羅漢果種質(zhì)資源創(chuàng)新研究進(jìn)展

康公平　李建新　高健強(qiáng)

摘 要：羅漢果是我國特有的一種藥食兩用的多年生草質(zhì)藤本植物，果實(shí)中含有可以作甜味添加劑的羅漢果皂苷V。羅漢果種質(zhì)資源的匱乏嚴(yán)重制約了羅漢果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成了人們關(guān)注的熱點(diǎn)。該文綜述了近年來羅漢果種質(zhì)資源創(chuàng)新的研究進(jìn)展，展望了羅漢果種質(zhì)創(chuàng)新的主要方向，為羅漢果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：羅漢果；種質(zhì)資源創(chuàng)新；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) S668.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）14-0127-02

Abstract：Siraitia grosvenorii is an endemic medical and edible dual purpose plant in China. Its fruit contains mogroside V which can be used as a sweet additive. The lack of germplasm resources of Siraitia grosvenorii has seriously restricted the development of Siraitia grosvenorii industry and has become a spotlight. In this paper， the recent advances in the creation of Siraitia grosvenorii germplasm resources were reviewed， and the main direction of Siraitia grosvenorii germplasm creation was prospected， which provided reference for the healthy development of Siraitia grosvenorii.

Key words：Siraitia grosvenorii；Germplasm resources creation；Research advance

羅漢果[Siraitia grosvenorii （Swingle）C. Jeffery]是葫蘆科羅漢果屬多年生草質(zhì)藤本植物，花雌雄異株著生。羅漢果又稱光果木鱉、假苦瓜、拉漢果等，以其果實(shí)入藥，是我國著名的藥食兩用的中藥材，具有潤肺、利咽、通腸的功效[1]。作為中國特有的道地藥材和甜味植物，羅漢果主要在廣西的龍勝、臨桂、福永等地以及貴州的江口、松桃等環(huán)梵凈山周邊山區(qū)和湖南的道縣、江永等地人工栽培。羅漢果果實(shí)中含有多種皂苷，其中皂苷V是一種甜度為蔗糖500倍的不含熱量的甜味物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于各類飲料中。近年來，羅漢果作為藥食兩用的中藥材植物，市場(chǎng)需求大幅度上升，廣西福永等地大面積開墾山地種植羅漢果，破壞了野生羅漢果的生境，使其野生資源在原產(chǎn)地急劇減少，已達(dá)到了瀕臨絕種的境地。隨著種植規(guī)模的不斷擴(kuò)大，羅漢果種質(zhì)資源創(chuàng)新成為了羅漢果的研究焦點(diǎn)。本文綜述了近年來羅漢果品種創(chuàng)新方面的研究進(jìn)展，探討了今后研究的主要方向，為羅漢果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供參考。

1 常規(guī)雜交技術(shù)創(chuàng)新羅漢果種質(zhì)資源

由于羅漢果是雌雄異株藤本植物，現(xiàn)有的羅漢果品種都是雜合體。在羅漢果新品種選育時(shí)只要將優(yōu)秀父母本雜交，在得到的雜種子一代中選育優(yōu)良單株，再將選得優(yōu)良單株的莖段通過組織培養(yǎng)就可以獲得羅漢果新品種，育種程序和時(shí)間相比一些自交植物來說要省時(shí)省工。廣西師范大學(xué)、廣西藥用植物所、廣西大學(xué)、桂林萊茵生物科技有限股份有限公司等單位通過常規(guī)雜交技術(shù)結(jié)合組織培養(yǎng)育成了一批羅漢果新品種。莫長明等[2]以龍江青皮果為母本，和父本冬瓜果進(jìn)行雜交，在雜交子一代的變異株中篩選得到一株大果率高的植株，將該植株得到的種子在第二年通過組織培養(yǎng)獲得10株實(shí)生苗，其中1株實(shí)生苗表現(xiàn)出坐果率高、大果率高、果型好以及耐干旱的特征，將該株實(shí)生苗取其莖尖，用組織培養(yǎng)的方法繁育得到羅漢果無性系新品種，定名為永青1號(hào)。該品種的組培苗在桂北地區(qū)一般4月上旬定植，7—9月中旬來蕾開花，7月中下旬為盛花期，11月果實(shí)分批成熟。莫長明等[3]以青皮3號(hào)做母本，以冬瓜果雄株做父本雜交得到雜交子一代，從雜交子一代中篩選得到一株座果率高、大中果率高的優(yōu)良單株，以該單株來籽莖段做外植體通過組織培養(yǎng)繁殖成無性系，得到普豐青皮品種。該品種適合在桂北地區(qū)種植，一般4月上旬定植，7—9月來蕾開花，10—11月果實(shí)分批成熟。李伯林等[4]從青皮果品種中通過單株優(yōu)選、定向培養(yǎng)的方法選育出羅漢果新品系“伯林三號(hào)”，該品種具有耐肥耐旱、成熟一致、種性穩(wěn)定和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性，除了在桂北可以種植外，在湖南通道、會(huì)同和貴州的從江、榕江都有種植，推廣面積達(dá)400hm2左右。

2 染色體工程技術(shù)創(chuàng)新羅漢果種質(zhì)資源

利用染色體工程技術(shù)來創(chuàng)新多倍體羅漢果種質(zhì)資源在過去10年都是羅漢果研究的熱門，并獲得了一批多倍體羅漢果資源，但是各個(gè)多倍體羅漢果資源在生產(chǎn)上表現(xiàn)不僅相同，有些還存在矛盾。蔣水元等[5]采用一定濃度的秋水仙素誘導(dǎo)雌性組培苗，并成功得到四倍體的雌株。將該四倍體雌株定植到大田待開花時(shí)與二倍體父本雜交，果實(shí)成熟后就得到三倍體的種子。通過將三倍體無籽羅漢果與二倍體羅漢果對(duì)比栽培實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，三倍體無籽羅漢果的營養(yǎng)器官和生殖器官都較大，來籽早，果實(shí)無籽或只有少量種子，羅漢果皂苷V含量比對(duì)照高出36.28%，同時(shí)有較強(qiáng)的抗性。莫長明等[6]利用母本“農(nóng)院B6號(hào)”與父本“藥園敗雄1號(hào)”雜交，得到的雜交子一代單株組織培養(yǎng)選育成羅漢果無籽新品種“藥園無籽1號(hào)”。該品種無籽果實(shí)率達(dá)到90%，鮮果果肉重達(dá)到62.3%，坐果近15萬個(gè)/hm2。藥園無籽1號(hào)適合在桂北地區(qū)種植，一般在4月中旬定植，7月中旬來蕾，8月上旬盛花，果實(shí)在10月至11月之間分批成熟。莫長明[7]等將羅漢果三倍體與二倍體雌性株系的果實(shí)膨大動(dòng)態(tài)、基因表達(dá)和細(xì)胞發(fā)育差異進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)三倍體果實(shí)比二倍體果實(shí)提前10d停止膨大，三倍體果實(shí)生長素相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著低于二倍體果實(shí)，造成果實(shí)內(nèi)源生長嚴(yán)重缺乏，從而使果肉細(xì)胞不能正常分裂，果實(shí)停止膨大。莫長明的研究結(jié)果與蔣水文的研究結(jié)果存在矛盾，所以三倍體羅漢果的產(chǎn)量穩(wěn)定性較差，在生產(chǎn)上一直不成規(guī)模。黃夕洋等[8]對(duì)三倍體羅漢果與其四倍體和二倍體親本的過氧化物酶同工酶和酯酶同工酶進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)三倍體羅漢果與其四倍體和二倍體親本的過氧化物酶體和酯酶同工酶存在差異，所以在選育三倍體羅漢果時(shí)，需要更加注意四倍體母本的優(yōu)良性狀，并選擇遺傳差異較大的父本和母本。黃夕洋等[9]對(duì)三倍體羅漢果與其四倍體和二倍體親本的果實(shí)生長動(dòng)態(tài)及總甙含量動(dòng)態(tài)規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)，授粉80d果實(shí)形態(tài)都達(dá)到最大值，其中四倍體親本的果實(shí)最大，二倍體果實(shí)其次，三倍體果實(shí)最??；授粉80d果實(shí)中羅漢果皂苷V含量達(dá)到最大，其中四倍體含量最大，三倍體其次，二倍體最少，這與三倍體果實(shí)中沒有種子有關(guān)。

3 基因工程技術(shù)創(chuàng)新羅漢果種質(zhì)資源

目前，利用基因工程技術(shù)來成功創(chuàng)新羅漢果種質(zhì)資源的案例不多，國內(nèi)一些研究人員僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。李文蘭等[10]以羅漢果子葉的愈傷組織作為受體，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)將擬南芥中的NPR1基因（植物病程相關(guān)基因非表達(dá)子）成功轉(zhuǎn)入到羅漢果中，并經(jīng)過抗性篩選獲得轉(zhuǎn)基因植株，該轉(zhuǎn)基因植株接種煙草花葉病毒42d后，轉(zhuǎn)基因植株的抗病性明顯要強(qiáng)于非轉(zhuǎn)基因植株。李文蘭等[11]通過設(shè)置不同預(yù)培養(yǎng)時(shí)間、侵染時(shí)間、共培養(yǎng)時(shí)間、添加附加物質(zhì)等因素來確定羅漢果最佳轉(zhuǎn)化體系，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)培養(yǎng)時(shí)間為1d，侵染時(shí)間為20～30min，共培養(yǎng)時(shí)間為4d，附加物質(zhì)為100μmol/L的乙酰丁香酮。經(jīng)過抗性篩選及PCR檢測(cè)，陽性植株轉(zhuǎn)化率為6.86%。

4 展望

羅漢果的栽培歷史久遠(yuǎn)，但其種植地區(qū)一直局限在廣西北部、湖南南部及貴州東南部等地區(qū)，產(chǎn)量規(guī)模不能大幅度提升，以致嚴(yán)重影響下游產(chǎn)品產(chǎn)量的增加，無法讓下游產(chǎn)品形成規(guī)模效應(yīng)，主導(dǎo)市場(chǎng)。要想解決上述問題，創(chuàng)新羅漢果種質(zhì)資源刻不容緩，主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

（1）廣泛收集不同地區(qū)的羅漢果野生資源，保存好羅漢果優(yōu)秀的基因資源，并利用這些資源選育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗的羅漢果新品種。現(xiàn)階段收集到的羅漢果野生資源主要來源于桂北的龍勝、福永及臨桂等地，而在貴州南部、湖南南部的野生資源收集很少。

（2）利用基因編輯技術(shù)來創(chuàng)新羅漢果種質(zhì)資源?，F(xiàn)有的羅漢果栽培品種普遍抗病性很差，羅漢果皂苷V含量低。而利用高效率的基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9定點(diǎn)突變相關(guān)基因，可以快速獲得多抗、皂苷高產(chǎn)的非轉(zhuǎn)基因羅漢果新品系。

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