梁曉婕,王亞軍,安 巍
(國家枸杞工程技術研究中心,寧夏 銀川 7500021)
黃果枸杞種質資源的研究進展
梁曉婕,王亞軍*,安 巍
(國家枸杞工程技術研究中心,寧夏 銀川 7500021)
從黃果枸杞資源的收集、主要功效成分的研究及苗木繁育方面綜述了黃果枸杞的研究成果和現狀,針對研究中的薄弱點和研究熱點提出建議和思考。
黃果枸杞; 種質資源; 研究進展
黃果枸杞是枸杞種質資源中的稀缺材料,果實為黃色,鮮果汁無生藥味,無苦味,果肉細膩,色澤美觀;果皮薄,榨汁過程中皮渣很少,出汁率比紅果能高出10%~15%,是枸杞深加工尤其是枸杞鮮汁飲料加工的理想種質材料[1]。但一直以來,對這一份特異性種質資源重視程度和挖掘的深度還遠不夠,從而影響其開發利用。本文從黃果枸杞資源的發現與收集、主要功效成分的研究及苗木繁育方面,對黃果枸杞的研究進展情況進行了概述,為深入挖掘和利用黃果枸杞種質資源提供參考。
1972年,秦國峰調查野生枸杞資源時,在寧夏銀川市蘆花臺園林場農科所住宅,發現1種果色橙黃、枝葉形態不同于寧夏枸杞(LyciumbarbarumL.)和枸杞(LyciumchinenseMill.)的野生枸杞,隨后對其形態特征和物候期作了進一步觀察。1976年,經中國科學院植物研究所鑒定,正式定為寧夏枸杞的變種,稱為黃果枸杞(LyciumbarbarumL.var. auranticarpum K.F.ching)[2]。2009年,蔣旭亮等[3]在寧夏中寧縣鳴沙鎮泉眼山附近荒地發現1種新的黃果枸杞,經鑒定為枸杞屬的1個新野生種,并命名為小葉黃果枸杞(LyciumparvifoliumT.Y.Chen & X.L.Jiang)。2012年,陳天云等[4]將小葉黃果枸杞和密枝枸杞新變種(LyciumbarbarumL.var. implicatum T.Y.Chen & X.L.Jiang,var.nov.)作為枸杞屬的新種和新變種進行了詳細描述和說明。
國家枸杞工程技術研究中心長期致力于枸杞種質資源收集和評價,建成了我國唯一的枸杞種質資源圃,目前已保存了枸杞屬7種3變種在內的枸杞種質材料2 000余份,其中有60份材料作為核心種質庫進行了重點研究[5]。同時,以枸杞種質資源圃為基礎,先后采用單株選優、雜交選育和航天誘變等技術篩選出黃果枸杞材料10余份,其中對優選材料進行了區域試驗,并篩選出W-12-27、W-12-30和W-13-29等適宜栽培的黃果枸杞優良品系[6]。這些種質材料的收集保存,為黃果枸杞的深入研究奠定了堅實的基礎。
以寧夏枸杞為代表的紅果枸杞,其營養成分已經研究的較清楚了,但黃果枸杞一直僅作為特異性枸杞種質資源材料進行保存,關于其營養成分的研究較少。何紅君[7]對大黃果枸杞功效成分測量后發現,總糖含量高于紅果枸杞、大麻葉枸杞、寧杞1號和寧杞2號;枸杞多糖含量低于寧杞1號和寧杞2號;甜菜堿含量低于大麻葉枸杞、寧杞1號,近似于寧杞2號。但該研究中的大黃果枸杞材料未見詳細介紹,同時對樣品狀態是干樣還是鮮樣卻未交代。姚霞等[8]采用硫酸苯酚法測定不同枸杞子中枸杞多糖的含量,發現黃果枸杞多糖含量為3.17%,低于寧夏枸杞(5.47%)等材料,但高于黑果枸杞(2.45%)和紅枝枸杞(2.16%);李浩霞等[9]采用HPLC法研究了寧杞1號、寧夏黃果和黑果枸杞3種枸杞果實發育過程中類胡蘿卜素變化的特點,發現寧夏黃果枸杞果實中富含新黃質、葉黃素、玉米黃素、β-胡蘿卜素和β-隱黃質5種類胡蘿卜素成分,在果實逐漸成熟時期,類胡蘿卜素含量達到最大值,但僅占寧杞1號的32.5%,高于黑果枸杞,是黑果枸杞的10倍;劉儉等[10]利用聚類分析的方法,研究了黑果枸杞、白果枸杞、黃果枸杞,以及寧夏枸杞的3個品種的外觀品質及其干果主要活性成分(枸杞多糖、總糖、甜菜堿、類胡蘿卜素、浸出物),結果表明,黃果枸杞在果實大小和內在營養成分含量均低于寧夏枸杞,且差異較大。
以上研究所采用的黃果枸杞試驗材料包括大黃果枸杞、黃果枸杞和寧夏黃果,但研究結果大體一致,即黃果枸杞表現為總糖、多糖、甜菜堿和類胡蘿卜素含量均低于紅果枸杞,但高于黑果枸杞,并未發現黃果枸杞在營養成分方面的優勢和特異性。王亞軍等[6]系統研究了4種黃果枸杞(W-11-15、W-12-27、W-12-30、寧夏黃果)和紅果枸杞品種寧杞1號的營養成分差異,結果表明,4種黃果枸杞的鮮果出汁率≥80%,均高于寧杞1號(67.47%);總糖、多糖和類胡蘿卜素含量均低于紅果枸杞,但總黃酮的含量在0.82‰~2.23‰,明顯高于寧杞1號(0.55‰)。
綜上所述,相對于紅果枸杞而言,黃果枸杞表現為低總糖、低多糖、低類胡蘿卜素、高出汁率、高黃酮的特性,但黃果枸杞在營養成分方面的特異性還需要深入研究,以挖掘其在功效成分方面的特異性。
枸杞苗木繁育方法分為有性繁殖和無性繁殖。有性繁殖方法主要指種子育苗,無性繁殖包括硬枝扦插、嫩枝扦插和組織培養。
2.1 種子育苗
王桔紅等[11]研究4種不同貯藏條件下(室溫、冬季枯落物表層、枯落物覆蓋、冬季淺層覆土)對野生黃果枸杞種子萌發的影響,結果表明,黃果枸杞冬季淺層覆土和枯落物覆蓋能促進黃果枸杞種子萌發并保持活性,萌發率分別提高至65.3%和53.7%;而若將黃果枸杞種子在實驗室干燥存放,其萌發率會下降,且種子活性丟失增大。李赫男等[12]研究黃果枸杞種子發芽特性表明,黃果枸杞種子適宜的發芽溫度為25 ℃/15 ℃變溫(低溫16 h,高溫8 h)或25 ℃,黃果枸杞最適發芽基質是濾紙。NaCl濃度低于100 mmol·L-1時,對種子萌發啟動影響不大;隨著鹽濃度的增加,種子發芽延遲1~2 d;而當濃度高于250 mmol·L-1時則不能發芽。劉王鎖等[13]研究發現,黃果枸杞種子發芽率較高,達87%;采用種沙1∶3的比例混合摻勻進行溝播,出苗率較高,但種子繁殖的小葉黃果枸杞變異較大,未保持野生母本性狀。由此說明,黃果枸杞育苗中采用種子育苗,則繁育的苗木一致性較差,母本性狀不能得以保持。究其原因,枸杞屬于常異花授粉植物,所得為雜交果實,采用種子繁育的枸杞苗則會出現雜交后代的性狀分離,從而無法實現母本性狀的延續。因此,在黃果枸杞及其他枸杞品種育苗中不宜采用。
2.2 硬枝扦插
硬枝扦插是枸杞苗木繁育的傳統方法,也是常用的枸杞苗木繁育方法。關于黃果枸杞的硬枝扦插技術應用較少,但也有相關的報道。劉王鎖等[14]以小葉黃果枸杞為研究對象,采用赤霉素(GA3)、吲哚丁酸(IBA)、速生根、萘乙酸(NAA)和艾施生根粉5種生長調節劑,研究其對小葉黃果枸杞硬枝扦插苗成苗率的影響,結果表明,采用750 mg·L-1吲哚丁酸和750 mg·L-1的GA3浸泡處理小葉黃果枸杞硬枝插條,可極顯著提高其成活率,促進扦插生根。李赫男等[13,15]探討了GA3和生根粉對黃果枸杞硬枝扦插的繁殖效果的影響,結果表明,二年生枝的成活率高于一年生硬枝插穗植株,適宜的生根粉濃度為2 500 mg·L-1,赤霉素濃度以50 mg·L-1為宜。
在紅果枸杞的硬枝扦插中,選用的生根劑濃度為α-萘乙酸、吲哚丁酸、ABT生根粉20 mg·kg-1,浸泡12 h[16]。但以上生根劑的配方與傳統紅果枸杞硬枝扦插的濃度差異較大。有關黃果枸杞的硬枝扦插研究較少,其原因有二,一是枸杞硬枝扦插技術較成熟,成苗率較高;二是黃果枸杞的新品種選育研究較晚,目前還沒有成熟的黃果枸杞品種,相關的苗木繁育工作僅作為試驗研究而已,生產上還未有進一步實踐驗證。
2.3 嫩枝扦插
嫩枝扦插技術是當下枸杞規模化苗木繁育的主要方法,在紅果枸杞和黑果枸杞上已得到廣泛的應用,但在黃果枸杞上應用較少。陳曦等[17]研究14份枸杞種質材料的嫩枝扦插生長狀況表明,黃果枸杞平均成活率達到76.70%,較寧杞1號(67.68%)、寧杞2號(51.88%)、寧杞5號(54.89%)、寧杞7號(75.19%)均有不同程度的提高,平均根長最長,說明黃果枸杞適宜于嫩枝扦插育苗。筆者曾用嫩枝扦插育苗技術繁育黃果枸杞新優系W-12-27、W-12-30、W-13-29等,發現不同黃果枸杞優系的成活率均能達到90%以上,其中大葉型黃果優系W-13-29的根系萌發能力最強,較其他品系提前3 d,成活率也最高。由于長期開展黃果枸杞新品種選育工作,現已繁育黃果枸杞優系20萬株,并開展了區域試驗,為黃果枸杞新品種審定和生產示范提供了苗木保障。
2.4 組織培養
組織培養也是枸杞苗木繁育的一種方法,主要用于特殊材料的快速培育,尤其在單倍體、胚狀體的誘導等方面應用較廣,應用組織培養技術開展黃果枸杞苗木擴繁的報道較少。馬彥軍等[18]以黃果枸杞水培的嫩枝為外植體,并建立了黃果枸杞離體快繁技術體系,成活率可達85%以上。但筆者的多年實踐和前期繁育經驗說明,組織培養技術不適宜于枸杞的規模化育苗。究其原因,一是組織培養的操作設施規格高,對技術人員的操作水平要求高,不適于廣泛推廣;二是組織培養雖為快繁技術,但操作程序復雜,消毒、殺菌、培養、煉苗等技術環節過多,技術繁瑣,但出苗率和合格苗木量遠不如嫩枝扦插育苗技術。因此,黃果枸杞苗木繁育技術還是以硬枝扦插和嫩枝扦插為主。
由以上研究可以看出,黃果枸杞雖然在資源收集、成分測定和苗木繁育方面開展了部分工作,但研究系統性和深入程度嚴重不足,僅作為一種特異性枸杞種質資源與其他資源進行了比較分析,并未作為重點研究對象而專門進行深入挖掘和系統研究。基于此,筆者提出以下建議和思考。
3.1 重視黃果枸杞種質資源研究
近年來,隨著人們健康意識的提高和消費觀念的改變,對枸杞的消費也出現了多樣化的需求,黃果枸杞的關注程度也不斷升溫。但縱觀現有的關于黃果枸杞的研究,均僅限于黃果枸杞種質的收集、營養成分測定及深加工探索等方面,均未能對黃果枸杞種質資源和生物學特性進行詳細描述。目前已收集和獲得了部分黃果枸杞種質資源,但其生物學特性、農藝性狀及品質仍不夠明確,基礎資料不完善,無法實現黃果枸杞品種的優選,尚未形成黃果枸杞的規模化種植,嚴重制約了黃果枸杞的資源開發和品種選育進程。黃果枸杞、小葉黃果枸杞和寧夏黃果作為發現較早的黃果類種質材料,對其系統性挖掘還很欠缺,并且均存在果實顆粒小、產量低等問題,不適宜作為栽培品種進行大面積栽培。國家枸杞工程技術中心通過多年的種質收集和篩選,已篩選出許多性狀優良的黃果枸杞種質材料,目前正在進行區域試驗和品種審定工作,但還沒有一個成熟的品種進行示范推廣。而枸杞加工企業急需專用型黃果枸杞品種的面世,以解決枸杞飲料加工中面臨的原料問題,提高枸杞產品附加值。
3.2 黃果枸杞特異性成分的研究還需加強
截至目前,黃果枸杞所富含的營養成分及特異性成分仍不明確。前期的研究表明,黃果枸杞具有高黃酮、低類胡蘿卜素的特性,但黃酮和類胡蘿卜素組分上與紅果枸杞有何特異性,目前還未有定論。
3.3 控制黃果枸杞果色基因的挖掘
在現有的黃果枸杞種質材料中,有部分材料雄蕊不散粉,無法自花結實,但具有很高的雜交結實率,但能保持果實顏色的一致性,均為黃色果實,花粉直感作用體現不明顯。什么樣的基因在控制果實黃色的保持,還需要深入研究。
3.4 黃果枸杞深加工產品的研發迫在眉睫
黃果枸杞出汁率高、無生藥味、果實清亮,是飲料加工的理想品種,目前還未有一款成熟的黃果枸杞飲料被研發出來,雖然前期新品種選育工作的滯后影響到后期產品的研發,但隨著試驗示范面積的擴大,黃果枸杞飲料的開發研究應緊隨其后。
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(責任編輯:張瑞麟)
2017-04-01
寧夏回族自治區農業育種專項(2013NYYZ0104);寧夏農林科學院科技創新先導資金項目(NKYJ-15-23)
梁曉婕(1991—),女,寧夏銀川人,研究實習員,碩士,從事枸杞新品種選育及枸杞栽培研究工作,E-mail:1083181364@qq.com。
王亞軍(1979—),男,副研究員,從事枸杞新品種選育及枸杞栽培研究工作,E-mail:yajun817@163.com。
10.16178/j.issn.0528-9017.20170826
S567
A
0528-9017(2017)08-1376-03
文獻著錄格式:梁曉婕,王亞軍,安巍. 黃果枸杞種質資源的研究進展[J].浙江農業科學,2017,58(8):1376-1378,1382.