俄羅斯沙棘育種事業(yè)及對(duì)新疆沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

汪智軍，靳開(kāi)顏，熱孜萬(wàn)·阿巴斯

(新疆林科院園林綠化研究所，新疆烏魯木齊830000)

俄羅斯沙棘育種事業(yè)及對(duì)新疆沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響

汪智軍，靳開(kāi)顏，熱孜萬(wàn)·阿巴斯

(新疆林科院園林綠化研究所，新疆烏魯木齊830000)

摘要俄羅斯的抗寒果樹(shù)育種事業(yè)開(kāi)始于20世紀(jì)30年代，在過(guò)去的80多年歷程中，俄羅斯的抗寒果樹(shù)育種事業(yè)取得了很大的成績(jī)，尤其在沙棘、黑加侖、金銀花(忍冬)、歐洲莢蒾等良種選育方面，成就斐然，已經(jīng)走在了世界的前列。文章重點(diǎn)介紹俄羅斯抗寒果樹(shù)沙棘新品種培育、種質(zhì)資源育種材料的保存及對(duì)我們新疆沙棘產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面所產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響和推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞俄羅斯;抗寒;沙棘;良種選育

2012年4月9日至4月19日、2014年9月9日至13日，新疆林業(yè)科學(xué)院分別組團(tuán)赴俄羅斯開(kāi)展抗寒果樹(shù)和園林綠化樹(shù)種的良種資源、良種選育方法、栽培技術(shù)等相關(guān)研究領(lǐng)域進(jìn)行了科學(xué)考察和學(xué)術(shù)交流。在走訪俄羅斯新西伯利亞地區(qū)利薩文科園藝研究所、米丘林市遺傳基因及育種研究所、西伯利亞植物栽培與育種研究所、西伯利亞中心植物園和阿爾泰國(guó)立大學(xué)南西伯利亞植物園等科研機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，俄羅斯研究單位在沙棘、蘋果、梨、李、葡萄、櫻桃、黑加侖、金銀花(忍冬)、歐洲莢蒾等抗寒果樹(shù)良種選育方面的研究成果，給我們留下了深刻的印象。目前，俄羅斯在沙棘、歐洲莢蒾、黑加侖和金銀花(食用忍冬)等抗寒果樹(shù)良種選育方面，處于世界領(lǐng)先水平，這值得我們學(xué)習(xí)與借鑒。下面本文重點(diǎn)介紹俄羅斯沙棘良種培育、遺傳材料保存、栽培生產(chǎn)技術(shù)等方面的研究進(jìn)展及成就，以便能指導(dǎo)和促進(jìn)新疆沙棘產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

1　沙棘及俄羅斯大果沙棘研究進(jìn)展

1.1沙棘價(jià)值及評(píng)價(jià)

沙棘屬胡頹子科，分布于亞洲和歐洲的溫帶地區(qū)，本屬世界分布4種［1］。沙棘性狀差異很大，呈現(xiàn)生態(tài)多樣性，是雌雄異株的風(fēng)媒傳粉植物。野生沙棘通常是小果(一般果徑5 mm，百粒質(zhì)量4～15 g)，枝條上刺多且硬，果皮薄，果柄短，采集困難。產(chǎn)果量低(單株產(chǎn)量1～2 kg，每公頃0.5～0.7 t)［2］;俄羅斯選育的大果沙棘栽培良種弱刺或無(wú)刺，果柄3 ～6 mm，品種奧郎熱果柄長(zhǎng)7～10 mm，易于采摘。果實(shí)大(百粒質(zhì)量40～140 g)，以雌雄株8∶1比例合理搭配建園的沙棘園，產(chǎn)果量最高的伊尼亞可達(dá)38.4 t·hm－2( 5年生)，大多數(shù)俄羅斯沙棘良種產(chǎn)量為12～18 t·hm－2(В.И.烏先科教授，2012年烏魯木齊市)。

沙棘是一種具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的果樹(shù)，全身都是寶，其果實(shí)、種子、枝葉、根、皮等均含有豐富的維生素、有機(jī)酸、糖、脂肪、灰分、果膠和抗腫瘤的活性物質(zhì)，其中以果實(shí)的含量較大，每100 g果實(shí)中維生素C含量最高可達(dá)1 900 mg，含生物活性成分190多種，富含維生素A、B1、B2、B6、E、K、P等、黃酮類、甾醇類和多種氨基酸等，維生素含量幾乎居一切果蔬之首;每100 g果實(shí)中，含蛋白質(zhì)10.5 g、脂肪6.8 g、糖20 g、有機(jī)酸3～4 mg，大約相當(dāng)于獼猴桃的8倍、葡萄的200倍、鴨梨的500倍、蘋果的1 000倍。果實(shí)中所含胡蘿卜素的量相當(dāng)于豆油的20～30倍［3］。

沙棘抗旱、耐瘠薄、耐高溫( 35～45℃)、耐低溫(－35～－40℃)、抗鹽堿等的適應(yīng)能力強(qiáng)，適合西北地區(qū)惡劣自然環(huán)境的生長(zhǎng)［3－4］。

據(jù)研究，每667 hm2的沙棘林可年固沙44萬(wàn)t，固氮24萬(wàn)kg，減少土壤侵蝕1.26萬(wàn)t。這說(shuō)明沙棘無(wú)疑是保持水土、防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、改良土壤、治理沙漠化不可取代的造林樹(shù)種［3］。

綜上所述，沙棘是一種集經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益與社會(huì)效益于一身的珍貴樹(shù)種。

1.2俄羅斯沙棘品種選育和種質(zhì)資源材料的保存

收藏研究

1.2.1俄羅斯沙棘良種選育研究蘇聯(lián)是世界上最早進(jìn)行沙棘育種的國(guó)家，其在沙棘育種領(lǐng)域的研究成果一直處于世界領(lǐng)先水平［5］。根據(jù)Liseev［6］的報(bào)道，蘇聯(lián)在20世紀(jì)30年代早期就開(kāi)始了沙棘的選擇和育種。俄羅斯沙棘良種選育經(jīng)歷了2個(gè)主要發(fā)展階段:⑴世界范圍不同地理種源沙棘遺傳材料的收集、篩選和實(shí)生選育階段( 20世紀(jì)30—60年代)。主要對(duì)不同地域、不同生態(tài)條件、不同形態(tài)和經(jīng)濟(jì)性狀的沙棘地理種源進(jìn)行收集、分類，從中篩選優(yōu)株。然后利用不同優(yōu)株的種子進(jìn)行實(shí)生播種繁育，從15多萬(wàn)株實(shí)生苗中推選出經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)良、刺少、產(chǎn)量高的最初的第一批栽培品種，包括阿爾泰新聞、卡圖尼禮品、金穗沙棘和維生素沙棘。⑵良種選育階段( 20世紀(jì)60年代至今)。對(duì)收集篩選的不同地理種源的沙棘遺傳材料和初選栽培品種采用雜交(地理遠(yuǎn)緣雜交、屬間遠(yuǎn)緣雜交)育種、突變(輻射、化學(xué)誘導(dǎo))育種及多倍體育種等育種手段，進(jìn)行沙棘良種選育。這一階段，育種研究人員比較重視不同地理種源具有優(yōu)勢(shì)基因性狀的沙棘遺傳材料，并采用輻射突變和化學(xué)誘變技術(shù)，利用雜交產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)的遺傳學(xué)原理，培育出了許多優(yōu)于雜交雙親的后代，一系列大果型、少刺或無(wú)刺、高產(chǎn)、含油率高、高維生素含量、抗病和生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良性狀的沙棘品種，都是在這一階段培育出來(lái)的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，俄羅斯共培育沙棘良種約100個(gè)，通過(guò)俄羅斯科學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)的約80個(gè)，其中利薩文科園藝研究所就培育出沙棘良種60多個(gè)。目前，奧古斯丁娜、阿茹爾、阿爾泰新聞、阿列依(雄株傳粉品種)、阿尤拉、巨人、秋伊斯克、維生素之王、土地神、塔爾－卡通河、果醬王、伊麗莎白、珍珠、活力果、金穗沙棘、金西伯利亞、慈拉塔、克拉夫季娜、光輝、愛(ài)戀、阿爾泰之星、豐收、向陽(yáng)、鄂畢灣、奧郎熱、潘捷列夫斯卡婭、新秀、露珠、天之驕子、契利拉、伊尼克、亞塔爾那亞、捷尼嘎、九月美人、西伯利亞、情人、堅(jiān)加、烏拉拉、切切克人、邱亞、糾雷什曼卡、漫步、埃特納等43個(gè)沙棘良種為生產(chǎn)上推廣比較廣泛的品種(В.И.烏先科教授，2012年－烏魯木齊市)。

西伯利亞利薩文科園藝研究所的沙棘研究奠基人為利薩文科院士，也是該研究所的創(chuàng)始人，后起之秀遺傳研究室主任Yury A.Zubarev，現(xiàn)為國(guó)際沙棘學(xué)會(huì)技術(shù)委員會(huì)委員，2003年因沙棘良種選育獲得德國(guó)魯?shù)婪蚝章躬?jiǎng)。目前利薩文科園藝研究所由于在沙棘良種選育方面所做出的突出貢獻(xiàn)而在世界上享有盛譽(yù)。

1.2.2沙棘種質(zhì)資源遺產(chǎn)材料的收集保存植物種質(zhì)資源是育種專家用來(lái)選育新品種的遺傳原材料，是植物遺傳多樣性的表現(xiàn)形式。植物體以種群的形式存在，植物種群是一定空間中的同一植物種類的個(gè)體的組合，它占據(jù)著特定空間，同時(shí)又具有潛在的雜交能力，因此分布于不同地理區(qū)域的植物居群，以及同一植物群中的不同個(gè)體是植物資源的重要組成部分。植物種是一切植物遺傳變異及潛在遺傳能力的集合體，收集后的植物種質(zhì)材料是植物育種專家用來(lái)培育新品種的優(yōu)良性狀的來(lái)源。由于種質(zhì)是指植物親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì)，它往往存在于特定品種之中，如古老的地方品種、新培育的推廣品種、重要的遺傳材料及野生近緣植物，這些都屬于種質(zhì)資源的范疇。植物種質(zhì)資源可以包括種子或其他植物繁殖體如葉、莖、花粉或培養(yǎng)細(xì)胞等可以發(fā)育成成熟植物的材料［7－8］。俄羅斯長(zhǎng)期以來(lái)比較重視對(duì)沙棘不同種、不同地理種源、不同雜交品種等遺產(chǎn)材料的收集和保存工作，通過(guò)不斷增加新種質(zhì)特點(diǎn)的基因材料的收集和保存，為沙棘的良種選育提供了大量的遺傳試驗(yàn)材料。目前在利薩文科園藝研究所的果樹(shù)基因儲(chǔ)備庫(kù)中就保存有沙棘植物材料57 131份，是世界上沙棘種質(zhì)材料保存數(shù)量最多的基因儲(chǔ)備庫(kù)，這表明其對(duì)沙棘種質(zhì)資源收集和保存的高度重視。

1.3俄羅斯沙棘良種的生產(chǎn)栽培方法

在俄羅斯的沙棘種植一律采用無(wú)性繁殖苗木(嫩枝扦插和硬枝扦插苗)，無(wú)性繁殖材料用的是半木質(zhì)化的插條，成苗率比較高，采用的設(shè)施也比較簡(jiǎn)單。大田栽培是根據(jù)8∶1雌雄比例建立沙棘生產(chǎn)園。

2　俄羅斯大果沙棘良種對(duì)我國(guó)乃至新疆沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用

我國(guó)的沙棘資源豐富，沙棘林140萬(wàn)hm2，占到世界沙棘資源量的95%以上，但沙棘品種選育開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，起步比較晚［9］。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始對(duì)俄羅斯大果無(wú)刺沙棘良種資源進(jìn)行考察、引種和區(qū)域化栽培實(shí)驗(yàn)研究，這些引種項(xiàng)目對(duì)全國(guó)范圍推廣種植沙棘和推動(dòng)沙棘的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到了一定促進(jìn)作用。1985年中國(guó)林科院黃琻研究員，從俄羅斯和蒙古等國(guó)引進(jìn)大批沙棘良種，在陜、甘、寧、青等地開(kāi)展栽培試驗(yàn)，拉開(kāi)了國(guó)外沙棘良種在我國(guó)引種馴化的序幕［10］。內(nèi)蒙古林學(xué)院1985—1991年開(kāi)展了沙棘的引種及中國(guó)沙棘優(yōu)良類型的選優(yōu)研究，內(nèi)蒙古水里研究院

與內(nèi)蒙古林學(xué)院合作，于1993—1998年，繼續(xù)開(kāi)展了沙棘良種引進(jìn)及中國(guó)沙棘有兩類型的選育研究。1987年國(guó)家林業(yè)部組團(tuán)赴蘇聯(lián)考察沙棘，首次引進(jìn)蘇聯(lián)沙棘品種的種子。1990年開(kāi)始，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)連續(xù)四年從俄羅斯引進(jìn)豐產(chǎn)沙棘、巨人沙棘等7個(gè)品種的扦插苗。黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院在1990年開(kāi)始從俄羅斯利薩文科園藝研究所引進(jìn)8個(gè)品種(楚依、豐產(chǎn)、金色、渾金、巨人、卡圖尼禮品、阿列依)，并開(kāi)展扦插育苗和區(qū)域化栽培試驗(yàn)研究，篩選出楚依和渾金等適生高產(chǎn)品種。1992－1993年齊齊哈爾園藝研究所從俄羅斯分兩批引進(jìn)俄羅斯38個(gè)沙棘品種，篩選出楚伊、橙色、向陽(yáng)、優(yōu)勝、阿楚拉、阿雅根卡、薩顏那、巴音郭爾等10個(gè)適宜栽培品種，栽培結(jié)果表明，這些俄羅斯良種在黑龍江、吉林和內(nèi)蒙古遠(yuǎn)比當(dāng)?shù)匾吧臣L(zhǎng)旺盛，根系發(fā)達(dá)，生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)果量高。1997－2006年，國(guó)家水利部的“948”沙棘引種項(xiàng)目，引進(jìn)俄羅斯大果無(wú)刺沙棘良種和類型40多種，試驗(yàn)篩選出適合“三北”和黃土高原栽培的抗旱、抗病力強(qiáng)且產(chǎn)量高的9個(gè)良種有澤梁、衛(wèi)隊(duì)、紅色火炬、小柳樹(shù)、植物園、潘捷列耶娃、亞歷山大和無(wú)籽沙棘［11－14］。

新疆沙棘野生資源較為豐富，總面積達(dá)3萬(wàn)多hm2，占全國(guó)資源量的2.14%。新疆野生種主要為沙棘( Hippophae rhamnoides L.)的2個(gè)亞種:中亞沙棘( Hippophae rhamnoides Linn.Subsp.turkestanica)和蒙古沙棘( Hippophae rhamnoides Linn.Subsp.mongolica Rousi)。中亞沙棘分布范圍較廣，南北疆都有分布。蒙古沙棘主要分布在伊吾、策勒、和靜等地的局部地區(qū)。新疆野生沙棘一般沒(méi)有經(jīng)過(guò)品種選育，果實(shí)小、產(chǎn)量低，刺多，不容易采摘，商品性比較差。20世紀(jì)80年代后期，在野生沙棘分布區(qū)的和田縣、疏附縣、尼勒克縣、英吉沙縣和烏什縣都分別建有小型的沙棘果品加工廠，主要以收購(gòu)野生沙棘為主，產(chǎn)量不理想，效益不穩(wěn)定。

新疆最北端的阿勒泰地區(qū)，這里冬季漫長(zhǎng)而寒冷，夏季短促，無(wú)霜期平均為150 d左右，由于生長(zhǎng)季節(jié)短，素來(lái)與種植林果業(yè)無(wú)緣。但這里天然分布的沙棘資源卻很豐富，與東北黑龍江和遼寧兩大省俄羅斯大果沙棘種植區(qū)域的自然條件比較接近，氣候冷涼而濕潤(rùn)?！笆晃濉币詠?lái)，阿勒泰地區(qū)借助國(guó)家林業(yè)局“退耕還林還草”、“三北四期”等林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目的實(shí)施，于2000年在青河縣率先開(kāi)始嘗試種植俄羅斯大果沙棘。青河縣先后從黑龍江齊齊哈爾、遼寧阜陽(yáng)等地2次引進(jìn)數(shù)十種俄羅斯大果沙棘品種，經(jīng)過(guò)區(qū)域化栽培試驗(yàn)，結(jié)果顯示，從中篩選出的適合本地生長(zhǎng)的向陽(yáng)、丘依斯科、橙色、楚依、阿爾泰新聞、阿列依(授粉樹(shù))等俄羅斯大果沙棘優(yōu)良品種，一般能在引種栽培的第二年就開(kāi)始掛果，第四年形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，且能夠保持俄羅斯大果沙棘優(yōu)良品種的大果、豐產(chǎn)、無(wú)刺或少刺，果柄長(zhǎng)，容易采摘等品種的優(yōu)良特性，品種橙色和阿列依抗鹽堿能力比較強(qiáng)。篩選的俄羅斯大果沙棘良種于2009年在阿勒泰全地區(qū)開(kāi)始進(jìn)行大面積推廣。截至2014年，阿勒泰地區(qū)沙棘種植面積已達(dá)到16 600 hm2，年產(chǎn)鮮果5 000余t，采收沙棘葉800 t，初步實(shí)現(xiàn)林果業(yè)總產(chǎn)值7 000萬(wàn)元。目前沙棘主產(chǎn)區(qū)主要以沙棘原漿汁、沙棘飲料、沙棘茶、沙棘油和沙棘醋等十幾種產(chǎn)品出口到日本、韓國(guó)、香港和“臺(tái)灣”等地區(qū)。

目前，內(nèi)地一些大型企業(yè)紛紛來(lái)到阿勒泰地區(qū)，在當(dāng)?shù)赝顿Y建設(shè)沙棘原材料生產(chǎn)基地和沙棘果品加工廠，這為阿勒泰地區(qū)的沙棘產(chǎn)業(yè)發(fā)展增添了活力。

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作者簡(jiǎn)介:汪智軍( 1964－)，女，安徽肥西人，碩士，研究員，主要從事林木引種馴化栽培技術(shù)研究.

基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)科技廳國(guó)際合作處基金項(xiàng)目( 20136002)

收稿日期:2015－06－12

文章編號(hào):1005－5215( 2015)09－0079－03

中圖分類號(hào):S793.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.13601/j.issn.1005－5215.2015.09.028