高新一++王玉英
在本刊2015年第七期和第八期,筆者提出“農民育種大有作為”,重點是對林木果樹存在的突變體等遺傳變異進行選擇和利用。下面再談一談雌雄異株樹的雜交優勢的特性和利用。
一、樹木的性別
大多數種子植物是雌雄同株的,在同一朵花里有雌蕊和雄蕊,雄蕊的花粉和雌蕊的胚珠,精子和卵細胞相結合,形成果實和種子。也有的雌花和雄花是分開的,但在同一棵樹上,互相授粉受精,也是自花授粉。這種自交方式有利于后代的繁殖,但子代和雙親的遺傳性是一樣的,缺乏雜交優勢,必須用人工雜交才能產生變異和獲得雜交優勢。
自然界的樹木也有雌雄異株的,和高等動物一樣,有雌雄不同的性別。雌株只開雌花,雄株只開雄花,雄樹上的花粉與雌樹上的雌花授粉,受精后形成果實和種子,其后代具有雙親的遺傳特性。
二、雌雄異株樹的特性
雌雄異株后代都是雜交種,具有雙親的遺傳性,因此產生變異比較大,通過自然選擇和人工選擇,由于優勝劣汰,使不良的變異逐步淘汰。目前存在的雌雄異株樹大多數表現生長速度快,繁殖能力強,特別表現出對環境的適應性強,具有明顯的雜交優勢。適應性包括對不良氣候條件的抵抗力,對寒冷、高溫、干旱、積澇、土壤貧瘠等方面的適應性,特別是對病蟲害的抵抗能力。
筆者觀察到雌雄異株的樹木多數看不到有病蟲為害,而目前大量林木和果樹病蟲害都非常嚴重,如果大量施用農藥會污染環境,使食品帶毒,甚至能誘發癌癥等疾病;但如果不用農藥,往往能發生毀滅性的病蟲災害,使農作物嚴重減產,甚至絕收。由于目前很多病菌和害蟲對農藥產生了抗性,如蚜蟲、紅蜘蛛,連續打藥4 ~ 5次都控制不住病情。據統計,很多果園在防治病蟲害方面的用工量要占到果園管理的50%以上,因此迫切需要發展能抵抗病蟲害的林木和果樹。
三、雌雄異株樹的雜交優勢及利用
1. 銀杏
銀杏屬于雌雄異株,后代分離明顯,具明顯的多種雜交優勢。銀杏樹生長非常高大,千年大樹姿態雄偉,到深秋樹葉金黃,景色迷人,是極好的風景樹木。銀杏樹干通直,所以也是優良的用材樹種,而且基本上無病蟲害。
銀杏雄樹分枝較向上,中央領導干明顯,樹體高大,雌樹分枝角度大,往往由于結果產量過大而影響生長。也有的結果量比較合適,果個大,樹體生長良好。銀杏是良好的藥用植物,其果實和葉能治療心腦血管病,也是一種藥食同源的果品。由于銀杏的雌雄株用途不同,種植時雄株主要可用于綠化環境,雌株可發展成果園,或庭院內外種植。以銀杏為主的果園也要配置約10%的雄株,以便雌雄授粉,提高坐果率。
2.獼猴桃
獼猴桃是雄雄異株的果樹,果實風味好,酸甜可口,營養豐富,富含維生素C,是天然的抗癌果品,并成為耐儲藏的冬季主要水果。
獼猴桃原產我國,新西蘭、法國等國家引種后發展很快,現已成為世界上重要的果品。天然的獼猴桃由于異花授粉,后代嚴重分離,例如:多數果實外皮是黃褐色的,有的是綠色的,有的光滑無毛,有的有毛。獼猴桃采收后多數要儲存后熟,但也有的收下來就可以食用。其果實大小、品質等都有明顯差異,這為產區果農的選優育種創造了良好的條件。如有的果肉是紅色的,經過營養成分分析也具有特有的品質,經過精心選育后,把紅心獼猴桃定為優良品種。
獼猴桃屬溫帶植物,主要分布在長江流域、秦嶺山區。在北京背風向陽的庭院也適宜生長,筆者住在中科院植物園,這里很多人家在房前院內種植獼猴桃,三十多年來每年都收獲不少,沒有發現過有病蟲害。但很多庭院中種植的其他果樹,包括月季等花卉,其蚜蟲、紅蜘蛛、介殼蟲及落葉病害無法解決,而獼猴桃沒有病蟲害,而且生長旺盛、碩果累累,可見其較強的適應性是其他果樹無法比擬的。新西蘭把獼猴桃稱為無蟲果,也是發展庭院經濟的好樹種。
3.構樹
構樹為雌雄異株樹,雌株能結大量果實,消耗營養,雄株生長比較高大。在我國荒山野嶺,極其干旱的山區,常常有大量自然生長的構樹,因其木材不粗也不直,一般作為雜樹被砍掉。在人工綠化區,如果對構樹進行撫育、除去雌株,通過整形修剪,將叢生的雄樹枝干去除,保留中央的粗壯枝,可以長得更粗壯,砍下的分枝可造紙,主干可用材,如果進一步選優,可能成為適應性極強的用材林木。例如北京香山公園,每年要砍掉大量構樹,以免影響松柏樹及黃櫨、楓樹等彩葉樹種的生長。從北京植物園來看,山前主要是人工種植的松、柏、碧桃及花灌木等,山后則有很多荒山坡幾乎無人管理,但是林木郁郁蔥蔥,絕大部分都是自然生長著的大量構樹,在使荒山變綠,防止水土流失,凈化空氣等方面,構樹起到了很大作用。
構樹對環境的適應性非常強,從樹葉的形態變化即可看出:當樹木繁茂、樹體外圍葉片對內膛葉片擋光而影響葉片光合作用時,其外圍葉片則產生缺刻,使陽光能照到內膛葉片;當葉片較少互不影響時,外圍葉片則沒有缺刻,完整葉片可增強光合作用。對于病蟲害,筆者每次上山都仔細觀察,從未見到構樹有任何病蟲害發生。
綜上所述,構樹作為綠化荒山的先鋒樹種,應進一步開發利用。
4.楊樹
楊樹為雌雄異株,是重要的速生樹種,很多地區實行農田林網化,常利用生長高大的楊樹形成林網,來防風沙保護農作物的生長。道路兩邊,農田四周綠化樹種主要采用楊樹,由于其抗性強,成為我國西北地區治理風沙的先鋒樹種。
楊樹花期很短,雄性樹雄花似毛毛蟲狀撒落在樹下。雌樹授粉十幾天后,比芝麻還小很多的種子即成熟。種子繁殖消耗營養不多,因此雌樹和雄樹生長量差別不大,甚至有的雌樹比雄樹生長量更大。20世紀70年代華北地區進行了楊樹選優,發展優種樹,北京等地選出了生長高大、樹干通直的毛白楊雌株作為優種樹,通過扦插進行了大量繁殖,結果發展了大量雌株后代。如同蒲公英,其種子上有似棉花狀的白絮,并隨風飄揚散布種子,空中如同下雪,大約可持續半個月之久,嚴重污染空氣,使很多人產生過敏反應,污染空氣是一個大問題,目前北京等地做出了不再發展雌株的決定。
楊樹雌雄異株,通過天然雜交品種類型很多,哪些地方適宜發展什么品種,應進行篩選。同一品種的個體差異也很大,例如:毛白楊有的樹干直、株形雄偉,也有的比較矮小、主干不明顯,應該在無性繁殖時發展優良單株。
5.山桐子
山桐子是很有發展潛力的木本油料樹種,主要分布在我國秦嶺、淮河以南各省。山桐子樹皮呈灰白色、光滑,樹干通直,樹形美觀,花繁果紅,果穗下掛似葡萄,入秋后紅艷奪目,是優良的觀賞樹種。
山桐子是良好的油料樹種,單株果實產量在盛果期可達50千克左右,干果出油率達26% ~ 47%,含油率很高。同時,山桐子果實榨出的油中不飽和脂肪酸——亞油酸含量高達66% ~ 81%,油中富含維生素E,可防治心腦血管病,具有良好的保健作用。山桐子是雌雄異株,和前面介紹的雌雄異株樹一樣具有明顯的雜交優勢,適應性很強,在北京地區已引種成功,而且生長很快,其幼樹的主干和主枝,一年可伸長1米左右,通過幾年觀察沒有發現病蟲害。
根據山桐子產區初步調查,山桐子的雄株多于雌株,雄株甚至要占到80%。必須進行選優,以豐產優質的雌株為母株,將雄株或未結果的幼齡樹及劣種雌株進行嫁接。2013年春,筆者進行了山桐子嫁接試驗,用三年生的實生苗作砧木,以豐產的雌樹作接穗。嫁接成活后進行一般田間管理,到2015年即開花,通過人工輔助授粉與天然蜜蜂授粉相結合,嫁接樹結子率很高,碩果累累。由此看出保留約10%的雄株,可滿足授粉結實的要求。
山桐子嫁接往往成活比較困難,原因是豐產的雌樹上很少有發育枝,用結果枝嫁接成活率低,為了提高嫁接成活率,要將優質的母樹進行更新修剪,不要產量,使其生長出旺盛的發育枝。利用發育枝作接穗進行嫁接才能提高嫁接成活率。把嫁接成活的優種種在苗田中,形成株穗圃,作為專門生產優種接穗來改造雄株和劣種樹,形成良種山桐子苗木生產基地。
以上介紹了銀杏、獼猴桃、構樹、楊樹、山桐子幾種樹木,除此之外,自然界還有很多雌雄異株的林木果樹,如杜仲、雪松、柳樹、桑樹、黃連木、柘樹、香榧等,同樣表現出生長速度快、適應性強、雌雄樹各有自身特性的雜交優勢,有待園林工作者去進一步挖掘和研究利用。
(作者聯系地址:北京市香山南辛村20號中科院植物園 郵編:100093)