郝玉金：繪制蘋(píng)果品質(zhì)的“密碼圖”

2018年，山東農(nóng)大園藝學(xué)院郝玉金教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表了20篇研討蘋(píng)果品質(zhì)和抗逆分子機(jī)制的文章，其中18篇是通訊作者，受到圈內(nèi)外熱切關(guān)注。在《植物生理》《植物生物技術(shù)》《植物、細(xì)胞和環(huán)境》《新植物學(xué)者》等學(xué)術(shù)期刊上，他們揭示了蘋(píng)果果實(shí)色澤和風(fēng)味品質(zhì)調(diào)控分子機(jī)制的多個(gè)“秘密”。這些理論成果將為果樹(shù)提質(zhì)增效新技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供理論支撐，讓以解決生產(chǎn)難題為特色的山東農(nóng)大傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科——果樹(shù)學(xué)，更加受到社會(huì)關(guān)注。

剛剛進(jìn)入12月，郝玉金主持申報(bào)的“果樹(shù)果實(shí)品質(zhì)形成與調(diào)控”項(xiàng)目又獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助。這是一項(xiàng)旨在解析提高果實(shí)品質(zhì)分子機(jī)制，繪就果樹(shù)果實(shí)品質(zhì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究課題。正在云南建設(shè)研究基地、帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究如何克服雨季和旱季對(duì)蘋(píng)果風(fēng)味品質(zhì)影響的郝玉金告訴記者，中國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)量居世界第一，但優(yōu)質(zhì)果供不應(yīng)求，很多高端蘋(píng)果都是從國(guó)外進(jìn)口的。提高果實(shí)品質(zhì)不僅是生產(chǎn)實(shí)踐中亟須解決的問(wèn)題，更是撬動(dòng)鄉(xiāng)村振興的重要支點(diǎn)。這是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)近年來(lái)牽頭主持的第四項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目。

“用前沿科技鞏固傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)”，是14年前郝玉金回國(guó)時(shí)寫(xiě)下的座右銘。2004年，他受聘山東省首批“泰山學(xué)者”特聘教授崗位，在山東農(nóng)大園藝學(xué)院組建起“果樹(shù)分子生物學(xué)與生物技術(shù)”實(shí)驗(yàn)室。

“山東農(nóng)大果樹(shù)學(xué)科積淀深厚，我有果樹(shù)學(xué)教育背景，又在發(fā)育生物學(xué)和分子生物學(xué)等領(lǐng)域受到鍛煉。選擇‘接地氣’的選題，采用先進(jìn)的手段和方法，一定能在果樹(shù)研究領(lǐng)域和產(chǎn)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(xué)歷教育和博士后培養(yǎng)。在華中農(nóng)大讀博士期間，在鄧秀新教授的指導(dǎo)下，他系統(tǒng)研究了柑橘種質(zhì)資源中期和長(zhǎng)期離體保存方法，從形態(tài)、細(xì)胞和分子水平以及遺傳和表觀遺傳角度，全面評(píng)價(jià)了離體保存過(guò)程中重要果樹(shù)種質(zhì)資源的遺傳變異，同時(shí)，他還建立了蘋(píng)果、草莓和梨的離體保存技術(shù)。這些研究結(jié)果發(fā)表后在植物離體保存領(lǐng)域被廣泛引用，他的博士畢業(yè)論文也成為我國(guó)果樹(shù)學(xué)領(lǐng)域的首篇全國(guó)百優(yōu)論文。

2000年至2006年，郝玉金先后在北京大學(xué)、日本果樹(shù)研究所和美國(guó)加州大學(xué)河濱分校從事博士后研究。在北大許智宏教授和白書(shū)農(nóng)教授實(shí)驗(yàn)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(guān)鍵生化事件。白書(shū)農(nóng)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(xué)問(wèn)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(gè)有意思的故事?！痹谌毡竟麡?shù)研究所期間，他主要從事蘋(píng)果多胺合成酶基因的分子克隆與功能驗(yàn)證工作?！澳莾赡昀?，我真切地感受到果樹(shù)學(xué)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于模式植物，甚至落后于大田作物，急需將植物學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)研究思路和試驗(yàn)手段引入?！庇谑?，郝玉金又來(lái)到了美國(guó)加州大學(xué)河濱分校，在朱健康教授實(shí)驗(yàn)室做博士后?！霸谀抢?，有機(jī)會(huì)跟來(lái)自世界各地的頂尖博士后一起切磋技術(shù)，交流經(jīng)驗(yàn)，探討學(xué)術(shù)，能激發(fā)創(chuàng)新的火花。”

2004年，郝玉金回到母校山東農(nóng)大工作。在束懷瑞教授的建議和幫助下，郝玉金確認(rèn)提高果實(shí)品質(zhì)是生產(chǎn)實(shí)踐中亟須解決的問(wèn)題，他把研究重點(diǎn)定在了解析調(diào)控果實(shí)品質(zhì)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和分子機(jī)制上。

“表觀現(xiàn)象里藏著很多有意思的科學(xué)問(wèn)題，比如果樹(shù)怎么感應(yīng)溫度和光照等環(huán)境信號(hào)？怎么接收？怎么傳導(dǎo)下去并最終調(diào)控果實(shí)的色澤和風(fēng)味品質(zhì)？我要努力尋找到它的根源?！笔畮啄昀?，郝玉金團(tuán)隊(duì)的研究成果，揭示了蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)分子調(diào)控的一個(gè)個(gè)密碼，繪成了一張?jiān)絹?lái)越密實(shí)的“網(wǎng)絡(luò)圖”。

光照和溫度等環(huán)境因素影響果實(shí)色澤和風(fēng)味等品質(zhì)性狀，然而其中的分子機(jī)制大家是不清楚的。花青苷在果子著色中作用最為重要。郝玉金團(tuán)隊(duì)找到了調(diào)控花青苷合成的兩個(gè)最重要的基因，這兩個(gè)基因編碼的蛋白還是MBW蛋白復(fù)合體的重要組成部分。MBW蛋白復(fù)合體是蘋(píng)果響應(yīng)外界光照和溫度變化的核心，同時(shí)指揮著蘋(píng)果果實(shí)中花青苷、乙烯、糖分、有機(jī)酸等物質(zhì)的積累，影響著果實(shí)成熟、色澤和風(fēng)味品質(zhì)。

以這些成果為依托，郝玉金在云南和四川等高原產(chǎn)區(qū)建立蘋(píng)果示范基地，利用當(dāng)?shù)剡m宜的溫度和光照條件，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果；同時(shí)，也針對(duì)平原果園的光溫問(wèn)題，研發(fā)適合當(dāng)?shù)氐脑耘嗉夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的生產(chǎn)目標(biāo)。

郝玉金研究還發(fā)現(xiàn)，適度鹽脅迫可以提高果實(shí)糖酸含量，適度干旱脅迫能夠促進(jìn)果實(shí)中的糖積累，提高果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)。這為我國(guó)充分利用鹽堿地和旱地資源種植與生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果提供了依據(jù)。

果樹(shù)生產(chǎn)中，砧木對(duì)接穗品種的果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)影響巨大?？鼓?、矮化和生長(zhǎng)整齊是蘋(píng)果砧木遺傳改良的重要目標(biāo)性狀。郝玉金通過(guò)對(duì)我國(guó)特有的蘋(píng)果無(wú)融合生殖砧木資源湖北海棠研究，闡明了蘋(píng)果屬無(wú)融合生殖的發(fā)育特點(diǎn)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(shù)和矮化無(wú)融合生殖砧木的反向遺傳學(xué)篩選策略。他與青島農(nóng)科院合作，培育了兩種蘋(píng)果無(wú)融合生殖矮化砧木。兩種砧木生長(zhǎng)整齊、育苗成本低、固地性好、抗性強(qiáng)，與富士、紅星、嘎拉等栽培品種的嫁接親和性良好，早產(chǎn)豐產(chǎn)性好，2012年獲山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。（通訊員 翟榮惠 郭翠華）

《中國(guó)教育報(bào)》2019年04月08日第7版