梨抗黑星病机理分析及新种质创制

成果简介

梨是中国北方第二大水果，在水果产业中占有举足轻重的地位。黑星病是中国梨最主要的病害之一，每年对梨产业造成的经济损失高达30%。目前，生产上对该病的防治仍以化学防治为主，致使果实中的农药残留量维持在很高水平，直接影响果品质量安全。选用抗黑星病梨品种，可以实现在生产中减少用药甚至不用药。因此发掘梨抗黑星病种质，解析抗病性遗传规律和相关抗病分子机制，从而创新抗病种质并形成基于抗病机制的抗性调控技术，对于整个梨产业控制病害发生和流行、减少农药施用、提高种植效益等都具有重要的经济和生态意义。本成果主要取得了以下研究成果：发掘出梨高抗黑星病种质并揭示了抗病性遗传规律；揭示了自育高抗种质03-04-034对梨黑星病的抗性属于诱导抗性，且水杨酸作为诱导抗性的关键因子起作用；初步揭示了梨黑星病抗病分子机制：得到1个与抗病性主基因位点紧密连锁的SSR标记TsuENH016，发现并克隆到一个与梨黑星病抗性相关的基因——类枯草杆菌蛋白酶基因；基于上述抗病遗传规律，应用自育抗病优系和现有抗病品种，创制了一批高抗梨黑星病且综合性状优良的新品种和品系；进而构建了高抗梨黑星病良种高效繁育体系。

技术状况

创新性

独占性

盈利性

持续性

先进性

成熟度

1.材料创新，梨高抗黑星病单系“03-04-034”和“03-08-080”是项目组自主选育的高抗梨黑星病的全新试材，是从7601株的大群体中筛选出通过多年抗病性验证的稳定抗病单系，极为难得。我们应用这两份试材及其与亲本的回交群体，研究了梨黑星病抗病遗传规律和初步研究了其抗病机制，并利用这两份试材创制了一批综合性状优良的抗病品系。
2.发现SLPs与梨黑星病抗性相关，SLPs在拟南芥、大豆、小麦、玉米、番茄、甜瓜、葡萄等植物上的作用研究此起彼伏并已取得重大突破，可木本植物上的研究很少，仅包括油桐、柑橘等少数树种。到目前为止，没有任何关于SLPs在抗梨黑星病上的作用的研究报道，SLPs与梨黑星病抗性相关是本研究利用抑制性扣除杂交技术得出的结论，我们将在此基础上，对梨抗黑星病相关基因SLPs的抗病功能进行全面解析，此项研究完成之后不仅能为其他抗病基因的发掘提供理论和实践基础，并有利于我们进一步从木本植物上认识SLPs与植物防御的关系。

本项成果涉及果树育种、栽培、病理、分子标记辅助、基因功能等各个领域，综合性相对来说较强。在研究过程中，着重构建和优化了梨黑星病离体叶片接种技术，因为无论是对于梨黑星病抗病性遗传规律的研究，还是在此基础上构建分离群体及后续的抗病性优良种质资源的创制，都需要进行大量的接种及抗病性试验过程，我们每年的接种量均以几万叶片计，如此大的工作量，如果没有高效的梨黑星病离体叶片接种技术做支撑，是无法完成的。SSR标记辅助梨黑星病抗逆育种技术及SSH抑制性消减杂交技术是我们进行抗黑星病育种前期选择和抗病机理研究的关键技术，高效砧木芽接育苗和高效组培快繁等关键技术则是我们实现高抗品种和品系迅速推广的基础。本成果主要涉及抗病优良品种的推广和应用，并不存在难以获取的技术难题，复制性强。

本项目创制的高抗梨黑星病新品种和品系，已经在河北昌黎、滦南、泊头等地推广应用，并取得了较高的经济效益。按照四川省农业科学院经济研究所关于农业科技成果经济效益计算方法，对2015-2017年成果应用经济效益进行分析，该项科研成果获累计新增社会总产值9622.88万元，累计社会纯收益9442.76万元。其中香红梨累计新增社会总产值5416.05万元，累计社会纯收益5325.99万元。晚玉梨累计新增社会总产值4206.83万元，累计社会纯收益4116.77万元。由于本成果中所产生新品种的抗病特性，将极大的减少对杀菌剂的需求，因此会极大的降低成本。这些品种对于整个梨产业控制病害发生和流行、减少农药施用、提高种植效益等都具有重要的经济和生态意义。

本成果的创新性是明显的，在梨黑星病抗病遗传和抗病机理的研究和基于本成果中遗传规律的抗病种质创新，较当前国内外研究均有显著的进步，这对于梨黑星病抗病遗传的进一步研究和其他功能基因的开发，具有极强的借鉴意义；新创制的抗病品种和品系，除去高抗梨黑星病特性，或香味浓郁，或颜色鲜艳，或耐贮性强等，特异性和稳定性强，一致性好，综合性状优良，优点突出，能够迎合不同消费者的需求，市场竞争力强，也必将发挥重要作用。本成果创制了一批可继续产生高抗种质的分离群体，今后必将会有源源不断的后续抗病品种，据保守估计，2019年之后，每年会审定高抗品种1-2个，这些品种进入盛果期之后，每个品种每年每10000亩累计社会纯收益3000万元。

本成果研发过程中，我们首先发掘出梨高抗黑星病种质并揭示了抗病性状遗传规律，选用的试材是经过10余年抗病稳定性鉴定的自育优系与其亲本的回交群体，且回交群体较大，由此得到的数据更加可靠。其次，我们明确了自育优系03-04-034对梨黑星病的抗性获得属于水杨酸抗性获得途径，其抗性属于诱导抗性，水杨酸作为关键因子起作用，这是在梨黑星病抗性研究中首次确认其抗性属于水杨酸诱导途径。再次，初步揭示了梨黑星病抗病分子遗传机制：得到1个全新的与抗病性主基因位点紧密连锁的SSR标记TsuENH016，位于15号连锁群上。基于高抗种质03-04-034对梨黑星病的抗性为诱导抗性，以自育优系03-04-034为试材，应用抑制性消减杂交技术发现SLPs基因与梨黑星病抗性存在特殊相关性，这是首次发现SLPs蛋白酶基因与梨黑星病抗性相关。最后，我们根据上述抗病性遗传规律，构建了一批杂交组合，从中筛选出一批高抗梨黑星病且综合性状优良的新品种和品系，具备较好的经济价值，符合优质高产高效的育种目标，可以作为预备品种和品系进行培育，其中2个品系已经通过审定，分别为“香红梨”和“晚玉梨”。

02、方案级：提出的技术概念原理方法论证可行

市场状况

市场分析

商业模式

营销状况

本成果研究过程中获得了一批高抗梨黑星病且综合性状优良的品系，其中2个已经通过审定，分别命名为“香红梨”和“晚玉梨”。其中“香红梨”果实品质极上，颜色鲜红，肉质细腻，酸甜适度，香而浓郁，且高抗梨黑星病和木栓病，非常适合高档果品绿色果品市场，每亩比大宗栽培品种“鸭梨”增加产值3400元左右。“晚玉梨”具有风味浓、品质优、丰产、抗病、更耐贮藏等突出特点，尤其其耐贮特性，昌黎地区自然冷凉条件下可贮藏到翌年5月初，每亩比大宗栽培品种“鸭梨”增加产值3000元左右，其耐贮特性可极大的增强其市场竞争力。目前“香红梨”和“晚玉梨”累计新增社会总产值9622.88万元，累计社会纯收益9442.76万元，且后续市场潜力无限。其他优良抗病品系，据保守估计，2019年之后，每年会审定高抗品种1-2个，这些品种进入盛果期之后，每个品种每年每10000亩累计社会纯收益3000万元。

本项研究成果的开发主要涉及土地的租用或购置、人力资源的雇佣、苗木管理生产技术的开发、生产资料的使用以及销售经营等，每个活动都会对最终产品产生增值行为，从而增强企业的竞争地位。其中苗木管理生产技术是关键中的关键，质量过硬的大苗的生产将会为我们赢得更强的竞争力。客户主要包括以现代采摘模式或以高端市场和出口为目标的企业、果树种植大户、散户农民等，供应商和客户及其之间的交互关系是苗木买卖、售后技术指导的交互关系，供应商根据市场需求为客户推荐能够迎合消费者口味的品种，为其介绍品种的突出优点和缺点以及缺点的避免方法，向其传授最适宜的栽培技术，真正实现在生产中减少使用杀菌剂，发挥其高抗梨黑星病的的优势，帮助客户减少成本、生产出绿色高档果品，实现其经济和生态意义。

本项成果最适宜的商业模式应该适宜以种苗开发有限公司的形式进行。成立种苗开发有限公司，开发适宜的种苗培育模式及市场营销策略，客户主要包括以现代采摘模式或以高端市场和出口为目标的企业、果树种植大户、散户农民等。产品可保证为当前市场最新，且拥有当前急需的优良品质，因而产品定价可以成本的5倍为标准。推广模式则可通过技术培训、报刊、媒体、网络等所有可以传播的媒介进行广而告之，全面开花，将我们的优良抗病新品种和品系推广至适合栽培的任何地区。典型的试用客户是梨产业技术体系各个试验站下辖的各个示范县示范基地，可通过技术培训等重要的措施为其提供苗木和技术支持，建立规模化、标准化的示范基地，从而为其他客户提供一个良好的示范。

转化需求状况

拟采取的转化方式：

技术许可

资金需求额：

200万元

应用推广已投入情况：

180万元

融资用途：

市场开拓

管理团队状况

公司治理结构

公司管理结构