赣州市林科所油茶良种基地种质资源调查分析

2023-03-22 05:23赖哲颖曾傩国魏本柱赵希键黄贤斌丁智红郑风英康金林杨彩柏
南方农业 2023年1期
关键词:赣州市油茶种质

赖哲颖,曾傩国,徐 鑫,魏本柱,赵希键,黄贤斌,丁智红,郑风英,康金林,杨彩柏

(赣州市林业科学研究所,江西赣州 341008)

林木种质资源是遗传多样性的载体,是良种选育和遗传改良的重要物质基础,既关系到生态安全和可持续发展,也是林业生产力发展的基础性和战略性资源。它包括植物的栽培种、野生种的繁殖材料及利用上述繁殖材料人工创造的各种植物的遗传材料。一直以来世界各国对种质资源的调查、收集,保存和利用都极为重视,澳大利亚、美国等都曾专门组织过植物种质资源调查,一些国家还专门为此设立了植物遗传资源中心和基因库。近年来,我国各级部门对植物种质资源的重视和资金投入不断加强,从科学研究、体系建设到推广应用都取得了明显进展。认定了以异地保存为主、原地保存为辅的99 个不同树种/树种组的国家种质资源库、300 多处国家及林木良种基地;对核桃、油茶、泡桐、桂花等一批重要的用材、经济林和观赏树种开展了种质资源的调查编目、收集保存与发掘利用等,林木种质资源科学研究也从简单的表型评价逐步过渡到基因型精准鉴定和特定基因的发掘利用。查清我国林木种质资源,保护与合理利用林木种质资源,对提高我国林业生产水平,保证林业可持续发展具有重要的意义。

油茶,山茶科山茶属的常绿阔叶树种,大灌木或小乔木,是我国南方主要的木本油料特有经济树种,具有栽培历史悠久、分布区域广、栽培面积大、用途广泛等特点。广义的油茶是指山茶属(Camellia)植物中油脂含量较高且有栽培经济价值的一类植物的总称。油茶与油橄榄、油棕、椰子并称为世界四大木本食用油料树种,与乌桕、油桐和核桃并称为我国四大木本油料植物。由油茶籽加工而成的茶油被誉为“东方橄榄油”,它是我国特有的传统食用植物油,具有降低血清胆固醇,预防和治疗一些心血管疾病的作用,也是理想的优质保健食用油,因此备受林农青睐。

油茶主要分布于18°28'~34°34'N、100°0'~122°0'E,垂直分布在海拔100~2 400 m 的广阔区域。主要栽培区域为我国南方的长江和珠江流域,其中湖南、江西、广西三省(区)占全国总面积的76.2%,越南、缅甸、泰国、马来西亚和日本等局部地区有少量栽培。我国具有一定栽培面积和利用历史的油茶主要种有:普通油茶(Camellia oleifera)、小果油茶(Camellia meiocarpa)、越南油茶(Camellia vietnamensis)、滇山茶(Camellia reticulata)、浙江红花油茶(Camellia chekiangoleosa)、攸县油茶(Camellia yuhsienensis)、广宁红花油茶(Camellia semiserrata)、腾冲红花油茶(Camellia reticulate)、宛田红花油茶(Camellia polyodonta)、茶梨(Camellia octopetala)、博白大果油茶(Camellia gigantocarpa)、白花南山茶(Camellia semiserratavar.albiflora)、南荣油茶(Camellia nanyonggenesis)等13 个种。油茶由于长期的异花授粉、人工和自然选择,其种质资源非常丰富。我国油茶育种专家非常注重油茶种质资源的收集和保存,从20 世纪60 年代开始,我国广泛开展了农家品种的调查收集、优树表型选择、实生子代测定、繁育技术、油茶优良无性系选育和品种鉴定等一系列工作。经过近50多年的不懈努力,油茶育种硕果累累,先后选育出了一大批优良单株、无性系和家系等油茶良种。根据油茶良种相关资料显示,截至2019年,其中通过国家级审(认)定的良种73个,省级审(认)定的良种约200多个,这些优良油茶品种为各地区油茶高产稳产发挥了重要作用,同时也是为国家种质资源体系的建设提供了重要的遗传材料。

为了查清赣州市林业科学研究所国家油茶良种基地内的油茶种质资源的分布、生长、管护和利用状况,并建立油茶种质资源的档案,赣州市林业科学研究所依托江西省第二次主要林木种质资源调查工作于2019—2021年开展了调查工作[1-2]。

1 区域概况

1.1 自然条件

赣州市章贡区,属亚热带季风湿润型气候,气候温和,雨量充沛,日照充足,四季分明。年平均气温18.8 ℃,最冷月为1月,月平均气温为3.2~7.3 ℃,极端最低气温为-6.3 ℃;最热月为7 月,月平均气温为23.3~29.3 ℃,极端最高气温41.8 ℃。年平均降水量为1 587 mm,蒸发量1 268 mm,4—6 月为汛期,3 个月的多年平均降雨量为857 mm,占全年的54%,而其他9 个月的降雨仅占全年的46%,可见降雨在年内分布不均。年平均日照时数1926.5 h,有效积温5 654 ℃,平均无霜期287 d。土壤为紫色页岩发育形成的红壤,土层厚度80~95 cm,腐殖质层6~8 cm,土壤肥力中等,pH 值5~6,非常适合喜酸性的油茶生长[3]。

1.2 调查概况

赣州市林业科学研究所成立于1959年,位于赣州市城区近郊的江西峰山国家森林公园内,建有国家级油茶良种基地123.63 hm2。此次种质资源调查工作,赣州市林业科学研究所按照《江西省第二次主要林木种质资源调查工作方案》(赣林造字〔2017〕172 号)等相关文件的要求,于2019—2021 年在赣州市林业科学研究所国家级油茶良种基地中进行,采用实测调查。其中2019 年5—6 月为前期准备阶段,7—12 月为外业调查阶段,2020 年进行内业汇总和调查报告的编制。

2 调查方法

采用资料查询、知情人士访谈,外业调查,然后将油茶基地调查数据填报,按本次调查表格要求填写。同时将调查数据现场输入平板电脑。

2.1 收集资料

主要包括油茶良种基地资源清查资料、引种情况、良种基地建设、地方志、树木志、植物志等方面的资料。

2.2 外业调查

种质资源调查遍及赣州市林业科学研究所油茶基地的各个角落,要把这些资源准确查清,是一项面广、量大的细致工作。在做好资料准备、调查工具准备和安全防护准备后,科学安排,进行调查。

2.3 内业整理

每天外业调查结束后对调查资料进行分析整理;整个外业结束后,按照规定格式进行统计汇总,并编制调查工作报告和报表。

3 调查结果

经过此次调查,查清赣州市林业科学研究所国家级油茶良种基地中拥有油茶种质资源共计125份。其中赣州市林业科学研究所自行选育油茶良种23份,从其他林业科研院所收集保存了赣、湘、粤、桂、浙、皖等省102份优良种质资源。所有苗木分行状定植,品种间设空白株隔离。具体油茶种质资源见表1、表2。

表1 赣州市林业科学研究所选育的油茶优良无性系

表2 赣州市林业科学研究所收集保存的油茶优良无性系

(续表2)

(续表2)

4 综合分析和利用设想

4.1 综合分析

赣州市林业科学研究所自20 世纪60 年代开始对油茶进行长期系统的研究,选育出“赣州油”系列23 个优良无性系,建立省级和国家级良种基地,初步收集保存国内油茶种植资源100 多份,为开展新一轮良种选育、开发利用奠定了物种基础。近年油茶作为赣南苏区的优势特色产业,为实施精准扶贫做出重要贡献。

尽管赣州市林业科学研究所在油茶种质资源开发利用研究过程中取得了一定成效,但仍然存在很多不足之处,具体表现如下6个方面。

1)现代化林业装备仍旧匮乏,基础设施仍旧薄弱。林业工作的趋势正在由劳动密集型向技术密集型转变,特别是现代林业装备的配置,为进一步实现精准林业提供了更多可能。本所油茶良种基地在便携式及研究型精准设备上仍然十分匮乏。同时由于基地建设年代久远,很多必要的基础设施年久失修,作业道路被侵蚀破坏,对科技人员开展管理、调查、抚育等工作带来不便。

2)劳动力奇缺,无法机械化操作。赣州市林业科学研究所油茶基地离城区较近,劳力成本高,劳力资源缺乏,赣州市林业科学研究所聘请的劳力年龄结构以50岁以上老年妇女为主,赣南油茶林地以山地陡坡为主,难以实现机械化。

3)资金保障有限。油茶种质资源的收集和保存意义重大,但基地现在每年都需要投入大量的资金来抚育管理,而且随着时间的推移成本逐年增加,后续能否持续得到资金保障是个未知数。

4)油茶科研队伍有待进一步加强。基层科研院所条件艰苦,待遇差,由于历史原因人才断层,而高层次的年轻人比较难留住。

5)油茶种质资源开发领域偏窄。目前赣州市林业科学研究所对油茶种质资源开发利用的研究主要集中在良种繁育栽培及良种选育方面,在细胞分子水平研究的比较少,在分子育种方面与国内外研究还存在一定的差距。在产品开发上,主要集中在苗木繁育及榨油方面,对于茶油的精深加工及花、叶等利用上还未涉足,油茶的经济价值有待进一步的开发[4-5]。

6)目前,赣南油茶良种深陷品种老化、分类混乱、良种推广后劲不足等问题,同时对油茶基础研究工作更多的是简单的表型评价方面,对油茶种质资源的基因型的精准鉴定和特定基因的发掘利用十分缺乏。

4.2 油茶种质资源的下一步利用设想

4.2.1 加强油茶种质资源的保护

进一步加强赣州市林业科学研究所国家级油茶良种基地的建设,将采穗圃、收集区等按区划分,各区域树牌标识,小区步道逐步硬化、美化。加强抚育管理,根据油茶树体的大小,逐株整枝修剪,保持通风透光,树体整齐美观,不相互拥挤,每667 m2保持在50~60 株。同时,利用早期油茶林林地空间特性及林地承载力,通过油茶林下套种经济作物的复合经营模式,促使林地复合增收,同时利用林地经济灌草的合理林下栽培,达到以草防草、以草改土的目的,有效促进幼林生长,并达到省工省力的效果。

4.2.2 建立赣南油茶核心种质资源库

加强基础科研创新支撑和成果转化工作,深入和规范油茶种质资源的收集、保存和利用,随着植物遗传学和分子生物学领域的逐渐发展成熟,分子生物学试验和检测成本大幅降低,植物研究从传统的植物形态学水平、细胞学水平,逐渐发展并侧重到分子水平,生物大数据分析时代已然来临。油茶科学研究依靠形态学水平、细胞学水平分析等传统研究方式,越来越难以满足油茶优良品种选育、种质多样化研究对生产的要求。生物信息大数据挖掘、分子标记、流式细胞术等一系列成熟可靠的分子生物学研究手段,借助油茶核心种质资源库的建立,可为赣南地区科学制定油茶遗传改良策略及良种生产方式,推进油茶优良品系选育工作。对优化改良赣南油茶品种具有重要作用,同时也是提升赣南油茶产业的行业生命力和竞争力的有利保障。

4.2.3 积极开展油茶良种选育工作

主要是在主推品种间进行配置,兼顾当地品种和外来品种之间引进杂交,寻求新的高产组合模式和培育杂交新品种。育种是改良油茶品质,培育油茶优良新品种,加快油茶产业化发展进程的重要途径。根据赣州市林业科学研究所现有的油茶种质资源,通过有性杂交的主要选育方式,在优先选择产量高或者某一特性突出的前提下开展杂交育种工作,旨在尽量选育出生长旺盛,适应性强、皮薄、果大、产量高、出籽粒数少、抗病虫害能力强等综合性状优良的新杂交子代,为后续的油茶良种选育提供材料基础和支持[4-12]。

4.2.4 开展太空等辐射育种试验

在传统杂交育种的方法上进一步创新育种方法,选育出新一代高产油茶良种。围绕高产、高抗、早丰等优良性状,重点收集着果率高、皮薄、出油率高、产量大等优良产量质量性状及抗炭疽病、抗虫害性等抗性性状,通过调查分析,进一步筛选优良健康的航天诱变材料。

4.2.5 进一步探索油茶授粉结实规律

由于中华蜜蜂具有群势大,采粉量大,耐寒和便于管理等特点,且为油茶授粉理想昆虫,尝试养殖中华蜜蜂等进行虫媒授粉;同时开展油茶保花保果试验,解决林农中花多果少的现象。

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