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        福建原生茶樹(shù)種質(zhì)資源的保護(hù)與創(chuàng)新利用

        2015-12-21 01:31:08楊如興尤志明何孝延張磊陳芝芝王文建
        茶葉學(xué)報(bào) 2015年3期
        關(guān)鍵詞:遷地茶樹(shù)種質(zhì)

        楊如興,尤志明,何孝延,張磊,陳芝芝,王文建

        (1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/國(guó)家茶樹(shù)改良中心福建分中心,福建 福安 355015;2.福建省農(nóng)業(yè)廳,福建 福州 350000;3.安溪縣茶葉科學(xué)研究所,福建 安溪 362400)

        生物多樣性保護(hù)最終是要保護(hù)遺傳多樣性[1],它是通過(guò)遷地保護(hù)與就地保護(hù)這兩種形式進(jìn)行的。遷地保護(hù)通常包括植物園引種收集的栽培園(區(qū))、農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(kù)(圃)和野生植物種子庫(kù)等,廣義上也涵蓋植物離體組織培養(yǎng)保存庫(kù)及各類植物DNA庫(kù)等[2]。就地保護(hù)是在原生境中建立自然保護(hù)區(qū)對(duì)瀕危動(dòng)植物實(shí)施多樣性就地保護(hù),它與遷地保護(hù)相輔相成、互為補(bǔ)充。目前我國(guó)的自然保護(hù)區(qū)建設(shè)已從搶救性建立、數(shù)量和規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng)階段,進(jìn)入了質(zhì)量提高階段[3]。截至2011年底我國(guó)已建立各種類型、不同級(jí)別的自然保護(hù)區(qū) 2640 個(gè),總面積約14971 萬(wàn)hm2,其中陸域面積14333 萬(wàn)hm2,占國(guó)土面積的14.9%[4]。為防止茶樹(shù)野生資源、栽培資源的丟失,建立茶樹(shù)品種資源圃和在原生境進(jìn)行遷地、就地保護(hù)是目前茶樹(shù)種質(zhì)保護(hù)的良好途徑之一[5]。20世紀(jì)80~90年代,我國(guó)在浙江杭州和云南勐海建立了兩個(gè)國(guó)家級(jí)“茶樹(shù)種質(zhì)圃”,搜集保存茶樹(shù)種質(zhì)資源3300多份[6]。此外,在福建、湖南、安徽、廣西、江西、貴州等地建立了地方茶樹(shù)資源圃。為了進(jìn)一步保護(hù)與利用福建省茶樹(shù)優(yōu)異種質(zhì)資源,在現(xiàn)有資源保護(hù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)“福建省茶樹(shù)優(yōu)異種質(zhì)資源保護(hù)與利用工程”和“茶樹(shù)原生種質(zhì)資源收集鑒定與新品系篩選應(yīng)用”項(xiàng)目研究,推動(dòng)了福建區(qū)域的茶樹(shù)生物多樣性保護(hù),為高優(yōu)茶樹(shù)品種篩選和創(chuàng)新利用奠定基礎(chǔ)。

        1 福建原生茶樹(shù)品種資源考察與搜集目錄確定

        自20世紀(jì)30年代開(kāi)始,特別是50年代以后,科技人員對(duì)福建茶樹(shù)品種資源進(jìn)行了考察、搜集和系統(tǒng)研究,已在征集、保存和雜交創(chuàng)新、選優(yōu)利用方面作了大量工作[7-9],也取得良好成效。2008年以來(lái),福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所和福建省農(nóng)業(yè)廳多次組織茶葉科技人員深入福建省茶樹(shù)品種資源和生物多樣性較豐富的33個(gè)縣(市、區(qū))開(kāi)展全面調(diào)研與考察,根據(jù)物種保護(hù)優(yōu)先原則,研究確定現(xiàn)階段急需搜集和保護(hù)的茶樹(shù)地方品種、地方群體種、特異單株(名叢)、野生或半野生資源(近緣種)和育成(審定、認(rèn)定、鑒定)品種等共計(jì)55份(表1),品種資源圃5個(gè)。

        2 福建原生茶樹(shù)品種資源遷地保護(hù)

        2.1 遷地保護(hù)概況

        原生茶樹(shù)品種資源的保護(hù)歷來(lái)受到科技工作者的極大關(guān)注。1957年,福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所建立了福建省第一個(gè)茶樹(shù)品種資源圃,共征集、遷地保存地方品種資源(株、系)308個(gè);1976年遷地保存國(guó)內(nèi)外茶樹(shù)品種資源418個(gè),1211個(gè)種質(zhì)材料;至1986年,該圃內(nèi)共遷地保存國(guó)內(nèi)外茶樹(shù)品種資源782份,種質(zhì)總數(shù)達(dá)3509個(gè);目前,福建茶樹(shù)品種資源圃(含茶樹(shù)品種自然雜交一代初選種質(zhì)資源圃、福建省烏龍茶種質(zhì)資源圃和福建原生茶樹(shù)種質(zhì)資源圃)總建設(shè)面積38畝,收集保存國(guó)內(nèi)外茶樹(shù)品種資源1000多份(個(gè)),烏龍茶種質(zhì)(含雜交創(chuàng)新種質(zhì))材料1000個(gè)(品、株、系),其它種質(zhì)材料4000個(gè)(品、株、系)(表2),是我國(guó)最早建立、福建最大的“茶樹(shù)品種資源圃”[10]。此外,還在武夷山建設(shè)武夷名樅種質(zhì)資源圃,保存種質(zhì)資源216份[11];在安溪縣茶葉科學(xué)研究所建圃保存種質(zhì)資源64份[12]。至 2015年,除永安天寶巖野生茶等4份野生茶尚未遷地保護(hù)外,福建茶樹(shù)品種資源圃和武夷山茶樹(shù)資源圃等5個(gè)圃共遷地保護(hù)福建原生茶樹(shù)品種資源7287個(gè)(品、株、系)。

        表1 福建省茶樹(shù)品種資源遷地和就地保護(hù)目錄Table1 Ex- and in-situ conservation of indigenous tea germplasms in Fujian

        表2 福建省遷地和就地保護(hù)的茶樹(shù)品種資源Table2 Tea germplasms conserved by ex- or in-situ methods in Fujian

        序號(hào) 品種資源(圃) 編號(hào) 份數(shù)或單株數(shù)(個(gè)) 序號(hào) 品種資源 編號(hào) 份數(shù)或單株數(shù)(個(gè))41 寧化延祥半野生茶 閩GY003 1 86 朝陽(yáng) 1 42 蕉城野生大茶樹(shù) 閩JY009 5 87 早春毫 1 43 屏南野生苦茶樹(shù) 閩JY010 2 88 福云20號(hào) 1 44 漳平野生水仙茶 閩FW002 1 89 紫玫瑰 1 45 武平高埔野生茶 閩FY003 1 90 臺(tái)茶12號(hào) 1合計(jì) 7186 101

        2.2 茶樹(shù)品種資源的收集方式

        在茶樹(shù)品種資源普查的基礎(chǔ)上,主要采取茶樹(shù)穗條收集扦插繁育、原種純種無(wú)性扦插苗采購(gòu)和種子采播等方式進(jìn)行常年廣泛收集。

        2.2.1 扦插穗條和扦插苗收集

        茶樹(shù)品種資源的收集通常直接采穗扦插繁育后,扦插苗移植入圃集中保護(hù)。為了保持所收集品種資源扦插穗條的新鮮度,在穗條離開(kāi)茶樹(shù)體時(shí)間較長(zhǎng)情況下,主要采用“花泥”插枝保鮮的方式進(jìn)行穗條收集,并及時(shí)將收集到的穗條進(jìn)行普通扦插繁育或輕基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)袋扦插繁育。在采用“花泥”插枝方式仍無(wú)法保證穗條的新鮮度時(shí),可請(qǐng)當(dāng)?shù)夭柁r(nóng)就地代育資源后再收集保存,也可在原產(chǎn)地采購(gòu)原種純種扦插苗。這些采穗扦插的品種資源為無(wú)性繁育苗,能保留茶樹(shù)原有的遺傳特性。

        2.2.2 種子采播

        種子采集播種的品種資源為有性繁育苗,已發(fā)生遺傳變異,該收集方式僅適合在偏遠(yuǎn)山區(qū),無(wú)現(xiàn)成原種純種扦插苗采購(gòu),且在利用“花泥”還無(wú)法保證采集茶樹(shù)插枝的鮮度或該品種資源扦插成活率低的情況下進(jìn)行。采播原生茶樹(shù)品種資源種子進(jìn)行“砂存”,春季播種,待年底成苗后進(jìn)行單株移植入圃保護(hù)。

        2.3 茶樹(shù)品種資源圃建設(shè)技術(shù)

        選地清園:選擇坡度較平緩(小于25°),梯面較寬(大于2 m),土壤pH值4.0~6.0,土層80 cm以上,有機(jī)質(zhì)含量較高的園地,于春茶后進(jìn)行清園開(kāi)墾建圃。

        開(kāi)墾深耕:一般于7~8月間進(jìn)行全園深翻60 cm以上,土壤自然熟化1~2個(gè)月。

        開(kāi)溝施肥:待土壤自然熟化后,依改造茶園梯面的寬度和茶園長(zhǎng)度,按大行距1.8 m,小行距40 cm,株距50 cm,小區(qū)長(zhǎng)5~10 m,合理設(shè)計(jì)種植小區(qū),單行超過(guò)5 m又不足兩行可足行種植,單行不足5 m的可增行種植。春節(jié)前后根據(jù)種植小區(qū)劃?rùn)M向或縱向種植線后,開(kāi)深40 cm、寬40 cm的種植溝,種植溝施100 kg的商品有機(jī)肥,施后覆土待雨下一輪后種植。

        鋪石固?。嘿Y源圃梯層外沿采用長(zhǎng)×寬×高約為60 cm×30 cm×20 cm的大理石條進(jìn)行鋪設(shè)。

        護(hù)坡綠化:保持資源圃梯壁非惡性雜草或在露土梯壁種植爬地蘭護(hù)坡,園內(nèi)套種白三葉、圓葉決明等綠肥作物;在茶樹(shù)品種資源圃道路一側(cè)或兩測(cè)種植天竺桂、杜英樹(shù)、香樟樹(shù)、紅葉石楠、桂花樹(shù)等綠化樹(shù)種。

        掛牌標(biāo)識(shí):每個(gè)品種資源均采用鐵制標(biāo)識(shí)牌進(jìn)行掛牌標(biāo)識(shí),及時(shí)繪制品種資源種植田間圖示。

        保護(hù)管理:除野生或半野生茶類型資源種植成活后不進(jìn)行定剪,保持自然生長(zhǎng)狀態(tài)外,其它品種資源1~3齡茶樹(shù)每年定剪2~3次,4齡后茶樹(shù)每年可視情況保持自然生長(zhǎng)或進(jìn)行輕修剪。加強(qiáng)肥料與病蟲(chóng)害管理,增強(qiáng)樹(shù)勢(shì)。

        2.4 茶樹(shù)品種資源的種植技術(shù)

        2.4.1 布區(qū)種植

        選擇春節(jié)前后按雙行列雙株雨后種植,小區(qū)行距40 cm,株距50 cm,每個(gè)小區(qū)種植株數(shù)依品種資源的特征特性和來(lái)源而定,種植株數(shù)一般 40~60株,株數(shù)較多的品種可在該種植溝內(nèi)側(cè)寄株種植。種后澆足定根水并鋪草覆蓋,種植一周左右進(jìn)行第一次定型修剪,定剪高度保留在 15~20 cm。茶苗種植后,一般不易全部成活,如發(fā)現(xiàn)死苗則在第二年的2~3月份選擇壯苗補(bǔ)齊茶苗。

        2.4.2 輕基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)袋育苗移植技術(shù)

        選擇“小陽(yáng)春”季節(jié)(農(nóng)歷十月)割袋種植。

        2.4.3 實(shí)生苗移植技術(shù)

        實(shí)生苗根系較深,采用鋤頭或鐵鏟起苗,盡量不傷根,多帶土,選擇春節(jié)前后進(jìn)行雨后種植。

        2.4.4 試管保存庫(kù)保存技術(shù)

        采用先進(jìn)的組織培養(yǎng)設(shè)備,常年進(jìn)行茶樹(shù)品種資源室內(nèi)試管組織培養(yǎng)保存。

        2.5 糾偏相關(guān)技術(shù)

        茶樹(shù)品種資源遷地保護(hù)按照原生茶樹(shù)品種資源收集目標(biāo)和已制定的收集和鑒定方案有序地開(kāi)展工作,并針對(duì)在茶樹(shù)種質(zhì)資源收集過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)技術(shù)糾偏。主要有:①重要種質(zhì)的遺失問(wèn)題,采用在相似生境中尋找一些類似品種資源進(jìn)行收集保護(hù);②對(duì)列入收集目錄的野生或半野生等資源進(jìn)行生物學(xué)特征特性觀測(cè)、確認(rèn)糾偏;③對(duì)重復(fù)(多點(diǎn))收集的同一品種資源進(jìn)行篩除糾偏,以確保原生品種資源名稱唯一性;④對(duì)品種資源名稱的合理性進(jìn)行糾偏;⑤針對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,及時(shí)對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行糾偏。

        3 福建原生茶樹(shù)品種資源就地保護(hù)

        3.1 就地保護(hù)概況

        茶樹(shù)品種資源就地保護(hù)即于發(fā)現(xiàn)茶樹(shù)品種資源的原地建立保護(hù)區(qū),并采用有效措施,加以科學(xué)管理,它適用于野生古茶樹(shù)、茶樹(shù)野生近緣種、地方選育良種、栽培淘汰種等茶樹(shù)品種資源保護(hù)。根據(jù)福建茶樹(shù)品種資源分布區(qū)域的生態(tài)環(huán)境狀況,在茶樹(shù)品種資源考察(普查)與保護(hù)目錄的基礎(chǔ)上,開(kāi)展茶樹(shù)品種資源就地保護(hù),共保護(hù)了福建省茶樹(shù)品種資源圃和武夷山茶樹(shù)資源圃等5個(gè)圃,6423個(gè)種質(zhì)(品、株、系);在原產(chǎn)地建立保護(hù)區(qū)標(biāo)識(shí)牌(編碼)就地保護(hù)的品種資源45份,772個(gè)(品、株、系),見(jiàn)表2。

        3.2 就地保護(hù)技術(shù)

        調(diào)查就地保護(hù)的福建原生茶樹(shù)品種資源的原生境伴生植物、土壤狀況、農(nóng)藝性狀等相關(guān)信息,記錄、定位原生境經(jīng)緯度和海拔等。對(duì)保護(hù)的品種資源建立界標(biāo)和保護(hù)區(qū)標(biāo)識(shí)牌,標(biāo)識(shí)牌包含保護(hù)編碼、品種資源名稱、保護(hù)地點(diǎn)、保護(hù)面積、保護(hù)區(qū)經(jīng)緯度和海拔、責(zé)任單位等相關(guān)信息;對(duì)環(huán)境破壞較嚴(yán)重的品種資源進(jìn)行環(huán)境原貌修復(fù),主要包括生態(tài)修復(fù)、梯壁崩塌修復(fù)、防護(hù)籬笆建設(shè)等。同時(shí)加強(qiáng)土壤肥料和病蟲(chóng)害管理,通過(guò)測(cè)土配方施肥、病蟲(chóng)害綜合防治和以養(yǎng)為主或采養(yǎng)結(jié)合等栽培技術(shù),以培育品種資源的發(fā)達(dá)根系與健壯樹(shù)冠。

        4 福建原生茶樹(shù)品種資源類型

        截止2015年,遷地和就地保護(hù)的福建原生茶樹(shù)品種(種質(zhì))資源共有7287個(gè)(品、株、系)(見(jiàn)表2)。2008年以來(lái)遷地和就地保護(hù)的茶樹(shù)品種資源達(dá) 1007個(gè)(品、株、系),其中地方選育品種24個(gè),占比2.38%;育成品種20個(gè),占比1.99%;地方有性群體種及單株938個(gè)(株),占比93.15%;特異(指特早、葉型和葉色的特異等)品種資源12份,73株,占比7.25%;野生、半野生(近緣種)茶樹(shù)品種資源12份,24株,占比2.38%(見(jiàn)表3)。

        5 福建優(yōu)異茶樹(shù)品種資源的篩選和創(chuàng)新利用

        5.1 茶樹(shù)新品種選育

        福建茶樹(shù)種質(zhì)資源十分豐富,素有“茶樹(shù)品種寶庫(kù)”之稱。20世紀(jì)60年代后,通過(guò)福建原生茶樹(shù)品種資源創(chuàng)新,已從地方優(yōu)異品種資源和雜交創(chuàng)新種質(zhì)中選育出福鼎大白茶、福鼎大毫茶、福安大白茶、梅占、政和大白茶、毛蟹、鐵觀音、黃棪、福建水仙、本山、大葉烏龍、八仙茶、霞浦春波綠等13個(gè)國(guó)家審(認(rèn)、鑒)定茶樹(shù)良種和早逢春、肉桂、佛手、白芽奇蘭、九龍大白茶、鳳圓春、杏仁茶、霞浦元霄綠、榕春早、大紅袍、歌樂(lè)茶等11個(gè)省級(jí)審(認(rèn)、鑒)定茶樹(shù)良種。利用茶樹(shù)品種資源(福安大白茶、鐵觀音等)雜交創(chuàng)新,選育出福云6號(hào)、福云7號(hào)、福云10號(hào)、黃觀音、茗科1號(hào)(金觀音)、黃奇、丹桂、春蘭、黃玫瑰、金牡丹、瑞香等13個(gè)國(guó)家審(認(rèn)、鑒)定茶樹(shù)良種和福云595、朝陽(yáng)、九龍袍、早春毫、福云20號(hào)、紫玫瑰、臺(tái)茶12號(hào)共7個(gè)省級(jí)審(認(rèn)、鑒)定茶樹(shù)良種,這些品種無(wú)性系良種的推廣為福建茶產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn),已取得顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。此外,在浙江、湖南、湖北、江西、貴州等省以福鼎大白茶為親本,通過(guò)天然雜交、人工雜交和輻射育種,共創(chuàng)新選育出浙農(nóng)117、浙農(nóng)139、茗豐、福豐、碧香早、福毫、鄂茶1號(hào)、贛茶2號(hào)、黔湄809、黔湄419、茂綠、銀猴茶、銀筍、佛香4 號(hào)、佛香8 號(hào)等20多個(gè)茶樹(shù)良種[13]。因此,福建茶樹(shù)品種資源的收集保護(hù)、篩選鑒定及推廣應(yīng)用,有利于保護(hù)福建茶樹(shù)遺傳資源的多樣性,拓寬了遺傳基礎(chǔ)研究,使福建乃至全國(guó)的茶樹(shù)品種創(chuàng)新應(yīng)用獲得了突破性進(jìn)展,在我國(guó)茶葉生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。

        5.2 福建原生茶樹(shù)種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用

        原生茶樹(shù)品種資源的創(chuàng)新利用主要有以下幾個(gè)方面:一是作為茶樹(shù)育種材料進(jìn)行保存利用;二是作為新選的品系進(jìn)行扦插繁育,直接進(jìn)入品系觀察或品系比較試驗(yàn);三是作為優(yōu)異單株進(jìn)行擴(kuò)繁,直接應(yīng)用生產(chǎn);四是初步建立了我省茶樹(shù)品種資源數(shù)據(jù)庫(kù),為茶樹(shù)核心種質(zhì)資源的篩選利用[14-15]和茶樹(shù)品種資源公益性資源共享平臺(tái)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。五是作為特殊資源或核心種質(zhì)與茶葉科研機(jī)構(gòu)和高校進(jìn)行共享。

        表3 2008年以來(lái)福建遷地和就地保護(hù)茶樹(shù)品種資源類型Table3 Types of tea germplasms conserved byex- or in-situ methods in Fujian since 2008

        近年,在完善“茶樹(shù)品種資源圃”、“原生茶樹(shù)品種資源圃”等建設(shè)的基礎(chǔ)上,還建立了“坦洋菜茶種質(zhì)資源庫(kù)”和“坦洋菜茶種質(zhì)創(chuàng)意觀摩園”等進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)意利用。同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)鑒定,篩選出白云特早[16]和 TC-001、TC-005、SC-01、SC-03、SC-05等40多個(gè)品質(zhì)優(yōu)異、具特異色澤或特早生的茶樹(shù)新品(株)系參加茶樹(shù)品系比較試驗(yàn)或省級(jí)區(qū)域試驗(yàn),其中10~15個(gè)優(yōu)異新品系可直接應(yīng)用于茶葉生產(chǎn)。利用茶樹(shù)優(yōu)異種質(zhì),研制開(kāi)發(fā)出“大學(xué)士”和“飛月蘭香”等 3個(gè)坦洋工夫紅茶新產(chǎn)品[17-18]。同時(shí)創(chuàng)意應(yīng)用特異品種資源,獲得相關(guān)授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)[19-20]。

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