吳銀明,李佩洪,楊 琳,曾 攀
(四川省植物工程研究院,四川 資中 641200)
蕓香科(Rutaceae)花椒屬(ZanthoxylumL.)植物包括花椒亞屬(Subgen.Zanthoxylum)和崖椒亞屬(Subgen.Fagara)兩個(gè)亞屬。崖椒亞屬中,種間形態(tài)多樣,從攀援藤本到高大喬木均有,除部分種通過野生采集作藥用(如兩面針,狹葉花椒)外,很少有人工栽培,也少有作食用。花椒亞屬中各種多為灌木或小喬木,除部分種作藥用外,人工栽培的“花椒”則主要是該亞屬的花椒(Zanthoxylum bungeanumMaxim)和竹葉花椒(Zanthoxylum armatum.DC)兩個(gè)種,民間一般都將這兩個(gè)種的果實(shí)統(tǒng)稱為“花椒”(Pepper,Pricklyash Peel,Chinese prickly ash)。近年來,由于竹葉花椒中“青椒”、“藤椒”等品種栽的培面積和消費(fèi)量的大幅增加,人們又習(xí)慣將其統(tǒng)稱為“青花椒”,而將花椒(種)中各品種所產(chǎn)果實(shí)統(tǒng)稱為“紅花椒”。
花椒屬植物不僅是傳統(tǒng)且廣泛使用的調(diào)味品和中藥材,同時(shí)也是極具開發(fā)潛力的藥源[1~3]和木本油料植物[4~8]。四川花椒種植資源的調(diào)查和花椒種質(zhì)資源圃、數(shù)據(jù)庫的建立,對(duì)更好地服務(wù)花椒科研和生產(chǎn),促進(jìn)花椒產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化都具有十分重要的作用和意義。
為了查清我省花椒屬植物的野生種、地方品種以及引進(jìn)品種的種類、分布及保存狀況,2008年~2010年,每年4月~11月,特別是在花椒植物學(xué)性狀較為明顯、穩(wěn)定的果期(7月~10月),以文獻(xiàn)資料記載的我省花椒資源豐富,生態(tài)和植被保存較完好的地區(qū)以及花椒主產(chǎn)區(qū)為重點(diǎn),采用踏查、線路調(diào)查和樣株調(diào)查相結(jié)合的方法[9]進(jìn)行了花椒種質(zhì)資源的實(shí)地調(diào)查、標(biāo)本和繁殖材料的采集[10~12]。
對(duì)文獻(xiàn)資料有記載而筆者未觀察到活體或完整數(shù)據(jù)的17個(gè)野生種類,則以《中國植物志》、《四川植物志》、館藏標(biāo)本等的記載描述為主,同時(shí)廣泛查閱、收集近年來對(duì)我國、我省花椒種質(zhì)資源研究的相關(guān)文獻(xiàn)[13,14],對(duì)收集的資源信息進(jìn)行了篩選、核對(duì)和數(shù)字化整理。
根據(jù)區(qū)域生態(tài)類型和特點(diǎn),將全省分為川西北山地(阿壩、甘孜)、川西南山地(樂山、峨嵋、雅安)、攀西地區(qū)(涼山、攀枝花)、川北丘區(qū)(巴中、南充、廣安及綿陽的部分地區(qū))和川中丘區(qū)(遂寧、內(nèi)江、自貢及瀘州、宜賓的部分地區(qū))5個(gè)片區(qū)。每片區(qū)中,又以生態(tài)、植被保存較完好、花椒資種質(zhì)源豐富的縣(市、區(qū))為調(diào)查點(diǎn)。在與被調(diào)查區(qū)域的農(nóng)林科技、行政、生產(chǎn)等機(jī)構(gòu)、單位聯(lián)系交流,并走訪當(dāng)?shù)厝罕姷幕A(chǔ)上,根據(jù)各個(gè)調(diào)查點(diǎn)的生態(tài)類型差異大小和摸底情況,每個(gè)點(diǎn)制訂、選取1個(gè)~3個(gè)調(diào)查線路進(jìn)行調(diào)查。各片區(qū)的選點(diǎn)情況詳見表1。
表1 外業(yè)調(diào)查分區(qū)、選點(diǎn)和觀測、采集情況
1.1.2 調(diào)查和記錄
1.1.2.1 調(diào)查
野外實(shí)地調(diào)查由植物學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、遺傳育種學(xué)、果樹學(xué)等專業(yè)技術(shù)人員組成調(diào)查組,在被調(diào)查地區(qū)農(nóng)、林及院校等相關(guān)部門、單位的支持配合下,邀請(qǐng)當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)的林農(nóng)、椒農(nóng)或藥農(nóng),共同參與調(diào)查。對(duì)野生種質(zhì)的調(diào)查采用了踏查和線路調(diào)查相結(jié)合的方式進(jìn)行,對(duì)栽培品種的調(diào)查采用了踏查和樣株調(diào)查相結(jié)合的方式進(jìn)行。
1.1.2.1 記錄
由于目前我國還沒有花椒種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)描述規(guī)范,所以,根據(jù)科技部《自然科技資源共性描述規(guī)范(試行)》、《國家自然科技資源平臺(tái)數(shù)據(jù)上報(bào)規(guī)范》、《植物種質(zhì)資源共性描述數(shù)據(jù)規(guī)范》等的要求,并參考《柑橘DUS測試指南》、昆明植物所《植物資源信息數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》以及《中國植物志》等,設(shè)計(jì)制作了《花椒種質(zhì)資源性狀調(diào)查記載表》、《花椒標(biāo)本采集信息表》和《花椒種質(zhì)資源調(diào)查日志》,對(duì)花椒種質(zhì)資源的調(diào)查信息進(jìn)行了詳細(xì)記錄,同時(shí)采集標(biāo)本、圖片和繁殖材料。
GONG Chun-ai, XIA Qing-ming, HU Chu-ling, GU Fen-fen, QIANG Lei, GAO Shen
2008年4月~2010年10月,共對(duì)四川26個(gè)縣(區(qū))的53個(gè)資源材料進(jìn)行了實(shí)地觀測和記錄,共采集資源標(biāo)本297份,種子材料41份,圖像資料約20G。收集、整理相關(guān)研究文獻(xiàn)近百篇(部),對(duì)采集到的資源標(biāo)本邀請(qǐng)西南大學(xué)有關(guān)專家結(jié)合圖片資料、采集記錄和調(diào)查日志進(jìn)行進(jìn)行了分類鑒定。
1.2.1 在對(duì)外業(yè)調(diào)查的記載表、照片、標(biāo)本、繁殖材料、分類鑒定結(jié)果及調(diào)查日志進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)和整理的基礎(chǔ)上研究表明,項(xiàng)目期間共對(duì)花椒屬中12個(gè)“種”(含變種,Species& varieties,下同)的資源信息進(jìn)行了實(shí)地觀測和記錄。由于花椒品種(cultivars)的分類鑒定尚無系統(tǒng)、權(quán)威的研究資料,所以,項(xiàng)目通過對(duì)資源材料的性狀觀測、比對(duì),結(jié)合采集繁殖材料在資源圃進(jìn)行播種、培育、觀察,初步判定,項(xiàng)目共對(duì)大約14個(gè)栽培品種或類型(cultivars&formas)的資源信息進(jìn)行了實(shí)地觀測和記錄。詳見表2。
表2 通過實(shí)地觀測記錄的四川花椒種質(zhì)資源
(續(xù)表2)
1.2.2 對(duì)文獻(xiàn)資料有報(bào)道而本項(xiàng)目未觀察到活體或完整信息的17個(gè)資源種類(表3),則通過文獻(xiàn)資料、館藏標(biāo)本的收集、核對(duì)和整理,獲得了相應(yīng)信息數(shù)據(jù)。
表3 根據(jù)文獻(xiàn)、標(biāo)本資料分析整理的四川花椒種質(zhì)資源
1.2.3 資源的自然分布及人工保存情況
1.2.3.1 資源的自然分布狀況
調(diào)查結(jié)果表明,川西北、川西南山區(qū),以及攀西地區(qū),由于生態(tài)類型豐富,植被、生態(tài)受人為因素影響相對(duì)較小,一直是我省花椒種質(zhì)資源分布較為集中和保存較完好的地區(qū),包含了文獻(xiàn)記載的全部24個(gè)種(含變種)[13,14]。該區(qū)栽培品種(類型)也十分豐富,觀測記錄到栽培品種或類型12個(gè),占筆者記錄到的四川花椒栽培品種數(shù)(14個(gè))的85%以上。
川中、川南和川東北的丘陵地區(qū),由于生態(tài)類型相對(duì)單一,加之農(nóng)、牧業(yè)開發(fā)較早,文獻(xiàn)記載和項(xiàng)目實(shí)地調(diào)查中觀察到的資源類型也相對(duì)較少。文獻(xiàn)記載該區(qū)分布有花椒亞屬5個(gè)種,崖椒亞屬3個(gè)種,項(xiàng)目實(shí)地調(diào)查記錄到花椒亞屬中的3個(gè)種,尚未觀測到崖椒亞屬的種類。該區(qū)栽培品(種類)型也較單一,僅觀測記錄到花椒、竹葉花椒和“九葉青”花椒3個(gè)品種或類型。
川西平原地區(qū),由于生態(tài)類型非常單一,加之該區(qū)農(nóng)、工、商業(yè)開發(fā)很早,文獻(xiàn)記載和實(shí)地調(diào)查中,野生種質(zhì)中除竹葉花椒尚有很少量分布外,其余為植物園等單位有少量種類的引種栽培。
調(diào)查結(jié)果同時(shí)也表明,盡管由于項(xiàng)目時(shí)間和經(jīng)費(fèi)等原因,調(diào)查可能存在疏漏,但我省花椒種質(zhì)資源的分布范圍和種群數(shù)量與文獻(xiàn)記載相比,總體上仍表現(xiàn)出了明顯減少的趨勢,這種現(xiàn)象和趨勢在川中丘陵地區(qū)表現(xiàn)尤為明顯。
1.2.3.2 資源的人工保存情況
調(diào)查發(fā)現(xiàn),花椒屬植物不同種類間的生境差異較大,多數(shù)種的環(huán)境適應(yīng)性較差,個(gè)別種類對(duì)生境的要求極高,其正常生長發(fā)育不僅受海拔高度、光照強(qiáng)度(和時(shí)間)、年均溫度、極端溫度、年降雨量和空氣濕度等因素的影響,甚至受伴生植物群落等多種因素的綜合、復(fù)雜的影響。因此,花椒種質(zhì)資源在異地人工保存方面所受局限很大,不同地理(生態(tài))環(huán)境下的資源圃均僅能保存與之相適應(yīng)的部分種質(zhì)。
目前,除四川省植物工程研究院花椒種質(zhì)資源圃外,我省具有一定花椒種質(zhì)資源保存規(guī)模的機(jī)構(gòu)分還有四川省自然資源研究院峨眉生物觀測站、西南交通大學(xué)峨眉藥學(xué)院、中科院植物所華西亞高山植物園等。
目前,省內(nèi)尚無機(jī)構(gòu)通過種質(zhì)庫(低溫離體)方法保存花椒種質(zhì)。
1.2.3.3 栽培種和品種
我省栽培花椒主要為花椒亞屬的花椒(Z.bungeanumMaxim)和竹葉花椒(Z.armatumDC.)兩個(gè)種(species),崖椒亞屬中尚未見有栽培種類。
在我省栽培花椒中,以花椒的品種或類型為多,其栽培面積和產(chǎn)量占全省栽培花椒總量的80%以上。而竹葉花椒中,盡管野生類型也很豐富,但栽培品種或類型則僅觀察到3個(gè),其栽培面積和產(chǎn)量約占花椒栽培總面積的15-20%。因此,花椒的各品種目前在我省栽培中仍占有絕對(duì)優(yōu)勢。但近年來,竹葉花椒中的“九葉青花椒”、青椒和藤椒因其特色的風(fēng)味、較廣的適應(yīng)性和較好的豐產(chǎn)性,其栽培面積和產(chǎn)量與花椒相比,呈現(xiàn)出了更大的增長勢頭。
我省從省外、國外引進(jìn)的花椒種質(zhì)較少,1996年,四川省植物工程研究院引種推廣了江津(現(xiàn)重慶市)的“九葉青”花椒;2004年引種保存了日本花椒中的朝倉花椒等3個(gè)品種和河北保定的大紅袍;漢源縣也引種栽培了少量的朝倉花椒。但在生產(chǎn)上僅發(fā)現(xiàn)引種的“九葉青”花椒在我省丘陵地區(qū)有較大規(guī)模的生產(chǎn)栽培。
目前,關(guān)于花椒“品種”的研究資料很少,品種的鑒定(審定及保護(hù))工作也嚴(yán)重滯后,花椒品種名稱雜亂、混淆和產(chǎn)品以次充好的問題十分突出[15,16]。例如,在項(xiàng)目過程中收集到的各地的“大紅袍”花椒,除在果實(shí)形態(tài)和感官品質(zhì)上有差異明顯外,經(jīng)在資源圃播種、栽培,從苗期開始,品種間也表現(xiàn)出了植物學(xué)和生物學(xué)性狀上的明顯差異。因此,開展花椒品種的分類、鑒定和選育研究,對(duì)促進(jìn)花椒產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展意義重大。
四川地理、氣候、土壤、植被的多樣性,為花椒種質(zhì)提供了多樣的生存環(huán)境,存在許多特異或珍稀的花椒種質(zhì)資源。為了收集、保護(hù)和更好地研究、利用花椒種質(zhì)資源,野調(diào)過程中,我們盡可能地采集種子、幼苗等繁殖材料并帶回資源圃播種、培育。除一些野生資源材料因適應(yīng)性差或繁殖材料采集、保育困難等原因,未能成功入圃,或僅保有1株~3株外,其余資源材料均保留10株~30株,并按3 m×3.5 m的株行距定植、保育。
表4 四川省植物工程研究院花椒種質(zhì)資源圃資源保存情況
目前,已建成的花椒種質(zhì)資源圃(資中縣明心,N29°44'15″,E104°56'40″,海拔 383 m)面積大約為1.2 hm2,共收集、保育了花椒、竹葉椒、油葉花椒、毛刺花椒等野生種(含變種)6份,“大紅袍”等地方品種(含栽培型)6份,“九葉青”、“朝倉花椒”等引選品種4份。其中,有品質(zhì)極佳的漢源“清椒”(Z.bungeanumMaxim)、風(fēng)味獨(dú)特且適應(yīng)性較好的金陽“青椒”、“九葉青椒”(Z.armatumDC.var.novemfolius)、花期特長、花器發(fā)育良好的毛刺花椒(Z.acanthopidiumvar.timborHook.f.)、抗逆性、適應(yīng)性強(qiáng)的竹葉花椒的多個(gè)野生型等特色資源材料。并引種保存了無刺的朝倉花椒、結(jié)果性狀較好的葡萄山椒等國外、省外資源材料4份。資源圃具有一定的規(guī)模和較好的保育條件,通過近年來的細(xì)致管理,保育的花椒種質(zhì)資源材料既具有一定的獨(dú)特性,又具有一定的廣泛性和代表性,且總體保存狀態(tài)良好。
種質(zhì)資源調(diào)查和收集是一項(xiàng)系統(tǒng)而又龐大的工程,筆者及團(tuán)隊(duì)連續(xù)3 a對(duì)全川26個(gè)縣(區(qū))的花椒種質(zhì)資源進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查,觀測、收集到了部分原生種、變種和栽培品種(類型)的資源信息,但仍有部分種類未觀測、采集到活體材料,或未獲得完整的信息數(shù)據(jù)。因此,學(xué)科、領(lǐng)域內(nèi)各單位今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)花椒種質(zhì)資源的調(diào)查、研究協(xié)作和信息交流,從而使四川花椒種質(zhì)資源數(shù)據(jù)更加全面和準(zhǔn)確。
四川地理、氣候、土壤、植被的多樣性,為收集、保護(hù)和開發(fā)利用花椒種質(zhì)資源提供了很好的生態(tài)條件。但是,由于花椒的多數(shù)野生種質(zhì)和部分栽培品種的環(huán)境適應(yīng)性較差,個(gè)別種質(zhì)對(duì)生境要求極高。因此,在花椒種質(zhì)資源的保存、保護(hù)工作中,各部門、各單位應(yīng)緊密合作,在不同的生態(tài)區(qū)域,共同建立完善的花椒種質(zhì)資源圃,共同制定和實(shí)施保護(hù)、研發(fā)策略和措施。
無論是建立種質(zhì)資源庫,還是建設(shè)種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫,都是為了更好地利用種質(zhì)資源。由于花椒生殖生理(無融合生殖)的特殊性[17~20],以及花椒產(chǎn)業(yè)鏈的不完善,花椒育種方法研究和育種成效相對(duì)滯后[15,17]。因此,今后一方面應(yīng)加強(qiáng)花椒育種的基礎(chǔ)研究,為種質(zhì)創(chuàng)新和新品種選育提供理論和技術(shù)方法的支撐。另一方面,要不斷加強(qiáng)育種實(shí)踐,利用已有的種質(zhì)資源和技術(shù)方法,如人工誘變、優(yōu)選、轉(zhuǎn)基因、組織(繼代)培養(yǎng)[21]以及嫁接(有報(bào)道稱可改良接穗性狀)等,進(jìn)行新品種的選育實(shí)踐,更多、更快地培育出優(yōu)良的花椒新品種,從而更好地為提升花椒產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平并創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益服務(wù)。
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