白牡丹,付寶春,郝國偉,張曉偉,楊 盛,王燕平,朱 凱
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所/果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點實驗室,山西 太原 030031)
梨(Pyrus spp.)是重要的仁果類果樹之一,屬薔薇科(Rosaceae)梨屬(Pyrus L.)。梨是山西省主要的栽培樹種之一,栽培歷史悠久,是山西省第二大果樹栽培樹種。梨不僅肉質(zhì)脆嫩、汁多味甜,含有多種營養(yǎng)成分,還具芳香,適合廣大消費者的口味。除生食外,還可以加工成梨汁、梨膏、梨干、梨脯、梨罐頭、梨酒及梨醋等[1]。梨樹不僅果實具有很高的經(jīng)濟價值,而且梨木質(zhì)地細(xì)致,軟硬適度,是雕刻印章和制作高級家具的重要原料。
山西省位于黃河中游東岸,華北平原西面的黃土高原,介于北緯34°34′~40°44′,東經(jīng)110°14′~114°33′,屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),全年日照時數(shù)2 200~2 950 h,平均年降雨量358~621 mm,年平均氣溫在4.2~14.2 ℃,無霜期110~220 d。山西省地貌復(fù)雜多樣,晝夜溫差大,具備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)梨果的獨特自然資源,是我國及世界梨的主要生產(chǎn)地區(qū)之一,已成為我國北方梨品的重要生產(chǎn)基地。
近些年來,隨著全省果樹產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,根據(jù)自然環(huán)境和傳統(tǒng)的栽培分布,將全省梨區(qū)劃分為忻定梨區(qū)、晉中梨區(qū)、晉東南梨區(qū)、晉南梨區(qū)。由于山西地形錯綜復(fù)雜,各區(qū)域地方氣候相當(dāng)懸殊,因此各梨區(qū)梨的種類、品種、品質(zhì)及栽培數(shù)量均各有異。
通過1956-1958年的調(diào)查,山西梨的種類已發(fā)現(xiàn)有7個種,其中栽培種除白梨(Pyrus Bretschneideri Rehder)、西洋梨(Pyrus Communis L.)外,尚有秋子梨(Pyrus Ussuriendis Maxin)、砂梨(Pyrus Pyrifolia(Burm) Nakai)兩種;野生種則有杜梨(Pyrus Betulae-folia Bge)、褐梨(Pyrus Phaeoecarpa Rehder)及麻梨(Pyrus Serrulata Rehder)3種。各地栽培品種達(dá)60種左右,諸如晉南、晉東南抗旱力強的金梨、大黃梨,果大而耐貯,汁多而香濃;忻定、晉中抗病力強的油梨,果形整齊,極耐貯藏;小白梨、庫爾勒香梨,柔軟多汁,外形美觀[2]。1991年山西省園藝協(xié)會編纂的《山西果樹志》梨篇,對山西省梨品種進(jìn)行了較為詳盡的描述,其中包括白梨品種59份,砂梨品種16份,西洋梨品種11份和秋子梨品種9份[3]。2020年第3次農(nóng)作物種質(zhì)資源普查和收集,先后收集到全省果樹資源1 042份,其中梨種質(zhì)資源具體份數(shù)暫無公布[4]。通過實地普查發(fā)現(xiàn),1991年《山西果樹志》上記載的一些梨種質(zhì)資源已被市場上的主栽梨新品種逐步替代。因此,亟需對我省地方梨種質(zhì)資源進(jìn)行保護并引種到梨品種資源圃,這對保護梨種質(zhì)資源的多樣性具有重要的科學(xué)意義,為山西梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資源支撐。目前,山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所梨種質(zhì)資源圃保存有梨品種226份,其中白梨品種148個,砂梨品種32個,西洋梨品種25個和秋子梨品種21個;梨雜交育種圃現(xiàn)有雜交后代11 000多株,篩選出70多個優(yōu)良單系。
鄒樂敏等[5]利用掃描電鏡對52個梨品種根據(jù)花粉形態(tài)進(jìn)行了親緣關(guān)系分析。畢紅園[6]采用EST-SSR標(biāo)記分析24個山西梨屬主要栽培品種的遺傳多樣性,分為5個類群,并列出親緣關(guān)系譜;結(jié)果顯示,蘋果梨、碩豐梨和中梨3號為一個類群,中梨3號和中華玉梨并不是同一品種,而玉露香梨和庫爾勒香梨親緣關(guān)系較近。白牡丹等[7]利用SLAF-seq測序?qū)?0個山西省地方梨品種群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了聚類分析,所有梨種質(zhì)聚為4個組;金梨與大黃梨雖田間性狀比較相似,但在進(jìn)化樹上顯示兩者親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。
梨種質(zhì)資源評價主要是依據(jù)曹玉芬等[8]主編的《梨種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》開展系統(tǒng)的評價。多年來,山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所梨課題組通過對收集到的梨種質(zhì)資源表型性狀進(jìn)行鑒定和評價,已經(jīng)完成105份梨種質(zhì)資源102項個性數(shù)據(jù)和20項共性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,并篩選出了一些特異梨資源和適宜山西省栽培的優(yōu)質(zhì)梨品種,展示了梨種質(zhì)在農(nóng)藝性狀、果實性狀和抗性等方面豐富的遺傳多樣性。
為了豐富我省梨區(qū)優(yōu)良品種,從上個世紀(jì)50年代開始,科研工作者先后從國內(nèi)外引入梨優(yōu)良品種100余份,在我省重點梨區(qū)或果樹所梨試驗園高接以觀察其適應(yīng)情況,作品種區(qū)域化初步選擇的參考。
經(jīng)過多年對引入梨品種的觀察和調(diào)查,發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)較好的梨品種有鴨梨、蘋果梨、庫爾勒香梨、碭山酥梨、綠寶石、紅香酥、黃冠梨、派克漢姆、康弗倫斯、安古烈姆、初夏綠、翠玉、秋月、特早熟D-2等(按引種時間排序)。在這些優(yōu)良品種中,以鴨梨、蘋果梨適應(yīng)性最廣,抗凍力強,不易受晚霜危害;初夏綠、翠玉和特早熟D-2為早熟梨品種,易成花,萌芽率高,早果,抗病性強。
近些年來,我省梨種質(zhì)資源創(chuàng)新多采用傳統(tǒng)育種技術(shù),像胚培養(yǎng)、染色體加倍等新技術(shù)進(jìn)行品種的創(chuàng)新利用較少。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所通過雜交育種和引種選優(yōu)等方法選育出晉酥梨、碩豐梨、晉蜜梨、玉露香梨、玉酥梨、晉早酥和阿巴特等梨新品種(系)[9-14]。選育的‘晉蜜梨’1988年獲山西省科技進(jìn)步一等獎,‘碩豐梨’1998年獲山西省科技進(jìn)步二等獎,‘玉露香梨選育研究及示范推廣’2007年獲得山西省科技進(jìn)步二等獎。
鄒樂敏等[15]研究分析了酥梨與象牙梨、豬嘴梨、香水梨、蘋果梨、油梨、黃梨、晉酥梨等親本雜交后代果實主要經(jīng)濟性狀的遺傳傾向,結(jié)果表明,酥梨早果、外觀端正、味甜、汁液多、肉質(zhì)酥脆、豐產(chǎn)的優(yōu)良性狀可以遺傳給后代,選配具有肉質(zhì)細(xì)、汁液多、果心小、香氣濃等性狀的親本與之雜交,獲得優(yōu)質(zhì)雜交后代的概率較高。
隨后,鄒樂敏等[16]又研究分析了庫爾勒香梨、二宮白梨雜種后代果實主要經(jīng)濟性狀的遺傳傾向,結(jié)果表明,香梨作為親本,其肉細(xì)、汁多、味甜、有香氣的性狀可以遺傳,但其果實小、果心大的遺傳力較強,后代一般外觀欠佳;二宮白梨無論以其作為母本還是父本,其早果、果實外形、肉質(zhì)細(xì)、風(fēng)味濃、具香氣、豐產(chǎn)等性狀的遺傳力均較強。
郭黃萍等[17]研究分析了庫爾勒香梨部分果實性狀的遺傳傾向,雜交后代果實形狀、肉質(zhì)遺傳傾向于親本;雜交后代果個分離廣泛,果實普遍變??;雜交后代果實可溶性固形物含量分離較廣,其組合傳遞力高于90%。
白牡丹等[18]研究分析了玉露香梨與黃冠雜交后代果實主要經(jīng)濟性狀的遺傳傾向,結(jié)果表明,雜交后代平均單果重、果形指數(shù)和果柄長度表現(xiàn)為趨小方向的回歸;可溶性固形物含量平均值大于親中值;果實硬度整體呈正態(tài)分布趨勢。
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所梨課題組,1957—1958年,開展了以小白梨、茄梨、夏梨、油梨、鴨梨、金梨等為親本的22個雜交組合試驗,獲雜種實生苗751株。
1971—1974年,開展了蘋果梨×酥梨、晉酥梨×酥梨、酥梨×豬嘴梨、豬嘴梨×酥梨、香水梨×酥梨、黃梨×酥梨、油梨×酥梨和象牙×酥梨8個雜交組合試驗,獲雜種實生苗432株。
1980—1981年,開展了以久保、身不知、朝鮮洋梨、二十世紀(jì)、菊水、象牙梨等10多個具矮化傾向的品種為親本的29個雜交組合,獲雜種實生苗2 144株,從中選育出早果、豐產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、嫁接親和性好、易繁殖、抗逆性強、適于我國自然條件生長的梨K系矮化砧木[19]。
2001—2005年,開展了以玉露香梨、香梨、黃冠梨、晉蜜梨、碩豐梨等為親本的9個雜交組合;2006—2010年,開展了以玉露香梨、香梨、晉蜜梨、黃冠梨、雪花梨、圓黃、滿天紅等為親本的20個雜交組合;2011—2015年,開展了以玉露香梨、新世紀(jì)、云紅1號、豐水、翠冠、翠玉、西子綠等為親本的26個雜交組合;2016—2020年,開展了以玉露香梨、新梨七號、秋月、高平黃梨、早酥紅等為親本的12個雜交組合。
楊盛等[20]采用高效液相色譜法,對玉露香梨果實發(fā)育過程中糖、酸組分含量進(jìn)行了測定,結(jié)果表明玉露香梨為高果糖型、蘋果酸型果實。趙欣等[21]對玉露香梨、庫爾勒香梨、紅香酥梨等梨品種進(jìn)行糖酸類物質(zhì)、維生素類物質(zhì)、礦物質(zhì)、風(fēng)味特征物質(zhì)等測定分析。蒙秋霞等[22]對3個不同產(chǎn)地的玉露香梨進(jìn)行石細(xì)胞、可滴定酸、可溶性固形物、葉綠素、總黃酮、總酚酸含量及出汁率、果實硬度等評價分析,并用快速氣相色譜-離子遷移譜儀分析其揮發(fā)性有機物成分。
在對山西省梨種質(zhì)資源鑒定和評價的基礎(chǔ)上,很多果實品質(zhì)優(yōu)良的梨品種被直接應(yīng)用于生產(chǎn),如玉露香梨、晉蜜梨、高平黃梨、金梨、小白梨等。一些果實品質(zhì)較差但其他性狀表現(xiàn)優(yōu)良的梨種質(zhì)沒有被充分利用,如兔頭紅、酸疙蘆、車頭梨、鐵梨等。野生杜梨種質(zhì)資源研究不深入,僅有關(guān)于杜梨資源遺傳多樣性及矮化特性評價的相關(guān)報道[23]。另外,對紅皮梨種質(zhì)資源研究利用較少。
今后,我省應(yīng)加強梨種質(zhì)資源的評價和利用工作,對地方梨種質(zhì)資源進(jìn)行就地保護并引種到梨種質(zhì)資源圃,對其開展生物學(xué)特性調(diào)查研究,挖掘出一些優(yōu)良的性狀;對于一些果實品質(zhì)較差但其他性狀表現(xiàn)優(yōu)良的地方梨品種可選為雜交親本或研究材料。充分利用這些梨種質(zhì)資源,為我省梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強大的資源支撐。