花椒化学诱变育种初探

唐　伟，李佩洪，龚　霞，陈　政

(四川省植物工程研究院，四川 资中 641200)



花椒化学诱变育种初探

唐伟，李佩洪，龚霞，陈政

(四川省植物工程研究院，四川 资中 641200)

摘要：花椒是芸香科以种子繁殖的落叶灌木或小乔木，是我国重要的经济树种之一。由于其经济价值极高，我国对花椒的研究颇多，花椒优良品种的培育及花椒病害的预防，花椒的采收及加工是目前花椒研究的主要方向。目前虽然有一些花椒人工育成品种，但远不能满足生产的需求，因此，花椒的育种工作对花椒产业的发展起着至关重要的作用。利用化学诱变方法能提高育种材料的突变几率，丰富花椒突变库资源，做好花椒种质创新工作，为花椒优良性状品种选育提供材料。

关键词：花椒；育种；技术创新；化学诱变

1国内研究现状

目前，国内花椒育种均采用选择(优选)育种方法。耀德等人通过10年时间，选育出了短枝型、早熟、采摘容易、优质、丰产性显著、抗逆性强、适生范围广、遗传性状稳定的优良品种——“秦安一号”。吴宗兴等人利用选择育种方法，选育出了适应阿坝州立地条件的花椒品种——六月椒(大红袍)，该品种具有异花授粉的作用，现存椒树具有分布广、寿命长、变异丰富、选择潜力大等特点。原双进等人在对韩城大红袍产量、品质等进行调查的基础上，通过选优对比试验，选育出了狮子头、无刺椒及南强1号等优良品种，这些品种具有丰产性能好、品质优、易采摘(无刺或错开集中成熟期)等优良特性。但由于花椒为单性结实，属于无融合生殖，不易进行杂交育种。在自然状态下的优选育种方法，选育的时间太长，且没有目的性，育种效果不佳。

2国外研究现状

花椒属植物在全球约 250 种，我国有 39 个品种、 14 个变种。花椒原产我国，亚洲的许多国家先后引种栽培，目前在日本、韩国、朝鲜、印度、马来西亚、尼泊尔、菲律宾等国均有分布，其中以日本和韩国的栽培面积较大，加工技术较领先。

2.1日本花椒研究

日本花椒有许多品种，除栽培面积最大的朝仓花椒，还有琉锦花椒、冬花椒、葡萄山椒、稻花椒、无刺花椒等。日本花椒各品种都具不同的优点，如日本无刺花椒种子的含油量在 25%～30%，椒油经处理后既可食用，又可做为工业用油；在日本餐厅或家庭中，花椒作为一种具丰富营养价值的高档蔬菜，其消费量极大。花椒加工产品形式包括干花椒果皮和鲜花椒果两种，且鲜果在日本占有一定的市场。但由于花椒也具较高药用价值，所以日本主要利用花椒这一特殊价值。目前，日本将花椒作为一种调味料和药用植物进行研究开发，研究主要涉及苗木繁殖、优良品系的选择、田间管理、产品开发应用等。日本医药株式会社等各医药教学与科研机构，投入很大精力对花椒开展攻关研究，发现花椒具有降低血压的功效。

在日本，花椒繁殖以嫁接为主，一般认为实生苗多为雄株，有刺，果实小，且着生方式散，产量低。由于冬花椒、稻花椒具有根系深、抗病、抗干旱能力强等特点，所以嫁接多以冬花椒、稻花椒作砧木。嫁接采用劈接法，最佳嫁接时间为 3 月中旬至 4 月初。接穗要求有 2～3 个饱满芽，长度 5～7cm，嫁接时将砧木地上 10cm 以上部分截断，嫁接后至成活前，最好进行覆盖，这样当年嫁接苗高可长到 60～100cm。

在育种技术方面，日本研究者通过研究探明，利用茎尖培养与人工选择相结合的方法，将成为选育富含芳香物的花椒品系的有效途径。利用这种综合方法的优点是：通过茎尖培养朝仓花椒所得的后代，不仅可保持原本芳香物的生产力，而且部分品种经多次继代培养后，内含的芳香物呈逐步增加趋势，花椒的经济价值得以显著提高。

2.2 韩国花椒研究

在韩国，与世界各地相似，花椒一直作为食用和药用植物在全国范围广泛使用。在科研方面，韩国林木遗传研究所已选出 13 株优树，并建立优树无性系测定林。这13株优树具多果穗、果粒大、无刺的优良性状。全部优株经济性状均优于对照 1.5～2倍。

国外这些育种方法虽然在一定程度上使花椒产量、品质得到提升，但都属于常规选择育种方法，具有相当大的局限性。

2.3创新技术探讨

总结历史经验和国内外育种技术的情况，花椒育种研究需要采用新的方法和途径，即诱变育种。

化学诱变育种是利用化学诱变剂人工诱发植物发生变异，在分离后代中对突变体进行选择和鉴定，培育出生产上能直接或间接利用的农作物品种的方法。化学诱变育种已经广泛应用于大豆、玉米、水稻、油菜、花卉、蔬菜、杉木、茶树等植物育种，还应用于部分微生物育种上。但是，目前仅有一篇文献论述花椒化学诱变育种方面的相关研究。薛惠丹等人以凤县大花炮花椒的愈伤组织为材料，以EMS为诱变剂进行人工诱变试验：①在对花椒愈伤组织EMS诱变用100mL浓度为0.1%的HgCl2溶液与0.1mL Tween 20的混合溶液对花椒叶片和韧皮部进行消毒时，在对韧皮部消毒过程中,当消毒时间超过8min时，其致死率急剧上升。由于叶片较韧皮部敏感，且本身污染少，所需的消毒时间相对较短。当消毒时间小于4min时，污染率较高，当消毒时间超过4min时致死率急剧上升。在此消毒过程中，8min为花椒韧皮部最佳消毒时间，4min为花椒叶片最佳消毒时间。②以EMS为诱变剂用不同方法处理花椒韧皮部和叶片来源的愈伤组织。结果表明：叶片来源的愈伤组织对EMS的敏感性高于韧皮部,培养基法比浸泡法对愈伤组织伤害大。说明韧皮部为愈伤组织的合适来源，浸泡法为较好的诱变处理方法。③用不同EMS浓度和EMS处理时间组合处理合适来源愈伤组织，结果表明：EMS诱变花椒愈伤组织的半致死剂量为：0.3%EMS处理6h，0.5%EMS处理4h，0.7%EMS处理2h。诱变后的愈伤组织经增殖和再分化形成完整植株，经诱变处理的再生植株在叶长、叶宽、叶色和生长势等方面均表现出不同程度变异，其中以叶长的变异尤为显著，变异系数为41.8%。通过筛选得到花椒变异植株340株。因此，利用化学诱变的方法对花椒进行育种研究，能克服选择育种方法的局限性，增加遗传物质变异重组几率，缩短育种周期，提高育种效率。

花椒为单性结实，属于无融合生殖，不易进行杂交育种。在此之前科技工作者对花椒的育种研究都是采取自然状态下的优选育种，进行新材料选育的时间太长，且没有目的性，育种效果不佳。利用化学诱变的方法对花椒进行育种研究，克服选择育种方法的局限性，有利于增加遗传物质变异重组几率、缩短育种周期、提高育种效率。

3结论

利用化学诱变方法能提高育种材料的突变几率，丰富花椒突变库资源，做好花椒种质创新工作，为花椒优良性状品种选育提供材料。花椒化学诱变育种在育种过程中能大幅度降低育种成本，缩短优选时间。在生产上能为农户和生产企业提供优良新品种，提高产量，增加经济社会效益，使花椒产业化发展得到进一步提升。

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