柿樹遺傳資源學研究進展

摘要:綜述了國內外柿樹遺傳資源收集#65380;保存以及研究現狀。從形態學標記#65380;細胞學標記#65380;生化標記和DNA標記4個方面對柿品種的鑒定進行了闡述及評價;從有性雜交育種#65380;芽變選種種質創新方面闡述了柿育種。對柿種質資源研究及發展方向提出了建議和展望。

關鍵詞:柿;遺傳資源;品種鑒定;種質創新

中圖分類號:S665.2;S324 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2008)08-0960-04

柿(Diospyros kaki L.f.)屬于柿科(Ebenaceae)柿屬(Diospyros)，具有抗旱#65380;耐瘠薄#65380;適應性強等特點，果實營養豐富并具有一定的醫療作用，是柿屬植物中作為果樹利用的代表種。柿樹是一種兼備干鮮果特征的經濟樹種，果實既可鮮食，又可加工成柿餅;因其樹姿優美，葉#65380;果色澤艷麗，又是一種良好的觀賞樹種。

柿原產亞洲，主產于中國和日本。世界上的柿產區主要在暖溫帶，其中尤以東北亞的中國#65380;日本和朝鮮半島栽培最多，東南亞的部分國家也有少量栽培。我國是世界上柿栽培歷史最悠久#65380;面積最大和產量最高的國家，地理分布上除黑龍江#65380;吉林#65380;內蒙古#65380;寧夏#65380;青海和新疆6省(區)外各省(區)都有經濟栽培，擁有豐富的品種資源，其中不乏國際珍品;中國的柿品種幾乎都是澀柿，僅鄂#65380;豫#65380;皖三省交界的大別山一帶產甜柿，稱為羅田甜柿。歐洲國家以意大利栽培較多，近年來巴西#65380;以色列#65380;美國#65380;智利#65380;新西蘭#65380;澳大利亞等國開始競相發展柿樹，尤其是甜柿生產。本文主要從遺傳資源學角度對柿種質資源研究現狀和品種鑒定方面進行了闡述。

1 柿樹遺傳資源的收集和保存

遺傳資源是研究遺傳變異和進行遺傳育種的重要材料。我國是世界上柿樹栽培最早#65380;面積和產量最多的國家，也是擁有遺傳資源最豐富的國家。根據各地柿資源調查不完全統計，我國柿品種數達到1 058個，分布在陜西#65380;山西#65380;河南#65380;河北#65380;山東#65380;湖北#65380;湖南#65380;浙江#65380;江西#65380;江蘇#65380;廣東#65380;廣西#65380;福建#65380;臺灣#65380;海南#65380;安徽#65380;貴州#65380;甘肅#65380;云南#65380;四川#65380;遼寧#65380;北京#65380;天津等省市自治區。這些品種中包含同物異名品種。尚有地方偏遠，未進行資源調查的地方品種[1]。我國的柿子品種主要是歷史上遺留下來的地方品種，少數為芽變和偶發實生品種。其中除“羅田甜柿”及幾個變異類型和近幾年新發現的“甜寶蓋”#65380;“秋焰”屬于完全甜柿外，其余品種均為完全澀柿，至今未見有不完全甜柿和不完全澀柿的報道。

國家柿種質資源圃目前分處兩地，一處是1980年在陜西省眉縣青化鄉原陜西省果樹研究所內建成的，另一處是2003年在國家農業高新產業示范區楊凌初步建成的新圃，掛靠在西北農林科技大學園藝學院。圃地總面積4.73 hm2，到2004年底，柿資源圃共收集保存了我國16個省地及日本#65380;韓國#65380;美國#65380;以色列等4個國家的野生種#65380;農家品種#65380;引進品種#65380;和近緣植物等565份。包括君遷子(Diospyros lotus Linn.) 13個類型;浙江柿(Diospyros glaucifolia Metc) 2個類型;老鴉柿(Diospyros rhombifolia Hemsl.)1個;烏柿(Diospyros cathayensis A.N. steward)3個類型;油柿(Diospyros oleifera Cheng.)4個類型;美洲柿(Diospyros Virginiana)5個類型等。目前已完成324份柿資源的編目#65380;338份柿資源農藝性狀觀察及評價#65380;290份柿資源的品質鑒定#65380;212份柿資源的抗寒性鑒定[15]#65380;385份柿資源圓斑病田間調查及21份人工接種鑒定#65380;對282份柿資源進行了脫澀難易程度的鑒定，并對64份柿屬種及品種的染色體倍數性進行了觀察[2];對103個品種的單寧細胞形態特征進行了觀察[3]。在鑒定的基礎上，將發現的121個同物異名品種鑒定歸并為33個，同名異物的品種有68個。并制作出柿品種果期檢索表和柿品種花期檢索表。

日本是柿遺傳資源收集和保存最為系統的國家，已基本完成了本國原產柿品種的調查#65380;收集#65380;保存#65380;鑒定等工作，并從20世紀30年代起就開展了以培育完全甜柿為目標的柿的育種工作。目前由農林水產省果樹試驗場安蕓津支場#65380;京都大學等19個單位收集#65380;保存了柿品種資源上千余份，其中日本農林水產省果樹試驗場安蕓津支場保存有日本原產和部分中國#65380;韓國#65380;美國產的品種354個[4，5]，分屬于完全甜柿#65380;完全澀柿#65380;不完全甜柿和不完全澀柿4種類型[6]。

韓國是世界上柿主產國之一，柿園面積和柿果產量均居本國果樹第3位，其中90%為甜柿。韓國在1959~1969年間，Kim—hea試驗場分場收集了233個地方品種。從188個地方品種中，經栽培鑒定選出74個優良品種[7]。

2 柿品種鑒定及其評價

2.1 形態學標記

廣義的形態標記是一種特定的#65380;遺傳上穩定的#65380;視覺可見的外部特征，是遺傳與環境#65380;結構基因與調控基因綜合作用的結果，通過有效的采樣#65380;合理的數學統計方法，以及采用遺傳較為穩定#65380;受環境影響小的性狀，可以揭示群體的遺傳規律#65380;變異大小，以區別#65380;鑒定植物種和品種。形態標記以其簡便#65380;快速#65380;直觀的特點最早為人們所認識和接受。

王仁梓[1]利用100余項形態指標，并結合物候期#65380;果實經濟性狀，鑒定了一些同物異名#65380;同名異物的品種。日本學者也做了類似的工作[8]。

形態指標無疑是柿品種鑒定的主要依據之一， 但由于標記數量有限，標準難以掌握。此外，這些形態上的特點在植物的整個生活史中并不是自始至終存在，從而導致近緣品種的鑒別常產生錯誤。

2.2 細胞學標記

細胞標記是根據細胞核內染色體的特征來對植物進行鑒定，其內容主要包括染色體數目#65380;大小#65380;核型#65380;分帶帶型#65380;減數分裂行為等。栽培柿(Diospyros kaki Thunb.)絕大多數品種為六倍體，少數無核品種為九倍體，表現為三倍體的染色體行為和偽單性結實特性，且生長發育正常[9，10]。Namikawa[11]最早對日本的柿#65380;君遷子#65380;美洲柿等的染色體數目作了觀察，Zhuang[9]再次對日本的柿品種，尤其是無核澀柿品種的染色體數目進行了觀察研究。

楊勇等[10]通過對柿屬植物中的延平柿

(D.tsangil Merr.)#65380;浙江柿(D.glaucifolia Metc.)#65380;君遷子(D.lotus Linn.)#65380;老鴉柿(D rhombifolia Hemsl.)#65380;油柿(D.oleifera Cheng.)#65380;烏柿(D.cathayensis A.N. steward)及柿(D.kaki Linn.f.)種中59個柿品種的染色體數目的觀察，結果發現，柿屬種的染色體數目均以l5為基數，延平柿#65380;浙江柿#65380;君遷子#65380;油柿及金棗柿含2組染色體;老鴉柿含4組染色體;烏柿含6組;59個柿品種中除引自日本的平核無品種含9組染色體外。其余品種均具有6組染色體。結合形態觀察，認為南漳油柿#65380;安樟油柿并不屬于油柿這個種，而應歸于柿。金棗柿作為一個新種的證據尚不足，但至少是國內外首次發現的柿的二倍體變種。平核無則是柿種中的高倍體，不能單列為種。

唐仙英等[12]通過對一些無核或少核柿品種及其自然授粉后代的染色體數目觀察，并與有核柿品種相比較，表明除‘平核無’為九倍體外，其余品種均為六倍體，也間接利用了細胞學標記對品種的鑒定。

利用細胞學方法鑒定種或品種雖然簡單，也不需要特殊儀器設備，但真正用于植物品種分類還面臨很大困難，并且其技術本身仍缺乏相對的穩定性，對大多數植物而言，遠未達到可作為常規技術而廣泛應用的程度。當然，隨著染色體制片技術的日益發展和成熟以及染色體原位雜交技術的應用和發展，細胞學方法可能成為植物品種鑒定的有效手段。

2.3 生化標記

生化標記主要是蛋白質標記，包括種子貯藏蛋白和同工酶及等位酶。

2.3.1 種子蛋白(貯藏)分析 生物體內有許多種蛋白質，但作為種質鑒定的蛋白質必須在品種間有豐富的多態性并能很容易的被檢測出來。種子蛋白作為一種生化標記主要是用于作物品種的鑒定上，在木本植物上應用較少。朱立武[13]用葉片和種子蛋白質為材料研究柑橘種間差異，結果肯定了葉片蛋白質電泳帶型在種間的差異和種子蛋白質電泳帶型在種下分類單元的差異。目前尚未見在柿方面的這類報道。

2.3.2 同工酶標記 酶作為遺傳標記是在1959年Markert和Moiler提出同工酶概念后迅速發展起來的。同工酶標記興起于20世紀60年代，并逐步成為植物種子#65380;果樹品種和雌雄株鑒別#65380;植物系統分類和演化的重要手段。

Kim和Ko[7]分析了ll0個韓國原產柿品種和31個日本柿品種葉片的葡萄糖磷酸異構酶(PGI)#65380;葡萄糖磷酸變位酶(PGM)#65380;蘋果酸脫氫酶(MDH)#65380;過氧化物酶(PER)的同工酶，并依據同工酶分析結果鑒別出64個品種，結合形態指標還鑒別出其他13個品種。

Parfitt等[14]利用PGM#65380;PGI的兩種同工酶對引入到美國的柿品種進行整理，也訂正了一些錯誤命名的品種。

一般認為Isahaya是“富有”的芽變，但杉浦明等[15]利用淀粉凝膠電泳分析發現葉片的GDH#65380;MDH#65380;PGI#65380;PGM的4種同工酶譜與Wushiroda Gosho完全一致，而與“富有”差異較大，說明Isahaya并非“富有”芽變，而可能是Wushiroda Gosho的芽變。

Tao[16]曾報道應用4種葉片同工酶鑒定163個日本柿品種的研究結果，發現單用GPI能識別6個品種，GPI和MDH配合，則可識別的品種數增加到18個。Tao[17]以后的報道還證明，如果上述兩種同工酶再加上PGM和GDH，則163個供試品種中有121個品種可以相互區別，但有些性狀近似的品種4種同工酶譜完全一致，不能將它們區分開來。王萬雙等[18]認為這一結果可能表明同工酶技術不能鑒定較小的變異，同時也可能說明這些變異是“飾變”。

盡管對同工酶標記的研究，已經非常深入#65380;廣泛。蛋白質必定不是直接的遺傳物質，同樣受環境和植物發育階段的影響，有一定局限性，對一些較小不變異的不能準確鑒定種質。

2.4 DNA分子標記

DNA分子標記是繼形態標記#65380;細胞標記和生化標記之后發展起來的一種較為理想的遺傳標記形式。它是以生物大分子，尤其是指生物體的遺傳物質核酸的多態性為基礎的遺傳標記。

柿DNA分子標記始于2O世紀90年代中期，日本學者Nakamura等[19]應用RFLP技術分析了11個柿品種和5種柿屬植物的mtDNA和cdDNA，發現所有供試的柿品種mtDNA和cdDNA的圖譜一致，而5個柿屬植物間則具有明顯的差異。羅正榮等[20-23]應用RAPD技術鑒定了17個柿品種，并獲得了芽變品種與其母株特異的DNA擴增產物，從而為柿芽變品種鑒定提供了新的技術;從DNA指紋分析角度提出了我國原產的羅田甜柿相對獨立于日本甜柿品種分化過程的新證據;應用RAPD技木對原產我國#65380;日本和韓國的15個柿品種間的親緣關系進行了研究，結果表明富有和次郎#65380;平核無和倉光#65380;磨盤柿和杵頭柿間可能具有較近的親緣關系;采用25個隨機引物對中日兩國原產完全甜柿種質進行了RAPD分析，結果表明供試中國甜柿和日本甜柿是相對獨立分化的兩個居群。

張青林等[24]以部分柿屬植物為材料，確立了適合柿屬植物ISSR分析技術體系;郭大龍等[25]通過搜尋核酸數據庫中柿屬植物核苷酸序列，確定柿和君遷子SSR-PCR最佳反應體系，為柿屬植物遺傳多樣性和分子系統學研究提供技術支持。

因此，應用DNA分子標記技術可以進行柿種質資源#65380;柿品種分類#65380;雜種鑒定等方面研究，這對于柿遺傳育種及優良柿品種的推廣有重要意義。

3 種質創新和利用

柿在植物分類學上屬于單一種，但種內變異極為豐富。柿有甜柿和澀柿之別，甜柿自然脫澀的程度#65380;澀柿人工脫澀的難易也有差異;果實形狀#65380;大小#65380;肉質#65380;果肉褐斑形成與否和程度#65380;種子有無和數量#65380;單寧細胞大小和分布#65380;果皮和果肉顏色以及坐果率#65380;成熟期和是否適于干制等方面都有很大的變異。

3.1 柿有性雜交育種

柿為雜性株，由于選擇合適的父本比較困難，常規雜交育種比較困難。

西北農林科技大學園藝學院果樹研究所從1991年開始進行柿的有性雜交工作，現已獲得雜交一代果實，表現為不完全甜柿特征。華中農業大學園藝系正在利用禪寺丸的非減數配子給完全甜柿授粉，已經獲得了有價值的中間材料。

日本自l935年起開始進行以培育完全甜柿為目標的柿的育種工作。到目前為止，已育成發表的完全甜柿品種有9個[26，27]。

韓國自1995年開始進行柿的育種，目標是選育品質優良#65380;大果#65380;早熟的完全甜柿優良品種[28]。

在非亞洲國家中，只有少數幾個國家進行了柿的育種工作。其中意大利自1971年開始進行柿的育種工作，目標是大果#65380;圓形或稍扁形，風味好，適合工業化用途的完全甜柿[29]。

3.2 柿芽變選種

目前，柿樹生產上的優良品種幾乎均來自偶發實生或芽變。如在日本品種平核無中發現了不同的芽變品種刀根早生#65380;大核無#65380;杉田早生#65380;孝士丸;富有的早熟芽變松本早生#65380;砂身及松本早生的芽變上西早生;前川次郎#65380;一木系次郎#65380;若杉系次郎等是次郎的芽變[21]。我國原產的一些澀柿品種在各地發現了不同類型的變異，如山東省的歷城小面糊有圓頂小面糊和尖頂小面糊兩種;富平尖柿有3種類型:大果稱“升底柿”#65380;中型果“牛心柿”#65380;小型果稱“辣角柿”;楊勇直接觀察到眉縣牛心柿#65380;禪寺丸#65380;火罐出現過扁圓形果的芽變;以及羅田甜柿中的一些變異類型等[30]。

4 展望

我國作為柿的原產中心之一，具有豐富的遺傳多樣性，現在關于柿遺傳資源存在多方面的問題亟需解決，加強基礎研究迫在眉睫。

4.1 科學合理地保護現有柿遺傳資源

地方柿品種具有抗干旱耐瘠薄，抗逆性強，無公害，具有獨特營養和保健功能，是一種地道的天然食品，具有潛在的開發利用價值。長期以來，由于對其認識不足，資源保護措施不力，經濟發展加大了土地的開發，忽視了對地方品種的保護，盡管國家柿資源圃保存了浙江柿這個品種，但象千島無核柿，玉環長柿，永嘉柿等優良地方品種現在都只剩零星分布，因此合理保護現有遺傳資源，挽救優良種質已成為刻不容緩的課題。

4.2 遺傳資源保存與良種選育相結合，實現柿資源的永續利用

保存是為了更好的利用柿樹種質資源。在柿遺傳資源保存的前提下，還要重視良種選育工作。任何一樹種的多世代遺傳改良須建立種質基因庫，因此把種質資源保存和良種選育緊密結合起來;挖掘與創新出更多更好的柿樹優良品種，從而造福于人類。

4.3 加強多學科協作

對果實儲藏#65380;產品開發和柿葉有益物質提取進一步深入研究，特別是鮮果儲藏和柿葉有效成分的藥理作用研究.以加工技術的進步帶動栽培技術的研究，以產品市場開發帶動生產的進一步發展。因此加強食品#65380;醫學#65380;生理#65380;分子生物學多學科協作;廣泛開展與國內外種質保存機構的聯系，進行交流，更大發揮柿的利用價值。

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