
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和作物生物学国家重点实验室副主任;现任山东农业大学园艺学学科负责人,果树学国家重点学科学术带头人,国家苹果工程技术研究中心主任,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 我国苹果面积与产量均占世界的50%以上,年产值2000余亿元。因此,在大食物观、健康中国、乡村振兴和绿色发展的时代背景下,苹果产业的高质量发展,不仅是保障我国主要农产品稳定安全供给和建设健康中国的重要支撑,也是农民增收和乡村全面振兴的重要支柱产业,更是维护国家生态安全的重要屏障。作为国家苹果工程技术研究中心现任主任,针对我国苹果产业不同阶段面临的种源依赖进口(1980前后)、品种同质化严重(2010年前后,富士系占70%)及生产成本日益增高(2020年前后)等三个发展瓶颈,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与高效利用理论和技术方面取得了国际领先的系统创新成果,相关研究成果以第一完成人获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖和全国创新争先奖各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;理论联系实际,长期扎根苹果产业一线,为脱贫攻坚和乡村振兴做出了突出贡献,先后获“全国脱贫攻坚先进个人”和“全国五一劳动奖章”,并两次入选山东省最高人才奖励“泰山学者攀登专家”。
1.凝练总结了团队的研究思路和成果
面对人才培养、科学研究和社会服务农业高校三大核心职能的同步提升,提出并实施了“从产业中来,再回到产业中去”的五个坚持研究思路,推动了“人才链—创新链—产业链”三链紧密融合,同步产出了高端人才、高分论文、高效技术、优质品种和国家奖励,把最好的论文写在祖国大地上,挂在枝头上,写在农民的笑脸上(图1)。

2.创建了红肉苹果离体高效研究平台
利用团队自主创制的红肉苹果优异新种质CSR6R6,在用作杂交亲本的同时,诱导出红肉愈伤组织及其组培苗,创建了红肉苹果离体高效研究平台,显著提升了团队的研究效率,保障了“五个坚持”的顺利实施(图2)。

3.明确了新疆野苹果是世界栽培苹果原始祖先种和天然基因库
完成了世界范围内117份苹果属种质资源的重测序分析,构建了国际首个苹果种群SNP变异图谱,通过进化树分析及群体遗传结构分析,提出了全新的世界栽培苹果进化路线图,明确了新疆野苹果是世界栽培苹果原始祖先种和天然基因库(图3)。

4.提出了适应新时代营养好吃和省力高效需求的苹果育种方向和目标
针对苹果品种同质化及其富士系品种香味不足等问题,聚焦消费者营养好吃及栽培者省力高效的新需求,以新疆红肉苹果资源的评价挖掘和创新利用为突破口,率先提出了具有多样化、差异化和个性化特征的富营养强风味轻简化宜机化苹果育种方向和目标,以推动产品营养化让消费者愿意吃,助力健康中国,推动产业省力化让栽培者愿意栽,助力乡村全面振兴(图4)。

5.揭示了苹果营养和风味品质形成的分子机理
以新疆红肉苹果及其杂交后代分离群体为试材,阐明了苹果果实花青苷(WRKY10、MYB16)、维生素C(CPC、ILR3)和糖(MYB305、SWEET9b)营养和风味品质形成的转录调控机理,相关研究论文先后发表在Advanced Science、Plant Biotechnology Journal及Plant Physiology等国际主流杂志,为苹果品质育种奠定了理论基础(图5)。

6.创建了分子技术与常规育种相结合的“三选两早一促”苹果优质高效育种技术体系
在理论研究的基础上,研发了红肉R-InD和耐贮ACS1-2/2等分子标记,创建了分子技术与常规育种相结合的“三选两早一促”苹果优质高效育种技术体系,平均缩短育种年限5年,育成了熟期、大小、风味、颜色等多样化苹果新品种13个(图6);作为阶段性研究成果,“苹果优质高效育种技术创建及新品种培育与应用”获2020年度国家技术发明二等奖。

7.育成了优质晚熟耐贮苹果主栽品种4个
育成并审定了‘龙富’‘元富红’‘山农红’‘八仙新富’等优质晚熟耐贮苹果主栽品种4个,解决了原有品种外观和鲜食品质差的问题,为逐步改变美日品种占绝大多数的格局做出了重要贡献(图7)。

8.育成了酥脆香甜、抗病耐贮、宜机好管的苹果新品种‘翠香’
利用挖掘的土岐和长富2等骨干种质,育成了酥脆香甜、晚熟大果、抗病耐贮、自花结实、早果丰产、宜机好管的苹果新品种‘翠香’,解决了目前富士系主栽品种香味不足、抗病性差和不好管等难题,发展前景广阔(图8)。

9.实施了红肉苹果“多世代杂交,多种源聚合”育种工程 ,育成了红肉苹果新品种(系)8个
针对我国苹果品种同质化问题,以新疆红肉苹果等资源的创新利用为突破口,依据提出的苹果育种方向和目标,实施了红肉苹果“多世代杂交,多种源聚合”育种工程,育成了‘美红’等多样化红肉苹果新品种(系)8个,实现了富营养、强风味、轻简化、宜机化多个相关性状聚合育种的新突破,解决了红肉苹果营养和风味品质难以同步改良、果肉酸涩的难题,为红肉苹果品种的迭代升级提供了支撑。
“幸福美满”4个红肉苹果新品种以1600万元的价格在企业转化,近期在内蒙古和新疆等地大面积推广应用,把当地的“光照强、温差大、降雨少”等生态优势转化为经济和产品优势,推动中国苹果由量向质转型(图9)。

10.研发了苹果新品种配套高效栽培技术体系
10.1研发了三位一体的苹果宽行高干宜机化的省力高效栽培技术
揭示了紫外线和干旱信号调控苹果花青苷合成及果实着色机制,为苹果向甘肃、新疆西移的栽培技术创新奠定了理论基础;创建了“宜机品种+抗性砧木+快速整形“三位一体的苹果宽行高干,适合机械化的省力高效配套栽培技术,生产效率提升25%(图10)。

10.2 创建了节本增效的苹果园生草培肥地力新模式
利用长柔毛野豌豆生物量大、固氮培肥能力强、无需刈割等特性,创建了“轻简化新品种+长柔毛野豌豆+秋季自然生草”的苹果园生草培肥地力新模式;并实现了成果转化,在全国20余个省市推广应用,取得了“绿色培肥、节本增效”的显著效果(图11)。

11.红肉苹果育种思路拓展应用育成了优质晚熟耐贮梨新品种‘山农酥’
针对中国梨产业主栽品种“晚熟不优质”的发展瓶颈,借鉴红肉苹果育种思路,发明了以含新疆梨、沙梨、西洋梨和白梨等4个种血缘的 ‘新梨7号’为杂交母本,以及基于PbMYB308基因表达量检测的梨多种源品质育种法,育成了优质、晚熟、耐贮梨新品种‘山农酥’(图12)。

12.山农酥’梨得到了社会各界的高度认可
‘山农酥’梨好吃耐贮、抗病抗逆、早果丰产,综合性状优良,属于高端果品,经济社会效益突出,得到了社会各界的高度认可;近几年已在山东聊城、菏泽等地发展10万余亩,并迅速扩展到安徽、河北及新疆等10余个省市,培育了“黄河酥梨”等10余个企业品牌,已经成为中国梨产业高质量发展的更新换代品种(图13)。

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五个坚持研究思路附证材料
坚持Ⅰ:把产业问题转化为科学问题申报科研项目——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.高档优质轻简化苹果新品种及多抗砧木选育,山东省农业良种工程项目
9.系列高类黄酮苹果新品种培育及配套技术研究与应用,山东省重点研发计划项目
10.特色多样化优质晚熟耐贮苹果新品种选育及配套高效栽培技术研究与应用,山东省重点研发计划项目
11.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。
坚持Ⅱ:把科研资源转化为育人资源——研究生代表性论文
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,2025.
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 .
坚持Ⅲ:理论创新与技术创新并重——代表性苹果育种技术发明专利
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 11109548 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
三位一体的“理论、技术和品种”——中国苹果品种结构优化的思考与实践
1993年——美国的国光苹果
1.国光苹果在育种和栽培中的应用,果树科学.1993,10(2):107-112
1994年——美国的元帅和金帅苹果
2.元帅和金帅在苹果新品种选育中的作用,山东农业大学学报.1994,25(2):236-248
2009年——新疆野苹果
3.新疆野苹果研究进展,园艺学报.2009,36(03):447-452
2010年——苹果功能性品质育种
4.当今世界苹果产业发展趋势及我国苹果产业优质高效发展意见,果树学报.2010,27(4):598-604
2014年——功能型苹果
5.新疆红肉苹果杂种一代的遗传变异及功能型苹果优株评价(论文首次提出了“功能型苹果”的概念),中国农业科学.2014,47(11):2193-2204
2015年——苹果果实品质遗传改良
6.主要果树果实品质遗传改良与提升实践,中国农业科学.2015,48(17):3524-3540
2022年——苹果研究的五个坚持
7.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.2022,55(17):3395-3410
2022年——苹果芽变选种
8.芽变选种推动世界苹果和柑橘产业优质高效发展案例解读,中国农业科学.2022,55(4):755-768
2024年——苹果品质和熟期育种
9.中国重要落叶果树果实品质和熟期育种研究进展,园艺学报.2024,51(1):8–26
2025年——富营养强风味轻简化宜机化苹果育种
10.富营养强风味轻简化宜机化苹果育种研究进展,园艺学报.2025,52(6):1661-1676
坚持Ⅳ:良种与良法配套——代表性水果品种及配套技术发明专利
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
8.晚熟梨新品种‘山农酥’,良种编号鲁农审2015064号
配套技术
1.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
2.三位一体的“中国式苹果宽行高干省力高效”栽培法,专利号ZL201510990112.0
3.果园种植长毛野豌豆的培肥地力法,专利号201610005415.7
4.一种功能型苹果酒的多功能酿酒分馏器,专利号ZL201710081477.0
5.一种功能型苹果酒的多效冷凝烤酒器,专利号ZL201710081388.6
6.一种甜高型高类黄酮苹果酒酿制方法,专利号ZL201710524265.5
7.一种甜柔型高类黄酮苹果酒酿制方法,专利号ZL201710522619.2
8.一种甜低型高类黄酮苹果酒酿制方法,专利号ZL201710524304.1
坚持Ⅴ:技术研发与示范推广相结合——代表性科普文章
1.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(1):1-3.
2.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(2):1-3.
3.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(3):1-3.
4.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(4):1-3.
5.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(5):1-3.
6.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(2):1-3.
7.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(3):1-3.
8.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(4):1-3.
9.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(6):1-3.
10.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(1):1-3.
11.果树科技面向国家重大需求Ⅱ:五十年讲述两个苹果一个梨的故事,中国果树,2023(2):1-4.
12.果树科技面向国家重大需求Ⅲ:山农酥梨及配套技术助力黄河流域高质量发展,中国果树,2023(3):1-3.
13.果树科技面向国家重大需求Ⅳ:寒地苹果助力东北振兴,中国果树,2023(4):1-6.
14.果树科技面向国家重大需求Ⅴ:科技支撑水果盘子牢牢端在中国人手中,中国果树,2023(5):1-3.
15.中国苹果品种结构优化的思考与实践Ⅰ:中国苹果品种目前的同质化及未来的多样化,中国果树,2025(5):1-3.
16.中国苹果品种结构优化的思考与实践Ⅱ:富营养强风味苹果品种助力健康中国,中国果树,2025(6):1-3.
17.中国苹果品种结构优化的思考与实践Ⅲ:轻简化宜机化苹果品种助推中国苹果产业转型升级,中国果树,2025(7):1-4.
18.中国苹果品种结构优化的思考与实践Ⅳ:国家的土地政策与我国苹果产业的“一优三提高”工程,中国果树,2026(3):1-3.
19.中国苹果品种结构优化的思考与实践Ⅴ:苹果产业西移北扩及我国西部和东北生态治理的三效同步提升,中国果树,2026(4):1-4.
20.中国苹果品种结构优化的思考与实践Ⅵ:生物技术在三类苹果品种选育中的应用及其案例解读,中国果树,2026(6):1-3.
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
在果树种质资源与遗传育种研究方向,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:
电话:0538-8249338
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办公地址:山东省泰安市岱宗大街61号山东农业大学国家重点实验室722