培育更好的蓝莓:一位斯巴达育种家培育了密歇根最好的水果之一

一位斯巴达植物育种家正在为全球消费打造密歇根最好的水果之一。詹姆斯·汉考克(James Hancock)即将退休,他在蓝莓行业留下了不可磨灭的印记。

蓝莓插画,由MSU Today提供

蓝莓因其甜味和富含抗氧化剂的营养成分而在世界范围内广受欢迎。但仅靠大自然的馈赠还不足以满足人们对这种美味健康水果的巨大需求。成功取决于新品种的引进,以满足消费者和种植者不断变化的需求。半个多世纪以来,密歇根州立大学(BOB体育密歇根州立大学)一直是将新蓝莓品种推向市场的关键人物。

自20世纪初以来,密歇根州就开始商业种植蓝莓,如今,这种小小的浆果成了大生意。2011年,密歇根州蓝莓产业占地1.8万英亩,产出7200万磅果实,价值超过1.18亿美元。

育种丰富

詹姆斯·汉考克,密歇根州立大学蓝莓育种家在20世纪60年代,密歇根州立大学园艺学家斯坦利·约翰斯顿(Stanley Johnston)可能以开发红港桃子而闻名,他创造了北国和蓝港蓝莓品种。但很少密歇根州立大学植物育种家比密歇根州立大学AgBiobob体育登录Research科学家詹姆斯·汉考克.园艺教授,2014年诺贝尔园艺奖获得者密歇根州立大学创新中心技术转移成就奖的卓越应用创新创造现实世界的解决方案,汉考克开发了四个世界上最广泛种植的北部高丛蓝莓品种:极光,Draper,休伦和自由(这些品种已售出2000万株),以及其他几个成功的栽培品种在过去三十年密歇根州立大学

“汉考克博士的蓝莓育种遗产增加了世界各地家庭获得健康、富含抗氧化剂的水果的机会,”他说丰富Chylla的执行董事密歇根州立大学技术。“再加上它为密歇根州和国际上的种植者带来了数百万美元的影响,他的研究项目的实力为所有参与者创造了双赢。”bob体育登录

密歇根州蓝莓种植者营销合作组织MBG Marketing的蓝莓育种家埃德·惠勒(Ed Wheeler)也认为,汉考克的品种使从密歇根州到太平洋西北部,甚至远至智利、欧洲部分地区和韩国的蓝莓行业受益。

惠勒说:“他为蓝莓育种树立了标杆。”“他的品种在这里卖得很好,他们已经开始走向世界各地,改变了人们种植的蓝莓的类型。”

蓝莓种植者拉里·博特克(Larry Bodtke)在密歇根和俄勒冈州种植的蓝莓主要以Naturipe Farms品牌销售。他说,汉考克的品种在扩大太平洋西北地区的蓝莓产业方面发挥了重要作用。

埃德·惠勒,MBG营销公司博特克说:“他的品种在华盛顿和俄勒冈州生长得很好,那里温和的冬季气候确实有助于它们的生长。”“那里种植的很多蓝莓都是汉考克博士的品种。”

育种工作不仅在蓝莓行业受到尊敬,而且在他的学术同事中也受到尊敬。密歇根州立大学AgBiobob体育登录Research马铃薯育种家David Douches是该项目的负责人密歇根州立大学植物育种,遗传学和生物技术研究生课程。

杜彻斯说:“吉姆·汉考克只是一个很好的例子,说明了植物育种的影响。”“他勤奋工作了几十年,出现了变革性的品种,为行业和我们的饮食带来了变化。”

不断发展的进化

蓝莓汉考克开始在密歇根州立大学在1979年。他利用自己在进化遗传学方面的经验,研究了蓝莓和其他几种小水果,试图确定对商业生产有益的特征。理想的蓝莓不仅味道好,而且能适应环境压力以及疾病和昆虫带来的压力。

汉考克与美国农业部蓝莓育种家阿伦·德雷柏密切合作,以他的名字命名了德雷柏品种,汉bob体育合法吗考克意识到密歇根州需要新品种。1979年,密歇根州的农民正在种植30至60岁的品种,如蓝作物(Bluecrop),这种作物在季中生长旺盛,但在生长季开始和结束时都留有相当大的空白期。

种植者在早期和后期收获时获得最高利润,而此时供应最低。晚季水果需要忍受秋天剧烈波动的温度。汉考克的极光和自由品种的收获开始于较老的晚季品种,如蓝作物。

这两个品种在生长季节后期都有高而稳定的产量,并能忍受季节后期的恶劣温度。

汉考克和德雷柏都开发了广泛的种质资源——收集了各种形状、颜色和大小的野生和栽培植物。结合这些来源使汉考克能够识别出具有最理想特性的植物。汉考克的种质库由121株植物组成。最终,他开始对这些植物进行杂交,并在当时新开放的农场进行试验密歇根州立大学西南密歇根研究和推广中心(SWMRECbob体育登录)于20世纪90年代初在本顿港成立。

杜切斯说:“如果你与商品集团交谈,不只是蓝莓,而是几乎每一种作物,新品种将是他们目前需求的最高优先事项之一。”

经过14年的试验,汉考克得到了超出他预期的结果:六种密歇根州立大学蓝莓加在一起横跨整个生长季节。

汉考克说:“作为一名育种家,我最自豪的是这些品种。”“我们在2004年发行了三部,它们都表现得非常好,在过去的五年里,我们又发行了三部。我感觉很好,整个生产季节都被覆盖了,我认为我们已经满足了密歇根种植者的需求。”

汉考克承认,这个时机也是对的。当他开始培育蓝莓时,密歇根州是目前领先的蓝莓州,在太平洋西北地区和欧洲也有大量蓝莓种植,但面积并不大。智利的这一行业刚刚兴起,后来将与欧洲和亚洲一起成为一个关键的参与者。

汉考克说:“我的品种在蓝莓行业的绝对巅峰时期赶上了这波浪潮,而这波浪潮仍在继续。”“成为一名成功的企业家不仅需要非常聪明,知道需要什么,还需要非常幸运,在真正到来的时候抓住机遇。”

育种过程的第一步是确定哪些亲本植物具有最理想的特性。

彼得·卡洛,密歇根州立大学教师一旦确定,育种者就从一株亲本植物上收集花粉,方法是用手指滚动开放的花朵,使花粉从雄蕊上掉落到等待的显微镜载玻片上。然后将另一亲本的柱头接触到花粉载玻片上。

这导致植物产生含有双亲基因混合的种子。汉考克最喜欢的育种方法之一是在亲本植物之间充当媒人。

他说:“我的工作中最有趣的事情之一是思考哪些父母会赋予他们最有益的特质组合,然后把它们组合在一起。”

尽管杂交过程仍然是植物育种的驱动力,育种家用于追求杂交的工具也在不断进步。所有密歇根州立大学植物育种家现在将新兴生物技术的某些方面整合在他们寻求生产改良作物品种的过程中。这可能涉及从简单的组织培养到更复杂的程序,例如插入或沉默某些基因的基因工程或使用基因标记技术来更好地了解种质资源。例如,组织培养是汉考克蓝莓项目早期阶段的重要组成部分,在受控的情况下,需要无菌实验室条件来确定植物性状是如何发育的。

杜切斯说:“我们的植物育种人员将基础科学研究的承诺转化为可以造福社会每个人的东西,在这种情况下,就是新的植物品种。”bob体育登录“这是我们的责任。我们不是要求我们的基础科学家成为育种者;我们正在与他们合作,将实验室与现场连接起来。”

许多密歇根州立大学植物育种家专注于对密歇根州经济有重要意义的作物。除了汉考克在蓝莓方面的工作外,育种项目还在培育干豆、小麦、大豆、甜菜、草莓、酸樱桃、葫芦和糖替代品甜菊糖等关键新品种。自从他在。开始他的研究以来,Douches已经帮助培育了15个品种的土豆bob体育登录密歇根州立大学在1988年。一些教员也开始探索新兴的生物燃料作物领域。

杜切斯说:“这是一种有趣的作物的横切,其中许多作物的遗传比学生们通常训练的二倍体作物(比如玉米)更复杂。”“我们的学生和研究人员研究的是传统和bob体育登录特色作物的广泛组合,而如果你去印第安纳州或爱荷华州的一所学校,你会接触到更有限的一组作物。这样一来,我们认为自己是全国培训专业育种人员的重要学校,这些人最终可能会进入公共或私营部门。”

合作是一个重要的组成部分密歇根州立大学植物育种计划在蓝莓等特殊作物中非常强大。虽然育种家和植物病理学家(研究由真菌、细菌和其他传染性生物引起的植物疾病的科学家)之间的合作是最常见的,但育种工作往往远远不止于此。

Douches解释说:“我们与一系列科学家合作,从昆虫学家和线虫学家到食品科学、农业工程和遗传学的教师。”“这些互动使我们能够扩大工作范围,并采用新技术来扩大我们的能力。”

杂交蓝莓植物在温室中生长,直到结出种子。种子必须暴露在凉爽的温度下,以鼓励一段时间的休眠,以正常发芽。在自然界中,这是在秋天潮湿的树叶和冬天的积雪的掩护下完成的。为了模拟这些条件,汉考克把种子放在标准的冰箱里两个月。然后解冻,让它们发芽。当它们长得足够大时,就会被种植在密歇根州立大学bob体育登录本顿港的研究中心,在那里他们被密切观察和评估了四年。

汉考克说:“夏天的时候,我每周都会在蓝莓丛中来回走动一次,在不同的季节观察它们,并对每一株蓝莓都做笔记。”“我们需要找出那些多年来一直表现出色的公司。他们需要与众不同。”

一株蓝莓必须满足一长串的条件,汉考克才会认为它是例外,包括水果的味道、颜色、硬度和大小。植物的形状也很重要,以适应收获技术,无论是机械或手工采摘。只有大约1%的植物

通过第一轮评估。一旦被选中,这些特殊的植物就会被送到世界各地的种植者那里进行额外的评估,通常需要4到6年的时间,然后才能投入生产。

汉考克说:“总的来说,从我们在两种植物之间进行第一次杂交到发布新品种,可能需要10到15年的时间。”“一个植物育种家必须非常有耐心,但最终达到这一点是非常令人满意的。这是一种冲动。”

汉考克还拥有一支技术精湛的研究团队,其中包括实验室技术员bob体育登录彼得Callow自1984年以来,他一直在他身边。

“皮特像岩石一样稳定,”汉考克说。“他非常可靠,对此我非常感激。除了现场维护,几乎所有的工作都由我们两个人完成。”

持久的遗产

蓝莓领域汉考克计划在2015年退休,但毫无疑问,他对蓝莓产业的贡献将在未来几年得到体现。

卡洛说:“我们用这些新品种为蓝莓产业注入了新鲜血液。”“他的继任者将继承一种很好的种质资源,并能够迅速开展工作。”

尽管汉考克在他的职业生涯中为这个行业做出了宝贵而有利可图的贡献,但他的工作可能对日常生活产生了更重要的影响。

杜彻斯说:“吉姆·汉考克的价值不在于版税,而在于他成功地开发了一种被世界各地的人使用的东西。”“版税对学校和资助蓝莓研究的未来都很重要,但这不是他的心所在。bob体育登录育种者不是为了这个而进入这个行业的——他们进入这个行业是为了创造一些能帮助人们的东西。”

他的同事也表达了同样的观点。

卡洛说:“和他一起工作真的很好。”“他一直非常支持他的员工和学生,即使在不必要的时候。他很受欢迎和尊敬,而且态度很好,即使在战场上最痛苦的日子里也是如此。我认为没有什么是他做不到的。他从不接受失败,这就是他种植的植物,提高了密歇根和世界各地的水果质量。”

Douches指出,汉考克的研究不仅改变了我们吃蓝莓的种类,还改变了我们吃蓝莓的时间。

他说:“我们现在全年都在吃蓝莓,而10年前蓝莓是一种季节性作物,淡季时味道不太好。”“他的品种从根本上改变了全球蓝莓市场,使其变得比以往任何时候都大得多。”

汉考克的遗产将继续在他的学生的生活和事业中蓬勃发展。

“多年来,吉姆培养了许多研究生,这是他遗产的重要组成部分,”杜切斯说。“我们大约有一半的研究生是国际学生,所以他的知识不仅在全国各地传播,而且在世界各地传播,这是我们项目和整个大学的一个美好方面。”

退休也不太可能影响汉考克对蓝莓的热爱。

汉考克说:“育种家很难退休——你总是在考虑新的植物杂交的可能性。”“这是一种激情。”

詹姆斯·汉考克开发的蓝莓品种

  • 极光(2004)——北方高灌木最晚的成熟季节
  • 自由(2004)——季末,高产,风味独特
  • 德雷珀(2004)——季节中期,产量高,不寻常的水果脆,特殊的贮藏寿命
  • 休伦(2012)——早季,味道极好
  • 奥索尔诺(2014)——季末中期,特殊的水果品质,不寻常的耐热性
  • 卡吕普索(2014)-中后期,高产,风味极佳

蓝莓速食

  • 在过去的70年里,密歇根州一直是美国高丛蓝莓的头号产地。
  • 大约有21个野生蓝莓品种和40多个栽培品种。
  • 密歇根州拥有1.8万英亩的高灌木种植面积,在全国处于领先地位。
  • 蓝莓由该州600个家庭农场种植、收获和加工。
  • 蓝莓每年为密歇根州的经济贡献超过1185万美元。
  • 阿勒甘,贝里恩,马斯基根,渥太华和范布伦主要种植区。
  • Draper和Liberty是世界上种植最广泛的北部高丛蓝莓品种。
  • 蓝莓是唯一一种原产于北美的水果,但几乎在每个大陆都能找到它们。
  • 作为为数不多的天然蓝色食物之一,蓝莓本来就不是蓝色的。它们最初呈现白色,然后变成红色,最后变成蓝色,这使它们成为“全美国”浆果。
  • 七月是全国蓝莓月。
  • 北美每年收获的蓝莓,铺成一层,可以覆盖从芝加哥到纽约的一条四车道高速公路。

本文发表在《未来》杂志上,该杂志由密歇根州立大学AgBioResearch每年出版两次。BOB体育bob体育登录欲查看过去的期货,请访问www.futuresmagazine.msu.edu.欲了解更多信息,请发邮件给编辑霍莉·惠茨斯通whetst11@msu.edu或打电话517-355-0123

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