棗莊市石榴國(guó)家林木種質(zhì)資源庫(kù)創(chuàng)新利用進(jìn)展

羅華+侯樂(lè)峰+趙亞偉+丁志強(qiáng)+畢潤(rùn)霞+趙麗娜+王慶軍+孟健+陳穎+馬敏+郝兆祥

摘 要：“棗莊市石榴國(guó)家林木種質(zhì)資源庫(kù)”于2016年10月被國(guó)家林業(yè)局正式命名。單位近年來(lái)利用該資源圃開(kāi)展了創(chuàng)新利用研究，包括品種分類(lèi)，良種選育，抗寒性評(píng)價(jià)，遺傳多樣性分析，承辦學(xué)術(shù)活動(dòng)。另外，對(duì)今后工作進(jìn)行了展望，為今后開(kāi)展石榴種質(zhì)資源研究工作提供參考。

關(guān)鍵詞：石榴；種質(zhì)資源；創(chuàng)新利用；進(jìn)展

文章編號(hào)：1005-345X（2017）06-0010-04 中圖分類(lèi)號(hào)：S665.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

石榴種質(zhì)資源收集、保存，是整個(gè)石榴產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性工作。目前，全世界有1000多個(gè)品種及野生型[1]，種質(zhì)資源極為豐富。截至2015年，伊朗、美國(guó)、土耳其、突尼斯、以色列、阿富汗、印度、中國(guó)、土庫(kù)曼斯坦等24個(gè)國(guó)家，均進(jìn)行了石榴種質(zhì)資源收集、保存工作[2]。我國(guó)山東、云南、安徽、河南四川等地分別建有石榴種質(zhì)資源圃[3]。其中，山東省棗莊市嶧城區(qū)的中國(guó)石榴種質(zhì)資源圃，2009年由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家林業(yè)局批準(zhǔn)立項(xiàng)，由棗莊市石榴研究中心（棗莊市嶧城區(qū)果樹(shù)中心）建設(shè)及管理，并同時(shí)開(kāi)展評(píng)價(jià)和創(chuàng)新利用等工作?，F(xiàn)保存國(guó)內(nèi)外石榴種質(zhì)298份，保存數(shù)量居世界第5位[2]，其中國(guó)內(nèi)種質(zhì)270份，主要來(lái)自山東、河南、安徽、陜西、云南、四川、河北、新疆、江蘇等石榴產(chǎn)區(qū)；國(guó)外種質(zhì)28份，主要來(lái)自美國(guó)、以色列、伊朗、突尼斯、緬甸等國(guó)家。觀(guān)賞種質(zhì)45份，其中，微型觀(guān)賞種質(zhì)10份。軟籽種質(zhì)12份。2016年10月，該資源圃被國(guó)家林業(yè)局正式命名為“棗莊市石榴國(guó)家林木種質(zhì)資源庫(kù)”（林場(chǎng)發(fā)〔2016〕153號(hào)）。經(jīng)過(guò)多年建設(shè)和發(fā)展，庫(kù)內(nèi)豐富的石榴種質(zhì)，為開(kāi)展石榴良種選育、生物特性研究、遺傳學(xué)研究等工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為石榴種質(zhì)創(chuàng)新提供了豐富的遺傳材料，成為集教學(xué)、科研、科普為一體的石榴種質(zhì)資源保護(hù)基地。

多年來(lái)，我們本著邊建設(shè)、邊管理、邊研究的原則，依托資源庫(kù)內(nèi)豐富的石榴種質(zhì)，在品種選育、形態(tài)學(xué)記錄與分析、栽培技術(shù)、病蟲(chóng)害防控、示范園建設(shè)、良種示范與推廣等方面開(kāi)展應(yīng)用研究。同時(shí)，與南京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所、山東省林業(yè)科學(xué)研究院、山東省果樹(shù)研究所、棗莊學(xué)院等大學(xué)、科研院所建立了緊密的協(xié)作關(guān)系，在抗寒生理、遺傳多樣性、全基因圖譜等方面開(kāi)展基礎(chǔ)研究。至目前，選育國(guó)家良種1個(gè)、省良種2個(gè)，取得國(guó)家林業(yè)植物新品種權(quán)5個(gè)；參與制定石榴質(zhì)量等級(jí)（LYT2135-2013）、無(wú)公害石榴生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程（DB3704/T 002-2014）等標(biāo)準(zhǔn)；主編、參編《中國(guó)果樹(shù)志·石榴卷》《中國(guó)石榴產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集》《中國(guó)石榴研究進(jìn)展（一）》《中國(guó)石榴研究進(jìn)展（二）》等專(zhuān)著6部；在《果樹(shù)學(xué)報(bào)》《經(jīng)濟(jì)林研究》等期刊發(fā)表論文30余篇；主持、參與國(guó)家林業(yè)公益行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家星火計(jì)劃、山東省重點(diǎn)研發(fā)、山東省農(nóng)業(yè)良種工程等科研項(xiàng)目10余項(xiàng)；主持、參與完成‘秋艷石榴新品種選育、示范與推廣、大粒高出汁率抗裂果晚熟石榴新品種選育、原汁型澄清石榴汁生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用、石榴保鮮貯藏新技術(shù)集成研究與示范推廣、軟籽石榴選育及開(kāi)發(fā)等科研成果10余項(xiàng)；承辦多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外石榴學(xué)術(shù)會(huì)議。另外，積極分析了目前我國(guó)石榴產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題，針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)提出了相應(yīng)科學(xué)對(duì)策[4-8]。

下面將近年來(lái)本單位利用該資源圃開(kāi)展的創(chuàng)新利用研究及下一步工作進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

1 創(chuàng)新利用研究

1.1 品種分類(lèi)

對(duì)嶧城區(qū)石榴種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查、收集、保存、分類(lèi)等研究，主要以花朵顏色、花瓣數(shù)量、開(kāi)花批數(shù)、果皮顏色、籽粒色澤、風(fēng)味口感、果實(shí)大小、萼筒形狀等特征為劃分依據(jù)，同時(shí)參考植株大小、葉片形狀等特征，編制嶧城區(qū)石榴種、變種、品種檢索表，并對(duì)該地區(qū)石榴種質(zhì)資源保存、利用等提出建議[9]。

嶧城區(qū)石榴僅1種，即普通石榴（Punica granatum L.），已采集到的變種有8個(gè)，分別是：月季石榴（Punica granatum L. var. nana Sweet）、墨石榴（Punica granatum L. var. nigra Hort.）、重瓣紅花石榴（Punica granatum L. var. pleniflora Hayne）、重瓣月季石榴（Punica granatum L. var. plena Voss.）、三白石榴（Punica granatum L. var. albescens DC.）、重瓣白石榴（Punica granatum L. var. multiplex Sweet）、黃花石榴（Punica granatum L. var. flavescens Sweet）和瑪瑙石榴（Punica granatum L. var. legrelleivan Houtte）。根據(jù)其花、果實(shí)部分性狀，制訂了嶧城區(qū)石榴種和變種檢索表[9]。

嶧城石榴品種按果實(shí)成熟時(shí)果皮顏色可分為青皮、紅皮、紫皮、白皮四類(lèi)；按果實(shí)成熟時(shí)籽粒風(fēng)味可分為甜、酸、甜酸（半口）3類(lèi)；按成熟期可分為早、中、晚3類(lèi)；按栽培目的可分為鮮食、加工、觀(guān)賞、食賞兼用、藥用五類(lèi)。根據(jù)形態(tài)特征，特別是根據(jù)生殖器官差異顯著、遺傳性狀穩(wěn)定、有一定栽培數(shù)量等原則，將嶧城石榴劃分為31個(gè)品種，并編制了嶧城石榴品種檢索表[9]。

1.2 良種選育

針對(duì)山東傳統(tǒng)主栽石榴品種籽粒小、出汁率低、種子硬、裂果嚴(yán)重、不耐貯藏、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降等問(wèn)題，以籽粒大、出汁率高、抗裂果為主要選育目標(biāo)，開(kāi)展了石榴良種選育工作。選育出石榴良種‘秋艷、‘桔艷和‘青麗。‘秋艷石榴于2013年12月通過(guò)山東省林木良種審定，2016年4月通過(guò)國(guó)家林木良種審定，為國(guó)內(nèi)第一個(gè)、也是目前唯一一個(gè)國(guó)家級(jí)石榴良種?！燮G和‘青麗于2015年12月通過(guò)山東省林木良種審定。‘秋艷‘桔艷‘晶榴‘蜜榴‘紅繡球等5個(gè)石榴新品種于2015年12月獲得國(guó)家林業(yè)植物新品種權(quán)。各品種特性等詳見(jiàn)表1。endprint

1.3 抗寒性評(píng)價(jià)

石榴原產(chǎn)巴爾干半島至伊朗、阿富汗及鄰近地區(qū)，具有喜暖畏寒習(xí)性[10]。石榴樹(shù)不能長(zhǎng)期在低于-15 ℃環(huán)境中生存，冬季最低溫度低于-17 ℃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)寒害，導(dǎo)致植株死亡。2015年11月的驟然降溫和2016年1月的“世紀(jì)寒潮”，導(dǎo)致山東省棗莊市嶧城區(qū)的傳統(tǒng)石榴品種‘嶧城大青皮甜、‘嶧城大馬牙甜受損嚴(yán)重，幼樹(shù)幾乎全部?jī)鏊?，盛果期?shù)1年生、2年生枝條凍死率逾50%，果農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益受損嚴(yán)重。石榴的抗寒性是影響石榴生產(chǎn)發(fā)展的重要因素之一[11]。通過(guò)試驗(yàn)室手段，我們得到了可靠的、可反映不同生理指標(biāo)與抗寒性關(guān)系的評(píng)估方法，為石榴抗寒品種的挖掘與篩選、石榴抗寒機(jī)理的深入研究、石榴引種及區(qū)劃、石榴抗寒栽培生產(chǎn)等提供了理論依據(jù)[12]。利用電導(dǎo)法測(cè)定12個(gè)石榴品種1年生休眠枝在不同低溫處理下的相對(duì)電導(dǎo)率，并擬合Logistic方程，計(jì)算其半致死溫度。結(jié)果表明：隨處理溫度的降低即低溫脅迫的加強(qiáng)，枝條組織的相對(duì)電導(dǎo)率呈“S”型曲線(xiàn)增長(zhǎng)，各處理溫度下不同品種的相對(duì)電導(dǎo)率間有顯著性差異；供試石榴品種的半致死溫度范圍為-7.59～-12.60 ℃；供試的12個(gè)石榴品種其抗寒性的強(qiáng)弱次序?yàn)椋簬F城三白甜>嶧城青皮崗榴>臨潼凈皮甜>寧津青皮酸>嶧城復(fù)瓣白>寧津三白酸>太行紅>嶧城大青皮甜>嶧城青皮馬牙甜>嶧城大紅皮甜>新疆和田甜>突尼斯軟籽石榴[13]。另外，研究得出了一年生休眠枝條應(yīng)用電導(dǎo)法的最佳試驗(yàn)條件，即枝條切片厚度0.5 cm，振蕩90 min，煮沸15～20 min[14]。

1.4 遺傳多樣性分析

遺傳多樣性（genetic diversity）不僅是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)也是保護(hù)生物學(xué)及遺傳育種的重要基礎(chǔ)。物種的遺傳多樣性可以從形態(tài)學(xué)水平、細(xì)胞學(xué)水平和分子水平等不同方面來(lái)體現(xiàn)[15]。石榴在長(zhǎng)期的栽培過(guò)程中，由于異花授粉以及地域內(nèi)、地域間的引種和品種交換，導(dǎo)致品種混雜、譜系不清，同名異物或同物異名現(xiàn)象嚴(yán)重[16]。此外，由于石榴為無(wú)性繁殖，新品種進(jìn)入市場(chǎng)后，僅靠苗期的形態(tài)性狀不能辨別品種的真?zhèn)危菀壮霈F(xiàn)種苗假冒現(xiàn)象。因?yàn)槿狈τ行У钠贩N鑒別手段，知識(shí)產(chǎn)權(quán)得不到有效保護(hù)，嚴(yán)重影響品種選育單位及苗農(nóng)的積極性。

依托資源庫(kù)，利用分子標(biāo)記技術(shù)開(kāi)展石榴品種遺傳多樣性分析研究，能夠?yàn)榻窈箝_(kāi)展石榴遺傳育種、優(yōu)良品種鑒定、種質(zhì)資源保存、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等提供科學(xué)依據(jù)。對(duì)資源庫(kù)內(nèi)原產(chǎn)地不同、性狀不同的38個(gè)石榴品種經(jīng)UPGMA聚類(lèi)分析后認(rèn)為，地理因素對(duì)品種的遺傳背景有一定影響；不同地域來(lái)源的軟籽石榴遺傳背景相近；品種間的親緣關(guān)系與多刺品種與無(wú)刺品種這一形態(tài)學(xué)分類(lèi)無(wú)明顯相關(guān)性。主坐標(biāo)分析認(rèn)為，品種間親緣關(guān)系與地理分布無(wú)明顯相關(guān)性；主坐標(biāo)分析結(jié)果與UPGMA的聚類(lèi)結(jié)果存在一定差異[17]。利用ISSR分子標(biāo)記手段對(duì)82個(gè)石榴品種采用UPGMA聚類(lèi)分析法將其分為4大類(lèi)。聚類(lèi)結(jié)果與根據(jù)花瓣類(lèi)型、結(jié)實(shí)性、籽粒硬度性狀的分類(lèi)結(jié)果吻合度較高，與地理生態(tài)環(huán)境也有一定的相關(guān)性[18]。采用ISSR標(biāo)記對(duì)65個(gè)果用石榴品種聚類(lèi)分析后表明，果用品種間遺傳關(guān)系與地理環(huán)境、籽粒硬度性狀有相關(guān)性，與果皮顏色、果實(shí)風(fēng)味無(wú)相關(guān)性[19]。

1.5 承辦學(xué)術(shù)活動(dòng)

近年來(lái)，依托資源庫(kù)，承辦了一系列在國(guó)內(nèi)外具有一定影響力的學(xué)術(shù)活動(dòng)。加強(qiáng)了國(guó)內(nèi)外合作交流。2010年9月，承辦了第1屆中國(guó)園藝學(xué)會(huì)石榴分會(huì)會(huì)員代表大會(huì)暨首屆全國(guó)石榴生產(chǎn)與科研研討會(huì)。出席這次會(huì)議的有來(lái)自全國(guó)14個(gè)省、市、自治區(qū)的科研、教學(xué)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及業(yè)務(wù)主管部門(mén)的代表共131個(gè)人。本次研討會(huì)就我國(guó)石榴產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、生產(chǎn)形勢(shì)、存在問(wèn)題、解決途徑、新品種選育、種質(zhì)資源研究、石榴基因克隆、石榴加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)展、產(chǎn)業(yè)管理經(jīng)營(yíng)及網(wǎng)站建設(shè)運(yùn)營(yíng)等方面進(jìn)行了充分認(rèn)真的交流討論。2013年9月，承辦了第3屆國(guó)際石榴及地中海小水果學(xué)術(shù)研討會(huì)，來(lái)自18個(gè)國(guó)家的共109名專(zhuān)家、教授、學(xué)者參加了這次研討會(huì)。同時(shí)，承辦中國(guó)石榴產(chǎn)業(yè)高層論壇暨全國(guó)第四屆石榴生產(chǎn)與科研研討會(huì)。會(huì)議重點(diǎn)研討石榴起源與分布、生理與生化、遺傳資源和育種、栽培技術(shù)、生物技術(shù)與分子生物學(xué)、病蟲(chóng)害綜合防控、此生代謝與保健、貯藏與加工、市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。2014年6月，承辦了國(guó)家商務(wù)部舉辦的亞洲國(guó)家果樹(shù)技術(shù)培訓(xùn)班現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)工作，亞美尼亞、巴勒斯坦等9個(gè)國(guó)家共23名專(zhuān)家、學(xué)者參加。2015年9月，承辦了中國(guó)石榴產(chǎn)業(yè)發(fā)展圓桌峰會(huì)，會(huì)議就石榴的育種、栽培、保健和深加工等進(jìn)行了廣泛研討。

2 今后工作展望

今后，借助棗莊市石榴國(guó)家林木種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)豐富的石榴種質(zhì)，我們將繼續(xù)開(kāi)展石榴的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究工作。

2.1 石榴種質(zhì)表型數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

全面、系統(tǒng)、深入開(kāi)展形態(tài)特征、經(jīng)濟(jì)性狀觀(guān)測(cè)、基因型評(píng)價(jià)等相關(guān)評(píng)價(jià)工作，全面規(guī)范種質(zhì)資源的收集、整理、保存和庫(kù)區(qū)管理等基礎(chǔ)性工作，逐步建立石榴種質(zhì)表型數(shù)據(jù)庫(kù)、石榴種質(zhì)資源圖庫(kù)，逐步實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源信息的共享共用。

2.2 種質(zhì)引進(jìn)及良種選育

繼續(xù)開(kāi)展石榴種質(zhì)引進(jìn)工作。重點(diǎn)引進(jìn)具備籽粒大、軟、出汁率高、酸甜適中，抗寒、抗旱、抗裂果等優(yōu)良特性的國(guó)內(nèi)外石榴種質(zhì)；加大良種選育力度。通過(guò)資源評(píng)價(jià)，篩選出優(yōu)良、特異種質(zhì)，直接擴(kuò)繁利用，或者作為親本，采用芽變選種、雜交育種、生物技術(shù)育種等手段，開(kāi)展石榴新優(yōu)品種選育工作，有針對(duì)性的選育生產(chǎn)上需要的具有抗性強(qiáng)，籽粒軟、風(fēng)味濃等優(yōu)異特性的石榴品種。

2.3 品質(zhì)、抗性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系建設(shè)

借助豐富的國(guó)內(nèi)外石榴種質(zhì)，通過(guò)田間及試驗(yàn)室調(diào)查、分析、測(cè)定，建立石榴的品質(zhì)、抗性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，劃分品質(zhì)、抗性等級(jí)。

2.4 新型栽培模式研究

借鑒國(guó)外石榴新型栽培模式，結(jié)合國(guó)內(nèi)生態(tài)環(huán)境，進(jìn)行石榴優(yōu)質(zhì)高效栽培模式創(chuàng)新研究；開(kāi)展石榴設(shè)施栽培研究，集成石榴設(shè)施栽培技術(shù)體系，解決北方石榴的凍害及裂果問(wèn)題；建設(shè)石榴果園水肥一體化系統(tǒng)、自動(dòng)噴藥系統(tǒng)，結(jié)合石榴生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律調(diào)試、運(yùn)行系統(tǒng)程序，開(kāi)展石榴水肥一體化相關(guān)研究。endprint

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Innovation Progress of Zaozhuang Pomegranate National Forest Tree Germplasm Repository

LUO Hua，HOU Lefeng，ZHAO Yawei，DING Zhiqiang，BI Runxia，

ZHAO Lina，WANG Qingjun，MENG Jian，CHEN Ying，MA Min，HAO Zhaoxiang

（Zaozhuang Pomegranate Research Center—Yicheng District Fruit

Tree Center in Zaozhuang，Shandong Zaozhuang 277300，China）

Abstract：“Zaozhuang Pomegranate National Forest Tree Germplasm Repository” was named by the State Forestry Administration in October 2016. This article briefly summarized the work of innovation by using the repository，including variety classification，breeding，cold resistance evaluation，genetic diversity analysis and to undertake academic activities. In addition，the future work was prospected. It would provide the reference for further pomegranate germplasm resources research work.

Keywords：pomegranate；germplasm resource；innovation； progressendprint