用前沿科技鞏固傳統(tǒng)優(yōu)勢”，是14年前郝玉金回國時寫下的座右銘。2004年，他受聘山東省首批“泰山學者”特聘教授崗位，在山東農大園藝學院組建起“果樹分子生物學與生物技術”實驗室。

“山東農大果樹學科積淀深厚，我有果樹學教育背景，又在發(fā)育生物學和分子生物學等領域受到鍛煉。選擇‘接地氣’的選題，采用先進的手段和方法，一定能在果樹研究領域和產業(yè)中作出‘頂天立地’的成果?！焙掠窠鸲分緷M滿。

郝玉金接受了完整的學歷教育和博士后培養(yǎng)。在華中農大讀博士期間，在鄧秀新教授的指導下，他系統(tǒng)研究了柑橘種質資源中期和長期離體保存方法，從形態(tài)、細胞和分子水平以及遺傳和表觀遺傳角度，全面評價了離體保存過程中重要果樹種質資源的遺傳變異，同時，他還建立了蘋果、草莓和梨的離體保存技術。這些研究結果發(fā)表后在植物離體保存領域被廣泛引用，他的博士畢業(yè)論文也成為我國果樹學領域的首篇全國百優(yōu)論文。

2000年至2006年，郝玉金先后在北京大學、日本果樹研究所和美國加州大學河濱分校從事博士后研究。在北大許智宏教授和白書農教授實驗室，郝玉金發(fā)現(xiàn)了黃瓜雌性花雄蕊原基的DNA損傷現(xiàn)象是黃瓜雌花分化的關鍵生化事件。白書農的思維方式也帶給郝玉金很大的影響。

“白老師全部心思都花在思考科學問題上。耳濡目染，自己也變得喜歡邏輯分析，喜歡在論文中講出一個有意思的故事?！痹谌毡竟麡溲芯克陂g，他主要從事蘋果多胺合成酶基因的分子克隆與功能驗證工作?！澳莾赡昀?，我真切地感受到果樹學研究遠遠落后于模式植物，甚至落后于大田作物，急需將植物學領域的先進研究思路和試驗手段引入。”于是，郝玉金又來到了美國加州大學河濱分校，在朱健康教授實驗室做博士后?！霸谀抢?，有機會跟來自世界各地的頂尖博士后一起切磋技術，交流經驗，探討學術，能激發(fā)創(chuàng)新的火花?！?/P>

2004年，郝玉金回到母校山東農大工作。在束懷瑞教授的建議和幫助下，郝玉金確認提高果實品質是生產實踐中亟須解決的問題，他把研究重點定在了解析調控果實品質的信號轉導途徑和分子機制上。

“表觀現(xiàn)象里藏著很多有意思的科學問題，比如果樹怎么感應溫度和光照等環(huán)境信號？怎么接收？怎么傳導下去并最終調控果實的色澤和風味品質？我要努力尋找到它的根源?！笔畮啄昀铮掠窠饒F隊的研究成果，揭示了蘋果果實品質分子調控的一個個密碼，繪成了一張越來越密實的“網絡圖”。

光照和溫度等環(huán)境因素影響果實色澤和風味等品質性狀，然而其中的分子機制大家是不清楚的?；ㄇ嘬赵诠又凶饔米顬橹匾：掠窠饒F隊找到了調控花青苷合成的兩個最重要的基因，這兩個基因編碼的蛋白還是MBW蛋白復合體的重要組成部分。MBW蛋白復合體是蘋果響應外界光照和溫度變化的核心，同時指揮著蘋果果實中花青苷、乙烯、糖分、有機酸等物質的積累，影響著果實成熟、色澤和風味品質。

以這些成果為依托，郝玉金在云南和四川等高原產區(qū)建立蘋果示范基地，利用當?shù)剡m宜的溫度和光照條件，生產優(yōu)質蘋果；同時，也針對平原果園的光溫問題，研發(fā)適合當?shù)氐脑耘嗉夹g，實現(xiàn)提質增效的生產目標。

郝玉金研究還發(fā)現(xiàn)，適度鹽脅迫可以提高果實糖酸含量，適度干旱脅迫能夠促進果實中的糖積累，提高果實的風味品質。這為我國充分利用鹽堿地和旱地資源種植與生產優(yōu)質蘋果提供了依據(jù)。

果樹生產中，砧木對接穗品種的果實產量和品質影響巨大?？鼓?、矮化和生長整齊是蘋果砧木遺傳改良的重要目標性狀。郝玉金通過對我國特有的蘋果無融合生殖砧木資源湖北海棠研究，闡明了蘋果屬無融合生殖的發(fā)育特點和遺傳規(guī)律等，并據(jù)此研發(fā)了提高苗木整齊度的技術和矮化無融合生殖砧木的反向遺傳學篩選策略。他與青島農科院合作，培育了兩種蘋果無融合生殖矮化砧木。兩種砧木生長整齊、育苗成本低、固地性好、抗性強，與富士、紅星、嘎拉等栽培品種的嫁接親和性良好，早產豐產性好，2012年獲山東省科技進步二等獎。（通訊員 翟榮惠 郭翠華）

《中國教育報》2019年04月08日第7版