山西省果樹種質(zhì)資源保護(hù)利用現(xiàn)狀及發(fā)展建議

付寶春 李登科 趙旗峰 王永康

摘?要：以山西省果樹種質(zhì)資源保護(hù)利用為核心，闡述了山西果樹種質(zhì)資源在全國的地位和特色，尤其是收集保存和鑒定評價(jià)及開發(fā)利用等保護(hù)利用現(xiàn)狀，指出了亟待解決的主要問題和困難，最后提出了今后果樹種質(zhì)資源的保護(hù)利用建議。

關(guān)鍵詞：果樹;種質(zhì)資源;保護(hù)利用

文章編號：2096-8108（2021）01-0007-04?中圖分類號：S602.4?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：To focus on fruit tree germplasm resources conservation and utilization in Shanxi Province， the status and characteristics of fruit tree germplasm resources in this area， especially the collection and appraisal evaluation and and utilization of protection， were expounded. Then the main problems and difficulties to be solved urgently had been pointed out. Finally the suggestions on protection and utilization of the fruit tree germplasm resources in the future were proposed.

Keywords：fruit tree;germplasm;protection and utilization

1?保護(hù)利用現(xiàn)狀

1.1?我省果樹種質(zhì)資源的地位和特色

我省地處黃河中游，黃土高原東緣有太行山、呂梁山、太岳山、中條山等南北走向山脈，汾河、沁河、滹沱河、清漳河等水系貫穿其中，山地、高原、丘陵占80%以上，地形地貌復(fù)雜多樣。自然區(qū)劃氣候帶劃分為溫帶半干旱氣候區(qū)和暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，南北跨越6個(gè)緯度，海拔最大高差2 800 m，平均氣溫4～13 ℃，無霜期110～220 d，降水量400～700 mm，氣候類型多樣，孕育著豐富的果樹種質(zhì)資源，突出表現(xiàn)在具有抗旱、抗寒、耐鹽堿、優(yōu)質(zhì)等特性的種質(zhì)資源類型繁多[1-2]。椐不完全統(tǒng)計(jì)，我省境內(nèi)共有果樹種質(zhì)資源28科，51屬，194個(gè)種，其中栽培果樹15科，21屬，84個(gè)種，18個(gè)變種，1 328個(gè)品種[2];野生果樹13科，30屬，110個(gè)樹種[3]。

我省境內(nèi)山地丘陵面積大，土層深厚，氣候溫和，光照充足，雨量適中，是我國果樹起源演化和多樣性中心之一，是除云南、新疆等個(gè)別省份外少有的種質(zhì)資源富集的省份，如我省黃河流域和汾河流域是棗、核桃、杏、沙果、海棠等多種果樹及其野生近緣種的起源地，同時(shí)也是全國的優(yōu)質(zhì)、特色果樹主產(chǎn)區(qū)，栽培歷史悠久，擁有一大批名、特、優(yōu)、稀地方品種資源，如稷山板棗、臨猗疆石榴、永濟(jì)青柿、夏縣板栗、汾陽核桃、太谷沙果、清徐沙金紅杏、河曲海紅果、高平大黃梨和澤州紅山楂等。同時(shí)擁有果樹栽培種的野生近緣種，可作為果樹的優(yōu)良砧木資源，如山定子作蘋果的抗寒砧木，海棠果作蘋果耐旱耐鹽堿的砧木，武鄉(xiāng)海棠作蘋果的矮化砧，毛櫻桃作櫻桃的矮化砧，山桃作耐旱寒的砧木，杜梨和秋子梨抗火疫病，山葡萄抗寒等。另外，我省小雜果類特色果樹資源類型豐富，具有廣泛的開發(fā)利用前景，如歐李、沙棘、文冠果、翅果油樹等已成為近年來果樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展、退耕還林及脫貧致富的先鋒樹種[2-3]。

多年來，圍繞我省果樹種質(zhì)資源的調(diào)查區(qū)劃、收集保存、鑒定評價(jià)和保護(hù)利用等領(lǐng)域，編輯出版了《山西省果樹種質(zhì)資源及區(qū)劃》《山西果樹志》和《山西野生果樹》《桃種質(zhì)資源》《山西之梨》等專著及山西主要優(yōu)勢特色果樹種質(zhì)資源調(diào)查報(bào)告等第一手材料，為山西省果樹種質(zhì)資源的進(jìn)一步保護(hù)和利用提供了科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)保障[1-5]。

1.2?果樹種質(zhì)資源的收集保存

我省的山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所、山西省林業(yè)科學(xué)院、山西省林業(yè)廳和農(nóng)業(yè)廳等果樹科研教學(xué)和生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，從20世紀(jì)五六十年代開始果樹種質(zhì)資源的全面普查、系統(tǒng)調(diào)查和收集保存工作。其中山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所作為我省從事北方落葉果樹研究的專業(yè)科研機(jī)構(gòu)，收集保存的果樹種質(zhì)資源類型和數(shù)量最多，共收集保存了6科15屬69種3 273份種質(zhì)資源，種質(zhì)資源類型主要包括野生資源、地方品種和特色珍稀瀕危資源，建立了包括蘋果、梨、桃、葡萄、棗、核桃、櫻桃、柿、杏、李、扁桃、榛子、草莓、樹莓、山楂等15個(gè)樹種的種質(zhì)資源圃（表1），其中棗和葡萄為國家果樹種質(zhì)資源圃，分別收集保存2個(gè)種共930份和16個(gè)種739份種質(zhì)資源，處于全國領(lǐng)先地位。種質(zhì)資源的保存方式均為資源圃田間異地保存，占地面積67 hm2，每份種質(zhì)保存3～5株。

1.3?果樹種質(zhì)資源的鑒定評價(jià)

近年來，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所等單位對收集保存的主要果樹種質(zhì)資源，按照果樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求開展了主要植物學(xué)特征、生物學(xué)特性、果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀、抗逆性和育種特性等性狀的鑒定評價(jià)，共計(jì)鑒定評價(jià)1 130份種質(zhì)資源的表型農(nóng)藝性狀，數(shù)據(jù)量達(dá)120個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，共計(jì)20多萬個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)項(xiàng)主要包括樹形、樹勢、萌芽期、成熟期等形態(tài)物候期特征，生長特性、開花結(jié)果習(xí)性、豐產(chǎn)性等生物學(xué)特性，單果重、果實(shí)形狀、果實(shí)顏色、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量等果實(shí)特性，以及抗裂果、抗旱性、抗寒性等抗性性狀。采集整理了大量的植株、枝葉、花果等圖像數(shù)據(jù)。篩選出了具有矮化特性的武鄉(xiāng)海棠蘋果砧木、耐鹽堿的八棱海棠、抗逆性強(qiáng)的杜梨等果樹砧木種質(zhì)資源和紅富士蘋果、保德海紅、酥梨、玫瑰香葡萄、紅不軟桃、穗狀核桃、冬棗、玉皇李、沙金紅杏等綜合性狀優(yōu)異的品種資源，已廣泛應(yīng)用于果樹生產(chǎn)和育種研究。作為國家自然科技資源共享平臺的國家棗、葡萄種質(zhì)資源子平臺，國家棗、葡萄種質(zhì)資源圃制定了《棗種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》和《棗種質(zhì)資源鑒定評價(jià)技術(shù)規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對棗和葡萄資源的鑒定評價(jià)起到了重要作用，保證了采集數(shù)據(jù)的科學(xué)性、規(guī)范性、可比性和可靠性[6-8]。

1.4?果樹種質(zhì)資源的開發(fā)利用

1.4.1?支撐了果樹新品種選育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展

以收集保存的果樹種質(zhì)資源為代表性材料和育種核心親本，我省的科研院所和高等院校等單位廣泛開展了雜交、實(shí)生、胚培養(yǎng)和誘變等育種技術(shù)研究、遺傳多樣性以及功能基因分析等研究，累計(jì)數(shù)量10萬余份次，資源利用率達(dá)60%以上。尤其是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所以其為育種材料先后選育出了SH系和Y系蘋果矮化砧木、丹霞和晉霞蘋果、早黑寶和無核翠寶葡萄、晉蜜和玉露香梨、金秋和霞光桃、臨黃1號和金谷大棗、紅瑪瑙和晶鈴櫻桃、亞杏和晉梅杏、金薄香系列核桃、晉扁系列扁桃等新優(yōu)品種100多個(gè)[9-14]。常年為省內(nèi)外果樹科研教學(xué)和生產(chǎn)單位及果農(nóng)等提供優(yōu)良品種資源接穗和苗木5 000份次以上，累計(jì)示范應(yīng)用面積50萬hm2以上，為果樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良種支撐服務(wù)。尤其是利用庫爾勒香梨和雪花梨品種雜交選育的玉露香梨新品種具有果個(gè)大、肉質(zhì)細(xì)膩、汁液多、可食率高、品質(zhì)優(yōu)異、耐貯藏等優(yōu)良特性，被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列為全國主推果樹品種之一，目前已成為我省隰縣、汾西、壽陽等縣市的特色農(nóng)產(chǎn)品和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，全省發(fā)展面積已達(dá)近百萬畝。葡萄新品種無核翠寶具有粒大、質(zhì)優(yōu)、味濃等特性，已作為國家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的主推品種之一向全國示范推廣。國家棗種質(zhì)資源圃篩選的、原產(chǎn)我省的大果優(yōu)質(zhì)地方品種壺瓶棗引入新疆后表現(xiàn)優(yōu)異，已成為當(dāng)?shù)刂髟云贩N，應(yīng)用面積20萬hm2以上，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

1.4.2?支撐了重大科研項(xiàng)目和科技成果

多年來，依托我省果樹種質(zhì)資源圃為國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家科技支撐計(jì)劃、國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)和省級自然基金、重大研發(fā)項(xiàng)目等100多個(gè)國家和省部級項(xiàng)目的立項(xiàng)和順利實(shí)施提供了重要的研究平臺和種質(zhì)資源支撐。如山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所依托果樹和土地資源優(yōu)勢支撐承擔(dān)了國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蘋果、梨、葡萄的4個(gè)專家崗位、綜合試驗(yàn)站和省產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的干果、水果的6個(gè)首席、崗位專家和試驗(yàn)站的科研生產(chǎn)任務(wù)，彰顯了我省果樹科研水平和在全國的地位。

近年來，以果樹種質(zhì)資源研究和利用成效支撐獲得了多項(xiàng)國家和省部級科研成果獎(jiǎng)勵(lì)，其中國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)。其中山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所依托國家棗種質(zhì)資源圃多年研究成果作為主要支撐內(nèi)容獲得2011年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng);利用原產(chǎn)我省的武鄉(xiāng)海棠蘋果矮化砧木資源選育的SH系蘋果矮化砧木得到了普遍應(yīng)用，SH1矮化砧木的選育利用作為主要支撐成果獲得2012年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。山西省林業(yè)科學(xué)院選育的系列核桃優(yōu)良品種，作為核桃增產(chǎn)潛勢技術(shù)創(chuàng)新體系成果的重要組成部分獲得2011年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。另外，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所選育的‘早黑寶葡萄和‘金昌1號棗新品種成果獲得省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

2?存在的主要問題

2.1?種質(zhì)資源的消失風(fēng)險(xiǎn)加劇

隨著城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化和工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，加之氣候變化、環(huán)境污染和外來物種入侵等因素影響，以及近30年來未組織開展種質(zhì)資源普查和調(diào)查，致使我省果樹種質(zhì)資源家底不清、原生境資源保護(hù)不到位、地方品種和野生種等特異種質(zhì)資源生存空間變小。而且由于研究機(jī)構(gòu)人員不專業(yè)、制度不健全、設(shè)施不完善等原因造成收集保存種質(zhì)分散甚至丟失，有時(shí)僅考慮育種和生產(chǎn)急需臨時(shí)引進(jìn)保存，無長效保護(hù)機(jī)制，隨時(shí)存在丟失風(fēng)險(xiǎn)。

2.2?優(yōu)特異種質(zhì)資源的鑒定評價(jià)和深度挖掘利用滯后

現(xiàn)有資源已開展深度鑒定評價(jià)的資源僅占2%左右，種質(zhì)資源表型精準(zhǔn)鑒定和全基因組水平基因型鑒定以及新基因發(fā)掘不夠，難以滿足品種選育對優(yōu)特異新種質(zhì)和新基因的需求，資源優(yōu)勢難以轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。主要原因是實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備條件不完善，尤其是專業(yè)化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)施設(shè)備缺乏，不利于種質(zhì)資源的鑒定評價(jià)，而且專業(yè)研究機(jī)構(gòu)和高水平科研人員缺乏。在鑒定評價(jià)技術(shù)手段方面還僅限于主要表型性狀的鑒定評價(jià)，抗逆性狀特性鑒定評價(jià)條件手段較差，重要性狀的基因型水平挖掘深度不夠。

2.3?種質(zhì)資源的保護(hù)設(shè)施不完善、容量不足

現(xiàn)有15個(gè)果樹樹種種質(zhì)資源圃除國家棗和葡萄資源圃因有國家經(jīng)費(fèi)支持具有較完備的基礎(chǔ)保護(hù)設(shè)施外，大多缺乏基本的水利灌溉、防護(hù)網(wǎng)、田間道路、安全監(jiān)控檢測設(shè)施以及鑒定評價(jià)必需的儀器設(shè)備條件，還存在異地保存自有土地容量不足的問題，甚至存在由于經(jīng)費(fèi)不足連正常的田間管理都難以為繼的情況。

2.4?種質(zhì)資源的有效交流與共享利用不夠

由于法律法規(guī)不完善、體制機(jī)制不健全，致使種質(zhì)資源的交流渠道不暢，收集保存的種質(zhì)資源難以高效共享利用。如利用單位不按要求提供應(yīng)用證明和反饋利用信息、不遵守保密規(guī)定使用造成泄密、惡意索取種質(zhì)資源等不良行為，而且現(xiàn)行考核和成果轉(zhuǎn)化機(jī)制不利于交流和共享種質(zhì)資源，影響了提供種質(zhì)資源的主動(dòng)性和積極性。

3?保護(hù)與利用建議

果樹種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的重要組成部分，是保障我國重要農(nóng)產(chǎn)品安全和供給的戰(zhàn)略性資源，是果樹科技創(chuàng)新與種業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，種質(zhì)資源的保護(hù)與利用是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性、戰(zhàn)略性和長期性的工作。據(jù)此，應(yīng)圍繞果樹科技原始創(chuàng)新和現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的重大需求，遵循廣泛收集、妥善保存、深入評價(jià)、積極創(chuàng)新、共享利用的原則，確保果樹種質(zhì)資源安全保護(hù)和高效利用，突出系統(tǒng)性、前瞻性和創(chuàng)新性，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施，集中力量攻克種質(zhì)資源保護(hù)和利用中的重大科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)難題，進(jìn)一步增加我省果樹種質(zhì)資源保存數(shù)量、豐富多樣性，發(fā)掘創(chuàng)制優(yōu)異種質(zhì)和基因資源，為選育果樹新品種、發(fā)展現(xiàn)代果樹種業(yè)提供優(yōu)特異種質(zhì)支撐。

3.1?系統(tǒng)開展果樹種質(zhì)資源的收集保存工作

充分利用第3次全國種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)契機(jī)，開展果樹種質(zhì)資源的全面普查、系統(tǒng)調(diào)查和搶救性征集，加快查清我省果樹種質(zhì)資源家底，加大珍稀、瀕危、特有資源和特色地方品種收集力度，確保資源不丟失，實(shí)現(xiàn)應(yīng)保盡保。主要工作包括以下幾方面。一是加強(qiáng)我省地方特色果樹種質(zhì)資源收集保存工作，將沙棘、歐李、石榴、板栗、文冠果等特色樹種納入收集保存范圍，并建立省級種質(zhì)資源圃;二是加強(qiáng)野生果樹資源的考察收集，重點(diǎn)是果樹砧木、酸棗、野生葡萄等適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)、營養(yǎng)功能性成分富集及專用用途的優(yōu)特異資源的考察搜集，基本摸清野生資源的遺傳多樣性;三是加強(qiáng)我省原產(chǎn)的優(yōu)勢特色果樹種質(zhì)資源的原產(chǎn)地地域標(biāo)志和原生境保護(hù)，如清徐縣馬峪的黑雞心葡萄、稷山縣稷峰的稷山板棗、汾陽市南偏城的綿核桃、武鄉(xiāng)縣的武鄉(xiāng)海棠蘋果矮化砧木、高平市的大黃梨、太谷縣的沙果、河曲縣的海紅子、臨縣的玉皇李等區(qū)域資源進(jìn)行原產(chǎn)地地理標(biāo)志或原生境保護(hù)，支持申報(bào)重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)保護(hù)[1-3]。

3.2?加強(qiáng)種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定評價(jià)和創(chuàng)新利用

以山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所和園藝學(xué)院等優(yōu)勢科研院所和高等院校為依托，搭建專業(yè)化、智能化資源鑒定評價(jià)平臺和基因發(fā)掘平臺，建立全省統(tǒng)籌、分工協(xié)作的種質(zhì)資源鑒定評價(jià)體系。主要開展在對種質(zhì)資源表型性狀鑒定評價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行基因型精準(zhǔn)鑒定評價(jià)，深度挖掘優(yōu)特異種質(zhì)基因，構(gòu)建分子指紋圖譜庫，強(qiáng)化育種創(chuàng)新基礎(chǔ)。同時(shí)根據(jù)我省果樹育種創(chuàng)新利用的迫切需求組織實(shí)施優(yōu)異種質(zhì)資源創(chuàng)制應(yīng)用研究，新種質(zhì)的規(guī)?；瘎?chuàng)制，推進(jìn)良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)，尤其要重點(diǎn)開展品質(zhì)、抗性和功能性等性狀精準(zhǔn)評價(jià)及重要經(jīng)濟(jì)性狀形成機(jī)制研究，系統(tǒng)分析優(yōu)異種質(zhì)資源的關(guān)鍵基因效應(yīng)，闡明關(guān)鍵效應(yīng)新基因在育種中的價(jià)值與有效利用途徑。在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用，重點(diǎn)開展蘋果、梨、葡萄、棗、核桃等主要果樹性狀的鑒定評價(jià)技術(shù)研究;豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等主要農(nóng)藝性狀和高功能性營養(yǎng)成分、次生代謝物質(zhì)的鑒定;抗逆（抗旱、抗寒、耐鹽堿等）性狀鑒定評價(jià)。挖掘高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮化、無核、高抗等功能基因，并進(jìn)行識別、鑒定、克隆，探索基因的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系分析以及基因的表達(dá)調(diào)控，為進(jìn)一步利用這些功能基因進(jìn)行品種改良奠定基礎(chǔ)。

3.3?建立健全果樹種質(zhì)資源保護(hù)利用體系

構(gòu)建以國家棗和葡萄種質(zhì)資源圃為核心，以我省其他果樹收集保存圃和原生境保護(hù)點(diǎn)為依托的果樹種質(zhì)資源保護(hù)體系。在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所建立以收集保存為主要功能的17個(gè)主要果樹的種質(zhì)資源圃，在現(xiàn)有樹種基礎(chǔ)上增加2個(gè)樹種，在現(xiàn)有規(guī)模面積基礎(chǔ)上擴(kuò)容面積20 hm2。在全省范圍內(nèi)建立13～15個(gè)主要果樹地方品種資源原生境保護(hù)點(diǎn)。建立主要果樹種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定評價(jià)中心。以山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院和山西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳為主導(dǎo)分別建立主要果樹表型鑒定、基因型鑒定和生產(chǎn)性能鑒定中心。建設(shè)山西全省果樹種質(zhì)資源大數(shù)據(jù)平臺和科技文化博物館。建立種質(zhì)資源圃、原生境保護(hù)點(diǎn)和鑒定評價(jià)中心為一體的種質(zhì)資源大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)時(shí)匯集、整理、挖掘種質(zhì)資源的收集保存、鑒定評價(jià)、共享利用等信息，完善種質(zhì)資源分發(fā)查詢和獲取服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和信息共享。充分利用我省唯一的國家棗葡萄種質(zhì)資源圃已具備的基礎(chǔ)設(shè)施和儀器設(shè)備條件以及豐富的種質(zhì)資源平臺優(yōu)勢，建設(shè)集歷史文化宣傳、科普教育和資源多樣性展示、科學(xué)技術(shù)交流合作等功能于一體的綜合性棗葡萄科技文化博物館。

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