“求问怎么买到‘阳光2号’”“根本买不到，简直爆火”“爆单了，请大家适量下单”……日前，由西南大学柑桔研究所研究员曹立团队历经十余年攻关培育出的“阳光2号”杂交柑橘在多个线上平台引发抢购热潮，短短几天内热销2.5万斤，甚至出现了断货情况。
“桃三李四柑八年”，一句古老的农谚道出了柑橘育种的艰辛。育种周期长、多胚性干扰等世界性难题，曾让柑橘育种专家们“十年磨一剑”。然而，现代生物技术的发展，正悄然改变这一局面。
从细胞工程育种到分子标记辅助育种，一系列前沿技术的应用，正使得柑橘育种从传统的“经验选配”逐步迈向“精准预测”，让柑橘育种不再“开盲盒”，为驱动柑橘产业高质量发展注入了强劲动能。
柑橘育种周期漫长
在中国，柑橘的栽培史已有数千年之久。早在屈原笔下的《橘颂》中，便传唱着柑橘“后皇嘉树”的风骨。中国作为柑橘的重要原产地，拥有世界上极为丰富的种质资源，本应在全球柑橘产业中独占鳌头。
然而，中国柑橘产业发展却一度陷入“资源富翁，品种贫农”的尴尬境地。上世纪，源自中国的宽皮柑橘、甜橙等品种传向世界，经他人之手选育改良后，以“洋品种”的身份“衣锦还乡”，甚至一度占据我国市场的半壁江山。
“我国是柑橘的发源地，但在很长一段时间里，我们自己培育的、能在产业中发挥关键作用的突破性品种却不多。”国家现代农业（柑橘）产业技术体系岗位科学家、华中农业大学园艺林学学院教授伊华林说。
“从科研层面看，柑橘独特的生物学特性就像一个‘育种魔咒’。”伊华林进一步解释，“柑橘有两大育种难题：一是严重的多胚性干扰——一个种子里可能冒出多个由珠心细胞发育的‘克隆苗’，而真正的杂交苗则淹没其中，使得传统杂交育种效率极低，宛若‘大海捞针’；二是作为多年生木本作物，柑橘的童期漫长，注定无法像一年生作物那样快速完成育种迭代，培育一个品种动辄需要二三十年。”
从产业层面来看，品种结构单一、成熟期集中、市场竞争无序等问题，也是困扰柑橘产业的“顽疾”。此外，被称为柑橘“癌症”的黄龙病长期肆虐，而优质抗病品种缺乏，果农们往往只能被动防控，成本高昂。
进入21世纪，国家现代农业（柑橘）产业技术体系逐渐形成，一场围绕柑橘生物育种的“攻坚战”全面打响。
“品种是柑橘产业的‘芯片’。”伊华林强调，“一个突破性品种可以改变一个产业，但同时也需要配套的栽培技术、适地适栽、适度规模，以及全产业链技术的提升。”
新技术提高育种质效
“目前通过嫩枝高接等技术可以适当缩短柑橘童期；采用胚抢救技术，并结合分子标记和形态标记，可以有效克服多胚性干扰。”伊华林告诉记者，此外，细胞工程育种技术，特别是通过创制胞质杂种，也可以巧妙避开多胚性干扰，同时缩短育种周期。
以培育无核种质为例，国家现代农业（柑橘）产业技术体系地方品种评价与改良岗位科学家、华中农业大学园艺林学学院副教授解凯东说，传统育种技术主要依赖芽变育种、辐射育种或实生选种，存在随机性和盲目性，需要开展大量筛选工作，才有可能选育出无核果实。但细胞工程育种技术则不同。“华中农业大学教授郭文武团队通过细胞融合技术，将具有雄性不育胞质基因的温州蜜柑的原生质体，与有籽柚类品种的原生质体融合，创制出‘华柚2号’‘华柚3号’等胞质杂种。”他说，这些新品种继承了温州蜜柑的雄性不育特性，实现了果实完全无核，且其他性状与父本柚子基本相同，实现了精准育种。相比传统回交育种需要5—8代、每代5—8年，这一技术路径将育种周期缩短了20年以上。“华柚2号”也成为国际上首例通过细胞融合技术直接培育的胞质杂种新品种。
除了细胞工程育种技术，分子标记辅助育种技术也在柑橘精准育种中大显身手。“华橘橙2号”就是一种运用从头驯化分子育种技术培育的抗溃疡病甜橙品种。华中农业大学教授徐强团队为甜橙和酸橙做了“全基因组体检”，找到了其野生祖先。随后，团队再利用“祖先”酸橙的高基因多样性，通过杂交引入新性状。同时，团队开发了代谢物筛选法，先检测杂交苗的关键代谢物含量，再筛选抗病性强的杂交苗，并开发出柑橘20K液相育种芯片这一高通量分子分型工具，提升育种效率，实现低成本、高通量的基因分型与苗期性状预测与筛选，培育出既甜又抗病的甜橙新品种——“华橘橙2号”。
“通过对柑橘重要性状形成机制的解析，我们已挖掘了一批控制无籽、色泽、抗病等性状的关联位点和重要基因，并针对部分性状开发了关联分子标记。”伊华林说，这使得分子标记辅助育种成为现实，大大提高育种效率。基因编辑技术则提供了更为精准的改良工具，未来在柑橘育种无核化、抗病性改良等方面潜力巨大。
伊华林还提到：“利用基因组学、代谢组学等现代生物技术，可以系统鉴定柑橘遗传进化系谱，评价果实品质、营养成分及功能性成分，解析特异性状形成机制。”
目前，我国已建成世界上最大的柑橘愈伤组织库，保存了100多个品种的胚性愈伤组织；完成了包括甜橙高质量基因组测序在内的多个基因组测序……这些工作为深度挖掘柑橘基因资源、开展设计育种奠定了坚实基础。
未来品种将更加丰富
一个优良新品种从实验室走向市场，并非一蹴而就。中试、配套栽培技术研究、示范推广等环节缺一不可。
目前，中国自主培育的不少柑橘新品种已实现规模化推广并形成产业效应。曹立告诉记者，经过大量柑橘种质资源筛选，团队找到了一批单胚且无核的亲本材料，并通过有性杂交获得了数以万计的真实杂种苗。缩短童期后，材料全面开花结果，研究人员直接从F1代鉴定筛选出无核品种，实现了单胚无核材料“从0到1”的突破，并成功培育出中国首个大面积推广、具有自主知识产权的杂交柑橘新品种“金秋砂糖桔”。
目前，该品种在全国已累计推广100万亩以上。此外，解凯东还提到，“大雅柑”等晚熟品种也在四川、重庆等地也实现了大面积推广。
“但现在柑橘新品种推广还存在很多问题，比如部分品种适应性评价不完善就进行推广，导致跨区域种植易出现品质下降等问题。配套技术不完善，新品种的肥水管控、病虫害防治等专属技术未同步普及，会影响丰产提质。”解凯东坦言。
展望未来，伊华林说：“培育柑橘新品种，常规育种与生物技术育种的结合仍是主流。基因编辑育种技术在精准改良无核、优质、抗病等性状方面前景广阔，人工智能设计育种是未来生物技术育种的目标，这都将使柑橘品种的设计更精准。”
解凯东补充道，未来柑橘育种方向将更加多元化，包括培育功能性成分含量高、适宜加工（易剥皮、分瓣等）、适合特殊人群（如糖尿病患者）食用的品种等。
此外，随着极端气候的频繁出现，未来还需要培育适应性广和抗性强的品种以应对气候变化。（记者 王晶）
