桤叶唐棣国内研究进展

张东为，王占龙，王玉峰

(辽宁省旱地农林研究所，辽宁 朝阳 122000)

桤叶唐棣Amelanchieralniolia原产地北美洲，是一种落叶灌木或小乔木，果实为浆果，属蔷薇科唐棣属，从美国阿拉斯加州到加拿大西部以及美国的中西部和中北部都有分布，其生长地势既有低海拔的平地也有高海拔的山地，如海拔3 400 m的洛基山脉也能见其分布，是北美洲内陆的重要经济林树种[1]。桤叶唐棣适应性强，具有喜光、抗寒、耐旱的特点，大多数土壤类型如栗钙土、黑钙土、褐色土和棕壤等都适宜其生长。我国最早引进桤叶唐棣的单位是中国科学院植物所，现有少量引进种保存在中国科学植物所植物园内[2]。1997-2001年，原辽宁省干旱地区造林研究所及北华大学林学院先后从加拿大萨斯喀彻温省引进Smoky、Honey-wood等10余个品种，分别在辽宁建平及吉林蛟河等地进行引种试验并取得成功[3]。目前青海、新疆 、陕西、甘肃、北京、宁夏、内蒙古、黑龙江等地也相继开展了引种栽培试验[4-5]。

1 形态特征及生物学特性

桤叶唐棣自然生长的树形为圆形丛状，皮褐黑色，小枝紫褐色。桤叶唐棣芽为裸芽，可分为混合芽、叶芽和隐芽，枝条上部着生的芽一般为混合芽，混合芽3个并生，中央1个为叶芽，两端芽为花芽，隐芽常着生在枝条的基部，芽体瘦小，常呈休眠状态，当隐芽受到刺激后，即可萌发出枝条。叶互生，椭圆状倒卵形或椭圆状，长2.5～5 cm，宽 1～2 cm，先端急尖或短渐尖，基部宽楔形，边缘有细锯齿，无毛，网脉不明显；叶柄短，长0.2～0.3 cm；托叶条形，边缘有腺齿。花为两性花，属完全花，在辽宁建平花期为4-5月，总状花序，位于叶腋或枝顶，萼片5枚，基部连接，花瓣5片，与萼片互生成辐射状，生于叶腋的一般为1～2簇花穗，花穗长2.5～2.7 cm，每簇15～20朵花，单花直径一般1～3 cm。果实近球形，成熟期因气候不同而不同，在原生地果实初夏时节成熟，根据引种地观察，果实生长期40～50 d，一般6月成熟，完全成熟的果实为黑紫色，直径1～1.6 cm，单果重0.9～2.16 g，果实可食率100%，果实有光泽，果肉多汁[6-9]。组培苗或根蘖苗栽植后一般3 a见果，5 a进入盛果期。桤叶唐棣的根系萌蘖能力强，侧根十分发达，呈网状分布于土壤的上层，具有较强的水土保持功能，属于水土保持高效树种[10]，具有较高的推广应用及开发价值。

2 果实营养成分

桤叶唐棣果实富含多种矿物质，每100 g鲜果Ca含量为88 mg[1]，是苹果含Ca量的近10倍，K、Fe、Mg等矿质元素含量也非常丰富。桤叶唐棣果实外观、味道及成分组成与蓝莓相似，含有大量人体必需的总膳食纤维，富含18种氨基酸，桤叶唐棣果实还含胡萝卜素、原花青素、花色素苷、绿原酸等成分，具有抗氧化、降血脂、预防癌症、降糖等保健作用，其抗氧化组分含量比常见的野生蓝莓、覆盆子和草莓都要高，果实中含有的多酚类抗氧化剂的组成也与蓝莓极为相似[11-14]。

3 栽培技术研究

由于桤叶唐棣属于外来引进树种，到目前为止，国内有关栽培技术方面的相关研究报道不多，只是从建园、整地、水肥管理、整形修剪等方面提出原则性建议[4，7-8，15]，并没形成完整的栽培技术体系。桤叶唐棣栽植密度因立地条件确定，立地条件好的地块密度可以减少，如株行距可采取2 m×3 m，立地条件差的株行距可采取1 m×2 m，一般栽植密度在1 665～5 000株·hm-2，辽宁省建平县建园栽植后4年生树高平均93 cm，最高达134 cm，地径1.3 cm，最大地径达1.7 cm，当年生枝条能生长45～60 cm，单株挂果能达到1.76 kg[1]。修剪有利于营养物质的吸收，促进植株健康生长，对提高果品质量和产量都有很好的作用。桤叶唐棣定植后应根据树龄大小、树势进行修剪，如幼树期修剪应以扩大树冠，增加枝条数量，促进根系发育为主；成龄树应以改善光照条件为目的进行疏枝，培育结果枝组。在原产地加拿大推广的桤叶唐棣树形为树篱形，树高维持在1.5～3.0 m，每丛保留3个骨干枝，骨干枝间距离为20～30 cm，每个骨干枝上保留2～3个侧枝，侧枝上再培养多个结果枝组[16]。

4 繁殖技术研究

桤叶唐棣可以采取种子繁殖、分蘖繁殖、扦插繁殖及组织培养繁殖等方式。种子播种相对比较容易，但繁殖出的植株变异性较大，不能完全保持母株特性，母株某些优良的性状丧失；分蘖繁殖系数较低，周期慢，因此以上两种方式生产上均不常用。扦插和组织培养可以保持母株的优良特性，且能在相对较短时间内生产出大量的苗木，满足市场需求。

4.1 扦插繁殖

王丽冬[17]以Thiessen和Martin两个品种为试材开展桤叶唐棣硬枝及嫩枝扦插试验，结果表明不同品种成活率不尽相同，嫩枝成熟度影响扦插成活率，在黑龙江省绥棱县，6月中旬比较适宜进行扦插，两个品种成活率可达80%以上，早于或晚于这个时期成活率均降低；在6月初进行硬枝扦插，用去年10月剪取的硬枝插条(1 a、2 a)进行湿沙储藏，成活率高于当年4月剪取的同一条件下沙藏的硬枝插条；同一树龄母树上的2年生硬枝扦插成活率要高于1年生，这一结论与盛玮等[18]在新疆昌吉市所做的试验结果相同。生长调节剂ABT生根粉和GGR6号生根粉均可以有效促进桤叶唐棣生根[17-18]，不同处理浓度及时间对桤叶唐棣扦插生根影响较大，硬枝扦插时用100 mg·L-1ABT生根粉处理4 h或100～150 mg·L-1GGR生根粉处理3～4 h，效果较佳，50 mg·L-1ABT 生根粉 8 h 处理对嫩枝插穗效果较好。以田土+有机肥(3∶1)作为基质硬枝扦插、嫩枝扦插成活率均达到80%以上，明显高于以沙壤土、泥炭土、珍珠岩、河沙等作为基质的扦插成活率，扦插20 d后其生根量平均达到4.2根。在扦插过程中尤其是扦插初期遮阴网能提高成活率，不同遮光率对苗木生长有影响，遮光率82%的苗木平均叶片数及高生长量优于遮光率70%和92%处理。

4.2 组织培养

国外的桤叶唐棣商品苗全部采用组织培养方式进行培育，目前国内部分科研机构及人员也开始了以桤叶唐棣当年生枝条的腋芽为外植体，对其进行离体培养，并成功诱导出无菌苗，为工厂化育苗提供了技术支撑[19-20]。现阶段组织培养试验内容主要集中在基本培养条件、诱导培养基、增殖培养基及生根培养基的筛选上，基本掌握了添加激素种类与质量浓度的最优组合，使增殖系数达到5.5左右。杜保国等[17]使用其研制的培养基配方，增殖系数最大达到5.4，生根率达87.9%，在增殖培养中添加GA3，对茎芽长没有显著的促进作用，随着GA3浓度增大，苗茎秆周围和培养基接触的表面产生棕色松软的愈伤组织，苗的生长反而受到明显的抑制，因此建议在组培过程中不宜添加使用GA3；王占龙等[20]使用其研制的各阶段培养基配方诱导率74%，增值系数5.56倍，生根率91%，建议在增殖阶段，6-BA质量浓度不宜过高，当6-BA质量浓度达到1.5 mg·L-1以上时，组培苗有时会发生玻璃化现象，需采取控温措施。杜保国等[21]还用经过 3 次继代培养的桤叶唐棣茎尖组培苗的茎段和叶片为外植体，成功诱导出了愈伤组织，并对桤叶唐棣愈伤组织再分化进行了初步探索，分化出了略带红色的根，但并没有苗木生成。

5 果实加工及营养成分提取工艺研究

张卓睿等[22]以桤叶唐棣和糯米为原料，研制出一种新型复合米酒，确定了发酵温度和甜酒曲添加量是影响产品品质的主要因素，得出唐棣糯米酒的最佳工艺条件为桤叶唐棣添加量40%、加曲量1.0%、发酵时间4 d、发酵温度28 ℃，按此最佳工艺条件制得的复合米酒色泽明亮，口味醇厚，兼具桤叶唐棣风味和米酒清香，具有较强的DPPH自由基清除能力和还原能力，抗氧化性较好。张卓睿等[12]还以桤叶唐棣、蓝莓为主要原料，研究了桤叶唐棣蓝莓复合果醋的生产工艺，通过单因素试验，确定桤叶唐棣和蓝莓适宜质量比为1∶2；通过正交试验分析，得到酒精发酵的最佳条件为初始糖度18%，酵母接种量0.10%，发酵温度28 ℃，发酵时间6 d，在此条件下酒精体积分数可达9.4%；由响应面试验确定醋酸发酵的最佳工艺条件为初始酒精体积分数7%，发酵温度30 ℃，醋酸菌接种量为12%，此条件下发酵所得的复合果醋中100 mL总酸含量可达5.33 g。曹丽娟等[23]以桤叶唐棣为主要原料，对桤叶唐棣果酒的生产工艺进行了研究，通过单因素试验和响应面试验设计优化了发酵工艺，初始糖度22%，酵母接种量0.06%，发酵温度25 ℃，发酵时间12 d为最佳发酵工艺，果酒酒精体积分数为14.7%，酒体澄清透明，呈宝石红色，口感香醇，桤叶唐棣风味十足，100 mL钙含量为29.71 mg。王晴晴[14]采用香草醛-盐酸法测定了桤叶唐棣原花青素的含量，并提出了最佳提取工艺条件，最佳提取温度 70 ℃、乙醇体积分数60%、料液比1∶15、提取时间 90 min、提取次数3次，原花青素的提取率为60.5%；利用紫外、红外及超高效液相色谱-质谱分析手段对提取的原花青素结构进行分析，初步确定桤叶唐棣原花青素的基本构成为儿茶素及其同分异构体表儿茶素。并从多个方面对桤叶唐棣原花青素进行稳定性及抗氧化性能的研究，光照、温度和pH值均会影响桤叶唐棣原花青素的稳定性，Cu2+和Fe2+能显著降低桤叶唐棣原花青素的稳定性，VC和 NaHSO4对桤叶唐棣原花青素稳定性可起到一定的保护作用。魏坤等[24]以桤叶唐棣中的原花青素为主要功能性成分，辅之以香菇提取物及忍冬花提取物，成功发明了一种具有美白抗衰老功能的化妆品，并申请了国家发明专利。苏小丹等[25]以乙醇溶液为提取剂，应用超声辅助法提取桤叶唐棣中花色苷，最佳工艺条件为液料比15∶1(mg/mL)，超声功率360 W，超声时间20 min，在此条件下，花色苷含量可达260.45 mg/100 g。张二连等[26]利用超声辅助提取法对桤叶唐棣中果胶的提取工艺进行了研究，在单因素试验的基础上，设计响应面试验，建立了提取工艺的回归方程，并根据回归方程得到最佳的提取工艺为pH值2，液料比31∶1，超声功率262 W，超声时间32 min，在此条件下果胶提取率达到37.121%。

6 今后的研究方向

6.1 丰产栽培技术研究

根据不同品种的生物学特性进行整形修剪研究，开展桤叶唐棣不同生长时期及生长过程中养分吸收利用规律，水分和养分耦合机制，土壤管理等方面研究；开展病虫害综合防控研究，掌握其在栽植地的病虫害种类及发生、发展规律，探求综合防治方法；最终形成不同栽培地区完整的丰产、稳产栽培技术体系。

桤叶唐棣果实可以鲜食，经济价值较高，为使果实提前上市，延长供应链，有条件的地区可以尝试促成栽培，掌握在设施条件下桤叶唐棣生长规律及栽培技术。目前促成栽培方面应用及研究国内未见报道。

6.2 逆境生理研究

桤叶唐棣适应性强，耐旱、耐寒，但相关逆境生理方面的研究国内开展不足，应着重围绕干旱、盐碱、低温等开展逆境生理研究，尤其是应针对不同品种开展抗旱性差异研究，从生理、生化和分子水平上的响应进行深入探索，为其在干旱半干旱区推广栽培及培育抗旱性较强的品种提供理论支撑。

6.3 良种繁育研究

桤叶唐棣属引进树种，目前国内种质资源少，遗传多样性较小，因此继续加大引种力度，引进国外优良品种进行驯化，丰富国内的种质资源；同时充分利用现有资源，在现有表现优良的引进品种中进一步选择优良变异单株，并加以培育利用；实践发现，组培苗木在生根培养过程中有时进入休眠状态，导致无菌苗在瓶内生长不良，应进一步优化桤叶唐棣组培苗生根培养基配方，提高生根苗质量，精细化管理炼苗环境，改进炼苗营养液成分配比，进而建立起高效、稳定的桤叶唐棣组培快繁技术体系，彻底解决桤叶唐棣产业发展的技术瓶颈障碍；开展实生苗选育及杂交育种工作，充分利用种子繁殖后代变异性大的特点，培育具有自主知识产权的优良品种。

6.4 果实保鲜技术及产品加工技术研究

桤叶唐棣属鲜食水果，因此加强采收后不同保鲜处理方式对果实生理变化影响等方面研究，为果实储藏及运输提供理论支撑；对果实营养成分尤其是抗氧化成分(原花青素、多酚类化合物、黄酮等)进行深入分析检验，优化各种营养成分提取工艺，使之能应用于规模化生产，加强对桤叶唐棣具有保健功能的成分和保健机理的研究，进一步开发果实深加工产品(食品、药品等)，增加其附加值。