林源等
摘要:為增進對無籽刺梨的認識、促進無籽刺梨資源的保護和開發(fā)利用,在介紹無籽刺梨研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對其今后的發(fā)展提出了一些建議,以期為從事無籽刺梨研究和開發(fā)利用的工作者提供參考。
關(guān)鍵詞:無籽刺梨;研究;現(xiàn)狀;發(fā)展;建議
中圖分類號: S665.902 文獻標志碼: A 文章編號:1002-1302(2014)04-0122-02
收稿日期:2013-07-18
基金項目:云南省教育廳科學研究基金(編號:2013J011);西南林業(yè)大學科研啟動項目;西南林業(yè)大學校級重點學科林木遺傳育種學項目(編號:XKX200904)。
作者簡介:林源(1990—),女,海南澄邁人,碩士研究生,主要研究方向為林木遺傳育種。E-mail:buzhibuzhi@126.com。
通信作者:辛培堯(1975—),男,博士,副教授,主要從事植物遺傳育種方面的教學與研究。E-mail:xpytgyx@163.com。無籽刺梨(Rosa sterilis S. D. Shi)別名搭鉤刺梨、光枝無籽刺梨和安順金刺梨等,是薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)多年生攀援小灌木[1]。20世紀80—90年代,貴州大學農(nóng)學院對無籽刺梨進行了栽培繁殖馴化技術(shù)的研究,探討其生物學特性及經(jīng)濟性狀表現(xiàn),研究認為無籽刺梨是經(jīng)濟價值較高的物種[2],這為無籽刺梨的加工開發(fā)利用提供了重要的基礎(chǔ)理論參考。無籽刺梨相對普通刺梨有以下兩方面的優(yōu)勢:無籽刺梨果實甘甜、味香,比繅絲花少了澀味,可直接加工為果脯,也可做原果汁,其選育品種可直接進行鮮果售賣,在無籽刺梨深加工市場低迷時,果農(nóng)可以選擇鮮果售賣來保證盈利;無籽刺梨瘦果無籽,降低了對加工設(shè)備和工藝的要求,節(jié)約初加工階段的投入,為其深加工提供了較大的便利。近年來,對無籽刺梨的研究大多局限在繁殖及分類學方面。本文就目前無籽刺梨的研究情況作一介紹,并對其發(fā)展前景提出相關(guān)建議,為今后的無籽刺梨種質(zhì)保存、遺傳改良和快速繁殖研究提供參考。
1概述
1.1生物學特性
無籽刺梨是喜溫性的中亞熱帶物種,耐旱,耐貧瘠。枝干為青灰色,嫩枝為紫紅色,有被刺,刺為棕色或紫色;皮孔較大、稀疏;奇數(shù)羽狀復葉,小葉5~9片,長尖或卵圓形,邊緣鋸齒狀,嫩葉初展時先端呈淡紅色;芽苞小,瓣形不十分明顯;花蕾為粉紅色,開花后為雪白色,花謝時帶點粉紅;果實直徑約為2~3 cm,為卵圓形,表皮被毛,褐色,成熟后變橙黃色,胚珠基本不育,無種子或帶少數(shù)干癟的種子;果實維生素C含量高,僅次于“維生素C之王”單瓣繅絲花的果實,單寧含量較低,含糖量高,味清香爽口,可溶性固形物達18%,并含多種微量元素B、Zn、Mo、Cu、Fe等[3]。
1.2資源概況
1981年,貴州大學農(nóng)學院在貴州省刺梨資源調(diào)查中發(fā)現(xiàn)無籽刺梨,隨后貴州省植物園的時圣德先生將無籽刺梨作為薔薇屬的新種發(fā)表。無籽刺梨主要在貴州境內(nèi)的興仁、安順、貴陽、畢節(jié)地區(qū)分布[4]。無籽刺梨野生資源較少,且一般生長在人類生產(chǎn)活動較頻繁的山谷、坡腳、土坎、田坎等地,加上10多年來貴州山地大開發(fā)、農(nóng)村體制改革以及農(nóng)民耕地砍伐,許多野生資源可能已被破壞。
2研究現(xiàn)狀
2.1分類學研究
在形態(tài)上,無籽刺梨與普通刺梨有明顯的不同。近年來,無籽刺梨被廣泛認為和普通刺梨不屬于同一種,而在分類學上和普通刺梨、貴州繅絲花、白花刺梨同歸于薔薇屬的小葉組。近幾年,在貴州安順無籽刺梨引種過程中,還發(fā)現(xiàn)一種新變種——光枝無籽刺梨[5]。季祥彪等利用單辮刺梨、重辮刺梨(即貴州繅絲花)、白花刺梨、無籽刺梨進行形態(tài)學比較,認為無籽刺梨和繅絲花很相似,相似表現(xiàn)包括葉型、果形、花序、花色等,雖然無籽刺梨在子房中發(fā)現(xiàn)有膨大的胚珠,但是隨著果實的發(fā)育而逐漸萎縮死亡,經(jīng)過形態(tài)學比較,他們認為無籽刺梨可能是一種自然雜交種[6]。文曉鵬等研究刺梨以及其部分近緣種的RAPD標記時,發(fā)現(xiàn)無籽刺梨RAPD標記的多態(tài)性低,而有性雜種的多態(tài)性位點一般較豐富,這種結(jié)論顯然支持季祥彪等的研究結(jié)果;但RAPD聚類分析結(jié)果顯示,無籽刺梨和貴州繅絲花有很近的親緣關(guān)系,遺傳距離為0.25,而和其他刺梨的聚類分析結(jié)果表現(xiàn)一定的相異性,所以,無籽刺梨很可能是貴州繅絲花雄性高度不育的變異[7]。另外,還有研究者在野外進行詳細的調(diào)查觀察,較為詳盡地表述了無籽刺梨的形態(tài)特征,并對光枝無籽刺梨進行了歸并[2]。無籽刺梨的具體分類有待進一步地研究來揭曉。
2.2繁殖研究
無籽刺梨適應(yīng)力強,易栽種,對土壤要求不高,在栽植后的第3年便可開花掛果,但由于無籽刺梨沒有種子,自然繁殖較困難,其繁衍方法主要通過枝條扦插和組織培養(yǎng)技術(shù)。彭華昌等對刺梨扦插育苗的影響因素進行了研究,他們認為:多年生枝條的扦插成活率較高,一年生枝條較差;用奈乙酸處理插穗基部,并不能提高其成活率;斜插時,無籽刺梨的成活率最高[8]。而貴州省安順市林業(yè)科學研究所利用無籽刺梨的一年生枝條作為插穗,對其扦插育苗技術(shù)進行了研究,結(jié)果表明:適合無籽刺梨扦插的最好基質(zhì)為透氣性較好的沙壤土,扦插最佳深度為5~6 cm,利用500 mg/kg的 ABT1號速蘸處理插穗可獲得較好的生根效果,最適扦插月份為3月,其次為10月[9]。韋景楓等利用不同濃度6-BA和NAA的激素組合進行無籽刺梨腋芽離體培養(yǎng),結(jié)果顯示:6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L外源激素組合對不定芽的誘導率最高(誘導率為90%);繼代培養(yǎng)中以6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L的增殖倍數(shù)最高,愈傷情況最小,1/2MS+6-BA 0.2 mg/L可獲得較好的生根效果[10]。韋景楓等對影響無籽刺梨組培苗移栽和生長狀況的因素進行研究后發(fā)現(xiàn):無籽刺梨組培苗移栽最佳基質(zhì)為珍珠巖+腐質(zhì)土(體積比1 ∶2),在每年3—4月份,在遮光為50%、溫度約22 ℃、相對濕度約80%的條件下,每隔7 d 噴1次1/4MS 營養(yǎng)液,其移栽成活率可達90%以上[11]。這一研究結(jié)果為無籽刺梨的大規(guī)模工廠化生產(chǎn)提供了前期理論及技術(shù)支持。在總結(jié)無籽刺梨扦插、組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,韋景楓等系統(tǒng)地進行了無籽刺梨豐產(chǎn)栽培技術(shù)的探討研究,內(nèi)容包括園地選擇、定植、施肥、修剪整形、撫育管理、病蟲害防治以及采收干制等,并進行了示范推廣[12]。上述研究為當?shù)責o籽刺梨的大規(guī)模人工種植和開發(fā)利用奠定了堅實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
2.3其他研究
除上述分類和繁殖方面的研究外,有學者通過對無籽刺梨花粉形態(tài)的觀察發(fā)現(xiàn),無籽刺梨的花粉并不是很大,呈不規(guī)則的長球形或球形,其處壁具有皺褶并呈不規(guī)則的穴狀條紋,少有穿孔;研究還發(fā)現(xiàn),無籽刺梨花粉多畸形,內(nèi)空,屬空癟的敗育花粉類型,將其花粉授于普通刺梨和白樺刺梨均不能結(jié)實,而反交卻能結(jié)果,并在每個果實中可獲得1~5粒種子,但發(fā)芽率較低,僅為10%~20%,且種間雜種表現(xiàn)出很大的分離,該研究為無籽刺梨的不育機理提供了最早的理論基礎(chǔ)[13]。在人工栽培刺梨的過程中,刺梨白粉病是一種較為普遍的病害,主要侵染幼葉、花蕾和幼果[14]。文曉鵬等以7個普通刺梨和無籽刺梨的一年生扦插苗為材料,研究不同基因型刺梨的抗白粉病的能力,結(jié)果表明:在8個不同基因型的刺梨材料中,無籽刺梨對白粉病是免疫的[15]。實際栽培中,也發(fā)現(xiàn)無籽刺梨病害感染率較低。已有研究指出,無籽刺梨和普通刺梨在抗炎和鎮(zhèn)痛方面具有較為相似的藥理作用[16]。無籽刺梨鮮果比普通刺梨更香、口感更好,對貴州人工栽植的普通刺梨和無籽刺梨的揮發(fā)性香氣成分進行比較發(fā)現(xiàn),兩者成分組成差異較大,這可能是造成二者香味和口感有異的主要原因[17]。
3無籽刺梨發(fā)展建議
無籽刺梨經(jīng)過多年選優(yōu)訓化栽培,目前已選育了一個優(yōu)良株系——貴農(nóng)49號。與野生無籽刺梨相比,經(jīng)過選育的貴農(nóng)49號果徑較大,單寧含量較少,肉質(zhì)細膩而甜,無澀味又豐產(chǎn),是深加工和鮮食加工均適宜的株系[18],這為無籽刺梨產(chǎn)業(yè)的進一步大規(guī)模發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。目前,刺梨產(chǎn)業(yè)在貴州省的帶動下已在全國多個省份蓬勃發(fā)展,國內(nèi)刺梨在藥劑、釀酒、果脯、果醬、酸乳、原汁和復合飲料等加工領(lǐng)域的研究已取得了可觀的成績[19]。無籽刺梨作為繅絲花的近緣物種,其發(fā)展規(guī)劃可借鑒繅絲花的研究和開發(fā)利用成果。
3.1現(xiàn)存問題
無籽刺梨為20多年前發(fā)現(xiàn)的新種,近幾年對于無籽刺梨的開發(fā)研究迅速發(fā)展,但是針對無籽刺梨的基礎(chǔ)研究還很薄弱,其野生資源保護狀況也很嚴峻,其開發(fā)利用也尚處于起步階段。目前,無籽刺梨在生產(chǎn)利用上主要存在以下幾個方面的問題:首先,無籽刺梨果實比繅絲花的小,維生素C含量相對繅絲花較低;其次,無籽刺梨自然繁殖困難,野生資源較少,缺少遺傳多樣性和選育基礎(chǔ);再次,生產(chǎn)上無籽刺梨主要以扦插為快速繁殖方法,對于建立大規(guī)模采穗圃缺少大量穗條材料。盡管組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成功,但在工廠化大規(guī)模生產(chǎn)方面還有待解決的具體問題;最后,目前栽培的無籽刺梨植株多來自于少數(shù)植株的無性系繁殖,大量多代無性繁殖可能還會面臨品質(zhì)退化問題。
3.2發(fā)展建議
針對上述問題,為更好地綜合利用無籽刺梨資源并加速其發(fā)展,提出如下建議供參考。(1)加大無籽刺梨的基礎(chǔ)研究力度。在了解其物候、栽培等技術(shù)的基礎(chǔ)上,加速無籽刺梨生理生化和分子生物學等的研究,為充分利用其經(jīng)濟價值提供理論基礎(chǔ)。(2)無籽刺梨野生資源單一,可用無籽刺梨為母本、普通刺梨的各個種為父本與其進行雜交,對其進行品質(zhì)改良。相關(guān)研究雖然已有報道,但后續(xù)工作需要堅持不懈地做下去[13]。(3)無籽刺梨果形比普通刺梨要小[4],而植物多倍體一般比其二倍體具有果實增大、生理生化合成量增多等特性??梢岳靡延械慕M織培養(yǎng)技術(shù),結(jié)合秋水仙素對其進行多倍體種質(zhì)的誘導,以實現(xiàn)無籽刺梨果實的增大和其營養(yǎng)成分含量的提高。西南大學已開展了誘導普通刺梨四倍體的工作,獲得的四倍體材料在抗寒性和抗旱性上明顯優(yōu)于其二倍體[20]。(4)進一步加大無籽刺梨相關(guān)后續(xù)加工產(chǎn)業(yè)的研發(fā)力度,使無籽刺梨從前期的種植到后續(xù)的采收再到加工利用等形成一條產(chǎn)業(yè)長鏈,實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1]韋景楓,程友忠,蒙先舉,等. 無籽刺梨生物學特性觀察[J]. 中國林副特產(chǎn),2012,6(6):27-29.
[2]鄧朝義,方仕能,黃勇.貴州特有種子植物無子刺梨形態(tài)特征研究及分類學訂正[J]. 種子,2009,28(9):62,68.
[3]任啟飛,陳睿,周艷,等. 貴州薔薇屬植物資源及開發(fā)利用研究[J]. 種子,2012,31(11):66-69.
[4]彭華昌. 畢節(jié)地區(qū)刺梨資源調(diào)查簡報[J]. 資源開發(fā)與保護,1991(1):27.
[5]安明態(tài),程友忠,鐘漫,等. 貴州薔薇屬一新變種——光枝無子刺梨[J]. 資源與利用,2008(10):68.
[6]季祥彪,李淑久.貴州種刺梨的比較形態(tài)解剖學研究[J]. 山地農(nóng)業(yè)性物李報,1998,1(1):28-33.
[7]文曉鵬,龐曉明,鄧秀新.刺梨及部分近緣種形態(tài)學性狀和RAPD標記分析[J]. 園藝學報,2003,30(2):204-206.
[8]彭華昌,王秉正,賴上斌,等. 無籽刺梨扦插育苗初報[J]. 貴州林業(yè)科技,1989(4):98-99.
[9]鐘漫,韋景楓,程友忠,等. 安順金刺梨扦插育苗技術(shù)研究[J]. 貴州林業(yè)科技,2012,40(2):42-45.
[10]韋景楓,陶文丞,張聲濤,等. 無籽刺梨組培快繁技術(shù)研究[J]. 黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院學報,2007,20(5):24-25.
[11]韋景楓,鐘漫,程友忠,等. 無籽刺梨試管苗移栽及其影響因素的探討[J]. 中國林副特產(chǎn),2010,1(1):30-31.
[12]韋景楓,程友忠,鐘漫,等. 安順金刺梨豐產(chǎn)栽培技術(shù)初探[J]. 貴州林業(yè)科技,2012,40(1):30-32.
[13]史肖白,顧嫻,蔡劍華,等. 刺梨花粉形態(tài)觀察[J]. 上海農(nóng)業(yè)學報,1994,10(1):88-92.
[14]徐強. 刺梨抗白粉病分子機制的研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學學報,2011,30(1):124-127.
[15]文曉鵬,曹慶琴,鄧秀新. 不同刺梨基因型對白粉病的抗性鑒定[J]. 果樹學報,2005,22(6):722-724.
[16]時京珍,陳秀芬,彭冬. 兩種刺梨對小鼠炎癥等的比較研究[J]. 貴州醫(yī)藥,1996,20(1):268-269.
[17]付慧曉,王道平,黃麗榮,等. 刺梨和無籽刺梨揮發(fā)性香氣成分分析[J]. 精細化工,2012,29(9):875-878.
[18]貴農(nóng)49號[EB/OL]. [2012-11-13]. http://baike.baidu.com/view/382585.htm.
[19]唐玲,陳月玲,王電,等. 刺梨產(chǎn)品研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J]. 食品工業(yè),2013,34(1):175-178.
[20]王小平. 刺梨離體繁殖與四倍體選育研究[D]. 重慶:西南大學,2009.