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1、现代科学技术对果树学的渗透和推动现代科学技术对果树学的渗透和推动 由于现代科学技术在果树生产和科研上的应用,果树学在过去几十年里取得了很大的进步。现代科学技术中对果树学影响最大的是生物技术、计算机技术和核技术。生物技术的作用包括它创造了新的果树育种和繁殖方法，提供了全新的了解果树遗传本质的方法并创造了全新概念的新品种。计算机技术在使果树生产和研究实现现代化的过程中起着重要作用。计算机技术在果树业中的普及应用极大地提高了果树的产量和果树科研的效率。核技术在果树育种、营养研究和遗传研究中是一项独特有效的工具。现在商业化栽培的品种中有些就是通过辐射育种方法培育的。分子水平的遗传操作要是没有放射性同位
2、素的应用也是不可能的。展望未来，现代科学技术将创造更多奇迹。比如我们可以在实验室设计全新概念的果树新品种并在生产上推广应用。1 生物技术1.1 基因工程 在利用基因工程技术改良作物性状方面，已经获得了一批抗病毒、抗虫、抗除草剂以及改变营养成份的转基因植株。这种技术在番茄上应用的成果令人振奋：国内外都已成功地用反义基因技术培育出了极耐贮藏的番茄，这种番茄采收后可置于室温下二至四个月仍保持绿色，食用前只须用少量乙烯稍作处理即可使其正常成熟。这种基因工程番茄已于1994年在美国上市。相对而言。在利用基因工程技术改良果树性状方面仍有大量工作要作。这是由于果树是多年生植物，其遗传背景比较复杂，重要农艺性
3、状常受多基因控制。有价值的基因不易分离，而且离体培养的许多问题尚未完全解决。尽管果树上还暂时没有获得有价值的转基因植株，但有效的转化系统已经建立，标记基因已转移到果树体内并实现表达。如在苹果、桃、核、葡萄、草莓等果树的基因转移研究中都取得了很好的进展，为进一步利用基因工程技术改良果树品种展露了光明的前景。1.2 组织培养和细胞工程 组织培养在果树工厂化育苗和脱毒苗培育方面已是一项成熟的技术。如华南农业大学园艺系多年来一直采用组织培养技术繁育和推广香蕉优良品种，取得了明显的社会经济效益，“七五”期间，我国建成了葡萄、苹果、香蕉和柑桔等快速苗木生产线共11条，供应试管苗1000万株。另处，利用组织
4、培养技术在培育无病毒苗木方面也已取得了丰硕成果。南方地区香蕉脱毒苗已大面积推广，北方落叶果树的脱毒苗也已推广应用。柑桔等果树的原生质体培养技术已接近或达到国际先进水平。另外，国内外在细胞工程方面均作了大量研究，提供了不少成功的例子。如通过原生质体培养和融合,体细胞杂交，花粉培养、胚乳培养等方法已培育出了单倍体、三倍体、四倍体植株。既为果树性状的遗传学特性研究提供了很好的试材，也为进一步培育新品种准备了很好的原始材料。1.3 分子生物学技术 80年代和90年代才发展起来的PCR、RFLP, RAPD等分子标记方法大大方便了基因水平的操作和分析。不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析，还可用于突变
5、体和重组体的构建以及基因表达调控的研究，基因变态性分析，杂种优势鉴定、种子纯度鉴定、突变体鉴定、遗传分析和基因图谱制订等方面。这些技术已在苹果、香蕉、草莓、芒果等果树的研究中有一定的应用，在果树遗传育种研究方面表现出了巨大的潜力。2 计算机2.1 在果园栽培管理自动化上的应用 传统和常规果园施肥多凭感觉或经验。如今，在美国等西方发达国家，计算机已在果园施肥中扮演重要角色。计算机依据土壤分析和叶片分析结果，结合果园历年的产量记录以及树体的生长发育规律，计算出施肥的最佳配方和最佳时期，真正地作到最大限度地满足果树高产优质对矿质元素的需要。美国的柑桔园大面积产量达45-60吨/公顷，而我国柑桔产量平
6、均不足15吨/公顷。差异如此之大，究其原因与施肥的科学性有很大关系。 果树多为较高大的树木、及时灌水对生产高产优质的水果意义重大。传统和常规果园由于条件所限，或靠天吃饭，或灌水方法落后(如淹水漫灌)，或灌水时机掌握不当，极大地影响了果实产量和品质的提高。现在，在发达国家的某些现代化果园中，计算机也在灌水方面发挥重要作用。将计算机与田间的水分自动监测系统相联，全天候地对果园土壤水份状况进行监测和数据处理。一旦发现果树需水，立即指示联机的滴喷灌设施给土壤增加水份。当土壤水份指标达到要求后，便立即停止给水，这既能及时满足果树生长发育对水份的需求，又不致造成水资源浪费。在病虫防治方面，计算机也在现代化
7、大型果园中发挥着不可替代的作用。比如美国佛罗里达州的柑桔园面积巨大，被称为“柑桔的海详”。如果用人工逐株检查的传统办法去调查果树病虫害发生情况，显然满足不了及时喷药防治的要求。计算机与高空红外摄影技术相结合就很好地解决了这个问题。用专用直升机在一万米高空对果园进行红外摄影后，在室内用计算机程序对照片进行分析处理，并进行模拟显像，果园的病虫发生情况顿时就了如指掌。这种方法对大面积果园及时有效地防治病虫害，可以起到事半功倍的效果。 另处，计算机互相联网还可用于普及先进的果树栽培技术，推广优良的新品种。2.2 在果实采后处理上的应用 我国水果种植面积和产量均居世界第一位，可出口创汇的水果比例却很少。
8、这除了果树良种化程度不高，栽培管理水平低而导致的果实品质差以外，采后商品化处理技术跟不上也是一个重要原因。西方发达国家的果实采后处理已实理工厂化、产业化。在不少大型的采后包装厂都有计算机控制的自动化包装线.。在这样的包装线上，不仅洗果、打蜡、分级、包装等都实现了自动化，连选果这样的复杂工序也用电脑程序控制，对着色不好或有病虫斑的果实，计算机控制的机械臂就会自动将其剔除。在这样的包装线上，果实采后处理已相当“简单”，果实采收后，只须置于包装线的入口处，不一会就可从终端拿到装箱整齐，秀色可餐的果实了。3 核技术在育种上，我国早在70年代就尝试辐射育种这种新方法了。比如用放射性同位素60Co产生的g
9、射线照射果树种子、枝条等器官，可导致大量基因突变，为选育新品种提供丰富的原始材料。现在已用这种方法培育出了一些水果品种。值得一提的是，辐射导致的突变性状尽管较多，但优良突变往往很少。而且某些优良突变（如无核）又常与劣变（如低产）联锁出现，这为该方法应用的有效性设置了障碍、尽管如此，辐射育种仍是一种值得重视和进一步研究的育种方法。 在果树生理研究中，用放射性同位素示踪法考察果树的光合产物的运输和分配以及矿质元素的吸收和利用已经是一项成熟的研究技术了。另处，放射性同位素还常用于研究果树体同蛋白质及核酸的代谢情况，也用于研究蛋白质及核酸分子的结构。如用放射性同位素32P标记的DNA分子（称为放射性控
10、针）与转化植物或被分析个体的总DNA杂交，可以探测到植物是否含有与探针同源的DNA序列。通过放射自显影可以观察到与探针DNA互补杂交的片段，并可以测定其分子量的大小。4 发展前景在短短几十年中，现代科学技术，特别是生物技术，电子计算机技术及核技术已对果树学这一门古老而年青的科学产生了如此广泛的渗透和巨大的影响。可以预言，随着现代高新科学技术的进一步发展以及它们与果树学更加紧密的结合，到下一世纪，果树学和果树将以崭新的面貌更加得心应手地为人类服务。4.1 果树栽培方式的革命性变化 未来的果树从种到收的全过程均将实现工厂化和自动化，这将要依赖于电子计算机，新材料、新能源技术的进一步发展和应用，这些
11、技术将使未来的“人工气候果园”成为果树栽培的重要方式。在这样的果园中，不仅果树产量极高，果实品质优良，而且成熟期可人为设计，不受自然气候限制：夏天可从树上采摘到刚成熟的各种柑桔品种，冬于可采收荔枝，龙眼、芒果及樱桃、葡萄等。4.2 水果品种选育的突破 随着生物技术的进一步完善和应用，将使果树学家能够根据人们的需要“设计制造”全新概念的果树品种。比如，人们将有可能吃到苹果般大的樱桃和葡萄；可以吃到没有核的龙眼、荔枝、石榴、枇杷等。身体衰弱可以吃含高蛋白高氨基酸的苹果、香蕉等，患了感冒可“服用”富含多种维生素和抗生素的梨子，猕猴桃。此外，即使在自然条件下，果树栽培和分布也可突破原来的地域限制：热带水果如龙眼、芒果等可以在北方安家落户，开花结果；北方原产的山楂也可在南方种植。参考文献1.蒋和平，高新技术改造传统农业论.北京：中国农业出版社，19972.傅润民(主编)：果树瓜类生物工程育种. 北京：农业出版社，19943.朱世江，美国的园艺作物采后技术. 世界农业，1993（10）：22-234.余叔文(主编），植物生理与分子生物学. 北京：科学出版社，19925. J、W、罗森布拉姆（美），翟凤林等译，二十一世纪农业. 北京：科学出版社，1987140
