山西省野生蘋果屬種質(zhì)資源的開發(fā)利用

高敬東，王 騫，蔡華成，李春燕，杜學(xué)梅，王淑婷，楊廷楨

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所，山西 太原 030031)

山西省位于我國華北平原，地處黃土高原的東部，南北方向跨越北緯34°34′-北緯40°44′6個(gè)緯度，東西方向跨越東經(jīng)114°32′-東經(jīng)110°15′3個(gè)經(jīng)度。山西省地勢(shì)東北高西南低，分布有高山、臺(tái)地、盆地、平原等各類地形，以山坡地為主，占全省總面積的80.1%，山西省平均海拔1 000 m左右，因此，氣候極為復(fù)雜，形成了許多獨(dú)特的小地域氣候，長期以來，造就了山西省為數(shù)眾多的野生果樹資源。

從20世紀(jì)五六十年代開始，山西省進(jìn)行了果樹種質(zhì)資源的全面普查、系統(tǒng)調(diào)查和收集保存工作，1956-1957年、1979-1985年兩次對(duì)農(nóng)作物種質(zhì)資源進(jìn)行了普查[1]，1981-1984年底，山西省對(duì)中條、太岳、太行、五臺(tái)、恒山、呂梁、管芩等七大山區(qū)的主要野生果樹資源進(jìn)行了專題調(diào)查。目前，山西省境內(nèi)查明的蘋果屬野生果樹種質(zhì)資源主要有4種，即河南海棠、湖北海棠、山丁子、毛山丁子[2-3]。

2020年5月19日，山西省第3次農(nóng)作物種質(zhì)資源普查啟動(dòng)，截止2021年8月底共搶救性收集480份農(nóng)作物種質(zhì)資源，普查征集收集種質(zhì)資源3 936份，基本完成面上普查，2022年將完成重點(diǎn)調(diào)查，2023年計(jì)劃做好資源入庫、數(shù)據(jù)上傳[4]。

多年來，圍繞山西省果樹種質(zhì)資源的調(diào)查區(qū)劃、收集保存、鑒定評(píng)價(jià)和保護(hù)利用等領(lǐng)域，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所編輯出版了《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》等專著及山西主要優(yōu)勢(shì)特色果樹種質(zhì)資源調(diào)查報(bào)告等第一手材料，為山西省蘋果屬野生果樹種質(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[5]。

根據(jù)生態(tài)條件和果樹樹種的分布，山西省劃分為5個(gè)果樹自然分布區(qū)[6-7]。

高寒干燥果樹區(qū)(海拔1 500 m以上，年均溫度3～6 ℃，無霜期100～120 d，年降水400～500 ml)分布有山定子；寒冷干燥果樹區(qū)(海拔1 000～1 500 m，年均溫度6～8 ℃，無霜期130～150 d，年降水350～500 ml)分布有山定子；涼冷干燥果樹區(qū)(海拔700～1 500 m，年均溫度6～12 ℃，無霜期130～180 d，年降水400～600 ml)分布有山定子，其中原平、忻州一帶山區(qū)分布有湖北海棠；涼冷半干燥果樹區(qū)(海拔800～1 500 m，年均溫度8～12 ℃，無霜期150～180 d，年降水500～600 ml)分布有山定子、河南海棠，太行山區(qū)分布有毛山定子；溫暖半干燥果樹區(qū)(海拔350～700 m，年均溫度12 ℃以上，無霜期180～220 d，年降水500～650 ml)分布有山定子、河南海棠。

1 山西省蘋果屬野生種質(zhì)資源[8-9]

1.1 山定子(M.baccata Borkh.)

又名山荊子，落葉小喬木，高4～5 m，樹冠廣圓錐形，葉橢圓形或卵形，長3～8 cm，寬2～3.5 cm，邊緣有細(xì)銳鋸齒，早落。傘形總狀花序，花4～6朵。葉柄、葉脈、花梗和萼筒外部均光滑無毛；果實(shí)近球狀，直徑10 mm左右，紅色或黃色，梗洼及萼洼略微凹陷，萼片脫落；果梗長度5 cm左右。

在山西省晉中地區(qū)山定子4月上旬萌芽，4月中、下旬開花，5月新梢快速生長，9月下旬新梢停止生長，9月下旬到10月上旬果實(shí)成熟，10月中旬落葉休眠。

在山西省山定子主要分布于海拔700～1 650 m的山區(qū)，以沁源縣分布最為廣泛，主要分布于太岳山區(qū)沁源境內(nèi)的混生林帶；在晉西北地區(qū)，山定子分布于大同地區(qū)與忻州地區(qū)的西北部。分布于山西省的山定子根系較深，抗寒、抗旱，耐瘠薄，較東北山定子耐鹽堿。

1.2 毛山定子(M.manshurica.kom.)

又名毛山荊子，落葉喬木，高15 m，葉橢圓形或卵形，長5～8 cm，寬3～4 cm，邊緣有細(xì)鋸齒，早落。傘形花序，花3～6朵。葉柄、葉脈、花梗和萼筒外部常有稀疏柔毛；果實(shí)橢圓形或卵形，紅色萼片脫落；果梗長3～5 cm。

在山西省物候期和山定子相近，毛山定子主要零星分布于太行山區(qū)位于海拔1 400～1 590 m的區(qū)域。

1.3 河南海棠(M.honanensis Rehd.)

河南海棠系蘋果屬一野生自然種，落葉喬木高約5～7 m，枝細(xì)弱，新梢幼時(shí)被稀疏絨毛，后脫落。葉寬卵形至長卵形、卵形，長4～7 cm，寬3.5～6 cm，葉片有3～6淺裂，邊緣有細(xì)銳復(fù)鋸齒，葉片在芽中呈對(duì)折；傘形總狀花序，有花5～10朵。葉片反面、葉柄被柔毛，筒外部常有稀疏柔毛；萼片內(nèi)面密被長柔毛。果實(shí)近球形，直徑約0.8 cm，黃紅色，萼片宿存。果梗長3～4 cm。

在山西省晉中地區(qū)河南海棠4月中旬萌芽，4月下旬到5月上旬開花，9月下旬到10月上旬果實(shí)成熟，10月中、下旬落葉休眠。

河南海棠在山西省太行山、中條山山區(qū)海拔900～1 670 m的區(qū)域(武鄉(xiāng)、黎城、垣曲、蒲縣等地)廣泛分布。由于河南海棠在山西省武鄉(xiāng)縣一帶分布廣泛，20世紀(jì)80年代之前習(xí)慣稱之為武鄉(xiāng)海棠，武鄉(xiāng)當(dāng)?shù)赜址Q酸果子、山果或花葉海棠。

1.4 湖北海棠(M.hupehensis Rehd.)

落葉喬木高約8 m，新梢幼時(shí)被短柔毛，不久脫落。葉卵形至卵狀橢圓形，長5～10 cm，寬2.5～4 cm，邊緣有細(xì)鋸齒，萼片披針形，比萼筒長，花柱4～5；傘形總狀花序，有花4～6朵。果實(shí)卵圓形或近球形，直徑約1 cm，黃綠色，萼片脫落。果梗長2～4 cm。

在山西省物候期和山定子相近，有孤雌生殖能力，湖北海棠分布在忻州、原平市一帶海拔900 m左右的山區(qū)。

2 山西省野生蘋果屬資源的利用現(xiàn)狀

2.1 作為蘋果砧木

在山西省的山區(qū)丘陵地區(qū)，蘋果喬化砧木主要以山定子為主，河南海棠僅占極少數(shù)，山定子樹體高大、壯碩，根系發(fā)達(dá)，抗逆性強(qiáng)(抗寒、抗旱、抗病、抗瘠薄)。山定子、河南海棠砧木苗木主要通過當(dāng)年種籽實(shí)生播種繁殖，春季播種，秋季7、8月份嫁接，次年春季剪砧，秋后成品苗出圃，繁育喬砧蘋果成品苗木一般用兩年時(shí)間。

山定子在山西省各地均有分布，產(chǎn)籽率3%～4%，種籽小，為淺棕色或黃棕色，18萬～20萬粒/kg，冬季沙藏處理40～50 d，次年春季方可播種；山定子抗旱耐寒，適應(yīng)性廣，砧穗親性和好，可在全省范圍內(nèi)果樹產(chǎn)區(qū)應(yīng)用。

河南海棠產(chǎn)籽率3.5%～5%，種子扁，寬卵形，紅褐色或深紅褐色，每斤種籽7萬～12萬粒/kg，冬季沙藏處理60～70 d，次年春季方可播種。

2.2 進(jìn)行蘋果矮化砧木的選育

2.2.1 S系的選育

河南海棠嫁接蘋果親和性良好，但蘋果樹體間大小差異明顯[10]。S系蘋果矮化砧木是山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所1973年開始，歷時(shí)11年，從河南海棠實(shí)生苗中選育而成。特別是對(duì)提高蘋果品質(zhì)以及果實(shí)著色度方面尤為突出。性狀優(yōu)良的有S5、S10、S18、S19、S20、S21等，其中蘋果矮化中間砧S19(矮化)、S20(極矮化)、S63(半矮化)與金冠、紅星等品種親和性好，早果，豐產(chǎn)，果實(shí)色澤鮮艷，硬度增加，含糖量提高，具有很高的研究應(yīng)用價(jià)值，曾獲省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)[11-13]。

2.2.2 SH系的選育

SH系蘋果矮化砧木由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所采用雜交育種方法(國光×河南海棠)研究選育而成的，具有矮化、早果、豐產(chǎn)、果實(shí)品質(zhì)優(yōu)異、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、砧穗親和性好的特性[14]。經(jīng)多年的系統(tǒng)觀察鑒定，其果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀、栽培性狀、抗逆性等綜合經(jīng)濟(jì)性狀均表現(xiàn)優(yōu)異于國外的M、MM系等蘋果矮化砧木，已在山西、北京、河北、新疆、河南、陜西、甘肅、山東、呼和浩特等多個(gè)省市栽植至少13.3萬hm2以上。1994年12月通過省科技廳組織的專家鑒定，認(rèn)為SH系蘋果矮化砧在同類砧木研究中居國內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)國際先進(jìn)水平，1997年獲山西省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。SH1蘋果矮化砧木為SH系蘋果矮化砧木的優(yōu)系，以SH1蘋果矮化砧木選育為主要核心技術(shù)之一的項(xiàng)目“蘋果矮化砧木新品種選育與應(yīng)用及砧木鐵高效機(jī)理研究”獲教育部2011年度科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國家2012年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

2.2.3 Y系的選育

山定子(Malusbaccata(L.)Borkh.)在我國分布廣泛，并在不同的自然分布區(qū)域內(nèi)形成了與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相適應(yīng)的不同類群。晉西北山定子分布于山西省的河曲、偏關(guān)、陽高等生態(tài)條件惡劣(寒冷、干旱、土壤瘠薄)的地區(qū)，具有很強(qiáng)的抗逆性，特別是抗旱、耐瘠薄能力強(qiáng)。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所利用晉西北山定子實(shí)生選育蘋果矮化砧木，從15萬株嫁接蘋果成苗中選出當(dāng)年形成花芽、第2年開花的植株571株，其中有325株當(dāng)年結(jié)果，暫定名為Y系[15]。通過對(duì)樹體開花、結(jié)果、枝條生長量、越冬表現(xiàn)等進(jìn)行了田間調(diào)查與綜合評(píng)價(jià)，經(jīng)過20 a的田間試驗(yàn)篩選，分別選育出Y-1、Y-2、Y-3等蘋果矮化砧木[16-18]。長期的田間試驗(yàn)證明，Y系蘋果砧木抗逆性強(qiáng)，早花早果，嫁接栽培品種親和。

20世紀(jì)末，李登科[19]就河南海棠的種質(zhì)特征、分類進(jìn)行了詳細(xì)的考證和研究，對(duì)其嫁接品種的生物學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察和研究；毛靜琴[20]等進(jìn)行了河南海棠莖尖培養(yǎng)研究。

3 存在的問題與發(fā)展建議

3.1 主要問題

3.1.1 野生果樹面積瀕臨滅絕

隨著人們修路、開荒，山西省的野生果樹面積近幾十年來急劇減少，幾乎瀕臨滅絕。在全省分布廣泛的山定子，目前也僅僅在局部深山老林中分布。

前幾年，隨著蘋果價(jià)格的提高，曾經(jīng)掀起了蘋果育苗高潮，山定子等種籽價(jià)格日益見漲，為方便采收果實(shí)，于是人們對(duì)野生蘋果資源展開了掠奪性的采伐，紛紛砍枝鋸樹，光顧眼下，不管來年。

3.1.2 研究水平較低，科研工作滯后

受傳統(tǒng)思維觀念的局限和研究經(jīng)費(fèi)短缺等人為因素限制，山西省蘋果屬野生果樹種質(zhì)資源研究?jī)H處于外在的、局部的野外調(diào)查階段，僅僅記載下野生樹種的植物學(xué)特征、生物學(xué)特性等，很少深入進(jìn)行基因型的鑒定分析，對(duì)野生資源研究偏重栽培種，忽視野生種，對(duì)野生果樹資源的種群分布、野生狀態(tài)下的生產(chǎn)能力、開花結(jié)果習(xí)性的研究很膚淺，更談不上綜合加工與利用。

3.2 發(fā)展建議

3.2.1 加大宣傳保護(hù)力度

加強(qiáng)宣傳教育，讓廣大群眾認(rèn)識(shí)到保護(hù)野生果樹資源的重要性，保護(hù)工作要建立在廣泛的群眾基礎(chǔ)上，達(dá)到人與自然和諧相處的目的。各級(jí)政府應(yīng)出臺(tái)有關(guān)保護(hù)野生果樹資源的法規(guī)和制度等政策文件，加大對(duì)野生果樹資源的保護(hù)力度，禁止私挖亂伐，從根本上杜絕掠奪式的砍伐。

3.2.2 加大對(duì)野生果樹資源的研究力度

進(jìn)一步對(duì)野生山定子資源開展系統(tǒng)的野外分布調(diào)查，摸清野生種、近緣種的分布、數(shù)量和開發(fā)潛力，系統(tǒng)總結(jié)出野生資源的仿生栽培與整體利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)野生蘋果屬資源的綜合、深入利用。要提高研究深度，研究水平由偏重表型性狀的鑒定，轉(zhuǎn)向分子水平的基因型鑒定。

3.2.3 合理開發(fā)利用野生果樹資源

在充分利用野生果樹資源的同時(shí)，要遵循“持續(xù)利用”的原則，要注意保護(hù)和發(fā)展資源，做到利用與保護(hù)并舉，合理將野生果樹資源轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。同時(shí)，相關(guān)部門也應(yīng)制定出一系列野生果樹科學(xué)的人工撫育辦法，才能增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量，防止資源的枯竭。

4 開發(fā)應(yīng)用前景

4.1 蘋果抗性育種基因庫

野生果樹種質(zhì)資源在漫長的自然演變過程中，經(jīng)歷過各種惡劣環(huán)境和毀滅性病蟲害的選擇能生存下來并得以發(fā)展，決定了它們至少在其自然分布區(qū)域具有良好的適應(yīng)性和較全面的抗逆性，形成了其獨(dú)特的種質(zhì)基因庫，是許多抗病蟲、抗逆性和優(yōu)異果實(shí)性狀基因的重要來源。隨著栽培種蘋果樹的一些病蟲害的猖獗，及當(dāng)今全球氣候的惡劣，野生蘋果屬果樹在抗性蘋果育種和抗性砧木方面的利用價(jià)值會(huì)越來越重要。

4.2 果品的綜合深加工

野生果樹均具有純天然、無污染、口味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富的特點(diǎn)，在果品深加工方面利用廣泛、綜合效益顯著。山定子口感甜酸，其有機(jī)酸含量超過蘋果的1倍，可用于加工蜜餞、果脯，山定子本身性涼、無毒，生津潤肺、健脾是制作功能飲料的最佳原料。

4.3 觀賞、綠化樹種

這4種野生果樹均屬于喬木或小喬木，樹姿優(yōu)美，抗性強(qiáng)，長勢(shì)快，樹冠大，春花秋果，可用作行道樹或園林綠化樹種。山定子、海棠類在我國分布很廣，山區(qū)隨處可見，在雜木林中常有成片分布，變種和類型較多，部分可直接作為觀賞樹種用于城市綠化。