新疆野生樱桃李种质资源研究现状及保护对策

2017-07-19 10:22刁永强陈淑英楚文照孟和巴图伊犁哈萨克自治州林业科学研究院新疆伊宁835000
中国野生植物资源 2017年3期
关键词:李的西沟野果

刁永强,许 正,陈淑英,楚文照,孟和巴图(伊犁哈萨克自治州林业科学研究院,新疆 伊宁 835000)

新疆野生樱桃李种质资源研究现状及保护对策

刁永强,许 正*,陈淑英,楚文照,孟和巴图
(伊犁哈萨克自治州林业科学研究院,新疆 伊宁 835000)

野生樱桃李是一种珍贵的野生果树资源也是中国稀有濒危树种之一,在我国仅分布在新疆伊犁河谷。野生樱桃李种下类型丰富,具有丰富的遗传多样性。为了更好地开发和利用这一野生资源,对其地理分布、分类学、植物学、受损现状等方面的研究进展进行了综述,并提出就地保护、迁地保护建立资源汇集圃、建立现代化的离体保存基因库以及成立野生果树学会和构建野生果树种质资源网络体系等对策,更好地开展研究和保护利用这一珍贵的野生果树资源。

野生樱桃李;种质资源;保护对策;新疆

野生樱桃李(PrunusdivaricataLdb.)别名樱李或酸梅,属于蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)李属(Prunus)植物,是一种珍贵的野生果树资源也是中国稀有濒危树种之一[1-2]。新疆野生樱桃李在《中国珍稀濒危保护植物名录》中,被列为国家Ⅱ级重点保护物种和自治区Ⅱ级重点保护物种,在生物多样性中具有国际意义的优先保护物种[3]。有的植物学家统称为P.cerasiferaEhrh,包括园艺品种和野生种,有时将野生种另分作一种,称为P.divaricataLedeb,种以下包括很多亚种和类型,有时把野生种作为一个变种P.cerasiferaEhrh.var.divaricataBailey[1,4]。

野生樱桃李花色绚丽,果实鲜艳,营养价值很高,既可供观赏,又可鲜食和加工成干果、果酱、饮料等产品,自古就为当地少数民族所喜食,被誉为“雪域圣果”[4]。除此之外,野生樱桃李抗逆性强,可用作桃、李、杏等栽培果树的砧木和接穗,也是一种良好的抗逆性育种材料。根据王磊[5]等人多年来的调查,作为新疆伊犁野果林一种宝贵的野生果树资源,野生樱桃李天然种群起着保护野果林生物多样性、维持和改善生态系统功能的重要作用。为了避免人类活动对天山野果林的破坏和野果林珍稀物种的绝灭,积极采取有效措施加以保护是当今人类的一项重要任务。

图1 野生樱桃李原生境

图2 野生樱桃李花期

图3 野生樱桃李果实

1 新疆野生樱桃李种质资源的分布研究

就世界范围而言,野生樱桃李主要分布于中亚至天山一带与前苏联的高加索、土库曼斯坦山地、帕米尔高原和伊朗、小亚细亚及巴尔干半岛[6-7]。新疆伊犁是樱桃李分布区的最东端,樱桃李的野生种在我国仅分布于新疆伊犁地区霍城县的科古尔琴山的大西沟和小西沟的10多条山沟中,集中分布于海拔1 000~1 600 m的沟谷水边和多石砾的阳坡地,是该地落叶阔叶林的主要组成树种之一。在大西沟较开阔的河岸边,有面积不大的纯林,在小西沟开阔的山地阳坡地上也有小片分布[6]。另外在新源县交吾托海野果林的沟谷水边也有少量混生的野生樱桃李灌木丛,无成片分布[5]。新源县交吾托海野果林本无野生樱桃李分布,是笔者于1993年建立“伊犁野果林野生果树与农用植物资源圃”时引进,后来大量繁殖后栽植,并于2005—2007年建立“野生樱桃李种下类型汇集圃”引进野生樱桃李种下类型40个建圃0.47 hm2左右。

阎国荣等[8]研究发现,野生樱桃李在我国分布面积仅有1 500 hm2左右,生长在温暖、较湿润的环境。周龙[9]经过2004—2007年四年的观察发现,野生樱桃李的分布比较集中,其中以海拔1 100~1 300 m的大西沟为多,小西沟的河东岸边、西坡及南坡的下部也有分布,多与野苹果、野杏、野山楂等混生;野生樱桃李垂直分布在海拔1 100~1 540 m的范围内,分布最上限位于海拔1 540 m处,东经80.77319°,北纬44.44082°,分布最下限在大西沟乡的无名沟,海拔高度在980 m,因为人为砍伐破坏严重,现已很少见。在大西沟海拔1 100~1 300 m的庙儿沟、阿佩英沟、马金堂沟因为水分状况较好,沟中常年有溪水,所以野生樱桃李分布稠密,出现了以野樱桃李为主的密林,但面积不大,而且多集中在阳坡和半阳坡,这种密林仅见于大西沟的支沟庙儿沟、阿佩英沟和金堂沟深陷的谷底深处,有较大树龄的植株。在大西沟河东岸蒙古庙沟下的河岸边发现了约300 m长,150 m宽的野生樱桃李纯林,林内郁闭度85%~90%,树下只有稀疏的特耐阴植物,在一道沟、二道沟、琼布拉沟等地发现的野生樱桃李的数量很少,且只在阳坡和半阳坡地上有零星的分布[4,9]。笔者1986—1990年参加“伊犁野果林综合研究”期间调查发现,野生樱桃李的自然分布最上限位于霍城县大西沟海拔1 700 m处。野生樱桃李的自然分布集中在沟底水分条件较好的区域,阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡等环境也有少量分布。

2 新疆野生樱桃李种质资源的分类研究

俞德浚[1]在《中国果树分类学》中按照自然分类法对樱桃李进行了分类,认为常见的栽培樱桃李的变型主要有垂枝李、紫叶李、黑叶李、花叶李、狭叶李,这些变型多用作庭院绿化的观赏树种。野生樱桃李研究初期,崔乃然和王磊等人[10-11]根据果实形状、颜色还有枝条和花的特征将新疆野生樱桃李分为21个类型,并做了新疆野生樱桃李分类型检索表[10,6]。王磊等人[12]在原来分类的基础上根据野生樱桃李的植物学特征、生活环境、生物学特性和抗逆性等又增加了19个新的种下类型,使野生樱桃李的种下类型扩展到40个[12,4]。周龙、廖康等[13,4]等利用分子标记技术研究确定了野生樱桃李具有较多的变异性状,使其种下类型扩展到45个。这些变型或新类型为进一步保护和保存野生樱桃李提供了依据。

3 新疆野生樱桃李植物学特性研究

野生樱桃李为灌木、小乔木或小半乔木,树高1.5~8.0 m;树冠半圆形或圆锥形;枝条开展或俯垂,灰褐色或黄褐色;新梢深红色,无毛,叶在一年生枝上互生,在短枝上密集成簇生;幼芽宽圆锥形,长1.0~1.5 mm;花芽卵形至圆锥形,长约2.0 mm,芽鳞圆锥形,平滑无毛,边缘有锯齿,顶端二尺裂。叶片椭圆形、卵圆形或倒卵形,先端急尖,基部楔形至圆形,叶缘有钝锯齿或单锯齿与重锯齿相见排列的复合锯齿,齿尖具淡黄色短尖头,叶片上面深绿色,无毛,下面较浅,仅在沿叶脉基部微被或密被短柔毛;侧脉5~8对;叶柄长0.8~2.5 cm,无毛或微被短柔毛,叶片基部具1~2个极小的红色或黄色的腺体;托叶早落。花1朵,罕为2朵,着生于一年生枝或短小枝上,稍先于叶开放或与叶同时开放,花冠直径1.30~3.2 cm;花梗长l.0~2.2 cm,无毛稀被毛;萼简短圆筒状或钟形,无毛,萼片下弯,卵形或椭圆形;花瓣白色,凋谢时稍呈粉红色,卵形、匙形或近于圆形;雄蕊20~30枚;雌蕊1枚,子房上位,被长柔毛,花柱约与雄蕊等长或长于雄蕊。核果圆形,卵圆形或心形,果顶圆或微尖,无顶洼,果径1.5~2.3 cm,表面光滑,具蜡状果粉,果红色、紫黑色或黄色,具浅侧沟(腹缝线明显或不明显),平均单果重2.4~5.5 g;果肉柔软、多汁、粘核,含可溶性固形物14.0%~16.8%;核椭圆形、椭圆状卵形或纺缍形,纵径1.10~1.36 cm,横径0.8~1.0 cm,先端渐尖,基部卵形至截形,浅褐带白色,表面光滑或粗糙,有时蜂窝状,背缝具沟,腹缝有时扩大具2侧沟,染色体2n=16,17,24[6,12]。

4 新疆野生樱桃李种质资源遗传多样性研究

笔者从1986年起,参加了国家自然科学基金项目《伊犁野果林的综合研究》,对伊犁野果林的几种主要野生果树资源进行了详细的调查,对野生樱桃李种质资源中有代表性的类型的植株作了植物学特征、生物学特性等详细的观测记载,并将其分为21个类型[10,6]。2004—2006年参与了国家自然科学基金项目《新疆野生樱桃李种质资源的补充调查、收集、保存与研究》,在原有基础上又进行了野生樱桃李资源的重新调查和补充调查,结合GPS全球定位仪对每棵树进行了定位,并进行分类、收集和保存,又补充了19个新类型,并建立了调查样方、生境及野生樱桃李各种属性的数据库[12]。廖康[14]等人以新疆霍城县大西沟自然状态下的野生樱桃李为研究对象,调查了30余种野生樱桃李不同种下的类型,测定了在原生状态下其枝叶形态、花器官形态和果实形态的特征差异,认为野生樱桃李的种下类型具有十分丰富的变异类型,从枝叶到花果均有很大的变异,尤其是果实性状类型丰富,其中许多类型的经济性状优良,为优系的选择提供了广阔的空间,可根据经济利用目的选择相应的类型。刘崇琪等[15]以新疆野生樱桃李47个实生株系的成熟果实为试材,从果实形态与性状、可溶性固形物和矿质元素含量以及挥发性化合物组分等不同层面开展遗传多样性研究后发现,其果实纵径、横径、单果质量、果形指数以及可溶性固形物含量均存在一定程度的变异,遗传多样性较为丰富,其中以单果质量的变异系数最大;各实生株系挥发性化合物总含量、挥发性化合物种类及其含量以及主要挥发性化合物分离比率与含量等均存在广泛的遗传变异,遗传多样性较为丰富,其中以甲酸己酯含量最高。丛桂芝[16]等人在对仿生栽培野生樱桃李的表型多样性进行研究的过程中,结合农艺性状、抗逆性状及经济性状多样性,已初步筛选出41个优良单株,并从果色、可溶性固形物含量、单果平均质量大小、核果比、总酸、单株平均产量6个性状进行了表型多样性的聚类分析,最后选出了4个形态特征优良的品系和11个储备良种的种质资源。而在分子水平上,野生樱桃李同样具有丰富的遗传多样性,刘崇琪等人[17]研究发现了4个S-RNase基因,初步确定了新疆野樱桃李林群体的S基因型有5种类型,从而为樱桃李自交不亲和性机理研究奠定了一定的研究基础。

周龙[9]研究确立了野生樱桃李最适SSR-PCR反应的最佳体系,用5对引物对50份野生樱桃李种质进行扩增,共扩增出771条带,平均为154.2条。在种群水平上共检测到330条多态性带,每对引物平均可扩增出66条多态性带,多态性带比率为42.8%。7个天然群体所检测的多态位点的丰富程度从大到小的排序依次为:蒙古庙沟>小西沟>一道沟>河漫滩>马金堂沟>庙尔沟>阿培英沟。野生樱桃李遗传多样性的86.05%存在于天然群体内,13.95%存在于天然群体间,表明其遗传变异主要来自于天然群体内部,少部分来自于天然群体间。通过计算遗传距离和遗传相似度系数发现天然群体一道沟和河漫滩的遗传相似性水平最高,天然群体小西沟和马金堂沟的遗传距离最大,遗传分化程度高。以平均遗传距离0.028为阈值7个天然群体被聚为四大类,SSR聚类结果基本和表型聚类一致。

5 新疆野生樱桃李种质资源受损现状

野生樱桃李种质资源系我国新疆珍稀的野生果树种质资源,仅分布于新疆伊犁地区的霍城县,具有极为重要的保护价值。但近几年由于对野生樱桃李的不合理开发利用,导致了野生樱桃李资源的持续减少。掠夺式的资源开发、过度放牧及农田开垦等因素导致了野生樱桃李果树资源的严重破坏,野果林面积减少,且濒临灭绝。目前,新疆野生樱桃李分布区的破坏十分严重,主要表现在以下几个方面:

(1)不合理的乱砍乱伐使得野樱桃李分布下限明显上移,野生樱桃李及其它树种的分布密度明显减小,有些定点树被肆意砍掉,树下植被明显受到破坏。

(2)盲目的毁林开荒现象严重,使得大面积的野生樱桃李资源受到破坏;山上人口密度加大,据周龙等人[18]调查80年代大西沟只有3户人家,进入90 年代居住在这里的农牧民人口已超过300 人,并且每年进入大西沟从事经济开发、资源采收、旅游等项目的人数不断增加,沟内生态环境不断恶化,致使野果林区某些生物物种面临濒危和危机,种群数量减少和分布面积缩小,许多珍稀物种已处于濒危和灭绝的边缘[19]。野生樱桃李的分布多为人类活动频繁的河漫滩,过去有成片的樱桃李纯林,现基本没有了。因在庙尔沟建庙毁林修路,使多株当年定点野生樱桃李遭毁。

(3)因为过度放牧,植被得不到保护,仅大西沟固定的牲畜数量近万头,另外每年春季转场的畜群经过大西沟,临时搭建的帐篷在野生樱桃李的分布区星星点点,养羊、养牛农牧民将成群的牛羊往山上赶,牛羊啃食幼苗,严重破坏野果林林下植被,造成大面积水土流失,很多野生果树根系裸露,使整个野果林生长势衰退,80年代雨季时只见水涨而无洪水,但近些年只要下雨便形成洪水,洪水冲垮堤岸,两岸坍塌,冲毁很多野生果树以及野生樱桃李纯林,使得生态系统遭到严重破坏。

(4)霍城县大西沟已被开发成旅游地,每年野生樱桃李开花和结果季节,大批的游客上山游玩,随意采摘花果,乱扔生活垃圾。

(5)掠夺式经营现象严重,每年果实成熟季节,大批的人进山采果,采集时用棒打,用电锯锯,杀鸡取卵,涸泽而渔,使得野生樱桃李伤痕累累[18]。

6 新疆野生樱桃李种质资源保护对策

针对新疆野生樱桃李种质资源受损的现状,建议采取以下切实有效的管理措施,加强野生樱桃李种质资源的保护与利用。

(1)就地保护

对于面临绝种危险的野生樱桃李来说,建议按照联合国世界环境与发展大会《生物多样性公约》精神,应尽快建立以野樱桃李群落为中心的霍城大西沟野生樱桃李自然保护区予以保护,采用围栏隔离,悬挂宣传牌,建立档案,严禁人为和牲畜破坏,以从根本上挽救这个濒危物种。在保护区建成之前,当地政府应制定具体政策和措施,切实做好退耕还林工作,限定载牧量,严禁乱砍乱伐、乱开发,必须在不破坏环境的前提下进行有序的开发利用。

(2)迁地保护建立资源汇集圃

笔者于2008—2010年完成新疆自治区科技厅特培项目《伊犁野生樱桃李种下类型种质资源汇集圃的建立》,采用迁地保护措施将新疆野生樱桃李40个种下类型人工栽培位于新源县的伊犁野果林野生果树资源圃,新疆农业大学、新疆农科院等相关科研院所引进野生樱桃李在南疆轮台县果树资源圃栽植,目前生长结实良好。

(3)增强当地农牧民资源保护的意识[4]

新疆野生樱桃李资源的破坏主要是通过放牧和砍伐烧柴,此外是当地的农牧民在果实成熟时进山采果和采挖中草药材。对此应该利用各种有效媒体进行环境保护和生物多样性的科普宣传教育,达到家喻户晓,人人皆知,提高人们对珍稀濒危植物的保护和对生物多样性的保护,使生态环境的保护和生物多样性的保护成为人们的自觉行动。

(4)加强新疆野生樱桃李种质资源保护的法制建设[4]

从总体上看,我国现有的有关生物多样性保护的立法文件级别效力低,长期以来“野生无主,谁采谁有”的观念根深蒂固,加之经济利益的驱使和法制观念、保护意识的淡薄,每年野生樱桃李果实成熟的季节,当地农牧民对野生果树随意乱采滥伐现象仍较普遍。因此,应加强执法力度,充分发挥基层林业工作站、林政管理、林业公安等部门保护管理的主体作用,扩大执法队伍,充实执法力量,加强执法培训,以法律法规为武器,对乱采滥挖、违法收购、非法经营、破坏栖息地等行为予以严厉打击。

(5)建立现代化的离体保存基因库

针对新疆野生樱桃李种质资源积极开展调查和研究工作,在获得大量基层资料和科研成果的基础上建立必要的核心种质资源库,通过组织培养的方式来贮藏野生樱桃李的种子、根、茎、叶、花粉等器官或试管苗于种质库或基因库内,并建立野生樱桃李离体种质保存基因库,以便长期保存和满足将来生产和科学研究的需要。

(6)在保护的同时加强人工引种驯化和栽培利用

针对新疆野生樱桃李种质资源,我们需要积极探索如何建立人与自然和谐共存的途径,达到对其实现可持续利用的目的。根据生产需求,我们应该做到有计划、有步骤地引种栽培,加强科研力度,进行人工驯化栽培,从而扩大种质资源的栽培范围,这样既可以更好地保护珍稀濒危的野生樱桃李种质资源,又可以充分发挥其多种经济用途,创造良好的经济效益和生态效益,使保护和利用紧密结合。

(7)建议成立野生果树学会和构建野生果树种质资源网络体系

进一步开展野生樱桃李种质资源调查、收集、保存、鉴定和评价工作,利用先进的现代科学技术对野生樱桃李资源进行更深入系统的研究,加大综合开发利用研究力度,建立野生樱桃李资源网络技术体系,注重在保护中的合理开发和利用,使保护和利用紧密结合。

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Study on Present Status and Protective Strategies for Germplasm Resources of Wild Cherry Plum (Prunusdivaricata) in Xinjiang

Diao Yongqiang,Xu Zheng,Chen Shuying,Chu Wenzhao,Meng Hebatu
(Academy of Forestry in Ili,Yining 835000,China)

The wild cherry plum (Prunusdivaricata) is one of the resources of rare and endangered wild fruit trees in China,which distributs only in Yili area of Xinjiang Province.The wild cherry plum has varied types and abundant genetic diversity.This paper summarized the progress of geographical distribution,taxonomy,damage status and some suggestions were put forward for the future study in order to exploit and utilize the wild resource.

Prunusdivaricata;germplasm resources;protective strategies;Xinjiang

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.03.013

2016-11-23

国家林业公益性行业科研专项—伊犁河谷生态经济林工程建设技术研究与示范(201304714)。

刁永强(1981—),男,工程师,研究生学历,主要从事果树种质资源及果树栽培研究。E-mail:diaoyongqiang@sina.com

*通讯作者: 许正(1962—),男,锡伯族,高级工程师,主要从事野生果树研究。E-mail:fengye811@163.com

S662.3

A

1006-9690(2017)03-0057-05

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