美國國家草莓種質(zhì)資源圃介紹*

常琳琳，王桂霞，孫 瑞，董 靜，張運濤

（北京市林業(yè)果樹科學研究院，北京市草莓工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，100093）

草莓是美國重要的經(jīng)濟作物，作為全世界草莓生產(chǎn)第二大國，美國的草莓產(chǎn)量占世界草莓總產(chǎn)量的17%[1]。美國的草莓生產(chǎn)90%集中在加利福尼亞州，其次是佛羅里達州，佛羅里達州以生產(chǎn)冬草莓為主[2-3]。

美國國家草莓種質(zhì)資源圃位于美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究中心、俄勒岡州科瓦利斯市，保存草莓資源1 951 份，主要的保存方式是在隔離網(wǎng)室內(nèi)保存盆栽草莓，并在1 951 份資源中確定約40 份資源為核心資源，主要為原產(chǎn)于美洲的八倍體，這些資源可直接作為育種材料。筆者主要介紹美國國家草莓種質(zhì)資源圃在草莓資源保存、鑒定和分發(fā)利用等方面的方式方法，旨在為我國草莓資源保存利用工作提供借鑒。

1 草莓資源的保存

美國國家草莓種質(zhì)資源圃針對草莓資源的保存主要有4 種方式：隔離網(wǎng)室保存、組培離體保存、低溫保存和超低溫保存，共保存資源1 951 份，其中隔離網(wǎng)室保存（圖1）和低溫保存是主要的保存方式，組培離體保存（圖2）和超低溫保存屬于復份保存。隔離網(wǎng)室中保存有草莓品種資源500 余份，野生資源1 000 余份，主要采用大花盆盆栽（以防資源混雜），每盆3 株，一般品種資源保存2 盆，野生資源保存1 盆，采用滴灌的方式灌溉。為防止昆蟲等飛入，隔離網(wǎng)室設(shè)計雙層門。每3 年移栽1次，每次移栽前對植株進行病毒檢測和品種純度鑒定，采用低成本的ELISA 方法檢測6 種病毒：蘋果花葉病毒（ApMV）、樹莓環(huán)斑病毒（RpRSV）、草莓潛隱環(huán)斑病毒（SLRSV）、草莓輕型黃邊病毒（SMYEV）、草莓壞死休克病毒（SNSV）和番茄環(huán)斑病毒（ToRSV）。品種基因型鑒定采用SSR 分子標記。通過病毒檢測及品種純度鑒定的資源進行移栽，如果植株攜帶病毒，就需要接取匍匐莖莖尖進行脫毒或用脫毒的組培苗替換。病毒主要通過蚜蟲和線蟲傳播，通過土壤消毒基本可以杜絕線蟲；蚜蟲可通過噴藥控制，因此隔離網(wǎng)室中病毒病的傳播并不嚴重。1 951 份資源中，共確定出40 份核心資源，主要是智利草莓和弗州草莓，這些資源擁有良好的性狀，可以直接用于育種。每年春夏季節(jié)，隔離網(wǎng)室中最重要的一項工作就是去掉所有資源的花和果，如果果實成熟，種子會掉入花盆，一旦萌發(fā)就會混雜原有資源。低溫保存主要是保存一些草莓種子資源，置于冰箱中冷凍，保存溫度是-20 ℃，可以保存長達幾年或十幾年。組培離體保存主要采用STAR*PAC 組培袋保存，培養(yǎng)基中不添加任何植物生長調(diào)節(jié)劑，置于人工培養(yǎng)箱中［4 ℃，微弱光照（12 h 光照、12 h 黑暗）］可保存1～2 年，但需每3 個月檢查1 次植株是否健康。若發(fā)現(xiàn)隔離網(wǎng)室中植株感染病毒，可組培STAR*PAC 中保存的資源予以替換。超低溫保存是一種長期保存資源的方式，將植株放在裝有培養(yǎng)基的保存管中，套在一個圓筒里，可以一直保存在液氮中。

種子的制備方法與國內(nèi)使用的方法類似，都是采用榨汁機進行操作，但有2 點不同：第一，榨汁機的刀頭采用專門的膠粘住，這樣降低了鋒利程度，減小了對種皮的破壞度；第二，使用榨汁機處理前，在自封袋中加入0.002 g/mL 的果膠酶，將草莓按碎，加入少量水，放置3～4 d。此操作可以去掉種子上殘留的草莓果肉，使制備的種子更干凈。制備完成后的種子，用種子計數(shù)機（圖3）數(shù)清數(shù)量，將資源名稱、制備時間、數(shù)量信息標記在紙袋上，放置于塑料袋中，于冰箱中保存。

圖1 隔離網(wǎng)室中保存的草莓資源

圖2 STAR＊PAC 組培袋中離體保存的草莓資源

圖3 種子計數(shù)機正在記錄種子數(shù)量

2 草莓資源的脫毒

在隔離網(wǎng)室中，若發(fā)現(xiàn)草莓植株感染病毒，先對植株進行標記（插上彩色旗子），將其轉(zhuǎn)移至感染網(wǎng)室中，等待抽生匍匐莖，剪取莖尖。剪取莖尖時，每剪取1 份資源的莖尖，使用的剪子就要在消毒液中清洗1 次，以防把病毒等傳播給其他資源。在體式顯微鏡下剪取0.2 mm 大小的莖尖，置于一種24 孔的組培盒（圖4）中，這種組培盒可以隔離污染，同時減少培養(yǎng)基的用量。莖尖分化成苗后，轉(zhuǎn)移到指形管中培養(yǎng)，之后轉(zhuǎn)移到方形盒中培養(yǎng)，分化培養(yǎng)基和增殖培養(yǎng)基組分與國內(nèi)所用培養(yǎng)基組分類似。剪取組培苗的葉片進行病毒檢測，確定脫除病毒后用脫毒苗替換感染病毒的植株。

圖4 用于培養(yǎng)草莓莖尖的24 孔組培盒

3 草莓資源的鑒定

保存在隔離網(wǎng)室中的資源不允許開花結(jié)果，因此如計劃鑒定植株的植物學和生物學性狀特征，需將資源定植在露地進行調(diào)查。調(diào)查的性狀包括：開花時間、匍匐莖抽生時間及數(shù)量、果實成熟時間、果實重量、果柄長度、果形、果實顏色、花冠直徑、植株高度、花朵總數(shù)、花序位置、萼片直徑、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量及總酚含量。與國內(nèi)鑒定不同的是，開花時間、果實成熟時間等與日期相關(guān)的性狀，一般采用羅馬儒略歷進行記錄；果實顏色、果形等性狀采用數(shù)字代碼進行記錄（與DUS 測試指南行業(yè)標準類似）。記錄資源感染草莓病害的情況，病害包括：炭疽病、白粉病、葉枯病、葉斑病、紅中柱根腐病，根據(jù)發(fā)病程度，賦予相應(yīng)的數(shù)值。

4 草莓資源的分發(fā)利用

美國國家草莓種質(zhì)資源圃有專職人員負責資源的分發(fā)，可以提供匍匐莖、組培苗、花粉、花朵和種子，匍匐莖只在7 月中旬提供，組培苗和種子任何時間都可提供。申請人可以發(fā)郵件下訂單，聯(lián)系需要的資源和材料類型，負責人按照訂單進行準備，快遞給需要的單位或個人，所有資源免費提供，但這些資源不允許用于商業(yè)目的。如果需要國際快遞，郵費由申請人承擔。

從1981 年到2013 年5 月，美國國家草莓種質(zhì)資源圃共提供資源材料1.5 萬份，其中鳳梨草莓約7 600 份，需求量最大的10 份資源是‘馬歇爾’（Marshall）、‘費爾法克斯’（Fairfax）、擇捉草莓（F.iturupensis）、‘魏瑟阿納薩’（Weisse Anasa）、麝香草莓（F.moschata）‘Capron’、麝香草莓（F.moschata）‘Profumata di Tortuna’、‘早光’（Earliglow）、‘全明星’（Allstar）、森林草莓（F.vesca）‘Yellow Wonder’和‘布萊克莫爾’（Blakemore）[4]。一些研究病理的科研人員還會索取一些攜帶病毒的植株進行科學研究。如果中國擬引進草莓資源，必須提供引種許可證明。

5 我國草莓資源的保存現(xiàn)狀及建議

目前，我國共收集保存各類草莓種質(zhì)資源超過1 000 份，其中品種資源400 余份、野生資源600余份（22 個種），保存方式多以田間種植為主，同時進行了離體保存。品種資源和部分野生資源主要保存在北京市林業(yè)果樹科學研究院和江蘇省農(nóng)業(yè)科學院2 個國家草莓種質(zhì)資源圃，野生資源主要保存在沈陽農(nóng)業(yè)大學，其他一些科研單位、高校和私人公司也保存著草莓資源。保存的草莓資源主要用于國內(nèi)交換和利用。

針對我國草莓資源的保存和利用現(xiàn)狀提出幾點建議：草莓資源的保存數(shù)量有待進一步增加，近些年，與國外的交流日漸頻繁，可通過各種途徑從國外引進優(yōu)新的草莓品種和野生資源；完善草莓資源的保存體系，加強對草莓資源的保存力度，學習美國在草莓資源方面的保存方式，力求保存和分發(fā)利用潔凈的草莓苗木；豐富分發(fā)利用的材料類型，目前，提供的資源類型主要是苗木，以后也可為有需要的單位和團體提供花粉、花朵和種子進行研究利用。