梁山古蓮（Nelumbo nucifera Gaertn.）的種質資源價值研究

李效尊，楊百戰，尹靜靜，杜紹印，崔太昌，吳修

（1.山東省水稻研究所/山東省農業科學院水生生物研究中心，濟南，250100；2.郯城縣種子公司）

蓮（Nelumbo nuciferaGeartn.）又名水芙蓉、荷花、蓮藕等，是蓮科蓮屬多年生宿根性水生草本植物[1]。蓮在我國廣泛分布，且具有悠久的種植歷史。蓮全身是寶，兼有藥用、食用和觀賞價值。根據用途，蓮可分為子蓮、藕蓮和花蓮。蓮籽是蓮的種子，藕是蓮膨大的根狀莖，二者是蓮藕主要的食用部分。蓮藕是我國栽培面積最大的水生蔬菜[2]。

種質資源是開展遺傳和育種研究的基礎，是重要的戰略資源。我國是開展蓮藕種質資源和育種研究較多的國家。目前國家種質武漢水生蔬菜資源圃保存了蓮藕種質資源600 余份，其中多數為我國南方地區蓮藕種質資源，北方蓮藕種質資源相對較少。

由于特殊的構造和生理特性，蓮籽是壽命較長的少數植物種子（果實）之一。關于古蓮籽的出土、長壽機制和利用研究報道已有不少[3，4]，古蓮的出土為研究當地歷史地理和旅游開發提供了重要素材，也為蓮藕遺傳育種研究提供了重要種質資源。2013 年，在梁山山體南側平原水庫的挖掘過程中，人們在距地面6.5 m 左右的泥炭層中發現了大量的蓮籽，這些古蓮籽經過培育成功成苗，將其命名為梁山古蓮。為了充分挖掘梁山古蓮的歷史和生物學價值，利用碳同位素測定技術對出土蓮籽進行了斷代分析，并對其實生苗植株的生物學性狀和遺傳地位進行了研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

梁山古蓮籽取自山東梁山縣平原水庫（梁山山體南側）施工現場距地面6.5 m 左右的泥炭層中。蓮籽實生苗和無性系植株種于山東省農業科學院水生生物研究中心飲馬泉基地。其他蓮藕材料信息見表1。

瓊脂糖、CTAB 購自上海生物工程股份有限公司；Taq 酶、RNase A 和DL2 000 DNA Marker 購 自Takara 公司；其他常規試劑購自國藥集團化學試劑有限公司；引物由上海英濰捷基貿易有限公司合成。PCR 儀（型號為Mastercycler AG22331）和離心機（型號為Centrifuge 5424）由德國Eppendorf 公司生產；電泳儀（型號JY600C）和凝膠成像系統（型號為JY04S-3E）由北京君意東方電泳設備有限公司生產。

1.2 試驗方法

表1 蓮藕材料信息

碳素測定法，C 含量由西安加速器質譜中心測定。利用軟件Calib 7.0.2 將14C 年齡校正到公元紀年[5]。共測3 個獨立蓮籽，分別取自不同方位。

②發芽率測試 蓮籽有凹陷的一端破口后，浸種3 d，每天換水1 次。培養溫度：白天30℃，夜間25℃；光照時間：白天16 h，夜間8 h，光照強度為12 000 lx。

③生物性狀統計 將古蓮實生苗種在8 m2的水泥池中，田間管理參照常規方法。通過對2 個古蓮單株進行了2 a 的跟蹤調查，記錄開花期、株高、花莖、花色、葉片大小、藕的形狀等[6]。

④聚類分析 為了揭示梁山古蓮與山東周邊野蓮和藕蓮地方品種之間的親緣關系，利用RAPD 標記對其與一些代表性材料（表1）進行了聚類分析。蓮藕DNA 提取和PCR 程序等參照尹靜靜等[7]的方法。

PCR 擴增完畢后， 統計群體中擴增清晰的RAPD 多態性條帶，有條帶記為“1”，無條帶記為“0”。 用NTSYS 2.1 軟件進行遺傳相似性分析和UPGMA 聚類圖的構建。

2 結果與分析

2.1 古蓮籽斷代結果

從表2 可以看出，梁山古蓮籽埋入地下的時間距今最長約為731 a，最短約為598 a，此時為我國元朝至明朝初期。此結果證明，元朝之前梁山泊的確存在

2.2 古蓮籽性狀統計

從5 個不同的方位進行了樣品收集，發現這些古蓮籽表皮絕大部分均已失去，呈現出光亮的淺褐色，極少數蓮籽尚殘存不完整的柱頭（圖1）。測試了古蓮籽的發芽率，發現其發芽率為90%～100%（表3）。統計了前3 個取樣點蓮籽的大小，發現第1 個取樣點蓮籽的長度（15.7 mm）和寬度（10.5 mm）明顯大于另外兩處（長度分別為14.9、14.5 mm；寬度分別為10.3、9.4 mm）（表3），說明古蓮群體具有多樣性。

2.3 古蓮植株主要性狀統計

于2013 年7 月種植了古蓮籽，并于2014 年和2015 年對其無性株系進行了2 a 的跟蹤調查。調查結果顯示（表4），根據荷花分類標準[8]，梁山古蓮株型達到了大株型標準（立葉高度50 cm 以上、葉徑30 cm 以上、花徑18 cm 以上），其花蕾為紫紅色，花色為大紅色，花瓣在20 枚以內（圖2），藕皮色為白色，形狀細長，與微山紅蓮和白洋淀紅蓮同屬于中國蓮系大株型少瓣紅蓮類群。梁山泊原屬于黃河流域，梁山古蓮可能是黃河流域比較有代表性的種質資源。同時，發現不同梁山古蓮單株在大小上存在明顯的差異，進一步說明群體內部存在多樣性。

2.4 古蓮與其他種質資源的親緣關系

地方品種均是從野生資源中選育而來。為了解梁山古蓮與周邊野生資源和地方蓮藕品種之間的親緣關系，對相關材料進行了RAPD 分子標記聚類分析。結果顯示（圖3），梁山古蓮與馬踏湖白蓮、微山紅蓮和白洋淀紅蓮親緣關系較近，與馬踏湖白蓮關系最近，暗示梁山古蓮可能為當地藕蓮品種的來源。

3 結論與討論

梁山因《水滸》而得名，是我國著名的旅游城市。但是，梁山泊作為歷史存在和水滸故事的附著地一直因現實無水而備受爭議。此次出土的蓮籽最長距今700 余a，處于我國宋金元更替時期，這為歷史上梁山泊的真實存在提供了有力的生物學證據。我國蓮文化深厚，濟南、濟寧、澳門等城市把荷花作為市花，全國每年都有許多城市舉辦荷花節[9]。古蓮作為一種奇特的資源，可以助推旅游業發展。遼寧普蘭店就以古蓮為名片，建立了千年古蓮園等旅游景點，推動了當地旅游業發展。梁山可以借鑒普蘭店的做法，利用梁山古蓮發展相關旅游。

表2 梁山古蓮籽斷年結果

圖1 梁山出土古蓮籽形態

表3 梁山出土古蓮籽性狀

表4 梁山古蓮植株主要性狀

圖2 梁山古蓮開花期植株

圖3 13 份蓮藕材料UPMAG 聚類圖

生物學性狀分析表明，梁山古蓮屬于中國蓮系大株型少瓣紅蓮類群[8]，應為我國黃河流域代表性的野蓮資源。 歷史記載，濟南郊區曾出土過古蓮籽[3]，但并沒有被作為資源保存下來。此次梁山出土的蓮籽成功培育出苗在黃河流域尚屬首次。從出土蓮籽及古蓮植株的表型可以看出，古蓮群體內有明顯的多樣性，暗示其遺傳多樣性比較豐富，可能蘊含一些重要的基因資源。更重要的是，我們發現梁山古蓮與山東省地方品種馬踏湖白蓮親緣關系較近，這為研究北方蓮藕的馴化和開展育種研究提供了重要信息。

綜上可見，梁山古蓮是重要的種質資源，下一步將利用分子標記技術對古蓮群體進行遺傳多樣性分析，并開展抗病等重要性狀的評價和基因挖掘。

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[6]柯衛東，李峰，劉義滿，等.NY/T1315-2007 農作物種質資源鑒定技術規程（蓮）[S].

[7]尹靜靜，李效尊，陰筱，等.山東蓮藕（Nelumbo nuciferaGaertn.）種質資源的RAPD 鑒定和遺傳多樣性分析[J].分子植物育種，2015，13（6）：1 323-1 328.

[8]王其超，張行言.中國荷花品種圖志[M].北京：中國林業出版社，2004：63-66.

[9]王新悅.荷花產業向多元化、精品化轉型[J].中國花卉園藝，2014（9）:32-35.