花椒化學誘變育種初探

唐　偉，李佩洪，龔　霞，陳　政

(四川省植物工程研究院，四川 資中 641200)

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花椒化學誘變育種初探

唐偉，李佩洪，龔霞，陳政

(四川省植物工程研究院，四川 資中 641200)

摘要：花椒是蕓香科以種子繁殖的落葉灌木或小喬木，是我國重要的經濟樹種之一。由于其經濟價值極高，我國對花椒的研究頗多，花椒優良品種的培育及花椒病害的預防，花椒的采收及加工是目前花椒研究的主要方向。目前雖然有一些花椒人工育成品種，但遠不能滿足生產的需求，因此，花椒的育種工作對花椒產業的發展起著至關重要的作用。利用化學誘變方法能提高育種材料的突變幾率，豐富花椒突變庫資源，做好花椒種質創新工作，為花椒優良性狀品種選育提供材料。

關鍵詞：花椒；育種；技術創新；化學誘變

1國內研究現狀

目前，國內花椒育種均采用選擇(優選)育種方法。耀德等人通過10年時間，選育出了短枝型、早熟、采摘容易、優質、豐產性顯著、抗逆性強、適生范圍廣、遺傳性狀穩定的優良品種——“秦安一號”。吳宗興等人利用選擇育種方法，選育出了適應阿壩州立地條件的花椒品種——六月椒(大紅袍)，該品種具有異花授粉的作用，現存椒樹具有分布廣、壽命長、變異豐富、選擇潛力大等特點。原雙進等人在對韓城大紅袍產量、品質等進行調查的基礎上，通過選優對比試驗，選育出了獅子頭、無刺椒及南強1號等優良品種，這些品種具有豐產性能好、品質優、易采摘(無刺或錯開集中成熟期)等優良特性。但由于花椒為單性結實，屬于無融合生殖，不易進行雜交育種。在自然狀態下的優選育種方法，選育的時間太長，且沒有目的性，育種效果不佳。

2國外研究現狀

花椒屬植物在全球約 250 種，我國有 39 個品種、 14 個變種。花椒原產我國，亞洲的許多國家先后引種栽培，目前在日本、韓國、朝鮮、印度、馬來西亞、尼泊爾、菲律賓等國均有分布，其中以日本和韓國的栽培面積較大，加工技術較領先。

2.1日本花椒研究

日本花椒有許多品種，除栽培面積最大的朝倉花椒，還有琉錦花椒、冬花椒、葡萄山椒、稻花椒、無刺花椒等。日本花椒各品種都具不同的優點，如日本無刺花椒種子的含油量在 25%～30%，椒油經處理后既可食用，又可做為工業用油；在日本餐廳或家庭中，花椒作為一種具豐富營養價值的高檔蔬菜，其消費量極大。花椒加工產品形式包括干花椒果皮和鮮花椒果兩種，且鮮果在日本占有一定的市場。但由于花椒也具較高藥用價值，所以日本主要利用花椒這一特殊價值。目前，日本將花椒作為一種調味料和藥用植物進行研究開發，研究主要涉及苗木繁殖、優良品系的選擇、田間管理、產品開發應用等。日本醫藥株式會社等各醫藥教學與科研機構，投入很大精力對花椒開展攻關研究，發現花椒具有降低血壓的功效。

在日本，花椒繁殖以嫁接為主，一般認為實生苗多為雄株，有刺，果實小，且著生方式散，產量低。由于冬花椒、稻花椒具有根系深、抗病、抗干旱能力強等特點，所以嫁接多以冬花椒、稻花椒作砧木。嫁接采用劈接法，最佳嫁接時間為 3 月中旬至 4 月初。接穗要求有 2～3 個飽滿芽，長度 5～7cm，嫁接時將砧木地上 10cm 以上部分截斷，嫁接后至成活前，最好進行覆蓋，這樣當年嫁接苗高可長到 60～100cm。

在育種技術方面，日本研究者通過研究探明，利用莖尖培養與人工選擇相結合的方法，將成為選育富含芳香物的花椒品系的有效途徑。利用這種綜合方法的優點是：通過莖尖培養朝倉花椒所得的后代，不僅可保持原本芳香物的生產力，而且部分品種經多次繼代培養后，內含的芳香物呈逐步增加趨勢，花椒的經濟價值得以顯著提高。

2.2 韓國花椒研究

在韓國，與世界各地相似，花椒一直作為食用和藥用植物在全國范圍廣泛使用。在科研方面，韓國林木遺傳研究所已選出 13 株優樹，并建立優樹無性系測定林。這13株優樹具多果穗、果粒大、無刺的優良性狀。全部優株經濟性狀均優于對照 1.5～2倍。

國外這些育種方法雖然在一定程度上使花椒產量、品質得到提升，但都屬于常規選擇育種方法，具有相當大的局限性。

2.3創新技術探討

總結歷史經驗和國內外育種技術的情況，花椒育種研究需要采用新的方法和途徑，即誘變育種。

化學誘變育種是利用化學誘變劑人工誘發植物發生變異，在分離后代中對突變體進行選擇和鑒定，培育出生產上能直接或間接利用的農作物品種的方法。化學誘變育種已經廣泛應用于大豆、玉米、水稻、油菜、花卉、蔬菜、杉木、茶樹等植物育種，還應用于部分微生物育種上。但是，目前僅有一篇文獻論述花椒化學誘變育種方面的相關研究。薛惠丹等人以鳳縣大花炮花椒的愈傷組織為材料，以EMS為誘變劑進行人工誘變試驗：①在對花椒愈傷組織EMS誘變用100mL濃度為0.1%的HgCl2溶液與0.1mL Tween 20的混合溶液對花椒葉片和韌皮部進行消毒時，在對韌皮部消毒過程中,當消毒時間超過8min時，其致死率急劇上升。由于葉片較韌皮部敏感，且本身污染少，所需的消毒時間相對較短。當消毒時間小于4min時，污染率較高，當消毒時間超過4min時致死率急劇上升。在此消毒過程中，8min為花椒韌皮部最佳消毒時間，4min為花椒葉片最佳消毒時間。②以EMS為誘變劑用不同方法處理花椒韌皮部和葉片來源的愈傷組織。結果表明：葉片來源的愈傷組織對EMS的敏感性高于韌皮部,培養基法比浸泡法對愈傷組織傷害大。說明韌皮部為愈傷組織的合適來源，浸泡法為較好的誘變處理方法。③用不同EMS濃度和EMS處理時間組合處理合適來源愈傷組織，結果表明：EMS誘變花椒愈傷組織的半致死劑量為：0.3%EMS處理6h，0.5%EMS處理4h，0.7%EMS處理2h。誘變后的愈傷組織經增殖和再分化形成完整植株，經誘變處理的再生植株在葉長、葉寬、葉色和生長勢等方面均表現出不同程度變異，其中以葉長的變異尤為顯著，變異系數為41.8%。通過篩選得到花椒變異植株340株。因此，利用化學誘變的方法對花椒進行育種研究，能克服選擇育種方法的局限性，增加遺傳物質變異重組幾率，縮短育種周期，提高育種效率。

花椒為單性結實，屬于無融合生殖，不易進行雜交育種。在此之前科技工作者對花椒的育種研究都是采取自然狀態下的優選育種，進行新材料選育的時間太長，且沒有目的性，育種效果不佳。利用化學誘變的方法對花椒進行育種研究，克服選擇育種方法的局限性，有利于增加遺傳物質變異重組幾率、縮短育種周期、提高育種效率。

3結論

利用化學誘變方法能提高育種材料的突變幾率，豐富花椒突變庫資源，做好花椒種質創新工作，為花椒優良性狀品種選育提供材料。花椒化學誘變育種在育種過程中能大幅度降低育種成本，縮短優選時間。在生產上能為農戶和生產企業提供優良新品種，提高產量，增加經濟社會效益，使花椒產業化發展得到進一步提升。

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