紅醋栗種質(zhì)資源研究現(xiàn)狀與展望

蘭士波

(黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081)

紅醋栗是紅茶藨子(RibesrubrumL.)的別稱，集食用、藥用、保健、美化、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值于一身，又名:紅穗醋栗、紅果茶藨、歐洲紅穗醋栗(中國果樹分類學(xué))、紅果醋栗(經(jīng)濟(jì)植物手冊)。紅醋栗的俗稱為紅加侖，因其紅色的果實(shí)呈串狀懸掛于枝上而得名，具獨(dú)特的天然‘綠色’、營養(yǎng)豐富和保健食療效果顯著之優(yōu)良特性，為高檔次飲品和保健型食品的原料，市場潛力巨大。在植物系統(tǒng)分類學(xué)上，紅醋栗隸屬于虎耳草科(Saxifragaceae)或醋栗科(Grossulariaceae)、茶藨子屬(RibesLinn.)、醋栗亞屬[Subgen.Grossularia (Mill.)A.Rich.]、醋栗組(Sect.Grossularia)，是中國大陸重要的經(jīng)濟(jì)樹種之一，被譽(yù)為第三代新型果樹種質(zhì)，不僅經(jīng)濟(jì)價值巨大，生態(tài)作用不可估量，且姿態(tài)飄逸、花繁色紫、果紅若赤丹，觀賞價值極高[1-2]。茶藨子屬植物起源于南美和北半球的整個溫帶地區(qū)，分布廣泛，主要分布在歐洲和北美洲氣候溫暖的北部區(qū)域，亞洲、南美洲和北非亦存在一定的分布[3-6]。全世界茶藨子屬植物160余種，中國大約59種，廣泛分布在西南、西北至東北。黑龍江共有15種1變種1變型，其中3個種為栽培種[3,5]。黑龍江省地處中國的最東北部，地域遼闊，橫跨寒溫帶和溫帶兩個氣候帶，地形多樣復(fù)雜，南北山地逶迤起伏，東西兩大草原一望無際，素有大森林、大草原和大沼澤之稱。該區(qū)域的氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，生態(tài)環(huán)境和氣候條件獨(dú)特，適宜高品質(zhì)經(jīng)濟(jì)植物的生長發(fā)育，現(xiàn)已成為中國北方漿果的重要栽培基地和特色產(chǎn)業(yè)基地。為有效保存紅醋栗種質(zhì)資源，穩(wěn)定且可持續(xù)發(fā)展該區(qū)域的地方經(jīng)濟(jì)，在汲取國內(nèi)外研究成果和學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過概述紅醋栗的地理分布、生物學(xué)特性、生態(tài)適應(yīng)性、生態(tài)耦合性、生物繁殖技術(shù)、引種馴化理論與栽培技術(shù)、果實(shí)活性成分及其綜合利用價值等方面的研究進(jìn)展，指出在種質(zhì)資源開發(fā)利用過程中存在的主要問題，展望了創(chuàng)新利用的廣闊前景，并提出了合理化建議。

1 紅醋栗的研究進(jìn)展

1.1 生物學(xué)特性研究

紅醋栗樹勢中庸，樹姿半開張，枝平滑無刺或具刺。植株叢生，地下部分易發(fā)生萌蘗根，地上部分由異齡的基生枝組成，基生枝直立生長，果枝下垂斜生，且1a生枝營養(yǎng)生長，2a生枝開始結(jié)實(shí)，產(chǎn)量源自4～6a生枝?；ㄐ蚩偁?，小花自花穗基部向前逐漸開放，果實(shí)著色亦始于基部。果實(shí)成熟時間比較集中，且不易脫落，在果穗上的懸掛時間較長[4,7-9]。該種性喜冷涼濕潤的氣候和腐殖質(zhì)豐富的土壤，氣溫、濕度、溫差、土壤種類和質(zhì)量對生長發(fā)育具有一定的影響，夏季干熱高溫且蒸騰量大，抑制新梢生長，但隨著氣溫和土溫的升高及降水量的增多，生長逐漸加快[7]。

1.2 地理分布研究

紅醋栗原產(chǎn)歐洲和亞洲北部，分布廣泛，自然分布于北歐、俄羅斯、哈薩克斯坦等高緯度的國家和地區(qū)，集中分布在北半球溫帶和較寒冷地區(qū)，少數(shù)種延伸到亞熱帶和熱帶山地，直至南美洲南端，非洲西北部的阿特拉斯僅存在少量的分布[4-5]。紅醋栗的栽培歷史較短，其人工栽培區(qū)集中于歐洲，且栽培面積和產(chǎn)量居世界首位。近幾年來，中國東北的黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古，以及新疆地區(qū)大量引種紅醋栗，增大了栽培面積，拓展了分布范圍。

1.3 生態(tài)適應(yīng)性和耦合性分析

在植物與環(huán)境的相互關(guān)系中，生態(tài)因子對生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)起綜合作用，且植物又以自身的變異來適應(yīng)外界環(huán)境的變化。紅醋栗的變異類型較多，對環(huán)境變化具有一定的適應(yīng)能力，可適應(yīng)不同生境類型。(1)抗寒性:紅醋栗抗寒能力較強(qiáng)，可耐-30℃嚴(yán)寒，但倒春寒年份會導(dǎo)致部分花蕾遭受凍害，正常年份無需防寒即能安全越冬[7,10]；花期和果期較早，可避免晚霜危害，提前完成越冬準(zhǔn)備，利于克服霜凍和高溫的不良影響[7]。(2)抗旱性:紅醋栗的抗熱性和抗旱性較強(qiáng)，即使在干旱條件下，亦能正常生長發(fā)育，僅個別品種的葉片因蒸騰失水而出現(xiàn)灼傷現(xiàn)象，影響生長量、基生枝數(shù)量和果實(shí)產(chǎn)量，但仍表現(xiàn)出一定的抗旱性，這主要取決于各品種自身的生理生化特性和遺傳因素[11]。(3)抗病性:白粉病是紅醋栗的主要病害，在病害普遍發(fā)生時，許多品種生長發(fā)育正常，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗病能力[6]，這為抗病性新品種的選育奠定了基礎(chǔ)。(4)喜光性:紅醋栗喜光照，需要寬闊的生長空間和適宜的溫度。(5)土壤要求:紅醋栗對土壤條件的要求不甚苛刻，適生于土層深厚肥沃的中性或微酸性壤土、沙壤土和腐殖土上，在輕鹽漬土上生長良好[4-5]。

1.4 營養(yǎng)成分及食用價值研究

紅醋栗果實(shí)富含可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素、有機(jī)酸、氨基酸、礦物質(zhì)和多種微量元素，且香甜可口、色澤艷麗、風(fēng)味獨(dú)特，即可鮮食，亦可作為果汁、飲料、果酒、果醬、果膏、果凍、果糖和蜜餞等產(chǎn)品的加工原料，但果實(shí)不耐貯藏和運(yùn)輸。果實(shí)中各種揮發(fā)性成分以一定比例存在，構(gòu)成特有香味，決定果實(shí)的加工品質(zhì)，且果實(shí)加工性能良好，營養(yǎng)豐富，被稱作第三代新型果樹。采用固相微萃取、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)技術(shù)系統(tǒng)，檢測出20余種揮發(fā)性成分，主要包括:4種萜烯類、4種脂類、3種醇類、4種烷烴類、2種醛類[12]。果實(shí)中的可溶性糖和有機(jī)酸的含量分別為5.85%和1.88%，糖酸比處甜酸適度的范疇，鮮食口感甚佳,可有效補(bǔ)充人體的能量[13]。果實(shí)含糖量較低，加工的罐頭、果醬和果汁飲料等系列產(chǎn)品是糖尿病患者的最佳保健營養(yǎng)飲品。野生果實(shí)中維生素C的含量高于栽培品種，其中富含天然食用色素，用以開發(fā)無需添加其他色素的優(yōu)質(zhì)飲品，尚可用于提取天然食用色素[14-15]。果實(shí)富含17種氨基酸，涵蓋了9種人體必需的氨基酸，即:蘇氨酸、纈氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、組氨酸、苯丙氨酸，這些人體所必需的氨基酸占其總量的50%，但谷氨酸含量最高，蛋氨酸含量最低[16]。紅醋栗是提取天然食用色素的原料，安全性高，具一定的營養(yǎng)價值和生理作用，但對光照和熱量的穩(wěn)定性較差[13,17-18]。基于紅醋栗色素提取及理化性質(zhì)分析，認(rèn)為:在溫度20～60℃的范圍內(nèi)，色素液的喜光度保持不變，仍呈紅色；溫度在80～100℃條件下，色素液的吸光度隨時間的增長而逐漸變小，且溫度越高，降解速度越快，遵循一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律[19-20]，因此，在紅色素提取時，應(yīng)選擇最佳時間和溫度。

1.5 活性成分及藥用價值的研究

紅醋栗果實(shí)中具有不飽和脂肪酸、香豆類素和黃酮類化合物等活性物質(zhì)，在抗炎鎮(zhèn)痛、抗真菌和細(xì)菌以及抗腫瘤方面的藥理活性顯著[21-22]，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中。紅醋栗的根、葉和果實(shí)均含大量的生物黃酮類活性成分，且果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)的含量高于栽培品種，該類成分對軟化血管、降低血脂、降低血壓、補(bǔ)充鈣素、增強(qiáng)免疫力和抗癌能力的功效顯著[13,23-24]；果實(shí)富含各種維生素、碘和鐵等多種礦物質(zhì)元素，且葉片中粗蛋白質(zhì)的含量較高，有利于減緩動脈粥狀硬化，加強(qiáng)人體毛細(xì)血管的功能，并對病毒性肝炎、腎病、關(guān)節(jié)炎、足痛病、痢疾、骨發(fā)育不良等具有一定的療效。果汁能解渴并能強(qiáng)壯體質(zhì)，促進(jìn)體內(nèi)物質(zhì)的正常交換和有毒物質(zhì)及放射性物質(zhì)的排出。鐵是許多酶和血紅蛋白的主要成分，是衡量營養(yǎng)價值的重要標(biāo)志之一，經(jīng)常食用可以預(yù)防缺鐵性貧血[16]。

1.6 觀賞性和其他利用價值的研究

紅醋栗的果實(shí)大小、單果質(zhì)量和耐貯性均低于黑穗醋栗(RibesnigrumL.)，但果實(shí)工藝成熟度較高，且耐貯性與氧化代謝強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)。在果實(shí)加工的過程中，隨著加熱濃縮時間的延長，抗壞血酸的含量卻逐漸下降[25]。紅醋栗根系發(fā)達(dá)，抗寒耐寒能力較強(qiáng)，且姿態(tài)清秀飄逸，葉色嫩綠青翠，花繁色紫，果穗形態(tài)各異，果紅若赤丹，晶瑩剔透，觀賞價值極高，以此點(diǎn)綴路旁或花壇邊，風(fēng)格優(yōu)美，為花果俱美的生態(tài)城市構(gòu)建樹種之一[26]?；ê脱恐懈缓枷阌停橇己妹墼粗参?，且野生種抗寒性、抗病性和豐產(chǎn)性極強(qiáng)，可作為很好的育種材料和雜交親本[27]。紅醋栗葉片中粗蛋白質(zhì)的含量較高，深加工產(chǎn)品對發(fā)展畜牧業(yè)，解決冬季牲畜缺草的難題，緩解農(nóng)林牧的矛盾，促進(jìn)區(qū)域性生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的意義重大[16]。

1.7 繁育與引種栽培技術(shù)的研究

1.7.1 無性繁育技術(shù)研究

中國對茶藨子屬植物繁育技術(shù)的研究主要集中在東北，基本上圍繞生殖生態(tài)[28]、抗寒性機(jī)理[29-30]、野生種的花器生理[31]、生物學(xué)技術(shù)[32-33]和離體組織培養(yǎng)技術(shù)[34]等方面。紅醋栗無性繁殖的方法主要包括分株繁殖、壓條繁殖、扦插繁殖和組織培養(yǎng)。分株繁殖是傳統(tǒng)的園藝繁殖方法，在黑龍江省一般于早春進(jìn)行。該方法易成功，苗木健壯且成熟早，但繁殖效率較低[35]；壓條繁枝是在不脫離母體的條件下，將枝條埋于濕潤的土壤或基質(zhì)中，生根后切離母體，從而形成新的植株[36]?，F(xiàn)代繁殖技術(shù)基于利用嫩枝和木質(zhì)化的插條，采用無性繁殖的方法，但木質(zhì)化插條的生根率卻低于黑穗醋栗，這主要取決于穗醋栗的遺傳特性，且受氣候條件的影響。過于集中的降水量明顯抑制紅醋栗的硬枝扦插生根，但多數(shù)品種嫩枝扦插的效果良好[37-38]。以紅醋栗越冬芽萌生的嫩莖為外植體，采用腋芽增殖的途徑形成再生植株，從而篩選出適宜的誘導(dǎo)培養(yǎng)基、繼代培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基，最終構(gòu)建起完整的組培快繁體系[39]。

1.7.2 引種馴化與栽培技術(shù)研究

全世界茶藨子屬植物分布廣泛，但由于各種原因，野生資源的數(shù)量正逐步減少，分布區(qū)亦在逐漸縮小，因此，基于引種和馴化的基礎(chǔ)，廣泛建立人工育種群體，防止重要種質(zhì)基因的缺失。紅醋栗的栽培始于19世紀(jì)，最早由俄羅斯僑民引入黑龍江省。1985年，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)從波蘭引進(jìn)紅醋栗的優(yōu)良品種‘紅瑞’，果實(shí)甜酸，果汁鮮紅，風(fēng)味和品質(zhì)俱佳[40]；2002年，遼寧省干旱造林研究所從俄羅斯季米利亞農(nóng)學(xué)院引進(jìn)紅醋栗[41]。新疆的醋栗資源有限，僅北疆山區(qū)分布有紅醋栗野生種。根據(jù)引種、因素論及生態(tài)因子綜合分析法等理論，結(jié)合栽培區(qū)的立地條件及其生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性，按照氣候生態(tài)適生區(qū)、土壤和立地條件適宜區(qū)的區(qū)劃方法，確定適宜的栽培區(qū)域，引種俄羅斯紅醋栗良種，并探討了引種品種的生長表現(xiàn)和抗逆性，以實(shí)現(xiàn)引種栽培及馴化的綜合效益[42,7]。綜合多數(shù)專家的意見，結(jié)合各種因素，認(rèn)為:(1)山地栽培應(yīng)選擇在坡度5°～7°以下的南坡或東南坡，盡量避開主風(fēng)口；(2)春季土壤解凍后，采取南北行向定植，注意保護(hù)基生芽，且保持根系的舒展，確保適宜的覆土厚度；⑶視降水情況和土壤濕度，在開花前、新梢生長期和果實(shí)彭大期，適時灌水；為促使植株的營養(yǎng)集中，春季定植后，壯苗短截2/3，弱苗短截3/4[43]。

2 存在的問題和建議

2.1 紅醋栗可供栽培的良種匱乏，遵循引種區(qū)與栽培區(qū)環(huán)境條件相似的原則，廣泛引種馴化，并利用抗寒和豐產(chǎn)的育種材料，選育抗寒、豐產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)，以及適宜鮮食且兼具藥用、保健和觀賞價值的新品種，豐富栽培品種的種類和種質(zhì)資源的遺傳多樣性。

2.2 紅醋栗分布廣泛，受各種人為活動的干擾和自然因素的影響，導(dǎo)致野生資源破壞嚴(yán)重，分布區(qū)域縮小，遺傳基礎(chǔ)變窄。鑒于此，應(yīng)強(qiáng)化自然資源的保護(hù)，制定有效的保護(hù)措施，系統(tǒng)收集優(yōu)良的遺傳資源，拓展其保存范圍，長期有效地保護(hù)這一寶貴的種質(zhì)。

2.3 紅醋栗的開發(fā)產(chǎn)品單一，僅局限在鮮食和飲品類，制約了產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展，研發(fā)多種類、多功能的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，滿足不同消費(fèi)群體的高品味需求。

3 發(fā)展前景

中國的人口居世界首位，城市人口密集，且紅醋栗果實(shí)的營養(yǎng)價值較高，保健效果理想，藥理功效顯著，備受消費(fèi)者青睞。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和消費(fèi)水準(zhǔn)的提高，人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，逐漸向天然型、營養(yǎng)型和高檔型的方向發(fā)展，產(chǎn)品開發(fā)利用的前景廣闊。中國具有得天獨(dú)厚的生態(tài)環(huán)境和氣候條件，紅醋栗的基因資源豐富多樣，因此，利用鄉(xiāng)土資源和外域品種，運(yùn)用雜交、細(xì)胞學(xué)和分子學(xué)等領(lǐng)域的最新成果，廣泛選育并推薦優(yōu)異種質(zhì)，為產(chǎn)品開發(fā)提供良好的基因基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

紅醋栗野生資源的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會價值很高，且果實(shí)營養(yǎng)豐富，開發(fā)利用前景廣闊。黑龍江省地處中國的最東北部，地域遼闊，橫跨寒溫帶和溫帶兩個氣候帶，地形多樣復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境和氣候條件獨(dú)特，野生資源豐富。通過對紅醋栗種質(zhì)存量資源的清查與標(biāo)準(zhǔn)化整合，合理引種馴化，廣泛選育適宜當(dāng)?shù)卦耘嗟膬?yōu)良品種，促進(jìn)區(qū)域性經(jīng)濟(jì)的繁榮和可持續(xù)發(fā)展。

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