无籽刺梨的研究现状及发展建议

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  摘要:为增进对无籽刺梨的认识、促进无籽刺梨资源的保护和开发利用,在介绍无籽刺梨研究现状的基础上,对其今后的发展提出了一些建议,以期为从事无籽刺梨研究和开发利用的工作者提供参考。
  关键词:无籽刺梨;研究;现状;发展;建议
  中图分类号: S665.902 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2014)04-0122-02
  收稿日期:2013-07-18
  基金项目:云南省教育厅科学研究基金(编号:2013J011);西南林业大学科研启动项目;西南林业大学校级重点学科林木遗传育种学项目(编号:XKX200904)。
  作者简介:林源(1990—),女,海南澄迈人,硕士研究生,主要研究方向为林木遗传育种。E-mail:buzhibuzhi@126.com。
  通信作者:辛培尧(1975—),男,博士,副教授,主要从事植物遗传育种方面的教学与研究。E-mail:xpytgyx@163.com。无籽刺梨(Rosa sterilis S. D. Shi)别名搭钩刺梨、光枝无籽刺梨和安顺金刺梨等,是蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(Rosa)多年生攀援小灌木[1]。20世纪80—90年代,贵州大学农学院对无籽刺梨进行了栽培繁殖驯化技术的研究,探讨其生物学特性及经济性状表现,研究认为无籽刺梨是经济价值较高的物种[2],这为无籽刺梨的加工开发利用提供了重要的基础理论参考。无籽刺梨相对普通刺梨有以下两方面的优势:无籽刺梨果实甘甜、味香,比缫丝花少了涩味,可直接加工为果脯,也可做原果汁,其选育品种可直接进行鲜果售卖,在无籽刺梨深加工市场低迷时,果农可以选择鲜果售卖来保证盈利;无籽刺梨瘦果无籽,降低了对加工设备和工艺的要求,节约初加工阶段的投入,为其深加工提供了较大的便利。近年来,对无籽刺梨的研究大多局限在繁殖及分类学方面。本文就目前无籽刺梨的研究情况作一介绍,并对其发展前景提出相关建议,为今后的无籽刺梨种质保存、遗传改良和快速繁殖研究提供参考。
  1概述
  1.1生物学特性
  无籽刺梨是喜温性的中亚热带物种,耐旱,耐贫瘠。枝干为青灰色,嫩枝为紫红色,有被刺,刺为棕色或紫色;皮孔较大、稀疏;奇数羽状复叶,小叶5~9片,长尖或卵圆形,边缘锯齿状,嫩叶初展时先端呈淡红色;芽苞小,瓣形不十分明显;花蕾为粉红色,开花后为雪白色,花谢时带点粉红;果实直径约为2~3 cm,为卵圆形,表皮被毛,褐色,成熟后变橙黄色,胚珠基本不育,无种子或带少数干瘪的种子;果实维生素C含量高,仅次于“维生素C之王”单瓣缫丝花的果实,单宁含量较低,含糖量高,味清香爽口,可溶性固形物达18%,并含多种微量元素B、Zn、Mo、Cu、Fe等[3]。
  1.2资源概况
  1981年,贵州大学农学院在贵州省刺梨资源调查中发现无籽刺梨,随后贵州省植物园的时圣德先生将无籽刺梨作为蔷薇属的新种发表。无籽刺梨主要在贵州境内的兴仁、安顺、贵阳、毕节地区分布[4]。无籽刺梨野生资源较少,且一般生长在人类生产活动较频繁的山谷、坡脚、土坎、田坎等地,加上10多年来贵州山地大开发、农村体制改革以及农民耕地砍伐,许多野生资源可能已被破坏。
  2研究现状
  2.1分类学研究
  在形态上,无籽刺梨与普通刺梨有明显的不同。近年来,无籽刺梨被广泛认为和普通刺梨不属于同一种,而在分类学上和普通刺梨、贵州缫丝花、白花刺梨同归于蔷薇属的小叶组。近几年,在贵州安顺无籽刺梨引种过程中,还发现一种新变种——光枝无籽刺梨[5]。季祥彪等利用单辫刺梨、重辫刺梨(即贵州缫丝花)、白花刺梨、无籽刺梨进行形态学比较,认为无籽刺梨和缫丝花很相似,相似表现包括叶型、果形、花序、花色等,虽然无籽刺梨在子房中发现有膨大的胚珠,但是随着果实的发育而逐渐萎缩死亡,经过形态学比较,他们认为无籽刺梨可能是一种自然杂交种[6]。文晓鹏等研究刺梨以及其部分近缘种的RAPD标记时,发现无籽刺梨RAPD标记的多态性低,而有性杂种的多态性位点一般较丰富,这种结论显然支持季祥彪等的研究结果;但RAPD聚类分析结果显示,无籽刺梨和贵州缫丝花有很近的亲缘关系,遗传距离为0.25,而和其他刺梨的聚类分析结果表现一定的相异性,所以,无籽刺梨很可能是贵州缫丝花雄性高度不育的变异[7]。另外,还有研究者在野外进行详细的调查观察,较为详尽地表述了无籽刺梨的形态特征,并对光枝无籽刺梨进行了归并[2]。无籽刺梨的具体分类有待进一步地研究来揭晓。
  2.2繁殖研究
  无籽刺梨适应力强,易栽种,对土壤要求不高,在栽植后的第3年便可开花挂果,但由于无籽刺梨没有种子,自然繁殖较困难,其繁衍方法主要通过枝条扦插和组织培养技术。彭华昌等对刺梨扦插育苗的影响因素进行了研究,他们认为:多年生枝条的扦插成活率较高,一年生枝条较差;用奈乙酸处理插穗基部,并不能提高其成活率;斜插时,无籽刺梨的成活率最高[8]。而贵州省安顺市林业科学研究所利用无籽刺梨的一年生枝条作为插穗,对其扦插育苗技术进行了研究,结果表明:适合无籽刺梨扦插的最好基质为透气性较好的沙壤土,扦插最佳深度为5~6 cm,利用500 mg/kg的 ABT1号速蘸处理插穗可获得较好的生根效果,最适扦插月份为3月,其次为10月[9]。韦景枫等利用不同浓度6-BA和NAA的激素组合进行无籽刺梨腋芽离体培养,结果显示:6-BA 1.0 mg/L NAA 0.1 mg/L外源激素组合对不定芽的诱导率最高(诱导率为90%);继代培养中以6-BA 0.5 mg/L NAA 0.1 mg/L的增殖倍数最高,愈伤情况最小,1/2MS 6-BA 0.2 mg/L可获得较好的生根效果[10]。韦景枫等对影响无籽刺梨组培苗移栽和生长状况的因素进行研究后发现:无籽刺梨组培苗移栽最佳基质为珍珠岩 腐质土(体积比1 ∶2),在每年3—4月份,在遮光为50%、温度约22 ℃、相对湿度约80%的条件下,每隔7 d 喷1次1/4MS 营养液,其移栽成活率可达90%以上[11]。这一研究结果为无籽刺梨的大规模工厂化生产提供了前期理论及技术支持。在总结无籽刺梨扦插、组织培养的基础上,韦景枫等系统地进行了无籽刺梨丰产栽培技术的探讨研究,内容包括园地选择、定植、施肥、修剪整形、抚育管理、病虫害防治以及采收干制等,并进行了示范推广[12]。上述研究为当地无籽刺梨的大规模人工种植和开发利用奠定了坚实的理论和技术基础。   2.3其他研究
  除上述分类和繁殖方面的研究外,有学者通过对无籽刺梨花粉形态的观察发现,无籽刺梨的花粉并不是很大,呈不规则的长球形或球形,其处壁具有皱褶并呈不规则的穴状条纹,少有穿孔;研究还发现,无籽刺梨花粉多畸形,内空,属空瘪的败育花粉类型,将其花粉授于普通刺梨和白桦刺梨均不能结实,而反交却能结果,并在每个果实中可获得1~5粒种子,但发芽率较低,仅为10%~20%,且种间杂种表现出很大的分离,该研究为无籽刺梨的不育机理提供了最早的理论基础[13]。在人工栽培刺梨的过程中,刺梨白粉病是一种较为普遍的病害,主要侵染幼叶、花蕾和幼果[14]。文晓鹏等以7个普通刺梨和无籽刺梨的一年生扦插苗为材料,研究不同基因型刺梨的抗白粉病的能力,结果表明:在8个不同基因型的刺梨材料中,无籽刺梨对白粉病是免疫的[15]。实际栽培中,也发现无籽刺梨病害感染率较低。已有研究指出,无籽刺梨和普通刺梨在抗炎和镇痛方面具有较为相似的药理作用[16]。无籽刺梨鲜果比普通刺梨更香、口感更好,对贵州人工栽植的普通刺梨和无籽刺梨的挥发性香气成分进行比较发现,两者成分组成差异较大,这可能是造成二者香味和口感有异的主要原因[17]。
  3无籽刺梨发展建议
  无籽刺梨经过多年选优训化栽培,目前已选育了一个优良株系——贵农49号。与野生无籽刺梨相比,经过选育的贵农49号果径较大,单宁含量较少,肉质细腻而甜,无涩味又丰产,是深加工和鲜食加工均适宜的株系[18],这为无籽刺梨产业的进一步大规模发展提供了物质基础。目前,刺梨产业在贵州省的带动下已在全国多个省份蓬勃发展,国内刺梨在药剂、酿酒、果脯、果酱、酸乳、原汁和复合饮料等加工领域的研究已取得了可观的成绩[19]。无籽刺梨作为缫丝花的近缘物种,其发展规划可借鉴缫丝花的研究和开发利用成果。
  3.1现存问题
  无籽刺梨为20多年前发现的新种,近几年对于无籽刺梨的开发研究迅速发展,但是针对无籽刺梨的基础研究还很薄弱,其野生资源保护状况也很严峻,其开发利用也尚处于起步阶段。目前,无籽刺梨在生产利用上主要存在以下几个方面的问题:首先,无籽刺梨果实比缫丝花的小,维生素C含量相对缫丝花较低;其次,无籽刺梨自然繁殖困难,野生资源较少,缺少遗传多样性和选育基础;再次,生产上无籽刺梨主要以扦插为快速繁殖方法,对于建立大规模采穗圃缺少大量穗条材料。尽管组织培养技术已经成功,但在工厂化大规模生产方面还有待解决的具体问题;最后,目前栽培的无籽刺梨植株多来自于少数植株的无性系繁殖,大量多代无性繁殖可能还会面临品质退化问题。
  3.2发展建议
  针对上述问题,为更好地综合利用无籽刺梨资源并加速其发展,提出如下建议供参考。(1)加大无籽刺梨的基础研究力度。在了解其物候、栽培等技术的基础上,加速无籽刺梨生理生化和分子生物学等的研究,为充分利用其经济价值提供理论基础。(2)无籽刺梨野生资源单一,可用无籽刺梨为母本、普通刺梨的各个种为父本与其进行杂交,对其进行品质改良。相关研究虽然已有报道,但后续工作需要坚持不懈地做下去[13]。(3)无籽刺梨果形比普通刺梨要小[4],而植物多倍体一般比其二倍体具有果实增大、生理生化合成量增多等特性。可以利用已有的组织培养技术,结合秋水仙素对其进行多倍体种质的诱导,以实现无籽刺梨果实的增大和其营养成分含量的提高。西南大学已开展了诱导普通刺梨四倍体的工作,获得的四倍体材料在抗寒性和抗旱性上明显优于其二倍体[20]。(4)进一步加大无籽刺梨相关后续加工产业的研发力度,使无籽刺梨从前期的种植到后续的采收再到加工利用等形成一条产业长链,实现其可持续发展。
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