夏天到了,美味的荔枝又迎來了大批量上市。這句話在唐朝,只有嶺南人才能說;而現(xiàn)在,不管是北京、上海,還是迪拜、智利、美國,都能吃到新鮮的荔枝。
去年熱映的《長安的荔枝》中有這樣一幕:在唐朝,要想把易腐爛的荔枝運(yùn)到遙遠(yuǎn)的長安,唯一的方法就是加上冰塊,然后不惜代價(jià)地跑死幾匹快馬。
但在今天,靠著一套“黑科技”,不僅果農(nóng)能豐收穩(wěn)產(chǎn),還能讓甚至遠(yuǎn)在大洋彼岸的消費(fèi)者用合理的價(jià)格吃到荔枝,還是最新鮮的那種。
這是怎么做到的?
“偶然”和“主動(dòng)設(shè)計(jì)”下的杰作
我們現(xiàn)在已經(jīng)不太會(huì)吃到超酸的橘子、干癟的蘋果、一咬全是渣的梨了,這都是科學(xué)選育的結(jié)果。而荔枝選育,是常見水果里難度等級(jí)最高的之一。
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育種的核心目標(biāo)其實(shí)大同小異:提高品質(zhì)(酸甜度、風(fēng)味、無籽或少籽)、按市場需求調(diào)整成熟時(shí)間、提高產(chǎn)量、增加抗逆性(抗旱、抗?jié)场⒖箖觯┖涂共∠x害能力等。常見的手段有幾種:
1. 有性雜交:人工控制兩個(gè)親本授粉,讓基因重新組合,從后代中篩選出好的植株,這是水果育種最常用的方法,晴王葡萄就是這樣來的。葡萄適合這條路,是因?yàn)樗冢↗uvenile phase,指種子萌發(fā)后,植物在達(dá)到具備開花/性成熟能力之前所經(jīng)歷的生命階段)短,從播種到結(jié)果只需兩三年,育種團(tuán)隊(duì)可以快速推進(jìn),迅速篩選。
2. 芽變選種:植物在生長過程中,枝條上偶爾會(huì)出現(xiàn)自然的體細(xì)胞突變,某根枝條的果突然更甜、更大、皮更薄。育種者把這根枝條剪下來嫁接,把變異固定住,這就是新品種。柑橘、蘋果、梨的很多好品種是走這條路來的。
3. 多倍體育種:指的是通過人工手段,讓水果細(xì)胞內(nèi)的染色體組數(shù)增加,從而獲得更符合人類需求的水果新品種。代表的水果有無籽西瓜和草莓。現(xiàn)代栽培的草莓是八倍體育種,更容易出現(xiàn)大、飽滿、多汁的性狀,而且從種子到結(jié)果只需數(shù)月,一年可以推進(jìn)好幾個(gè)育種循環(huán)。“淡雪”“紅顏”等熱門品種都是這么來的。
荔枝的問題在于,以上每一條路都不好走。
荔枝基因組的雜合度極高,表現(xiàn)是同一品種內(nèi)個(gè)體間基因差異很大。可能村東頭這棵甜,村西頭那棵酸,讓人無從判斷好的性狀從哪來。更麻煩的是,荔枝是異花授粉植物,同一棵樹上雌花和雄花開放時(shí)間錯(cuò)開,萬一附近的樹雌花都開了,雄花都沒開,就沒法授粉了。這比葡萄這種自花授粉的植物難度大得多。有性雜交這條路,基本行不通。
果樹的種子萌發(fā)出苗后,即使人為施加成花誘導(dǎo)措施,實(shí)生樹個(gè)體在較長時(shí)間內(nèi)也不能成花的發(fā)育階段叫做童期。荔枝的童期問題更棘手,與一些其他水果不同,荔枝并非種下的第一年就能結(jié)果。實(shí)生苗從種子播種到開花,通常需要 10 到 15 年,即便是經(jīng)過優(yōu)化的雜交育種流程,童期也在 5 年左右。作為對比,草莓只要幾個(gè)月,葡萄需要2 到 3 年,蘋果大約4 到 8 年——蘋果已經(jīng)是公認(rèn)育種較慢的果樹了,荔枝還比蘋果慢一倍。
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芽變選種也不容易。荔枝樹高動(dòng)輒 3 米起步,老樹可達(dá) 20 米,樹冠寬闊,觀察芽變本就不易。而且荔枝的無性繁殖成活率不如柑橘穩(wěn)定,操作繁瑣,擴(kuò)繁速度慢,好品種也難以快速推廣。
還有一個(gè)荔枝特有的難題:大小年現(xiàn)象。荔枝枝條只有在養(yǎng)分充足的年份才能成花,豐產(chǎn)之后養(yǎng)分消耗殆盡,次年可能幾乎絕收。要判斷一個(gè)品系是否真正穩(wěn)產(chǎn),必須連續(xù)多年觀察記錄。
那我們是怎么吃到更好吃的鮮荔枝的呢?靠偶然,或者主動(dòng)設(shè)計(jì)。
1 實(shí)生選種
所謂實(shí)生選種,說白了就是碰運(yùn)氣——偶然發(fā)現(xiàn)更好吃的荔枝,然后把它擴(kuò)大繁育。
我們目前常吃到的掛綠、白蠟、白糖罌等都是流傳了千百年的古老樹種,它們都不是被“培育”出來的,是來自一棵古樹,通過圈枝、嫁接等無性繁殖的方式讓它的基因流傳下來。
桂味、糯米糍、妃子笑等也是偶然出現(xiàn)了某一棵特別好吃的荔枝樹,然后這棵樹被人工保留并且擴(kuò)大繁育而來。這種繁育方法像守株待兔,變異什么時(shí)候出現(xiàn)、在哪里出現(xiàn),誰也控制不了,只能發(fā)現(xiàn)了再選育。
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近些年也有更系統(tǒng)的實(shí)生選種。井崗紅糯和仙進(jìn)奉,就是由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究者在荔枝種植村鎮(zhèn)的單株樹上發(fā)現(xiàn)、選育并推進(jìn)品種審定的。仙進(jìn)奉 2011 年才通過省級(jí)品種審定,如今已有周邊千余畝基地規(guī)模化種植,北方消費(fèi)者也能經(jīng)常買到。
2 主動(dòng)設(shè)計(jì)的雜交品種
除了實(shí)生選種,主動(dòng)設(shè)計(jì)雜交品種是荔枝培育的另一條路。
2023 年,仙桃荔成為了第一個(gè)獲得植物品種授權(quán)的精確控制親本的雜交育種荔枝。它的起點(diǎn)是 2008 年:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以紫娘喜(荔枝王)為母本、無核荔為父本進(jìn)行雜交,獲得 69 株籽苗。2014 年首次結(jié)果,其中代號(hào) ZW036 的植株良好結(jié)合了早熟、特大果、耐儲(chǔ)運(yùn)的特點(diǎn)。經(jīng)過多年多地區(qū)試驗(yàn)、性狀穩(wěn)定后,命名為“仙桃荔”。69 株里選出一株,歷時(shí)十五年。
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現(xiàn)在,在國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的持續(xù)支持下,能讓科學(xué)育種更進(jìn)一步的大型項(xiàng)目還在持續(xù)推進(jìn),比如構(gòu)建全球最大的荔枝種質(zhì)資源圃,保存 700 多份活體種質(zhì);建立了覆蓋 164 個(gè)主栽品種的 SNP 分子指紋圖譜庫等。
有了這些,科研人員就能快速確認(rèn)一株荔枝樹的品種純度、親緣關(guān)系,一株幼苗也可以在早期通過分子檢測判斷品種純度和遺傳潛力,不必等到結(jié)果才知道答案。
從摘下的一刻起,進(jìn)入“保鮮保衛(wèi)戰(zhàn)”
品種解決了,運(yùn)輸是另一道難關(guān)。“一日色變,二日香變,三日味變”這句話恐怕不少人都聽說過,它生動(dòng)地道出了荔枝運(yùn)輸?shù)睦щy程度。
荔枝果皮由龜裂狀突起構(gòu)成,表面積大、蠟質(zhì)層薄,常溫下失水極快,比蘋果和柑橘快得多。果皮中含有的大量花青素等多酚類物質(zhì),極易氧化,這些都會(huì)加速褐變,導(dǎo)致水果快速腐爛。
此外,與香蕉等水果不同,荔枝不會(huì)越放越甜,它從摘下來就開始變質(zhì),變質(zhì)速度還特別快。社交媒體上流傳過一個(gè)對比:南方人吃到的新鮮荔枝,果肉是半透明的淡青藍(lán)色;而經(jīng)長途運(yùn)輸?shù)诌_(dá)北方的荔枝,果肉大多已經(jīng)發(fā)白、失去透明感,這是因?yàn)檫@時(shí)的荔枝已經(jīng)大部分氧化、半死不活了。
更要命的是,大部分水果都能通過傳統(tǒng)冷鏈保鮮,但是荔枝不行。作為熱帶水果,它會(huì)發(fā)生“冷害”,導(dǎo)致果肉細(xì)胞膜受損,風(fēng)味喪失。因此,荔枝的運(yùn)輸不能簡單照搬蘋果或柑橘的普通低溫冷鏈方案。
那到底怎么破局?
目前的方案是從源頭開始精確控制溫度,讓荔枝盡量“冷靜”。在氣溫較低的清晨或者夜間進(jìn)行采摘,摘下來的那一刻起就在田頭預(yù)冷,給荔枝吹冷風(fēng)降溫,同時(shí)注意不能復(fù)熱,并盡快進(jìn)入精確控制溫度的運(yùn)輸流程。
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同時(shí)配合氣調(diào)包裝,壓低呼吸速率,延緩氧化。氣調(diào)包裝里的氧氣、二氧化碳、氮?dú)獗壤?jīng)過了精細(xì)調(diào)節(jié),氧氣比例比正常的空氣低,這可以讓荔枝呼吸變慢;但不能完全沒有氧氣,無氧情況下荔枝會(huì)開始無氧呼吸,直接發(fā)酵成荔枝酒。二氧化碳比例要略高,但太高也會(huì)讓果肉受傷產(chǎn)生異味。不同品種的荔枝,還要配制不同比例的氣體。
目前已經(jīng)有部分先進(jìn)的氣調(diào)包裝機(jī)器使用 AI 功能,結(jié)合智能冷鏈,精確調(diào)控一顆荔枝從摘下來開始的呼吸速率,達(dá)到最大程度的保鮮。
這套方案成功讓全國都能吃到了新鮮的荔枝。但要想出口到外國,就不夠用了,“凍眠鎖鮮技術(shù)”該登場了。
從一顆地方水果,到全球出口
我們自己在家冷凍水果,會(huì)發(fā)現(xiàn)解凍之后和新鮮水果口感完全不同。這是因?yàn)槠胀ū淅鋬鏊俣容^慢,會(huì)讓水果緩慢經(jīng)歷 -1℃ 到 -5℃ 的“最大冰晶生成帶”,水果細(xì)胞中的水分形成大冰晶,戳破細(xì)胞壁,造成細(xì)胞液流失。再解凍之后就會(huì)變成干癟、皺巴巴的樣子。
“凍眠鎖鮮技術(shù)”指的是讓荔枝盡可能快地穿過大冰晶生成帶,來不及形成大冰晶,已經(jīng)凍上了,從而保住細(xì)胞的完整結(jié)構(gòu),這可以讓荔枝最大程度地保住新鮮的口感和風(fēng)味。
但荔枝的殼和肉質(zhì)地不同,不同品種荔枝的含水量、果肉厚度也不同,因此還需要更精確地控制速度和溫度,讓每一種荔枝都擁有自己的“冷凍曲線”。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)曹庸團(tuán)隊(duì)目前已建成年產(chǎn)千噸規(guī)模的生產(chǎn)線,讓凍眠荔枝的保鮮期達(dá)到 18 個(gè)月,解凍后口感、色澤與鮮果相似度超過 90%。
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讓一顆荔枝走向全球,背后需要生物學(xué)、食品科學(xué)、冷鏈工程、AI 技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)團(tuán)隊(duì)協(xié)同配合。品種穩(wěn)定、質(zhì)量可控、產(chǎn)量可預(yù)期,保鮮技術(shù)能支撐長途運(yùn)輸——這些條件缺一不可。只有這些都成立,果農(nóng)才能告別靠天吃飯,消費(fèi)者才能在合理的價(jià)格范圍內(nèi)買到荔枝,整個(gè)鏈條才能健康運(yùn)轉(zhuǎn)。
這個(gè)鏈條上的很多環(huán)節(jié),是必須依靠國家的資源或者支持才能完成的,比如協(xié)調(diào)不同地區(qū)的產(chǎn)季、扶持研究科技育種等。正是這種持續(xù)的投入,才讓荔枝從一個(gè)季節(jié)性極強(qiáng)的地方水果,逐漸變成一個(gè)有穩(wěn)定品質(zhì)、可以預(yù)期產(chǎn)量、能夠支撐出口的產(chǎn)業(yè)。
讓世界吃到鮮荔枝,只是農(nóng)業(yè)科技化這個(gè)過程中的一個(gè)必然結(jié)果。一千多年前,楊貴妃為此耗盡了驛馬和人力;而今天,它不過是一件順理成章的事罷了。
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策劃制作
作者丨段晨 科普創(chuàng)作者
審核丨楊來勝蘭州農(nóng)科院研究員 中國農(nóng)學(xué)會(huì)會(huì)員
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