花椒化學(xué)誘變育種初探

唐　偉，李佩洪，龔　霞，陳　政

(四川省植物工程研究院，四川 資中 641200)

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花椒化學(xué)誘變育種初探

唐偉，李佩洪，龔霞，陳政

(四川省植物工程研究院，四川 資中 641200)

摘要：花椒是蕓香科以種子繁殖的落葉灌木或小喬木，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種之一。由于其經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，我國(guó)對(duì)花椒的研究頗多，花椒優(yōu)良品種的培育及花椒病害的預(yù)防，花椒的采收及加工是目前花椒研究的主要方向。目前雖然有一些花椒人工育成品種，但遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求，因此，花椒的育種工作對(duì)花椒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。利用化學(xué)誘變方法能提高育種材料的突變幾率，豐富花椒突變庫(kù)資源，做好花椒種質(zhì)創(chuàng)新工作，為花椒優(yōu)良性狀品種選育提供材料。

關(guān)鍵詞：花椒；育種；技術(shù)創(chuàng)新；化學(xué)誘變

1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)花椒育種均采用選擇(優(yōu)選)育種方法。耀德等人通過(guò)10年時(shí)間，選育出了短枝型、早熟、采摘容易、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)性顯著、抗逆性強(qiáng)、適生范圍廣、遺傳性狀穩(wěn)定的優(yōu)良品種——“秦安一號(hào)”。吳宗興等人利用選擇育種方法，選育出了適應(yīng)阿壩州立地條件的花椒品種——六月椒(大紅袍)，該品種具有異花授粉的作用，現(xiàn)存椒樹(shù)具有分布廣、壽命長(zhǎng)、變異豐富、選擇潛力大等特點(diǎn)。原雙進(jìn)等人在對(duì)韓城大紅袍產(chǎn)量、品質(zhì)等進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)選優(yōu)對(duì)比試驗(yàn)，選育出了獅子頭、無(wú)刺椒及南強(qiáng)1號(hào)等優(yōu)良品種，這些品種具有豐產(chǎn)性能好、品質(zhì)優(yōu)、易采摘(無(wú)刺或錯(cuò)開(kāi)集中成熟期)等優(yōu)良特性。但由于花椒為單性結(jié)實(shí)，屬于無(wú)融合生殖，不易進(jìn)行雜交育種。在自然狀態(tài)下的優(yōu)選育種方法，選育的時(shí)間太長(zhǎng)，且沒(méi)有目的性，育種效果不佳。

2國(guó)外研究現(xiàn)狀

花椒屬植物在全球約 250 種，我國(guó)有 39 個(gè)品種、 14 個(gè)變種?；ń吩a(chǎn)我國(guó)，亞洲的許多國(guó)家先后引種栽培，目前在日本、韓國(guó)、朝鮮、印度、馬來(lái)西亞、尼泊爾、菲律賓等國(guó)均有分布，其中以日本和韓國(guó)的栽培面積較大，加工技術(shù)較領(lǐng)先。

2.1日本花椒研究

日本花椒有許多品種，除栽培面積最大的朝倉(cāng)花椒，還有琉錦花椒、冬花椒、葡萄山椒、稻花椒、無(wú)刺花椒等。日本花椒各品種都具不同的優(yōu)點(diǎn)，如日本無(wú)刺花椒種子的含油量在 25%～30%，椒油經(jīng)處理后既可食用，又可做為工業(yè)用油；在日本餐廳或家庭中，花椒作為一種具豐富營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高檔蔬菜，其消費(fèi)量極大?；ń芳庸ぎa(chǎn)品形式包括干花椒果皮和鮮花椒果兩種，且鮮果在日本占有一定的市場(chǎng)。但由于花椒也具較高藥用價(jià)值，所以日本主要利用花椒這一特殊價(jià)值。目前，日本將花椒作為一種調(diào)味料和藥用植物進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，研究主要涉及苗木繁殖、優(yōu)良品系的選擇、田間管理、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用等。日本醫(yī)藥株式會(huì)社等各醫(yī)藥教學(xué)與科研機(jī)構(gòu)，投入很大精力對(duì)花椒開(kāi)展攻關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)花椒具有降低血壓的功效。

在日本，花椒繁殖以嫁接為主，一般認(rèn)為實(shí)生苗多為雄株，有刺，果實(shí)小，且著生方式散，產(chǎn)量低。由于冬花椒、稻花椒具有根系深、抗病、抗干旱能力強(qiáng)等特點(diǎn)，所以嫁接多以冬花椒、稻花椒作砧木。嫁接采用劈接法，最佳嫁接時(shí)間為 3 月中旬至 4 月初。接穗要求有 2～3 個(gè)飽滿(mǎn)芽，長(zhǎng)度 5～7cm，嫁接時(shí)將砧木地上 10cm 以上部分截?cái)?，嫁接后至成活前，最好進(jìn)行覆蓋，這樣當(dāng)年嫁接苗高可長(zhǎng)到 60～100cm。

在育種技術(shù)方面，日本研究者通過(guò)研究探明，利用莖尖培養(yǎng)與人工選擇相結(jié)合的方法，將成為選育富含芳香物的花椒品系的有效途徑。利用這種綜合方法的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)莖尖培養(yǎng)朝倉(cāng)花椒所得的后代，不僅可保持原本芳香物的生產(chǎn)力，而且部分品種經(jīng)多次繼代培養(yǎng)后，內(nèi)含的芳香物呈逐步增加趨勢(shì)，花椒的經(jīng)濟(jì)價(jià)值得以顯著提高。

2.2 韓國(guó)花椒研究

在韓國(guó)，與世界各地相似，花椒一直作為食用和藥用植物在全國(guó)范圍廣泛使用。在科研方面，韓國(guó)林木遺傳研究所已選出 13 株優(yōu)樹(shù)，并建立優(yōu)樹(shù)無(wú)性系測(cè)定林。這13株優(yōu)樹(shù)具多果穗、果粒大、無(wú)刺的優(yōu)良性狀。全部?jī)?yōu)株經(jīng)濟(jì)性狀均優(yōu)于對(duì)照 1.5～2倍。

國(guó)外這些育種方法雖然在一定程度上使花椒產(chǎn)量、品質(zhì)得到提升，但都屬于常規(guī)選擇育種方法，具有相當(dāng)大的局限性。

2.3創(chuàng)新技術(shù)探討

總結(jié)歷史經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外育種技術(shù)的情況，花椒育種研究需要采用新的方法和途徑，即誘變育種。

化學(xué)誘變育種是利用化學(xué)誘變劑人工誘發(fā)植物發(fā)生變異，在分離后代中對(duì)突變體進(jìn)行選擇和鑒定，培育出生產(chǎn)上能直接或間接利用的農(nóng)作物品種的方法?；瘜W(xué)誘變育種已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大豆、玉米、水稻、油菜、花卉、蔬菜、杉木、茶樹(shù)等植物育種，還應(yīng)用于部分微生物育種上。但是，目前僅有一篇文獻(xiàn)論述花椒化學(xué)誘變育種方面的相關(guān)研究。薛惠丹等人以鳳縣大花炮花椒的愈傷組織為材料，以EMS為誘變劑進(jìn)行人工誘變?cè)囼?yàn)：①在對(duì)花椒愈傷組織EMS誘變用100mL濃度為0.1%的HgCl2溶液與0.1mL Tween 20的混合溶液對(duì)花椒葉片和韌皮部進(jìn)行消毒時(shí)，在對(duì)韌皮部消毒過(guò)程中,當(dāng)消毒時(shí)間超過(guò)8min時(shí)，其致死率急劇上升。由于葉片較韌皮部敏感，且本身污染少，所需的消毒時(shí)間相對(duì)較短。當(dāng)消毒時(shí)間小于4min時(shí)，污染率較高，當(dāng)消毒時(shí)間超過(guò)4min時(shí)致死率急劇上升。在此消毒過(guò)程中，8min為花椒韌皮部最佳消毒時(shí)間，4min為花椒葉片最佳消毒時(shí)間。②以EMS為誘變劑用不同方法處理花椒韌皮部和葉片來(lái)源的愈傷組織。結(jié)果表明：葉片來(lái)源的愈傷組織對(duì)EMS的敏感性高于韌皮部,培養(yǎng)基法比浸泡法對(duì)愈傷組織傷害大。說(shuō)明韌皮部為愈傷組織的合適來(lái)源，浸泡法為較好的誘變處理方法。③用不同EMS濃度和EMS處理時(shí)間組合處理合適來(lái)源愈傷組織，結(jié)果表明：EMS誘變花椒愈傷組織的半致死劑量為：0.3%EMS處理6h，0.5%EMS處理4h，0.7%EMS處理2h。誘變后的愈傷組織經(jīng)增殖和再分化形成完整植株，經(jīng)誘變處理的再生植株在葉長(zhǎng)、葉寬、葉色和生長(zhǎng)勢(shì)等方面均表現(xiàn)出不同程度變異，其中以葉長(zhǎng)的變異尤為顯著，變異系數(shù)為41.8%。通過(guò)篩選得到花椒變異植株340株。因此，利用化學(xué)誘變的方法對(duì)花椒進(jìn)行育種研究，能克服選擇育種方法的局限性，增加遺傳物質(zhì)變異重組幾率，縮短育種周期，提高育種效率。

花椒為單性結(jié)實(shí)，屬于無(wú)融合生殖，不易進(jìn)行雜交育種。在此之前科技工作者對(duì)花椒的育種研究都是采取自然狀態(tài)下的優(yōu)選育種，進(jìn)行新材料選育的時(shí)間太長(zhǎng)，且沒(méi)有目的性，育種效果不佳。利用化學(xué)誘變的方法對(duì)花椒進(jìn)行育種研究，克服選擇育種方法的局限性，有利于增加遺傳物質(zhì)變異重組幾率、縮短育種周期、提高育種效率。

3結(jié)論

利用化學(xué)誘變方法能提高育種材料的突變幾率，豐富花椒突變庫(kù)資源，做好花椒種質(zhì)創(chuàng)新工作，為花椒優(yōu)良性狀品種選育提供材料?；ń坊瘜W(xué)誘變育種在育種過(guò)程中能大幅度降低育種成本，縮短優(yōu)選時(shí)間。在生產(chǎn)上能為農(nóng)戶(hù)和生產(chǎn)企業(yè)提供優(yōu)良新品種，提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，使花椒產(chǎn)業(yè)化發(fā)展得到進(jìn)一步提升。

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