彩色核桃品種資源及開發(fā)利用

劉永輝，孟海軍，楊 瑩，趙 偉，李 琳，王 磊，吳國良

(河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院/河南省果樹瓜類生物學重點實驗室,河南 鄭州 450002)

核桃(JuglansregiaL.)是世界四大堅果之首，我國是世界核桃原生中心之一[1]。我國目前是世界第一大核桃生產(chǎn)國和重要的出口國，產(chǎn)量和面積均居世界首位[2]。核桃種仁富含不飽和脂肪酸和多種具有抗氧化特性的多酚等營養(yǎng)成分而具有重要的保健功效。除了果用，核桃樹還是重要的木材和生態(tài)樹種，山坡地種植既能防止水土流失又能材果兼收，具有很好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益[3]。通過40多年的努力，我國當前核桃產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)為：栽培面積迅速擴大、產(chǎn)量大幅度增加,名優(yōu)品種增多，區(qū)域化、集約化栽培成效顯著,全國有220個縣(市、區(qū))被國家林業(yè)局命名為“中國名特優(yōu)經(jīng)濟林之鄉(xiāng)”，核桃生產(chǎn)已逐漸成為我國農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的一個新的增長點[4]。

優(yōu)良品種是核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，而豐富的種質(zhì)資源又是培育新品種的有力保障[5]。在我國豐富的核桃資源寶庫中，通過育種家努力，培育了眾多新品種，支撐起了我國核桃產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展[6]。目前國內(nèi)的大部分核桃品種，其葉片和果皮的顏色均為綠色，種皮為淺黃色至黃褐色；但同其他果樹具有豐富的顏色突變一樣，核桃屬植物中也存在著顏色變異的類型，從而形成了富有特色的核桃品種類型[3]。這些品種資源是我們發(fā)展核桃產(chǎn)業(yè)的新期待。經(jīng)歷了長期的高速發(fā)展之后，近兩年核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展有所停滯，處于市場前景低迷的非常時期，我們應當對特異的品種資源予以重點開發(fā)和推廣。因此，本文對當前已經(jīng)報道的和正在研究的有關(guān)核桃色澤的品種資源予以介紹，以引起同行的注意，為促進核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 彩色核桃的性狀表現(xiàn)

綠色植物是地球上有機物的唯一來源，其基礎(chǔ)就是葉綠體的光合作用。但植物在進化過程中，通過多種變異途徑造成了各種彩色變異，從而形成了五彩繽紛的植物世界。常見的彩葉植物有紫甘藍、紫色辣椒、金葉國槐、中華紅葉楊、紅葉桃、紫葉李、紫葉黃櫨等[7]。果樹中各種果實到成熟時總是色彩紛呈，顏色由淺入深，直至藍色甚至黑色，如黑奧林葡萄及黑柿。雖然彩色植物的光合效率低于綠葉植物，但其豐富的色彩呈現(xiàn)具有很大的觀賞應用價值和營養(yǎng)價值,因而具有很好的經(jīng)濟效益。

核桃作為重要的果樹種類，出現(xiàn)彩色變異的表現(xiàn)主要涉及兩方面，即營養(yǎng)器官和繁殖器官兩部分。營養(yǎng)器官方面，核桃樹體整體呈紅色變異，從葉片到枝條，整體的營養(yǎng)器官表現(xiàn)出紅色性狀；而繁殖器官主要是其雌雄花器官也表現(xiàn)出紅色，特殊的類型則是種子的種皮呈現(xiàn)灰黑色、紫色和紅色，極大地豐富了核桃的品種資源類型，為我們開發(fā)利用寶貴資源提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)，為核桃產(chǎn)業(yè)的提升發(fā)展提供了更多選擇。

2 國內(nèi)外的彩色核桃品種資源

2.1 普通核桃的紅色類型

這種類型以‘紅瓤核桃’記載于中國果樹志核桃卷中，但長期以來未得到重視和研究[1，3]。在2015-2017年的核桃資源調(diào)查中，本課題組發(fā)掘到2個單系，并開展了較系統(tǒng)的研究。該紅核桃樹體的花青苷含量較高，種仁中花青苷含量高營養(yǎng)價值大，其樹體和葉片具有很好的觀賞價值，故可以作為園林觀賞樹種利用[8]。這種葉、果、種皮及木質(zhì)部均呈紅色的類型，是極具特色的核桃類紅木種質(zhì)資源，為核桃的果材兼用品種選育的重要后備資源。

2.1.1 植物學特征

‘紅瓤核桃’資源的樹冠為自然圓頭形，樹勢中庸，樹姿較直立。樹干呈灰褐色，溝紋具淺裂；1年生枝呈深褐色，皮孔近圓形、較稀。幼葉鮮紅至玫紅色，鮮艷亮麗，成熟葉深綠色至紅褐色，小葉數(shù)5～9枚，多7枚，葉形為闊披針形，全緣，先端漸尖；混合芽體梢飽滿，呈小圓球形。

該紅核桃是很罕見的核桃樹整體紅色變異，研究發(fā)現(xiàn)其植物學性狀表現(xiàn)與普通核桃相似，但1年生實生苗長勢稍弱于對照，2年后長勢恢復，與普通綠核桃無異；通過核桃葉片表觀、切片觀察以及測定葉片葉綠素、花青苷含量，均可說明紅核桃的花青苷含量高于綠核桃，而紅核桃的凈光合速率小于綠核桃，說明光合能力低于綠核桃，原因可能是花青苷的存在吸收和耗散了一部分光能，導致光合作用所能利用的光能減少，從而降低了光合效率[3]。

2.1.2 堅果主要經(jīng)濟性狀

‘紅瓤核桃’的堅果外觀整齊一致，果形端正，三徑平均為3.18 cm，屬中小果型；平均單果重10.48 g?？碳y較明顯，淺，殼較薄，內(nèi)褶壁紙質(zhì)而隔膜退化，取仁易。仁色呈紅色，仁體飽滿，仁肉細而味香，無異味；粗脂肪含量73.5%，蛋白質(zhì)含量17.3%，出仁率52.3%。紅色種皮亮麗鮮艷，因其花青苷含量高而具有較好的營養(yǎng)價值。

2.1.3 生長結(jié)果習性

‘紅瓤核桃’高接后次年始果，高接后5年生樹的果枝率為67.4%；其中側(cè)果枝率為71.5%。高接后5年生樹平均坐果率86.4%，平均單株產(chǎn)堅果381個，株產(chǎn)2.69 kg。

2.2 美國引入的品種(原名‘Robert Livermore’)

本品種由美國加州大學雜交選育而成，于2004年報道，原品種名稱‘Robert Livermore’[9,10]。2015年由陜西商洛盛大實業(yè)股份有限公司從美國加利福尼亞州引進紅仁核桃嫁接苗，2018年通過陜西省品種審定委員會審定，命名為‘紅仁核桃’推廣。

該品種的顯著特點是：‘紅仁核桃’萌芽期比香玲與西洛3 號分別晚8 d和12 d；果實成熟期比香玲與西洛3號分別晚12 d和18 d?！t仁核桃’物候期晚這一特性，對于北方核桃產(chǎn)區(qū)初春低溫、晚霜有一定規(guī)避作用因而意義重大[6]。

2.2.1 植物學特征

‘紅仁核桃’品種的樹冠為半圓形，樹姿直立或半開張。樹干光滑呈灰白色；1年生枝呈綠褐色，發(fā)枝力強而枝條密集。皮孔近圓形、平、稀。葉色濃綠，小葉數(shù)5～9枚，全緣，葉長10.5 cm、寬5.8 cm；混合芽體圓形，飽滿肥大。開花習性屬雄先型，雄花序長9.5 cm。與對照品種香玲和西洛3號比較具有樹勢強旺、生長量較大、葉色濃綠等特性。

2.2.2 堅果主要經(jīng)濟性狀

‘紅仁核桃’品種的堅果呈卵圓形，果面較光滑，堅果三徑平均值3.44 cm，屬中果型；平均單果重12.75 g?？碳y淺但明顯，平均殼厚度1.28 mm，內(nèi)褶壁膜質(zhì)而隔膜退化，極易取仁。仁色呈鮮紅色，種仁飽滿，仁肉細膩，口感酥脆油香，無異味。出仁率53.59%，分別比對照品種香玲和西洛3號高2.25%和0.42%，其他性狀指標則差別不大。

2.2.3 生長結(jié)果習性

‘紅仁核桃’嫁接苗栽植或高接后當年開始有部分結(jié)果，第3～4年開始大面積結(jié)果。平均結(jié)果枝率83.1%，側(cè)果枝率83.4%，每果枝平均結(jié)果1.46個，平均株產(chǎn)1.08 kg，表現(xiàn)出明顯的早實特點。在陜西洛南萌芽期4月上旬(10日)，展葉期4月上旬(16日)，雌、雄花盛開期4月下旬(19—23日)，果實膨大期6月下旬(20—30日)，果實硬核期7 月中下旬(18—31日)，果實成熟期9月下旬(21日)，落葉期10月。

2.3 紫色泡核桃品種‘云林 4 號’

‘云林 4 號’由云南省林業(yè)科學院聯(lián)合魯?shù)榭h林業(yè)局培育，為實生選出，2013年12月通過了云南省林木良種審定委員會認定(良種證號:R-SC-JS-061-2013)，遂定名。5年的觀測結(jié)果表明，無性系物候期、花枝率、果枝率、坐果率、產(chǎn)量、堅果品質(zhì)、抗性和內(nèi)含物等各項指標均與母樹相近而穩(wěn)定[11]。

2.3.1 植物學特征

‘云林4號’品種的樹冠為自然圓頭形，樹勢較強，樹姿直立。樹干呈灰白色，溝紋淺裂；1年生枝呈褐色，皮孔近圓形、平、稀。葉色濃綠色，小葉數(shù)5～11枚，多為7枚，葉形闊披針形，全緣，先端漸尖；混合芽體飽滿，呈圓球形。開花習性屬雄先型，每枝平均著花3.3朵，每果枝平均坐果 2.65個。

2.3.2 堅果主要經(jīng)濟性狀

‘云林4號’品種的堅果外觀整齊，果形端正，三徑平均為3.48 cm，屬中果型；平均單果重12.08 g。刻紋明顯，淺，殼薄，內(nèi)褶壁紙質(zhì)而隔膜退化，取仁易。仁色呈紫色，仁體飽滿，仁肉細膩，味香，無異味。粗脂肪含量高達70.6%，蛋白質(zhì)含量16.7%，出仁率為51.8%。

2.3.3 生長結(jié)果習性

‘云林4號’高接后次年始果，高接后7年生樹的果枝率為77.4%；其中側(cè)果枝率81.9%。高接后7年生樹平均坐果率86.4%，平均單株產(chǎn)堅果405個，株產(chǎn)4.9 kg，折合每667 hm2產(chǎn)量107.8 kg(每667 hm2面積種植22株)。

2.4 紅色泡核桃品種‘慶豐3號’

該品種由云南省林業(yè)科學院聯(lián)合昭通市昭陽區(qū)林業(yè)局和昭通市昭陽區(qū)慶豐果樹有限公司繁育，為核桃實生單株選出，2013年12月通過了云南省林木良種審定委員會認定，定名為‘慶豐3號’。連續(xù)兩年的觀測結(jié)果表明，無性系的豐產(chǎn)性、堅果品質(zhì)、坐果率、物候期、抗性和營養(yǎng)成分等各項指標均與母樹相近且穩(wěn)定[12]。

2.4.1 植物學特征

‘慶豐3號’品種的樹勢中等，樹姿呈開張，因分枝力強而樹形分層。樹干呈灰色，1年生枝呈淺褐色，新梢平均長43.3 cm，直徑1.62 cm；1年生枝條光滑無茸毛，皮孔稀，微突起、呈長橢圓形。羽狀復葉7～15枚，多11枚，呈闊披針形；混合芽飽滿，圓球形，無芽柄。開花習性屬雄先型，雄花長7～19 cm。

2.4.2 堅果主要經(jīng)濟性狀

‘慶豐3號’品種的堅果外觀整齊，長橢圓形，種殼刻紋深，三徑平均為3.56 cm，屬中果型；平均單果重14.67 g?？p合線結(jié)合緊密，平均種殼厚0.94 mm，內(nèi)褶壁革質(zhì)，易取整仁。仁皮呈紅色，仁體飽滿，食味香而細膩無異味。粗脂肪含量69.13%，蛋白質(zhì)含量18.42%，出仁率52.5%。

2.4.3 生長結(jié)果習性

‘慶豐3號’高接后2～3年結(jié)果，幼苗嫁接后4～5年始果，短果枝結(jié)果類型。大樹高接后果枝率為74.3%，頂芽枝結(jié)果為主，占82.3%，7年生樹單株產(chǎn)量、面積產(chǎn)量均已超過對照漾濞大泡核桃和國標豐產(chǎn)指標。側(cè)枝結(jié)果率為28.7%；著果率83.7%，每果枝平均結(jié)果2.68個，其中以結(jié)3果為主，高至 71.6%，結(jié)雙果的占24.6%，結(jié)單果的占3.8%。

2.5 灰色(黑色)核桃品種(烏仁核桃)

烏仁核桃，又叫“烏米核桃”“紫瓤核桃”，是分布于川黔地區(qū)的農(nóng)家核桃品種群，根據(jù)其植物學形態(tài)鑒定屬泡核桃(J.sigillataDode)。烏仁核桃堅果的種皮多呈灰褐色不同于一般核桃堅果的淺黃色。烏仁核桃的樹體形態(tài)及堅果外觀，均與一般核桃無區(qū)別，主產(chǎn)區(qū)以貴州的威寧、赫章等地分布較多，占當?shù)乜偤颂覕?shù)量的5%～10%[13]。

2.5.1 植物學特征

該品種群的樹齡40～50年左右的樹高10 m左右，單株年產(chǎn)量在100～150 kg。樹勢中等，樹姿開張，樹干褐灰色，1年生枝呈淺褐色，新梢平均長39.23 cm，直徑1.52 cm；1年生枝條光滑無茸毛，皮孔呈橢圓形。羽狀復葉7～13枚，呈闊披針形；混合芽較飽滿，圓球形，無芽柄。開花習性屬雄先型，雄花長7～8 cm。果實成熟期分布于9月中旬。

2.5.2 堅果主要經(jīng)濟性狀

核果圓形，縱橫徑3.03 cm×3.18 cm，殼色黃褐色，刻紋淺、少，縫合線較平坦，果面光滑，核殼厚度1.37 mm，內(nèi)褶壁不發(fā)達、軟，隔膜薄軟。殼薄，易破殼，可取全仁，仁皮呈灰黑色，平均單果重11.63 g。粗脂肪含量70.10%，蛋白質(zhì)含量17.83%，出仁率46.5%，風味甘甜香味濃。

3 開發(fā)利用前景

近年來，隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國的核桃產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，尤其是國家退耕還林國策的落實和國家扶貧開發(fā)力度的加大，極大地促進了核桃面積的擴大和產(chǎn)量的增長。但由于面積增長過快，管理體制、管理技術(shù)以及立地條件的限制，造成了核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸期出現(xiàn)，表現(xiàn)為核桃堅果售價低迷，田間管理技術(shù)松勁和產(chǎn)業(yè)效益降低等狀況。從長遠眼光來看，核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展要基于以下四方面內(nèi)容進行調(diào)整：

1)從全產(chǎn)業(yè)鏈看，核桃加工業(yè)出現(xiàn)良機，處理提高帶來價格的降低對加工企業(yè)不啻為福音。無論是核桃油還是核桃乳，以及其他加工品均可以出現(xiàn)一個新局面。

2)從長遠眼光看，應調(diào)整經(jīng)營和種植模式，突破傳統(tǒng)的果業(yè)經(jīng)營理念，擴大為大生態(tài)經(jīng)濟林理念，要搞果材兼用核桃以及以生態(tài)效應為主的經(jīng)濟林。

3)在生產(chǎn)領(lǐng)域，開發(fā)和引進新品種，如本文介紹的彩色核桃，豐富核桃品種資源內(nèi)容，擴大特色品種資源分布范圍，讓新品種促力核桃產(chǎn)業(yè)升級換代。與此同時，應進一步加強樹體管理水平，生產(chǎn)高質(zhì)量核桃產(chǎn)品，從改變觀念入手杜絕棄管而造成毀樹現(xiàn)象的發(fā)生。

4)在市場供銷方面做文章，擴大傳統(tǒng)的消費渠道，大力提倡核桃鮮食消費。

其實，在我國傳統(tǒng)的核桃產(chǎn)區(qū)如太行山區(qū)及呂梁山區(qū)，人們就有消費新鮮核桃的習慣，因而還有專門為剝?nèi)∧酆颂业墓ぞ叩?，形狀為一個微型鐮刀而開刃朝外。

作為鮮食核桃品種的優(yōu)先選擇，一類是專用為鮮食的品種(如中核4號)，其殼薄如紙，切開青皮后核殼即可輕松用手撕開，很方便食用[14]；另一類即為本文介紹的彩色核桃品種資源。這些類型作鮮食應用時有兩大優(yōu)勢：一是外觀優(yōu)勢，核仁為紅色時，核仁顏色與綠色果肉形成明顯對比，反差強烈，引人注目，而且與中國人喜好的節(jié)慶色一致，可以彰顯喜慶氣氛；二是紅色核仁富有較多的花青苷含量，例如，我們先期的研究已表明紅仁核桃葉片和果皮含有大量花青苷[8]。在紅仁核桃的核仁營養(yǎng)成分含量與西洛3號(對照品種)基本一致的情況下，其種皮花青苷含量分別為76.70 mg/kg及611.70 mg/kg，前者是對照的8倍[10]?；ㄇ嘬?Anthocyanin)是一種水溶性的黃酮類化合物，在植物對外界脅迫的響應中起著重要的作用(包括紫外線、低溫和干旱脅迫在內(nèi)的非生物脅迫及病蟲害)[15]，具有抗氧化、抗癌、保護視力、預防心血管疾病及抗衰老、提高記憶力等生物學功能，在人類健康中發(fā)揮了重要作用[16-18]。而開發(fā)紅核桃資源、選育紅核桃新品種供應鮮果消費市場，這對人們在營養(yǎng)保健及食療調(diào)理上具有更優(yōu)異的作用。