摘要:種子作為農業(yè)的“芯片”,是農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的基石,也是推動鄉(xiāng)村振興的關鍵力量。宜昌是世界獼猴桃原產地,通過對宜昌野生獼猴桃種質資源保護利用的重要性進行分析,指出扭轉獼猴桃產業(yè)現(xiàn)狀的關鍵在于深度挖掘自然界的野生雜交資源,并介紹宜昌在落實“天然雜交帶遺傳漸滲”理念推進新品種選育方面所做的探索;同時結合2024年中央一號文件“強化農業(yè)科技支撐”的精神,從野生獼猴桃種質資源保護利用、品種更新等方面提出針對性的對策建議,以期解決獼猴桃產業(yè)發(fā)展中的“瓶頸”問題,從而推動宜昌市獼猴桃產業(yè)與世界獼猴桃原產地之美譽相稱。
關鍵詞:野生獼猴桃;種質資源;原產地;保護;利用
Conservation and Utilization of Wild Actinidia Germplasm
Resources of Yichang City,Hubei Province
YANG Bin1,YOU Li1,GAO Guowen1,LIU Bin1,WANG Hui1,WANG Tao1,
LI Jianjun2,LU Mengling3,LI Zhengxi4,F(xiàn)ANG Jun5
(1Yichang Seed Supervision Station,Yichang 443000,Hubei;2Yichang Agricultural and Rural Affairs Bureau,Yichang 443000,Hubei;3Yichang Citrus Science Institute,Yichang 443000,Hubei;4Yiling District Mingfu Fruit Planting Professional
Cooperative,Yichang 443000,Hubei;5Wufeng Tianzhiwei Family Farm,Yichang 443000,Hubei)
宜昌是世界公認的獼猴桃“老家”,蘊藏著豐富的野生獼猴桃種質資源。2008年11月6日在新西蘭舉行的國際獼猴桃大會上,世界19個國家200多位專家一致認定:中國是獼猴桃的原生中心,世界獼猴桃原產地在湖北宜昌[1]。目前,占全球栽培面積80%以上的獼猴桃品種海沃德及仍然廣泛栽培的布魯諾和其他早期品種如阿利森等均選自宜昌獼猴桃野生種子[2]。盡管宜昌擁有得天獨厚的野生獼猴桃種質資源,但宜昌獼猴桃產業(yè)的發(fā)展卻與世界獼猴桃原產地之美譽嚴重不符,這主要是由于種質資源保護利用不足、品種更新滯后等原因所致。因此,為解決宜昌獼猴桃產業(yè)發(fā)展之“瓶頸”,開展野生獼猴桃種質資源保護利用工作意義
重大。
1 開展野生獼猴桃種質資源保護利用的重要性
1.1 有利于保護宜昌野生獼猴桃種質資源的豐富性與獨特性 宜昌市位于湖北的中西部,境內含秭歸、興山、遠安、五峰、長陽、夷陵等6個山區(qū)縣和宜都、當陽2個山地平原相結合的縣級市,包含江南武陵山系余脈和江北神農架山系,生境復雜,均分布有大量的野生獼猴桃物種、群落,蘊藏著豐富的野生獼猴桃優(yōu)異種質資源。世界馴化栽培獼猴桃的初始野生種質資源就來自宜昌山地,獼猴桃育種、鮮果種植銷售與加工產業(yè)成為了支持新西蘭近100年的支柱產業(yè)。新西蘭皇家科學院院士、新西蘭植物與食品研究所首席科學家羅斯·弗格森談到獼猴桃的歷史時曾公開表示:“宜昌是個非常特別的地方,一位新西蘭女士于1903年將野生宜昌獼猴桃種子帶回新西蘭,后來這些種子成為了新西蘭獼猴桃產業(yè)的開端;宜昌是一個非常適宜種植獼猴桃的地方,并且在全球獼猴桃發(fā)展史上具有重要的意義,宜昌非常適合發(fā)展獼猴桃產業(yè)?!?/p>
野生獼猴桃除直接提供可食果品和食品加工原料外,還是重要的砧木、授粉品種、園藝觀賞和藥用植物來源,是遺傳育種和生物技術研究的重要物質基礎,是生物多樣性的重要組成部分。全世界獼猴桃共有75種(含變種),中國分布有73種,宜昌市境內的野生獼猴桃種質資源全國占比最大,達到50.8%,蘊藏著極大的經濟價值和社會價值。鑒于此,宜昌在獼猴桃的育種、鮮果種植、銷售與深加工領域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力。其獨特的地理環(huán)境與氣候條件,為獼猴桃的優(yōu)質生長提供了天然保障,使得宜昌成為促進全球獼猴桃產業(yè)發(fā)展的重要地區(qū)。
1.2 有利于發(fā)揮本地種質資源對解決獼猴桃潰瘍病問題的關鍵作用 資源是產業(yè)的基礎,更是產業(yè)的優(yōu)勢,本土種質資源有利于篩選到適應當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的特色品種,可使宜昌市野生獼猴桃種質資源優(yōu)勢最大化。宜昌市是湖北省獼猴桃種質資源最豐富的區(qū)域,但是由于近些年缺乏對宜昌野生獼猴桃種質資源的規(guī)模收集與科學利用,尤其是缺少對優(yōu)異種質資源的篩選與鑒定開發(fā),導致當?shù)睾芏喃J猴桃種植戶從陜西、四川、湖南等省購買苗木,所購苗木在當?shù)囟ㄖ埠笠赘腥緷儾。沟靡瞬J猴桃產業(yè)受到重創(chuàng)。要從源頭上解決潰瘍病問題,迫切需要利用本地野生獼猴桃優(yōu)異種質資源篩選抗病品種,改變當?shù)孬J猴桃種植品種全部為外引的局面,以減少外來品種帶來的病蟲害風險,對宜昌市獼猴桃產業(yè)的健康發(fā)展有著重要意義。
1.3 有利于釋放野生雜交資源在突破傳統(tǒng)育種瓶頸中的潛力 長期以來,獼猴桃傳統(tǒng)育種方法受限于雄性父本選擇的隨機性與低效性,導致雜交后代中優(yōu)異變異構建雄性父本家系并依賴姊妹株來評估果實性狀預見性差,費時耗力,還極大地消耗了育種資源和土地資源,成效卻往往不盡如人意。廣泛分布于自然界的野生獼猴桃種群中隱藏著豐富的種間雜合個體,這些自然雜交的產物蘊含著巨大的遺傳多樣性和潛在的優(yōu)良基因,為獼猴桃的野生選優(yōu)與品種改良提供了無限可能。黃宏文[3]早在2009年《獼猴桃馴化改良百年啟示及天然居群遺傳漸滲的基因發(fā)掘》一文中就提出過“天然雜交帶遺傳漸滲”理念,為獼猴桃育種開辟了新的方向。通過本地野生資源的優(yōu)化或遺傳改良,培育出適宜本地發(fā)展的品種已屢獲成功。以米良一號和貴長為例,這兩個品種分別為源自湖南湘西與貴州紫云的野生獼猴桃種質資源,經過精心選育后,已成為兩地的主栽品種,不僅豐富了市場供應,還顯著提升了當?shù)毓r的經濟收入;同樣,海沃德、三峽1號等獼猴桃品種的成功選育,也充分證明了野生種質資源在獼猴桃育種中的巨大價值;小紫晶軟棗獼猴桃的誕生,更是對宜昌五峰縣牛莊鎮(zhèn)野生軟棗獼猴桃資源巧妙利用的典范,展現(xiàn)出野生種質資源在地方特色品種培育中的重要作用。
1.4 有利于深度挖掘與科學利用野生獼猴桃種質資源以選育新品種 獼猴桃育種改良的未來在于對野生種質資源的深度挖掘與科學利用。在實踐中應充分利用宜昌獨特的地理位置與資源優(yōu)勢,積極推進野生獼猴桃種質資源系統(tǒng)調查和保護利用,保護生物多樣性,建設獼猴桃種桃野生種質資源圃。通過創(chuàng)新育種思路,加強與科研機構的合作,開展種質資源評價與鑒定,利用野外天然群體進行選優(yōu),借助天然雜交帶的遺傳優(yōu)勢,共同開展野生種質資源的遺傳改良與新品種選育,有望突破傳統(tǒng)育種的瓶頸,培育出更多適應性強、品質優(yōu)良的獼猴桃新品種。
2 推動獼猴桃產業(yè)、品種創(chuàng)新方面的思路和嘗試
2018年以來,宜昌市政府將“宜昌獼猴桃”作為城市新名片來打造,成功獲得“宜昌獼猴桃”國家農產品地理標志證書[4];在宜昌建設中國科學院獼猴桃技術工程實驗室,打造世界獼猴桃原產地品牌,提升宜昌市獼猴桃產業(yè)的整體競爭力與影響力,不斷推進獼猴桃產業(yè)呈現(xiàn)出規(guī)模、質量和效益同步提升的良好態(tài)勢。目前,宜昌獼猴桃種植的主要品種有紅陽、東紅、金魁、翠香、翠玉、米良一號、金艷、金桃等[4],種植面積1666.7hm2(2.5萬畝),經營主體逐步壯大,產業(yè)的發(fā)展大幅度增加了農民收入,為農民脫貧致富作出了積極貢獻。宜昌市種子監(jiān)督站于2021年4月與中國科學院武漢植物園簽訂了本土獼猴桃世界原產地種質資源調查研究合作協(xié)議(2021-2025年),合作開展獼猴桃種質資源普查、保護利用及相關產業(yè)發(fā)展工作,這一舉措標志著宜昌野生獼猴桃種質資源保護利用開啟新征程。
2.1 注重品種展示示范種植并不斷拓展內涵 2020年以來,以項目形式支持引導獼猴桃種植戶收集各地野生種質資源、集中展示種植國內外獼猴桃新品種,探索獼猴桃新品系選育,并取得一些成效。2020年夷陵區(qū)明富水果種植專業(yè)合作社試驗栽培的金艷獼猴桃獲得宜昌市農業(yè)農村局獼猴桃品鑒會三等獎;2021年原產黃金獼猴桃獲得宜昌市第一屆獼猴桃品鑒會黃肉類二等獎,金紅獼猴桃獲得紅心類三等獎;2022年原產黃金獼猴桃獲得霧渡河鎮(zhèn)第一屆獼猴桃品鑒會一等獎;多年開展的品種間雜交試驗新品系原產黃金獼猴桃在宜昌多個區(qū)域試驗中表現(xiàn)穩(wěn)定,計劃申請新品種權保護,力求取得
突破。
2.2 開展種質資源收集與保存工作 宜昌市充分利用獨特的地理位置與資源優(yōu)勢,積極推進野生獼猴桃種質資源系統(tǒng)調查和保護利用,強化對野生獼猴桃種群的管理,以保護生物多樣性。2021-2022年宜昌市種子監(jiān)督站與中國科學院武漢植物園合作,在宜昌成功舉辦了普查技術培訓班,并對宜昌境內的野生獼猴桃種質資源進行了全面系統(tǒng)調查;2023年在夷陵區(qū)明富水果種植專業(yè)合作社、五峰田之味家庭農場等不同海拔地區(qū)建立了野生種質資源保存圃,對系統(tǒng)調查發(fā)現(xiàn)的18個野生獼猴桃物種進行了遷地保護,在進行保育的同時開展育種改良
探索。
2.3 利用野生資源雜交并做好觀察記載 將五峰采花栗子坪和夷陵區(qū)霧渡河建設的獼猴桃種質資源圃作為重要的科研基地,在進行保育的同時利用野生資源與現(xiàn)有品種雜交,進行多代選育鑒定和篩選,并做好田間表現(xiàn)觀察記載。目前進行遷地保護的18個野生獼猴桃物種大多數(shù)已成活,其中7個已有初果。2024年在宜昌市野生獼猴桃資源圃(夷陵區(qū))利用野生獼猴桃資源與美味、中華獼猴桃的多個品種進行雜交,目前經過雜交的果實生長正常,計劃于2025年實施實生苗種植觀察選育;在宜昌市野生獼猴桃資源圃(五峰縣)利用野生資源探索開展了相應試驗和田間觀察,在進行物候期觀察中發(fā)現(xiàn)了果型較大的軟棗獼猴桃優(yōu)株,其果肉紅黑色、果汁充足、口感甜香、果皮灰綠微帶一點紫色,具有一定的利用價值。后期需要繼續(xù)加強同科研機構的合作,整合多方資源積極展開性狀評價和DUS測試,協(xié)同實生播種、雜交育種等多種育種模式開展野生資源的遺傳改良與新品種選育,力爭取得實質性
突破。
2.4 加強科普宣傳與培訓 2022年宜昌市種子監(jiān)督站承辦第八屆全國獼猴桃產業(yè)技術培訓會議,進一步鞏固了世界獼猴桃原產地的區(qū)位優(yōu)勢,同時通過科普培訓宣傳,使廣大種植戶開拓了視野,讓更多的獼猴桃野生資源納入了收集范圍。2023年中國科學院武漢植物園在宜昌市夷陵區(qū)霧渡河鎮(zhèn)舉辦了獼猴桃田間管理技術培訓會,全方面講授獼猴桃種植管護技術要點,包括新野生資源利用方法、品種栽培、病蟲害防治和采后處理等技術,通過培訓、示范推廣等方式,將新品種及其配套技術普及給廣大種植戶,用政策扶持鼓勵農戶采用新品種,促進獼猴桃產業(yè)的品種更新和產業(yè)升級,推動獼猴桃產業(yè)的健康發(fā)展,把宜昌獼猴桃產業(yè)推向更高的平臺,不負世界原產地的盛名。
2.5 探索防控病害新技術 在宜昌市野生獼猴桃資源圃,利用部分野生獼猴桃物種抗?jié)儾?、根腐病的特點作為砧木嫁接,采取特有的嫁接部位和方法,探索防控潰瘍病、根腐病的新技術,為獼猴桃產業(yè)的蓬勃發(fā)展注入新的活力。目前,在宜昌市野生獼猴桃資源圃(夷陵區(qū))開展利用野生資源防控潰瘍病、根腐病技術攻關已初見成效,計劃申報科技
項目。
2.6 共建新品種區(qū)域試驗基地 同中國科學院武漢植物園合作在夷陵區(qū)霧渡河鎮(zhèn)(海拔750m)共建獼猴桃新品種區(qū)域試驗基地,以驗證其適應性和推廣價值,豐富宜昌獼猴桃品種類型,推動宜昌獼猴桃產業(yè)健康發(fā)展。
3 獼猴桃野生種質資源調查和多樣性分析初見成效
3.1 經資源全面調查,宜昌野生獼猴桃植物類型最為豐富 2021-2022年完成了宜昌市野生獼猴桃種質資源的摸底工作和全面實地調查,發(fā)現(xiàn)了一批優(yōu)異種質資源。調查結果顯示,宜昌市是湖北省野生獼猴桃植物類型最豐富的地區(qū),初步判定發(fā)現(xiàn)了18個獼猴桃物種(含變種),分別是中華獼猴桃、美味獼猴桃、軟棗獼猴桃、葛棗獼猴桃、狗棗獼猴桃、京梨獼猴桃、大籽獼猴桃、對萼獼猴桃、滑葉獼猴桃、硬齒獼猴桃、毛葉硬齒獼猴桃、紅莖獼猴桃、黑蕊獼猴桃、清風藤獼猴桃、湖北獼猴桃、革葉獼猴桃、城口獼猴桃和陜西獼猴桃。黃宏文[3]研究中記載湖北獼猴桃物種有:軟棗獼猴桃、陜西獼猴桃、京梨獼猴桃、城口獼猴桃、中華獼猴桃、美味獼猴桃、湖北獼猴桃、狗棗獼猴桃、闊葉獼猴桃、大籽獼猴桃、黑蕊獼猴桃、葛棗獼猴桃、紅莖獼猴桃、革葉獼猴桃、四萼獼猴桃、毛蕊獼猴桃和顯脈獼猴桃。經比對發(fā)現(xiàn),僅有個別湖北省獼猴桃物種在宜昌沒有找到,說明宜昌市基本能代表湖北省獼猴桃物種資源水平。同時,調查還發(fā)現(xiàn)了一批優(yōu)異種質資源,如果型較大的、軟熟可固和干物質高的軟棗獼猴桃和陜西獼猴桃,此類優(yōu)株可用作野生選優(yōu)的直接來源。另外,還發(fā)現(xiàn)了一類與陜西獼猴桃類似的資源,其枝條與葉片的毛被更盛,通過DNA序列比對了其與屬內物種的親緣關系,并檢測分析果實營養(yǎng)品質,對疑似新物種類群進行遺傳鑒定分析。
3.2 經多樣性分析,宜昌地區(qū)野生獼猴桃具有豐富的遺傳多樣性 通過分析野生中華獼猴桃果實質量性狀[5],發(fā)現(xiàn)在72份野生中華獼猴桃種質資源中,僅14個關鍵質量性狀就展現(xiàn)出了47種獨特的變異類型,平均每一個性狀擁有3.36種變異,各個性狀的變異類型頻率分布也不盡相同,這不僅彰顯了宜昌野生獼猴桃基因庫的豐富性,也預示著其在育種改良上的巨大潛力。對供試材料的6個數(shù)量性狀進行統(tǒng)計學分析,結果顯示72份材料的果實數(shù)量性狀的變異系數(shù)介于14.68%~42.22%之間,遺傳多樣性指數(shù)介于1.84~2.02之間,有較大的遺傳差異且變異范圍較廣,而且變異系數(shù)和多樣性指數(shù)均達到較高水平。72份材料中果實性狀的多樣性指數(shù)介于0.25~2.02之間,均值為1.19,變異系數(shù)介于11.79%~71.15%之間,均值為 41.36%,表明宜昌野生獼猴桃果實具有豐富的表型遺傳多樣
性[5]。在果實的形態(tài)、大小等關鍵性狀上差異顯著,尤其是果形指數(shù)、果實縱徑、可溶性固形物及干物質含量等關鍵指標,呈現(xiàn)出豐富的表型遺傳多樣性與強大的表型可塑性,為培育優(yōu)質獼猴桃品種提供了豐富的基因資源。此外,研究還發(fā)現(xiàn)72份材料在果實形狀、果喙形態(tài)、軟腐抗性及果肉顏色等性狀的變異系數(shù)較大,進一步凸顯了宜昌本土野生獼猴桃在抗病蟲害、耐貯藏及獨特風味等方面的遺傳優(yōu)勢。這些特性的變異為抗性育種、品質改良等提供了寶貴的材料。而且后期通過形態(tài)學和細胞學(染色體倍性分析)對野生種質資源進行鑒定發(fā)現(xiàn),宜昌市秭歸縣處在中華獼猴桃和美味獼猴桃天然雜交
帶[6],且中華獼猴桃存在不同倍性群體,這標志著在秭歸不僅是一個天然雜交的溫床,更是自然選擇作用下不斷演化的“實驗場”,這將為進一步開展?jié)u滲遺傳挖掘優(yōu)異基因和特異資源奠定重要基礎。
基于以上發(fā)現(xiàn),宜昌地區(qū)應充分利用其野生獼猴桃資源的遺傳多樣性優(yōu)勢,加強科研投入,通過現(xiàn)代生物技術與傳統(tǒng)育種方法的有機結合,培育出更多適應性強、品質優(yōu)良的獼猴桃新品種;同時要加強野生獼猴桃資源的保護與可持續(xù)利用,確保這一寶貴資源能夠得以永續(xù)傳承。下一步主要從4個方面繼續(xù)開展相關工作:一是開展資源圃物候觀察記載,推進新品種選育進程和探索防病新技術;二是開展科普宣傳,提高“宜昌獼猴桃”原產地知名度和影響力;三是在五峰縣采花鄉(xiāng)增加獼猴桃新品種區(qū)域試驗基地;四是開展野生資源后續(xù)調查和檢測,探索開展基因發(fā)掘。
4 有關意見和建議
4.1 在國家和省級的指導下,建立宜昌野生獼猴桃資源保護區(qū) 獼猴桃屬植物下面共計75個分類單元,據(jù)《中國高等植物受威脅物種名錄》記載有41個受到不同程度的威脅,宜昌地區(qū)大部分物種均在其列;國家林業(yè)和草原局和農業(yè)農村部于2021年9月7日頒布的《國家重點保護野生植物名錄》中,中華獼猴桃、金花獼猴桃、條葉獼猴桃、軟棗獼猴桃和大籽獼猴桃5類獼猴桃被列為二級保護植物,且歸口農業(yè)農村主管部門管理。在野外環(huán)境中,野生獼猴桃資源極易被破壞,如人為的采伐、森林撫育、森林火災等,極小種群受到威脅的風險更高。建議建立宜昌野生獼猴桃資源保護區(qū),實行相關的保護措施,加大對野生獼猴桃種群管理,確保野生獼猴桃資源的可持續(xù)利用。尤其是秭歸地處獼猴桃天然雜交帶,種質資源豐富、類型眾多,其染色體倍性變異豐富,極具開發(fā)價值,對挖掘特異種質資源意義重大,在開發(fā)利用的同時更應加強對野生資源的
保護。
4.2 對獼猴桃野外天然優(yōu)株進行系統(tǒng)多樣性分析鑒定,加快地方新品種選育進程 2024年中央一號文件在談到“強化農業(yè)科技支撐”時指出,加快推進種業(yè)振興行動,完善聯(lián)合研發(fā)和應用協(xié)作機制,加大種源關鍵核心技術攻關,加快選育推廣生產急需的自主優(yōu)良品種,開展重大品種研發(fā)推廣應用一體化試點,推動生物育種產業(yè)化擴面提速。宜昌境內野生獼猴桃種質資源代表本區(qū)域遺傳多樣性的核心種質,收集保存并充分利用這些豐富的優(yōu)異資源作為野生選優(yōu)的來源,可以加快本地新品種選育進程。
為落實中央一號文件精神,應繼續(xù)同中國科學院武漢植物園合作開展種質資源普查及保護利用,加大聯(lián)合開展的科技項目投入,支持開展新品種選育。一是繼續(xù)對野生獼猴桃資源圃的18個物種進行保育,不斷收集發(fā)掘野生優(yōu)株單株;二是對宜昌野生資源進行全面系統(tǒng)的多樣性分析鑒定,從野生獼猴桃資源中發(fā)掘有益植株、品種、基因,充分利用野外天然優(yōu)株進行開發(fā)利用,選育出地方新品種,以此豐富宜昌獼猴桃品種類型,推動宜昌獼猴桃產業(yè)健康發(fā)展。
參考文獻
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(收稿日期:2024-10-22)