無花果種質資源研究進展

摘要：介紹國內外在無花果種質資源收集、保存和研究方面取得的成果。重點介紹了利用組織培養(yǎng)技術進行無花果離體再生研究和目前國際上利用分子標記技術進行資源分類鑒定方面取得的成果。對目前國內在無花果資源研究上存在的問題進行分析，提出建議。

關鍵詞：無花果；種質資源；搜集保存；資源分類；分子標記

中圖分類號：S663.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002－2910(2008)05－0026－04

無花果(Ficus carisca L．)屬?？?Morace－ae)無花果屬(亦稱榕屬)(Ficus)植物，原產于西南亞的沙特阿拉伯、也門等地，是人類最早栽培的果樹之一。其果實營養(yǎng)豐富，具有較高的藥用價值，是一種優(yōu)良的經濟樹種，且具有耐鹽性強、耐瘠薄等特點。其栽培歷史雖久，但系統(tǒng)的研究工作起步較晚。本文就無花果資源方面的研究進展綜述如下。

1 國內外無花果種質資源的搜集保存狀況

關于無花果的起源地眾說紛紜?？赡艿钠鹪吹匕ǎ耗蟻啞⒗锖Ｖ車膮擦?、土耳其西北部及周圍的一些地區(qū)。根據最新研究成果，約旦是最早把無花果作為馴化作物栽培的地區(qū)。

目前，世界上很多國家都建有無花果種質資源圃。至2003年，保存資源最多的是意大利，共收集了442份資源；其次是土耳其，共建有三個資源圃，收集資源392份。另外，土庫曼斯坦、法國、烏克蘭、葡萄牙、美國、希臘等都保存100余份資源。

我國的無花果栽培主要分布在新疆、山東、江蘇及其以南的部分省市。新疆是我國無花果的最早傳人地區(qū)，也是目前栽培面積最大的地區(qū)，栽培的品種相對比較古老。華北地區(qū)主要集中在山東沿海的青島、煙臺、威海等地區(qū)(即我國無花果的沿海栽培中心)。除沿海地區(qū)外，無花果在山東省內陸的濟南、嘉祥等地也有種植。

與世界上其他國家相比，我國在無花果種質資源的搜集與保存方面的工作十分落后。國內尚未建立無花果種質資源圃，只有部分開展無花果研究的高校、科研院所保存了極少數的品種資源，但是由于多種原因時常發(fā)生毀壞和流失。在無花果栽培區(qū)，種植者對符合生產要求的品種進行選擇，導致品質和適應性相對較差的品種資源不斷喪失。另外，由于苗木市場管理不嚴格，銷售品種的真實性較差，往往僅以果皮的顏色區(qū)分品種，使很多品種在傳播過程中混淆。

2 國內外無花果資源研究現狀

目前，國際上對無花果資源研究的熱點為繁殖技術(包括利用組織培養(yǎng)進行離體再生研究)和資源的分類鑒定(包括形態(tài)水平和分子水平)等。

2．1 離體再生研究

無花果的栽培品種以無性繁殖為主，包括壓條、分株、綠枝扦插和硬枝扦插等，繁殖系數相對較低。近年來，利用組織培養(yǎng)技術進行無花果品種的離體再生研究取得了一定的進展。胡建剛等對影響無花果不定芽誘導的四個因子：品種、外植體、培養(yǎng)基組成和不同的外植體預處理進行了研究，結果表明，細胞分裂素BA的效果優(yōu)于KT，在1/2MS的培養(yǎng)基中添加IBA或NAA，均能誘導新梢生根，且最終成活率達95％以上。李康等以無花果莖尖和莖段為外植體進行增殖，確定適宜無花果試管苗增殖的最佳培養(yǎng)基。通過高濃度6－BA溶液浸泡新梢，然后接種到無激素培養(yǎng)基中，其生根率能達到97％，移栽成活率95％。段新玲等不僅利用腋芽、室外嫩莖、水培芽等作為外植體獲得了再生植株，并以試管苗的不同部位為外植體經誘導、分化和生根培養(yǎng)，形成再生植株，為無花果的快速繁殖提供了更多的途徑。國外學者也對無花果的離體培養(yǎng)進行了一定的研究。Kumar等曾用7－8年生的成年無花果樹的頂芽作為外植體進行研究，確定以MS為基本培養(yǎng)基時，其外植體增殖率要明顯高于SH和B5兩種培養(yǎng)基。Hepaksoy研究發(fā)現，在增殖培養(yǎng)基中添加89mg/L間苯三酚能顯著提高外植體成活率和增殖效果。

利用組織培養(yǎng)技術繁殖無花果，能夠在短時間內擴繁出大量的幼苗，為無花果繁育的工廠化生產奠定了基礎。但是，不同的基因型之間，其最適培養(yǎng)條件存在一定的差異。因此，要利用離體培養(yǎng)技術進行資源保存和創(chuàng)新，還需針對不同基因型建立適宜的技術體系。

2．2 資源分類研究

現在，普遍的觀點認為無花果的資源類型主要分為野生型和栽培型兩種，其中栽培型又分為3個園藝類型：“普通型(Common)”(第1批果或有或無，第2批果可以不經過受精而成熟)、“斯密爾那型(Smyrna)”(通常沒有第1批果，第2批果只有在受精的情況下才能成熟)和“中間型(San Pedro)”(第1批果可以不經過受精而成熟，但是第2批果受精后才能成熟)。目前，世界上所報道的無花果栽培種中，75％是“普通型”，18％為“斯密爾那型”，其余7％是“中間型”或者“原生型”。在中亞、西亞以及地中海沿岸地區(qū)，具有豐富的野生型無花果資源。無花果資源的分類鑒定研究中，傳統(tǒng)的區(qū)分依據主要是果皮及果肉的顏色。而事實上，果實的顏色也就是黃色或白色到深紫色，僅以此為標準難以有效地區(qū)分數以百計的資源。后來，很多國家的研究人員確定了比較細致的形態(tài)分類標準，比較全面的形態(tài)描述的標準是由國際植物遺傳資源研究所(IPGRI)和地中海高級農業(yè)國際研究中心(CIHEAM)共同編輯的《Descriptors for Fig(Ficus carica)》(2003)，盡管它對表型的描述更加細致，但表型性狀的描述在數量上是有限的，使利用表型性狀進行分類具有一定的局限性。

隨著生物化學與分子標記技術的發(fā)展，實現了從分子水平上對無花果種質遺傳多樣性的分析和研究，葉片提取物的酶譜分析以及基于隨機擴增多態(tài)性DNA(RAPD)等分子標記技術的DNA水平上的多樣性分析和品種鑒定得到了較多應用。國內也有相關報道，如商宏莉等曾利用染色體組型對6個無花果品種進行了遺傳背景分析，結果表明，‘布蘭瑞克’的核型最不對稱，而‘金傲芬’的核型最對稱，故可以認為‘布蘭瑞克’進化程度較高，而‘金傲芬’為較原始的品種；根據隨體的位置，將‘波姬紅’與‘金傲芬’歸為一類，‘麥斯依陶芬’與‘布蘭瑞克’歸為一類，‘中國無花果’可單獨為一類。這與結合各品種的形態(tài)特征、地理分布以及其原始祖先類型的核型特征分析的結果一致。但對于‘日本紫果’的分類未作說明。郭英通過對6個無花果品種的葉片酯酶同工酶(EST)、過氧化物酶同工酶(POD)和超氧化物歧化酶同工酶(SOD)的多樣性進行分析，經UPGMA法聚類后，將6個品種聚成三類，‘麥斯依陶芬’與‘布蘭瑞克’以及‘日本紫果’聚成一類，‘金傲芬’與‘波姬紅’聚在一起，這兩群的遺傳距離基本一致，‘中國無花果’與這兩群的差異較大，由此認為，‘麥斯依陶芬’與‘布蘭瑞克’的親緣關系最近，‘日本紫果’和前兩者的親緣關系很近，這3個品種的起源較一致；‘金傲芬’與‘波姬紅’的親緣關系接近；‘中國無花果’與前5個品種的親緣關系較遠。另外，還對這6個無花果品種的基因組DNA進行了RAPD分析，其聚類分析結果與利用同工酶分析的結果一致。但該研究僅選擇了6個品種，且多為近年來從國外引進的品種，不能有效地反映我國無花果資源的實際蘊藏狀況；通過分析雖然揭示了品種間的親緣關系，但對于這些品種的開發(fā)與利用仍需作進一步的研究。

筆者利用RAPD技術對在山東省內收集到的無花果資源進行多樣性研究，認為山東省的無花果資源至少具有23個以上的基因型，存在較為豐富的多態(tài)性。這一多態(tài)性分析結果要高于孫蕾等利用形態(tài)學方面的差異得到的鑒定結果?？紤]到無花果在山東的栽培主要是零星栽培，大面積的規(guī)模化種植區(qū)域相對較少，一定還有很多資源類型尚未被發(fā)現。同時，大量國外品種的引入也極大地豐富了山東省無花果資源的多樣性。因此，對山東省無花果資源的實際狀況，還應作更深入的研究。

國際上，特別是那些無花果原產地及周邊的一些國家，資源比較豐富，研究也更加廣泛、深入。目前研究內容主要是遺傳多樣性分析方面，如Sadder等為了有效地開發(fā)和利用約旦地區(qū)豐富的無花果資源，采用RAPD技術對當地栽培的20個(包括5個栽培品種和15個特異種質)不同基因型無花果進行了多樣性研究，通過聚類分析將這些資源分為五大類。同時發(fā)現，部分栽培品種與當地野生種之間的遺傳相似性高達86％，表明當地具有豐富的無花果資源，為以后無花果的育種工作提供一個穩(wěn)定的遺傳多樣性種質庫。Luigi等也是利用RAPD技術，分析了卡拉布里亞的9個栽培品種和24個不確定基因型的無花果之間的遺傳多樣性，根據聚類分析將9個栽培品種分為明顯的兩大類，而24個不明基因型的無花果中的大多數聚為一類(全部來自于Luzzi)，并具有很高的遺傳相似性?？梢钥闯?，利用分子標記技術可以很容易地區(qū)分不同類型的無花果。Pap－adopoulou等通過RAPD標記結合形態(tài)學和農藝學特征推測不同起源地的64份無花果資源的群體內基因型之間的遺傳關系，結果表明，雖然不同無花果資源之間存在豐富的多態(tài)性，但是遺傳基礎較窄。該研究還分析了不同材料的親緣關系，有助于提高無花果種質資源收集的效率。

微衛(wèi)星DNA分析(SSR)是目前備受關注的一種分子標記形式，其應用也越來越廣泛。Khadari等通過篩選富含TC和TG的基因文庫，經過測序，針對無花果基因組的20個微衛(wèi)星設計了8對SSR引物，并對這8對引物在無花果品種間的擴增效果進行了分析，結果表明，除了引物MFC2以外，其余7對引物在無花果各品種上的擴增的觀察雜合度均高于期望雜合度，多態(tài)性較高，能夠廣泛應用于無花果DNA水平多樣性的研究。他們曾利用這8對SSR引物分析了70份無花果資源(其中9份資源沒有品種名，其余資源根據形態(tài)差異分屬于47個品種)。結果表明，這70份無花果資源屬于52個基因型；在多數情況下，根據形態(tài)特征的命名與分子水平的分析結果不一致，如形態(tài)上明顯不同的兩個品種‘Lampeira’和‘Pittalusse’的SSR分析擴增結果卻完全一致。筆者認為，這可能與這兩個品種具有相同的基因型，是外界環(huán)境的差異造成形態(tài)上的不同，或者是由于所使用的SSR引物太少不足以揭示其差異有關。另外，也有一些資源的SSR分析圖譜不同，而形態(tài)特征卻一樣。這也說明了形態(tài)學分類的局限性。

利用分子標記技術進行無花果品種鑒定也取得了一定的進展。Galderisi等利用RAPD技術對意大利著名的鮮食品種‘Bianco delCilento’無性系以及其他一些品系資源進行了分析。從20條隨機引物中選出多態(tài)性高的兩條引物，利用這兩條引物，均能在這一栽培品種的不同品系間擴增出不同的圖譜。但就這20條引物擴增多態(tài)性的整體水平來看，其觀察雜合度的水平很低，這可能與在無性繁殖系進行選擇的過程中，單純要求高的果品質量，使?jié)M足條件的資源得到廣泛的傳播與利用，進而造成資源遺傳基礎的相對單一有關，這也是目前無花果栽培中普遍存在的問題。Cabrita等利用同工酶、RAPD和AFLP等3種分析方法對‘Sarilop’的11個無性系和‘Sariaeybek’的1個無性系進行多樣性分析，結果表明，利用這3種分析技術，均可將‘Sarzeybek’與‘Sarlop’的11個無性系進行有效的區(qū)分，即可將這兩個品種進行有效的區(qū)分。但是，分析的層次存在差異。通過RAPD的數據分析，還能將‘Sarlop’的11個無性系分為兩組，即可以進行一定程度的品種內分析。而利用AFLP技術可以直接將這兩個品種的12個無性系一一區(qū)分開，表現出相對較高的多態(tài)性，在3種分析方法中表現最好。

3 展望

從前人的研究成果可看出，無花果的資源多態(tài)性主要來源于原生的資源。很多資源，特別是栽培資源，多數為某一優(yōu)良品種的無性繁殖系，很多品種都能以很高的相似系數聚為一類，遺傳基礎相對于其他果樹來說表現很窄?？梢哉f，盡管現有的無花果資源存在較多的基因型，但由于品種的選擇和淘汰，不能否定我們正在失去很多的未被開發(fā)利用的資源，這些資源同樣是我們改良品種、創(chuàng)新資源不可或缺的材料。另外，在無花果可能的原產地及周圍地區(qū)，雖然無花果種質資源較為豐富，但由于大多數無花果類型無法進行種間雜交，創(chuàng)造新品種比較困難，獲得新資源的途徑較少，這些都阻礙了更好地利用無花果資源進行遺傳育種的研究。

作為一種頗具發(fā)展?jié)摿Φ墓麡錁浞N，世界上的很多國家都在大力發(fā)展無花果產業(yè)。我國的無花果產業(yè)起步晚，對資源的研究和認識水平也極為落后，造成資源利用率低，這是制約我國無花果產業(yè)發(fā)展的瓶頸。在未來的工作中，應高度重視資源的勘察、收集保存和鑒定評價，在加強引種的同時，也要做好對已有資源的開發(fā)和利用，以防止重要資源的喪失。另外，針對無花果的特點，開發(fā)新的育種方法，以創(chuàng)造新種質，也是豐富其物種多樣性的重要途徑。