罗汉果种质资源创新研究进展

康公平　李建新　高健强

摘 要：罗汉果是我国特有的一种药食两用的多年生草质藤本植物，果实中含有可以作甜味添加剂的罗汉果皂苷V。罗汉果种质资源的匮乏严重制约了罗汉果产业的发展，成了人们关注的热点。该文综述了近年来罗汉果种质资源创新的研究进展，展望了罗汉果种质创新的主要方向，为罗汉果产业的健康发展提供参考。

关键词：罗汉果；种质资源创新；研究进展

中图分类号 S668.9 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）14-0127-02

Abstract：Siraitia grosvenorii is an endemic medical and edible dual purpose plant in China. Its fruit contains mogroside V which can be used as a sweet additive. The lack of germplasm resources of Siraitia grosvenorii has seriously restricted the development of Siraitia grosvenorii industry and has become a spotlight. In this paper， the recent advances in the creation of Siraitia grosvenorii germplasm resources were reviewed， and the main direction of Siraitia grosvenorii germplasm creation was prospected， which provided reference for the healthy development of Siraitia grosvenorii.

Key words：Siraitia grosvenorii；Germplasm resources creation；Research advance

罗汉果[Siraitia grosvenorii （Swingle）C. Jeffery]是葫芦科罗汉果属多年生草质藤本植物，花雌雄异株着生。罗汉果又称光果木鳖、假苦瓜、拉汉果等，以其果实入药，是我国著名的药食两用的中药材，具有润肺、利咽、通肠的功效[1]。作为中国特有的道地药材和甜味植物，罗汉果主要在广西的龙胜、临桂、福永等地以及贵州的江口、松桃等环梵净山周边山区和湖南的道县、江永等地人工栽培。罗汉果果实中含有多种皂苷，其中皂苷V是一种甜度为蔗糖500倍的不含热量的甜味物质，被广泛应用于各类饮料中。近年来，罗汉果作为药食两用的中药材植物，市场需求大幅度上升，广西福永等地大面积开垦山地种植罗汉果，破坏了野生罗汉果的生境，使其野生资源在原产地急剧减少，已达到了濒临绝种的境地。随着种植规模的不断扩大，罗汉果种质资源创新成为了罗汉果的研究焦点。本文综述了近年来罗汉果品种创新方面的研究进展，探讨了今后研究的主要方向，为罗汉果产业的健康发展提供参考。

1 常规杂交技术创新罗汉果种质资源

由于罗汉果是雌雄异株藤本植物，现有的罗汉果品种都是杂合体。在罗漢果新品种选育时只要将优秀父母本杂交，在得到的杂种子一代中选育优良单株，再将选得优良单株的茎段通过组织培养就可以获得罗汉果新品种，育种程序和时间相比一些自交植物来说要省时省工。广西师范大学、广西药用植物所、广西大学、桂林莱茵生物科技有限股份有限公司等单位通过常规杂交技术结合组织培养育成了一批罗汉果新品种。莫长明等[2]以龙江青皮果为母本，和父本冬瓜果进行杂交，在杂交子一代的变异株中筛选得到一株大果率高的植株，将该植株得到的种子在第二年通过组织培养获得10株实生苗，其中1株实生苗表现出坐果率高、大果率高、果型好以及耐干旱的特征，将该株实生苗取其茎尖，用组织培养的方法繁育得到罗汉果无性系新品种，定名为永青1号。该品种的组培苗在桂北地区一般4月上旬定植，7—9月中旬来蕾开花，7月中下旬为盛花期，11月果实分批成熟。莫长明等[3]以青皮3号做母本，以冬瓜果雄株做父本杂交得到杂交子一代，从杂交子一代中筛选得到一株座果率高、大中果率高的优良单株，以该单株来籽茎段做外植体通过组织培养繁殖成无性系，得到普丰青皮品种。该品种适合在桂北地区种植，一般4月上旬定植，7—9月来蕾开花，10—11月果实分批成熟。李伯林等[4]从青皮果品种中通过单株优选、定向培养的方法选育出罗汉果新品系“伯林三号”，该品种具有耐肥耐旱、成熟一致、种性稳定和适应性强等优良特性，除了在桂北可以种植外，在湖南通道、会同和贵州的从江、榕江都有种植，推广面积达400hm2左右。

2 染色体工程技术创新罗汉果种质资源

利用染色体工程技术来创新多倍体罗汉果种质资源在过去10年都是罗汉果研究的热门，并获得了一批多倍体罗汉果资源，但是各个多倍体罗汉果资源在生产上表现不仅相同，有些还存在矛盾。蒋水元等[5]采用一定浓度的秋水仙素诱导雌性组培苗，并成功得到四倍体的雌株。将该四倍体雌株定植到大田待开花时与二倍体父本杂交，果实成熟后就得到三倍体的种子。通过将三倍体无籽罗汉果与二倍体罗汉果对比栽培实验发现，三倍体无籽罗汉果的营养器官和生殖器官都较大，来籽早，果实无籽或只有少量种子，罗汉果皂苷V含量比对照高出36.28%，同时有较强的抗性。莫长明等[6]利用母本“农院B6号”与父本“药园败雄1号”杂交，得到的杂交子一代单株组织培养选育成罗汉果无籽新品种“药园无籽1号”。该品种无籽果实率达到90%，鲜果果肉重达到62.3%，坐果近15万个/hm2。药园无籽1号适合在桂北地区种植，一般在4月中旬定植，7月中旬来蕾，8月上旬盛花，果实在10月至11月之间分批成熟。莫长明[7]等将罗汉果三倍体与二倍体雌性株系的果实膨大动态、基因表达和细胞发育差异进行比较，发现三倍体果实比二倍体果实提前10d停止膨大，三倍体果实生长素相关基因的表达水平显著低于二倍体果实，造成果实内源生长严重缺乏，从而使果肉细胞不能正常分裂，果实停止膨大。莫长明的研究结果与蒋水文的研究结果存在矛盾，所以三倍体罗汉果的产量稳定性较差，在生产上一直不成规模。黄夕洋等[8]对三倍体罗汉果与其四倍体和二倍体亲本的过氧化物酶同工酶和酯酶同工酶进行了比较，发现三倍体罗汉果与其四倍体和二倍体亲本的过氧化物酶体和酯酶同工酶存在差异，所以在选育三倍体罗汉果时，需要更加注意四倍体母本的优良性状，并选择遗传差异较大的父本和母本。黄夕洋等[9]对三倍体罗汉果与其四倍体和二倍体亲本的果实生长动态及总甙含量动态规律研究发现，授粉80d果实形态都达到最大值，其中四倍体亲本的果实最大，二倍体果实其次，三倍体果实最小；授粉80d果实中罗汉果皂苷V含量达到最大，其中四倍体含量最大，三倍体其次，二倍体最少，这与三倍体果实中没有种子有关。

3 基因工程技术创新罗汉果种质资源

目前，利用基因工程技术来成功创新罗汉果种质资源的案例不多，国内一些研究人员仅仅停留在实验室研究阶段。李文兰等[10]以罗汉果子叶的愈伤组织作为受体，通过农杆菌介导将拟南芥中的NPR1基因（植物病程相关基因非表达子）成功转入到罗汉果中，并经过抗性筛选获得转基因植株，该转基因植株接种烟草花叶病毒42d后，转基因植株的抗病性明显要强于非转基因植株。李文兰等[11]通过设置不同预培养时间、侵染时间、共培养时间、添加附加物质等因素来确定罗汉果最佳转化体系，试验结果发现，预培养时间为1d，侵染时间为20～30min，共培养时间为4d，附加物质为100μmol/L的乙酰丁香酮。经过抗性筛选及PCR检测，阳性植株转化率为6.86%。

4 展望

罗汉果的栽培历史久远，但其种植地区一直局限在广西北部、湖南南部及贵州东南部等地区，产量规模不能大幅度提升，以致严重影响下游产品产量的增加，无法让下游产品形成规模效应，主导市场。要想解决上述问题，创新罗汉果种质资源刻不容缓，主要應从以下几个方面考虑：

（1）广泛收集不同地区的罗汉果野生资源，保存好罗汉果优秀的基因资源，并利用这些资源选育高产、稳产、多抗的罗汉果新品种。现阶段收集到的罗汉果野生资源主要来源于桂北的龙胜、福永及临桂等地，而在贵州南部、湖南南部的野生资源收集很少。

（2）利用基因编辑技术来创新罗汉果种质资源。现有的罗汉果栽培品种普遍抗病性很差，罗汉果皂苷V含量低。而利用高效率的基因编辑技术CRISPR/Cas9定点突变相关基因，可以快速获得多抗、皂苷高产的非转基因罗汉果新品系。

参考文献

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2015.

[2]莫长明，马小军，白隆华，等.罗汉果新品种永青1号的选育[J].中国果树，2009（4）：11-18.

[3]]莫长明，马小军，白隆华，等.罗汉果丰产稳产新品种普丰青皮的选育[J].中国果树，2010（2）：10-11.

[4]何金旺，覃正雄，李柏林.罗汉果新株系“柏林三号”高产栽培技术[J].广西农学报，2007，22（1）：46-47，62.

[5]蒋水元，蒋向军，覃吉胜，等.无籽罗汉果选育的初步研究[J].广西植物，2009，29（4）：506-509.

[6]]莫长明，马小军，白隆华，等.罗汉果无籽新品种药园无籽1号的选育[J].中国果树，2014（1）：12-13.

[7]莫长明，付伟，邢爱佳，等.罗汉果无籽果实变小的原因分析[J].中药材，2014，37（2）：183-187.

[8]黄夕洋，闫海峰，李红，等.三倍体罗汉果及其亲本的同工酶比较研究[J].广西植物，2015，35（6）：802-806.

[9]黄夕洋，梁萍，李锋，等.不同倍性罗汉果果实的生长与甙类含量动态变化规律的研究[J].广西植物，2009，29（6）：875-880.

[10]李文兰，李景剑，李华英.农杆菌介导系统获得性抗性调节基因（NPR1）转化罗汉果的研究[J].上海农业学报，2010，26（4）：15-19.

[11]李文兰，高永华，李华英.罗汉果遗传转化体系的建立[J].分子植物育种，2010，8（8）：997-1002. （责编：张宏民）