杨从华,肖良俊,宁德鲁,熊利权,吴涛,陈少瑜,贺娜
(1.西南林业大学,云南 昆明650224;2.云南省林业科学院,云南 昆明650201)
核桃(Juglansspp.),又称胡桃,羌桃,为胡桃科(Juglandaceae)植物,是中国栽培历史悠久、分布广泛的重要干果和经济树种,具有较高的经济价值、营养价值和保健功能[1]。核桃与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”。除果仁外,其树干、根、茎、叶、青皮也都具有较高的利用价值[2]。云南省是中国深纹核桃(JuglanssigilltataL.)的起源和分布中心,遗传资源十分丰富,丰富的核桃资源为云南省核桃产业发展打下坚实基础[3]。林木遗传资源是森林资源中最具核心价值的资源,在生物技术产业领域和生物经济时代,有什么样的生物遗传资源就会有什么样的产业发展,“一个基因决定一个产业”和“一粒种子兴衰一个国家”。因此,核桃种质资源是核桃产业发展必须依赖的最宝贵、最重要的资源[4-5]。开展云南省核桃种质资源调查,探查资源数量与分布,对推动云南省核桃区域性良种选育,促进云南省核桃产业转型升级及可持续发展尤为重要。
为了调查云南省核桃资源存量、分布及利用现状,有效保护和科学利用云南省丰富核桃种质资源,开发利用新资源,加快云南省核桃产业发展,2015年由云南省林业厅组织协调,云南省林业科学院具体负责,各相关州市县林业局参加,依据《云南核桃种质资源调查编目技术规程》(试行)和相关文件,开展云南核桃种质资源调查与编目工作。
云南省林业厅协调组织成立了由云南省林业科学院牵头,各相关州市县林业局参与的工作组和专家组;编制核桃种质资源调查编目实施方案及《云南核桃种质资源调查编目技术规程》(试行),其规定了云南核桃种质资源的调查对象、内容、方法、技术要求及坚果测定指标等内容,同时根据技术规程制定外业调查表和坚果考种表。
项目组派出技术骨干前往各相关州市县林业局对资源调查技术人员进行培训,室内培训以《云南核桃种质资源调查编目技术规程》为主;室外培训包括调查表格填写、图片采集和GPS定位等工作。
各相关州市县林业局技术人员在熟练掌握技术规程及外业调查的基础上,根据各地的实际情况组织核桃资源外业调查、相关数据记录及图片收集工作。
在进行调查记录的同时采集相应的果实(2kg/份),经脱青皮、干燥处理后统一汇集到云南省林业科学院进行相关的考种、成分测定、标本制作等工作。
调查资源果实汇集云南省林业科学院后先进行统一编号,按照技术标准进行考种和相关内含物测定工作。同时将收集到的外业调查表和图片进行统一编号,按照地理环境与生境、植物学特性、物候特征、坚果主要经济性状进行资料整理、统计和分析,对所收集的资源进行初步的选择和评价,确定入选资源。
对入选资源的核桃坚果进行挑选,制作标本标签,将坚果放入标本瓶内,同时放入适量的干燥剂和樟脑丸,用凡士林密封保存,在温度和湿度比较适宜的标本室保存。同时对核桃坚果进行切割加工,对坚果比较有代表性的种尖、种基、正面、棱面、横切面、纵切面和核仁进行拍照保存。
本次调查收集到胡桃科胡桃属(Juglans)、山核桃属(Carya)与喙核桃属(Annamocary)3属,有深纹核桃(J.sigillata)、普通核桃(J.regia)、野核桃(J.cathayensis)、麻核桃(J.hopeiensis)、美国黑核桃(J.nigra)、薄壳山核桃(C.illinoensis)、东京(越南)山核桃(C.tonkennsis)、贵州山核桃(C.kweichowensis)和喙核桃(A.sinensis)9种,其植物学特性见表1[6-7],坚果形状见图1,收集的深纹核桃和普通核桃资源包括审认定品种、引进品种、杂交品种和优特核桃资源等。
截至2017年12月,对云南全省16 个州市94 个县(市、区)进行核桃种质资源调查(图2),收集到核桃遗传资源共计1 918 份,评价后初步确定入选资源1 364 份,占调查资源总数的71.12%。其中资源数量最多的曲靖市和迪庆州,分别为223份和212份;最少的临沧市和德宏州,分别为8份和4份(图2)。
本次调查的核桃种质资源海拔分布介于491-3 163m之间,最低海拔资源位于昭通市盐津县(资源编号:ZT-YJ-03),最高海拔资源位于迪庆州香格里拉市(资源编号:DQ-XGLL-79),资源在海拔1 600-2 400m之间分布最为集中。地理分布范围最北点位于德钦县,地理坐标98°41′9.80″E,28°41′3.88″N(资源编号:DQ-DQ-01);最南点位于勐海县,地理坐标100°30′41.51″E,21°53′49.66″N(资源编号BN-MH-06);最西点位于盈江县,地理坐标98°10′30.16″E,24°42′55.29″N(资源编号DH-YJ-01);最东点位于富宁县,地理坐标105°42′57.00″E,23°42′01.09″N(资源编号WS-FN-18),见图3。
表1 胡桃科3属9种植物学特性
图1 胡桃科3属9种坚果特征
图2 云南省核桃种质资源调查数量与入选数量
图3 云南省核桃资源分布图
建立了云南省核桃种质资源信息库(www.ynwalnut.com)。对已经入选的核桃资源进行了云南省核桃种质资源信息库和国家林木种质资源平台(http://www.nfgrp.cn/)上传,通过网络平台实现核桃种质资源共享。同时在云南省林业科学院经济林木研究所和云南省木本油料工程中心建立核桃种质资源坚果标本库,目前该标本库为云南省核桃资源数量最多、资源最全、资源挖掘程度最深、保存最完整的标本库,其建成对云南核桃种质资源的展示、科普和研究工作具有重要的意义。
撰写完成了云南核桃资源工作报告、云南核桃资源技术报告、云南核桃资源状况报告、云南核桃种质资源目录等相关报告文本。
2015年、2016年对核桃资源进行穗条采集及嫁接扩繁,2017年底对其嫁接苗进行异地保存。在云南省林业科学院昆明树木园建立核桃种质资源收集圃3.78hm2。按照审(认)定良种区、国内外资源收集区、优特资源区和杂交资源区进行分区种植和管护。
(1)补充调查和资料收集 对前期收集资源不完整的资料进一步补充完善。对一些资源大区,一些有可能蕴藏珍贵资源的地区要进一步加强调查和收集工作,确保云南省核桃种质资源调查工作更加全面和系统。
(2)开展核桃种质资源多样性研究及核心种质构建 对核桃资源从生境(地理位置、海拔、气候、土壤等)、植物学特性(物候、形态、抗性等)、经济性状(果形、果重、果壳、果仁、出仁率、出油率、脂肪、蛋白质含量等)以及SSR标记的分子水平上揭示核桃种质的遗传多样性及遗传结构状况;利用不同系统聚类方法及取样策略、取样比例等方面研究确定核心种质的构建方法,以此构建云南省核桃种质资源的核心种质,为云南省核桃资源的合理保护、科学研究和高效发掘利用提供科学依据。
(3)种质创新与品种改良 结合当前核桃产业发展需求,利用收集的丰富核桃种质资源开展加工专用型核桃、高品质鲜食核桃、果材兼用核桃丰产、优质、多抗性核桃品种实生选育。同时以云南丰富的核桃种质资源为基础,运用常规育种方法及分子生物技术,开展常规育种和分子辅助育种工作,创造新品种;利用太空育种技术创造某种优良基因的育种材料,进行种质创新,以期选育新品种能促进核桃品种结构的优化。
(4)共享平台的完善和优化 制定高效的资源管理系统及相关资源描述规范等技术标准,使资源信息实现更加标准化和数字化;优化信息共享平台,深化资源信息和实物共享和开放,实现核桃资源的最大价值。
核桃种质资源调查和收集具有基础性、公益性、长期性和战略性的特点,是生物多样性的重要组成部分。充分利用云南丰富的核桃种质资源,是实现云南核桃种质创新、提升云南核桃产业竞争力的物质基础和重要保障。