陈学森:男,1958年10月10日生,山东临沭县人。果树学二级教授,博士生导师,泰山学者攀登计划及国务院政府特贴专家;曾任国务院学位委员会第六、七届学科评议组园艺学组成员;现任国家苹果工程技术研究中心主任,山东农业大学园艺学科负责人,果树学国家重点学科学术带头人,山东省林木良种审定委员会主任委员,《植物遗传资源学报》、《果树学报》及《山东农业大学学报》等编辑委员会委员;山东省农业农村专家顾问团林果分团团长,山东省十强产业智库专家,山东省人大农村与农业委员会顾问。
三寸讲台 43年来,始终坚持以科研促教学,创建了稳定务实、综合高效、学生能进、能看、能学、能做的校内外教学科研基地,将科研成果及时转化为本科生教材、研究生试材和农民培训素材,利用三材培养各类创新人才;立足三寸讲台,先后讲授《果树育种学》、《园艺植物育种学》和《果树种质资源学》,主编《植物育种学实验》、《植物育种学》及《园艺植物育种学》等全国高等学校农林规划教材;先后培养博士29人,硕士59人,2015年被评为山东高校十大师德标兵,2021年获评山东省高等学校教学名师。
科研方向 43年来,始终坚持苹果种质资源与育种这一稳定的研究方向,矢志不渝。
科研成果 苹果是我国落叶果树的第一大树种,面积与产量均占世界的50%以上,年产值2000余亿元,是乡村振兴的重要支柱产业之一。作为国家苹果工程技术研究中心现任主任,针对我国苹果产业面临的种源依赖进口、品种同质化严重及生产成本日益增高等三个问题,以新疆野苹果资源的评价挖掘和创新利用为突破口,带领团队致力于苹果育种科学研究40余年,在苹果优异种质挖掘创制、多样化新品种培育和配套轻简化技术研发等三个领域取得了理论、技术、品种和产品的系统创新,推动了我国苹果产业转型升级和高质量发展,相关研究成果以第一完成人获国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖各1项。以第一/通讯(含共同)作者在Nature Communications、Advanced Science等国内外主流学术期刊上发表论文287篇,其中SCI期刊106篇,ESI高被引论文17篇,入选2024年度“全球高被引科学家”,以第一发明人获发明专利26件(含国际专利2件),13件转化到产业应用;先后获“全国脱贫攻坚先进个人” 、“全国五一劳动奖章”和“全国创新争先奖”等国家荣誉,并两次入选山东省最高人才奖励“泰山学者攀登专家”。
一、明确了新疆是苹果等重要落叶果树的原始起源中心和天然种质库,解析了苹果关键品质性状形成机理,并挖掘创制出优异种质17份,为苹果育种提供了关键亲本
(一)针对苹果种源依赖进口的问题,收集评价了全球具有代表性的苹果等落叶果树种质材料1027份。证明了新疆野苹果是世界栽培苹果的原始祖先种,揭示了新疆丰富的野生资源是苹果等重要落叶果树的原始起源中心及天然种质库,为苹果等落叶果树的品种改良提供了重要基因资源。
(二)发现新疆野苹果等资源在果实大小、糖酸、酚类和香气组分含量存在丰富的遗传多样性,进一步挖掘利用的潜力巨大。
(三)利用新疆野苹果及其杂交后代,克隆并鉴定了苹果果实营养、风味和质地品质性状的关键基因38个,揭示了苹果果实营养、风味等关键品质性状形成的分子机理,构建了首个多品质性状的三维调控网络,为苹果品质育种奠定了理论基础。
(四)通过分子标记和表型精准评价筛选出新疆红肉苹果‘夏红肉’‘长富2’‘红玉’等骨干种质16份,并进一步通过有性杂交创制出首个纯合红肉脆肉苹果优异新种质CSR6R6,为苹果育种提供了关键亲本。
二、创建了“三选两早一促”的苹果快速高效育种技术体系,育成并审定了富营养强风味、轻简宜机化苹果系列新品种13个,支撑了我国苹果由量向质转型
(一)首创“三选两早一促”苹果高效育种技术体系,育种年限缩短5年以上,育成多样化苹果新品种13个。
(二)针对我国生产上严重依赖美国‘青香蕉’、日本‘长富2’等引进品种的问题,育成并审定了具有自主知识产权的优质晚熟耐贮、易着色的‘元富红’‘山农红’,短枝型易成花的‘龙富’,富含花青苷的‘八仙新富’等苹果新品种4个。
应用及成效 4个品种在山东、陕西、甘肃等苹果主产区大面积推广应用,改变了我国苹果品种主要依赖美日进口的局面。
(三)针对我国苹果主栽品种同质化严重的问题,利用挖掘的香气浓郁的‘红玉’、晚熟耐贮的‘长富2’骨干种质,育成了果皮绿色(套袋解袋后粉红色)、香味浓郁、晚熟耐贮、早果丰产宜机好管的‘翠香’。
利用创制挖掘的苹果红肉营养新种质‘CSR6R6’、晚熟耐贮‘龙富’ 等为关键亲本,育成并审定了富营养强风味、轻简宜机化的‘美红’等成熟期多样的红肉苹果新品种8个。
其中,‘美红’苹果:
●果肉花青苷含量38.6mg·kg-1,实现了从0到1的突破
●Vc含量2.27mg·kg-1,是白肉品种的3倍
应用及成效 育成的‘幸福美满’等苹果新品种以1600万元的价格在企业转化并推广应用,解决了苹果品种同质化严重的问题,满足了消费者多样化的需求,支撑了我国苹果由量向质转型。
三、研发了三位一体的苹果高效栽培技术和利用长柔毛野豌豆进行果园生草培肥地力新模式,推动了我国苹果产业转型升级和高质量发展
(一)研发了三位一体的苹果省力高效栽培技术
针对近年来苹果产业生产成本日益增高的问题,利用育成的轻简宜机化品种,创建了“抗性砧木+易成花品种+快速整形“三位一体的宽行高干,适合机械化的省力高效栽培技术,生产效率提高25%以上,产量增加10%以上。
(二)创建了果园生草培肥地力新模式
通过对全国果园自然生草和人工种草的调查和评价,发现一年生豆科植物长柔毛野豌豆具有生物量大、抗逆性强、固氮能力高、无需刈割的优点。
创建了“长柔毛野豌豆+秋季自然生草”的果园生草培肥地力新模式,广泛应用取得了“绿色低碳、培肥省力,节本增效”的显著效果。
应用及成效 系列栽培技术已在山东、陕西、甘肃等苹果主产区累计转化应用2000余万亩,亩均节本增效800元以上,解决了生产成本日益增高的问题,推动了我国苹果产业转型升级和高质量发展。
苹果园生草培肥地力新模式被拓展应用到全国25个省市的葡萄、柑橘和桃等产区。
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代表性科研项目
1、苹果高类黄酮优异种质创制及其类黄酮代谢机理的研究,国家自然科学基金重点项目;
2、新疆野苹果遗传变异与核心种质构建,国家自然科学基金面上项目;
3、苹果果实质地品质形成机理的研究,国家自然科学基金面上项目;
4、新疆红肉苹果杂种一代红肉株系类黄酮和着色差异机理的研究,国家自然科学基金面上项目;
5、我国重要野生果树资源的收集、评价与优异种质创新利用技术研究与示范,国家公益性行业(农业)科研专项;
6、优质高产抗病水果新品种选育,山东省农业良种工程项目重大课题;
7、山东水果创新团队,山东省现代农业产业体系建设项目;
8、苹果新品种‘龙富’和‘山农红’中试与示范,国家农业科技成果转化资金项目。
代表性研究论文
1.Genome re-sequencing reveals the history of apple and supports a two-stage model for fruit enlargement,Nature Communications,2017.
2.A Functional InDel in the WRKY10 Promoter Controls the Degree of Flesh Red Pigmentation in Apple,Advaced science,2024
3.Methylation of MdMYB1 locus mediated by RdDM pathway regulates anthocyanin biosynthesis in apple, Plant biotechnology journal,2020.
4.The regulatory module MdCPCL-MdILR3L mediates thesynthesis of ascorbic acid and anthocyanin in apple,Plant biotechnology journal,2024.
5. The regulatory module MdBZR1–MdCOL6 mediates brassinosteroid- and light-regulated anthocyanin synthesis in apple,New Phytologist,2023.
6. HEAT SHOCK FACTOR A8a Modulates Flavonoid Synthesis and Drought Tolerance, Plant Physiology, 2020.
7. Abscisic acid and regulation of the sugar transporter gene MdSWEET9b promote apple sugar accumulation,Plant Physiology, 2020.
8.MYB12 and MYB22 play essential roles in proanthocyanidin and flavonol synthesis in red-fleshed apple (Malus sieversii f.niedzwetzkyana), The Plant Journal,2017.
9.The proanthocyanidin-specific transcription factorMdMYBPA1 initiates anthocyanin synthesis underlow-temperature conditions in red-fleshed apples,The Plant Journal, 2018.
10. Ethylene increases the cold tolerance of apple via the MdERF1B–MdCIbHLH1 regulatory module,The Plant Journal, 2021.
11.The B-Box zinc finger protein MdBBX20 integrates anthocyanin accumulation in response to ultraviolet radiation and low temperature,Plant Cell Environment,2019.
12.Genetic Diversity of Volatile Components in Xinjiang Wild Apple (Malus sieversii), Journal of Genetics and Genomics, 2007.
13.Population Genetic Structure in Apricot (Prunus armeniaca L.) Cultivars Revealed by Fluorescent-AFLP Markers in Southern Xinjiang, China , Journal of Genetics and Genomics,2007.
14.Genetic Structure of Malus sieversii Population from Xinjiang,China, Revealed by SSR Markers, Journal of Genetics and Genomics,2007 .
15.当今世界苹果产业发展趋势及我国苹果高效发展意见,果树学报,2010.
16.主要果树果实品质遗传改良与提升实践,中国农业科学,2015.
17.新疆落叶果树种质资源评价挖掘与创新利用, 植物遗传资源学报,2021.
18.我国苹果产业节本增效关键技术Ⅰ:易着色功能型苹果新品种培育及无袋化栽培技术,中国果树,2017.
19.中国苹果产业节本增效关键技术Ⅱ:现代宽行高干省力高效栽培模式创建技术,中国果树,2017.
20.我国苹果产业节本增效关键技术Ⅲ:果园生草培肥地力技术,中国果树,2017.
21.我国苹果产业节本增效关键技术Ⅳ:苹果高效平衡施肥技术,中国果树,2017.
22.我国苹果产业节本增效关键技术Ⅴ:苹果连作障碍防控技术,中国果树,2017.
23.中国果树产业新旧动能转换之我见Ⅰ:中国果树产业新旧动能转换的卡脖子问题及其解决途径,中国果树,2019.
24.中国果树产业新旧动能转换之我见Ⅱ:以优质、晚熟、耐贮品种为主的品种结构助力我国苹果和梨产业高效发展,中国果树,2019.
25.中国果树产业新旧动能转换之我见Ⅲ:三位一体的中国式苹果宽行高干省力高效栽培法推动中国苹果产业转型升级,助力乡村振兴,中国果树,2019.
26.中国果树产业新旧动能转换之我见Ⅳ:服务乡村振兴,果树资源育种研究必须坚持理论与技术创新并重及良种良法配套,中国果树,2019.
27.‘红富士’与新疆红肉苹果的评价挖掘及创新利用— 培育幸福美满,助力健康中国,服务乡村振兴,中国果树,2020.
28.关于果树种质资源与遗传育种若干问题的理解与思考,中国农业科学,2022.
29.果树科技面向国家重大需求Ⅰ:果树种质资源与遗传育种研究的四个坚持和四个面向,中国果树,2023.
30.中国重要落叶果树果实品质与熟期育种研究进展,园艺学报,2024.
代表性发明专利
1.Application of high flavonoid elite germplasm ‘CSR6R6-777’in functional apple breeding,专利号PCT/CN2017/103348 ;
2.Application of high flavonoid elite germplasm ‘CSR6R6-777’in breeding for functional apple,专利号US 11,109,548 B2;
3.获自功能型苹果的黄烷醇和花青苷调控蛋白MsMYBPA1及其编码基因和应用,专利号ZL201710249645.2;
4.获自功能型苹果的黄酮醇调控蛋白MsMYB22及其编码基因和应用,专利号ZL201610301361.9;
5.获自功能型苹果的黄烷醇调控蛋白MsMYB12L及其编码基因和应用,专利号ZL201610300919.1;
6.“三选两早一促”的苹果育种法,专利号ZL201310205419.6;
7.高类黄酮优异种质‘CSR6R6-777’在功能型苹果育种中的应用,专利号ZL201611138572.1;
8.果树多种源品质育种法,专利号ZL201510428448.8;
9.一种易着色苹果品种培育法,专利号ZL201510890141.X;
10.一种适用于高类黄酮苹果新品系的组培快繁法,ZL201710236032.5;
11.果树“三芽二度一单轴”快速整形早期丰产栽培法,专利号ZL201510780001.7;
12.三位一体的“中国式苹果宽行高干省力高效”栽培法,专利号ZL201510990112.0;
13.果园种植长毛野豌豆的培肥地力法,专利号ZL201610005415.7;
14.一种功能型苹果酒的多功能酿酒分馏器,专利号ZL201710081477.0;
15.一种功能型苹果酒的多效冷凝烤酒器,专利号ZL201710081388.6;
16.一种甜高型高类黄酮苹果酒酿制方法,专利号ZL201710524265.5;
17.一种甜柔型高类黄酮苹果酒酿制方法,专利号ZL201710522619.2;
18.一种甜低型高类黄酮苹果酒酿制方法,专利号ZL201710524304.1。
代表性水果品种
1.高类黄酮苹果新品种‘幸红’,良种编号鲁 S-SV-MD-010-2019;
2.高类黄酮苹果新品种‘福红’,良种编号鲁 S-SV-MD-008-2018;
3.高类黄酮苹果新品种‘美红’,良种编号鲁 S-SV-MD-010-2018;
4.高类黄酮苹果新品种‘满红’,良种编号鲁 S-SV-MD-009-2018;
5.短枝型苹果新品种‘龙富’,良种编号鲁农审2012054号;
6.晚熟苹果新品种‘山农红’,良种编号鲁农审2013051号;
7.早熟苹果新品种‘泰山早霞’,良种编号鲁农审2008062号。
国家级科技奖励和荣誉称号
1.国家技术发明二等奖(第一完成人)
2.国家科技进步二等奖(第一完成人)
3.全国创新争先奖
4.全国脱贫攻坚先进个人
5.全国五一劳动奖章
6.国务院政府特殊津贴
省部级科技奖励和荣誉称号
1.山东省科技进步奖一等奖
2.山东优秀发明家奖
3.齐鲁杰出人才提名奖
4.山东省先进工作者
5.山东省高等学校教学名师
6.最美科技工作者
7.山东省科技兴农先进个人
8.第十届山东省优秀科技工作者
在苹果种质资源与育种研究方向,每年招收博士研究生1-2名,硕士研究生3-4名,欢迎咨询并加盟本课题组。
联系方式:
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