ProtectionForestScienceandTechnologyNo.9文章编号:1005-521509-0079-03收稿日期:2015-06-12基金项目:新疆维吾尔自治区科技厅国际合作处基金项作者简介:汪智军(1964-),女,安徽肥西人,硕士,研究员,主要从事林木引种驯化栽培技术研究阿巴斯(新疆林科院园林绿化研究所,新疆乌鲁木齐830000俄罗斯的抗寒果树育种事业开始于20世纪30年代,在过去的80多年历程中,俄罗斯的抗寒果树育种事业取得了很大的成绩,尤其在沙棘、黑加仑、金银花(忍冬)、欧洲荚蒾等良种选育方面,成就斐然,已经走在了世界的前列。文章重点介绍俄罗斯抗寒果树沙棘新品种培育、种质资源育种材料的保存及对我们新疆沙棘产业化发展方面所产生的深远影响和推动作用。关键词俄罗斯;抗寒;沙棘;良种选育中图分类号:S793.6文献标识码:j.issn.1005-5215.2015.09.0282012日至13日,新疆林业科学院分别组团赴俄罗斯开展抗寒果树和园林绿化树种的良种资源、良种选育方法、栽培技术等相关研究领域进行了科学考察和学术交流。在走访俄罗斯新西伯利亚地区利萨文科园艺研究所、米丘林市遗传基因及育种研究所、西伯利亚植物栽培与育种研究所、西伯利亚中心植物园和阿尔泰国立大学南西伯利亚植物园等科研机构的过程中,俄罗斯研究单位在沙棘、苹果、梨、李、葡萄、樱桃、黑加仑、金银花(忍冬)、欧洲荚蒾等抗寒果树良种选育方面的研究成果,给我们留下了深刻的印象。
目前,俄罗斯在沙棘、欧洲荚蒾、黑加仑和金银花(食用忍冬)等抗寒果树良种选育方面,处于世界领先水平,这值得我们学习与借鉴。下面本文重点介绍俄罗斯沙棘良种培育、遗传材料保存、栽培生产技术等方面的研究进展及成就,以便能指导和促进新疆沙棘产业的快速发展。沙棘及俄罗斯大果沙棘研究进展1.1沙棘价值及评价沙棘属胡颓子科,分布于亚洲和欧洲的温带地区,本属世界分布。沙棘性状差异很大,呈现生态多样性,是雌雄异株的风媒传粉植物。野生沙棘通常是小果(一般果径5mm,百粒质量4~15),枝条上刺多且硬,果皮薄,果柄短,采集困难。产果量低(单株产量1~2kg,每公顷0.5~0.7t俄罗斯选育的大果沙棘栽培良种弱刺或无刺,果柄3~6mm,品种奥郎热果柄长7~10mm,易于采摘。果实大(百粒质量40~140g),以雌雄株比例合理搭配建园的沙棘园,产果量最高的伊尼亚可达38.4thm-2年生),大多数俄罗斯沙棘良种产量为12~18thm-2乌先科教授,2012年乌鲁木齐市)。沙棘是一种具有很高经济价值的果树,全身都是宝,其果实、种子、枝叶、根、皮等均含有丰富的维生素、有机酸、糖、脂肪、灰分、果胶和抗肿瘤的活性物质,其中以果实的含量较大,每100g果实中维生含量最高可达1900mg,含生物活性成分190多种,富含维生素等、黄酮类、甾醇类和多种氨基酸等,维生素含量几乎居一切果蔬之首;每100g果实中,含蛋白质10.5g、脂肪6.820g、有机酸3~4mg,大约相当于猕猴桃的倍、葡萄的200倍、鸭梨的500倍、苹果的1000果实中所含胡萝卜素的量相当于豆油的20~30沙棘抗旱、耐瘠薄、耐高温(35~45)、耐低温-35~-40)、抗盐碱等的适应能力强,适合西北地区恶劣自然环境的生长[3-4]据研究,每667hm的沙棘林可年固沙44固氮24kg,减少土壤侵蚀1.26。
这说明沙棘无疑是保持水土、防风固沙、涵养水源、改良土壤、治理沙漠化不可取代的造林树种综上所述,沙棘是一种集经济效益、生态效益与社会效益于一身的珍贵树种。1.2俄罗斯沙棘品种选育和种质资源材料的保存收藏研究1.2.1俄罗斯沙棘良种选育研究苏联是世界上最早进行沙棘育种的国家,其在沙棘育种领域的研究成果一直处于世界领先水平。根据Liseev报道,苏联在20世纪30年代早期就开始了沙棘的选择和育种。俄罗斯沙棘良种选育经历了个主要发展阶段:世界范围不同地理种源沙棘遗传材料的收集、筛选和实生选育阶段(20世纪30代)。主要对不同地域、不同生态条件、不同形态和经济性状的沙棘地理种源进行收集、分类,从中筛选优株。然后利用不同优株的种子进行实生播种繁15多万株实生苗中推选出经济性状优良、刺少、产量高的最初的第一批栽培品种,包括阿尔泰新闻、卡图尼礼品、金穗沙棘和维生素沙棘。良种选育阶段(20世纪60年代至今)。对收集筛选的不同地理种源的沙棘遗传材料和初选栽培品种采用杂交(地理远缘杂交、属间远缘杂交)育种、突变(辐射、化学诱导)育种及多倍体育种等育种手段,进行沙棘良种选育。这一阶段,育种研究人员比较重视不同地理种源具有优势基因性状的沙棘遗传材料,并采用辐射突变和化学诱变技术,利用杂交产生优势的遗传学原理,培育出了许多优于杂交双亲的后代,一系列大果型、少刺或无刺、高产、含油率高、高维生素含量、抗病和生态适应性强等优良性状的沙棘品种,都是在这一阶段培育出来的。
据统计,俄罗斯共培育沙棘良种约100个,通过俄罗斯科学委员会批准的80个,其中利萨文科园艺研究所就培育出沙棘良60多个。目前,奥古斯丁娜、阿茹尔、阿尔泰新闻、阿列依(雄株传粉品种)、阿尤拉、巨人、秋伊斯克、维生素之王、土地神、塔尔卡通河、果酱王、伊丽莎白、珍珠、活力果、金穗沙棘、金西伯利亚、慈拉塔、克拉夫季娜、光辉、爱恋、阿尔泰之星、丰收、向美人、西伯利亚、情人、坚加、乌拉拉、切切克人、邱亚、纠雷什曼卡、漫步、埃特纳等43个沙棘良种为生产上推广比较广泛的品种(乌先科教授,2012乌鲁木齐市)。西伯利亚利萨文科园艺研究所的沙棘研究奠基人为利萨文科院士,也是该研究所的创始人,后起之秀遗传研究室主任YuryA.Zubarev,现为国际沙棘学会技术委员会委员,2003年因沙棘良种选育获得德国鲁道夫赫曼斯奖。目前利萨文科园艺研究所由于在沙棘良种选育方面所做出的突出贡献而在世界上享有盛誉。1.2.2沙棘种质资源遗产材料的收集保存植物种质资源是育种专家用来选育新品种的遗传原材料,是植物遗传多样性的表现形式。植物体以种群的形式存在,植物种群是一定空间中的同一植物种类的个体的组合,它占据着特定空间,同时又具有潜在的杂交能力,因此分布于不同地理区域的植物居群,以及同一植物群中的不同个体是植物资源的重要组成部分。
植物种是一切植物遗传变异及潜在遗传能力的集合体,收集后的植物种质材料是植物育种专家用来培育新品种的优良性状的来源。由于种质是指植物亲代传递给子代的遗传物质,它往往存在于特定品种之中,如古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料及野生近缘植物,这些都属于种质资源的范畴。植物种质资源可以包括种子或其他植物繁殖体如叶、茎、花粉或培养细胞等可以发育成成熟植物的材料[7-8]。俄罗斯长期以来比较重视对沙棘不同种、不同地理种源、不同杂交品种等遗 产材料的收集和保存工作,通过不断增加新种质特 点的基因材料的收集和保存,为沙棘的良种选育提 供了大量的遗传试验材料。目前在利萨文科园艺研 究所的果树基因储备库中就保存有沙棘植物材料 57131 份,是世界上沙棘种质材料保存数量最多的 基因储备库,这表明其对沙棘种质资源收集和保存 的高度重视。 1.3 俄罗斯沙棘良种的生产栽培方法 在俄罗斯的沙棘种植一律采用无性繁殖苗木 (嫩枝扦插和硬枝扦插苗),无性繁殖材料用的是半 木质化的插条,成苗率比较高,采用的设施也比较简 单。大田栽培是根据 俄罗斯大果沙棘良种对我国乃至新疆沙棘产业发展的推动作用 我国的沙棘资源丰富,沙棘林 140 ,占到世界沙棘资源量的 95% 以上,但沙棘品种选育开始 20世纪 80 年代,起步比较晚 我国在20 世纪 80 年代开始对俄罗斯大果无刺 沙棘良种资源进行考察、引种和区域化栽培实验研 究,这些引种项目对全国范围推广种植沙棘和推动 沙棘的产业化发展起到了一定促进作用。
1985 中国林科院黄琻研究员,从俄罗斯和蒙古等国引进大批沙棘良种,在陕、甘、宁、青等地开展栽培试验, 拉开了国外沙棘良种在我国引种驯化的序幕 [10] 内蒙古林学院1985 1991年开展了沙棘的引种及 中国沙棘优良类型的选优研究,内蒙古水里研究院 与内蒙古林学院合作,于1993 1998年,继续开展 了沙棘良种引进及中国沙棘有两类型的选育研究。 1987 年国家林业部组团赴苏联考察沙棘,首次引进 苏联沙棘品种的种子。 1990 年开始,东北农业大学 连续四年从俄罗斯引进丰产沙棘、巨人沙棘等 品种的扦插苗。黑龙江农业科学院在1990 年开始 从俄罗斯利萨文科园艺研究所引进 个品种(楚依、丰产、金色、浑金、巨人、卡图尼礼品、阿列依),并开 展扦插育苗和区域化栽培试验研究,筛选出楚依和 浑金等适生高产品种。 1992-1993 年齐齐哈尔园 艺研究所从俄罗斯分两批引进俄罗斯 38 个沙棘品 种,筛选出楚伊、橙色、向阳、优胜、阿楚拉、阿雅根 卡、萨颜那、巴音郭尔等 10 个适宜栽培品种,栽培结 果表明,这些俄罗斯良种在黑龙江、吉林和内蒙古远 比当地野生沙棘生长旺盛,根系发达,生态适应性 1997-2006年,国家水利部的“ 948 40多种,试验筛选出适合“三北”和黄土高原栽培 的抗旱、抗病力强且产量高的 队、红色火炬、小柳树、植物园、潘捷列耶娃、亚历山大和无籽沙棘 [11-14] 万多hm ,占全国资源量的2.14% 。
新疆野生种主要为 沙棘( HippophaerhamnoidesL. HippophaerhamnoidesLinn.Subsp. turkestanica )和蒙古沙棘( Hippophaerhamnoides Linn.Subsp.mongolicaRousi )。中亚沙棘分布范 围较广,南北疆都有分布。蒙古沙棘主要分布在伊 吾、策勒、和静等地的局部地区。新疆野生沙棘一般 没有经过品种选育,果实小、产量低,刺多,不容易采 摘,商品性比较差。 20 世纪 80 年代后期,在野生沙 棘分布区的和田县、疏附县、尼勒克县、英吉沙县和 乌什县都分别建有小型的沙棘果品加工厂,主要以 收购野生沙棘为主,产量不理想,效益不稳定。 新疆最北端的阿勒泰地区,这里冬季漫长而寒 冷,夏季短促,无霜期平均为 150d 左右,由于生长 季节短,素来与种植林果业无缘。但这里天然分布 的沙棘资源却很丰富,与东北黑龙江和辽宁两大省 俄罗斯大果沙棘种植区域的自然条件比较接近,气 候冷凉而湿润。“十一五”以来,阿勒泰地区借助国 家林业局“退耕还林还草”、“三北四期”等林业生态 工程项目的实施,于 2000 年在青河县率先开始尝试 种植俄罗斯大果沙棘。
青河县先后从黑龙江齐齐哈 尔、辽宁阜阳等地 次引进数十种俄罗斯大果沙棘品种,经过区域化栽培试验,结果显示,从中筛选出 的适合本地生长的向阳、丘依斯科、橙色、楚依、阿尔 泰新闻、阿列依(授粉树)等俄罗斯大果沙棘优良品 种,一般能在引种栽培的第二年就开始挂果,第四年 形成经济产量,且能够保持俄罗斯大果沙棘优良品 种的大果、丰产、无刺或少刺,果柄长,容易采摘等品 种的优良特性,品种橙色和阿列依抗盐碱能力比较 强。筛选的俄罗斯大果沙棘良种于 2009 年在阿勒 泰全地区开始进行大面积推广。截至 2014 泰地区沙棘种植面积已达到16600hm ,年产鲜果5000
