莲雾种质资源分类研究进展

PAGEPAGE4莲雾种质资源分类研究进展收稿时间20收稿时间20XX-X-X基金项目海南省工程技术研究中心专项项目“莲雾设施栽培关键生产技术研究”资助作者简介杨光华，男，研究实习员，硕士，专业方向：设施园艺，E-mail:ygh26@163.com*通讯作者（Correspondingauthor）：杨小锋，副研究员，专业方向：设施园艺与无土栽培技术研究，E-mail:hnmelon2008@163.com杨光华，杨小锋，李劲松，杨沐，黄植，曹明(海南省三亚市南繁科学技术研究院/海南省热带设施农业工程技术研究中心海南三亚572000)摘要：本文综述了莲雾种质资源分类的研究进展，指出了莲雾品种分类中存在的一些问题，并提出了今后的研究方向，为建立更加科学合理的莲雾品种分析系统以及合理利用莲雾种质资源提供理论参考。关键词：莲雾；种质资源；分类AdvancesinResearchonGermplasmResourcesClassificationofSyzygiumsamarangenseMerr.etPerryYANGGuang-hua，YANGXiao-feng，LIJing-song，YANGMu，HUANGZhi，，CaoMing（SanyaSci-TechAcademyforCropWinterMultiplication；HainanEngineeringResearchCenterforTropicalFacilityAgriculture，Hainan，Sanya572000，China）Abstract:Inthispaper,theresearchadvancesonthegermplasmresourcesclassificationofSyzygiumsamarangenseMerr.etPerryarereviewed,someproblemswiththegeneralconditionontheclassificationarepointedout,andproposedthenextresearchdirection,whichcanprovideatheoreticalreferencetoestablishamorescientificandrationalclassificationsystemandrationaluseofSyzygiumsamarangensegermplasmresources.Keywords:SyzygiumsamarangenseMerr.etPerry；Germplasmresource；Classification莲雾（SyzygiumsamarangenseMerr.etPerry）又称洋蒲桃、金山蒲桃、水蒲桃、甜雾、棉花果等，是桃金娘科蒲桃属热带亚热带果树。莲雾用途广泛，其生长速度快，周年常绿，树姿优美，花期长，果形奇特，且不同品种的莲雾多彩多姿，具有较好的观赏价值和经济价值[1]。莲雾在长期的引种和栽培过程中已选育了许多的优良品种和品系，同物异名和同名异物现象十分严重[2]，品种间的亲缘关系不明了，严重影响了莲雾优良品种的推广、育种亲本的选配和栽培适地的选择。植物种质资源研究是人们开展品种选育工作的根本物质基础，在作物育种发展过程中，起着至关重要的作用。由于莲雾与其他大多数作物相比，具有个体大、形状明显、色泽鲜艳与丰富、肉质质地差别明显、香气不同等特点，所以对莲雾的品种分类应当更为严格。同时，莲雾种质资源不仅包括栽培品种，也包括半栽培品种和野生果树的种、变种。为此笔者从多方面对莲雾种质进行了详细的综述，以期为莲雾的品种识别和种质资源的鉴定提供参考，同时规范品种市场，有利于莲雾种质资源的搜集、分类、保存以及优良品种的选育和推广。1莲雾生物学特性莲雾成年树高3m左右，具有一年多次开花、结果的习性，老熟枝梢的顶芽或其下的腋芽分化为花芽，每个花穗有小花数朵。在东南亚地区3-5月份开1次花，5-6月果实成熟，7月下旬开第2次花，8-9月果实成熟，12月份还有开花结果。莲雾喜温怕寒，最适生长温度在25-30℃。叶片较大，多为单叶对生，呈椭圆形，叶表面深绿色。大多数品种每年一般都可抽发新梢4-5次，低温干旱时停止新梢萌发。果实呈钟形，一般为50-80g，一些大果品系果实超过100g，果色鲜艳，果肉海绵质，略有苹果香气，味道清甜，清凉爽口[3]。唐为萍等用冷冻切片法研究莲雾叶的解剖结构，通过显微镜观察，表现出其喜高温喜湿润生活习性的一些特征[2莲雾种质资源概况莲雾原产于马来半岛、印度尼西亚及安达曼、Nicobar群岛一带，被世界热带地区广泛引种。目前国外栽培最多的是印度尼西亚爪哇岛，在其他东南亚国家也均有栽培。17世纪时，莲雾由荷兰人从爪哇引入台湾，经过近几十年管理技术的改革，已经晋升为台湾最重要的经济果树之一，也成为该省的四大水果之一[5]。之后在我国广东、海南、福建、广西、云南和四川等省（区）有少量栽培。台湾于1970年选出了黑珍珠（粉红色种）品种，并在栽培管理和产期调节上获得突破性进展之后，莲雾才真正成为了栽培品种。台湾莲雾的品种众多，其选育过程经历了从商品化栽培品种到优势品种，最后到适应性强、容易栽培的品种的不同阶段，黑珍珠，黑金刚和黑钻石，德男泰国种分别为三个阶段的代表品种，另外一些常见栽培品种有泰国红钻石、印泰莲雾（印度红）等。2006年在广西桂平市西山镇白兰村发现了两棵野生莲雾，为开发和利用莲雾的种质资源，连续多年对其特征特性等进行了观察研究，并进行人工繁殖栽培[6]。目前，对莲雾种质资源的收集与研究较多的单位有台湾屏东科技大学和中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，台湾屏东科技大学收集的品种和种质资源约有30多种，南亚热带作物研究所收集了大约14种。谢江辉等已经对莲雾种质资源进行了收集、鉴定和评价工作，同时研究其产期调控相关栽培技术，并且建立了莲雾种植资源圃[7]。3莲雾品种分类研究3.1形态学分类生物在长期的自然进化过程中形成了本物种固有的特性，其中生物的形态特征是人们识别生物种类，对众多的生物进行科学分类的主要依据。果树的形态学分类是根据其叶、枝、花、果以及根的植物学形态特征差异进行的分类研究。该法操作简便易行，具有最长的研究历史。莲雾品种多以果色来命名，刘铭峰根据果实色泽将莲雾分为下列五种[3,8]：（1）大（深）红色小果品种：果形小，近果柄端稍长，果色好，耐储存，稍有涩味，为本地种，是台湾栽培最早的品种；（2）粉红色品种：称南洋莲雾，其果形大，早熟品种，果色和果形都很好看，甜度、口感都佳，产量较高，是目前台湾栽培的主要品种，常见的几个粉红色改良品种有黑珍珠、黑金刚、黑钻石等；（3）白色品种：果皮乳白色，果形小，近果柄一端稍长，品质优，但因果形小，产量低，为晚熟品种；（4）绿色品种：果皮翠绿色，为台湾培育的新型品种，俗称20世纪莲雾，甜味最高，并且具有独特的香味；（5）大果品系：从粉红种变异的品系中筛选出来的，其叶片较大，枝条与主干的角度较大，较柔软，单果中100-300克，果脊明显，开花时花穗数较南洋种多，果皮着色较红。常见的改良大果品种有泰国红钻石、红宝石和印度红等果树品种鉴定是依据所研究树种的最显著的形态特征进行区分、分类和命名的研究过程，但是因为植物的形态性状因环境条件和栽培技术的不同而发生不同程度的变化，具有不稳定性，并且果树品种水平上的形态差异有时不是很明显，难以进行品种鉴定。依据果实特征差异的品种鉴定要等到果树结果之后，周期较长，所以形态学标记已经难以满足对越来越多自然选育和人工培育的果树品种进行鉴定的要求[9]。3.2蛋白质标记分类蛋白质作为生物大分子，其与形态形状、细胞学特征相比，数量丰富，受环境影响小，能够更好的反映遗传多样性。酶作为遗传标记是在1959年Markert和Moiler提出同工酶后迅速发展起来的，直到20世纪70年代酶电泳技术才开始应用于植物研究[10]。同工酶酶谱可以用来反映物种亲缘关系的远近，该分析技术在生物科学领域已经得到了广泛的应用，在品种分类和鉴定、亲缘关系的远近、生物个体的遗传变异等方面发挥着重要作用。在莲雾的种质资源分类研究上，王家保等利用同工酶技术从蛋白质标记上进行莲雾品种的鉴别，他们认为莲雾的品种在酶谱上表现的差异并不与它们在形态上的差异一致。他们对11份莲雾资源叶片的过氧化物酶、酯酶和淀粉酶同工酶进行聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，然后计算出了品种间的遗传相似指数和遗传距离，发现各个种在不同个体间存在丰富的遗传差异，通过聚类分析表明：除2份青莲雾外，供试莲雾资源可按不同品种名称一一加以区分。特别是白皮莲雾具有独特的带型，易于和其它品种区分。聚类分析显示，2份青莲雾的酶谱存在较大差异，二者遗传距离达0.3143，显然是同名异物。红皮莲雾的各类资源间的亲缘关系较近，其次是红皮莲雾和白皮莲雾，而青皮莲雾与红皮莲雾和白皮莲雾的各类资源亲缘关系较远。并且他们推断，白皮莲雾可能是青皮莲雾和红皮莲雾之间的一个过渡类型[11]。3.3DNA分子标记分类DNA分子标记是以生物个体间基因组中碱基序列差异为基础的遗传标记，能够最直接地反映物种在DNA水平上的遗传多样性，也可以用于种质资源的分类。因为DNA分子标记是从遗传物质DNA水平上进行物种遗传变异规律的研究，所以它能能够排除环境条件的影响，从而使其结果有更加好的稳定性和可靠性。DNA分子标记的发展也为果树的分类提供了更为重要的研究技术。从植物组织中提取DNA是进行分子生物学方面研究的必要前提。赵志常等人针对莲雾组织细胞中含有大量影响DNA提取质量的多糖、多酚等次生代谢物质的特点，在常规DNA提取方法的基础上做了技术改良，即加入PVP和β-巯基乙醇防止褐变，成功地从叶片中提取了较高质量的基因组DNA。用4个随机引物扩增出了较好的条带，进一步说明该DNA提取方法提取的DNA纯度较高，可用于RAPD分析[12]。何桥等以黑珍珠莲雾叶片为试材，对PCR反应体系中各个反应条件进行优化，建立了适合于莲雾ISSR分析的最佳反应体系[13]。利用此优化体系对12个连雾种和2个莲雾近缘种进行了ISSR扩增分析，结果显示18条引物共扩增出459个位点，其中包含多态性位点435个(94.77%)，ISSR扩增条带丰富，多态性条带检出率高。聚类分析表明：莲雾、蒲桃与马六甲蒲桃各自为一大类；并且莲雾的12个品种又可以分成四类，这与传统分类学上按照果实成熟期的分类结果相吻合，因此成熟期可能在莲雾亲缘关系和分类地位中有重要作用，但同一类的莲雾资源的果皮颜色存在差异，所以果皮颜色与个类型间的亲缘关系并没有相关性[7]。蔡元保等人以莲雾DNA为模板，应用正交设计法对PCR反应体系进行了优化，建立了最佳的20μl反应体系，利用该优化体系进行SRAP-PCR扩增，结果表明其具有较好的稳定性和重复性，为莲雾种质资源的鉴定和分类、遗传多样性研究提供了理论基础[14]。4展望4.1种质资源普查、收集，统一品种分类方法目前关于莲雾的研究主要在引种和产期条件上，部分对于树种的研究，也主要集中于栽培品种，而对于各地原种的分布了解甚少。由于台湾、海南、广东、广西、云南等地之间存在着各种地理条件上的隔阻，使得莲雾品种同物异名和同名异物现象普遍存在，这就使得莲雾品种分类鉴定尤为重要。目前有些单位已经在做莲雾种质资源的调查和分类保存方面的工作，如中国热带农业科学院南亚热带作物研究所已经建立起了莲雾种质圃。目前大多数研究者都是孤立地进行单一品种的研究，缺乏各地各类品种资源之间的评比筛选，致使各地不同品种的优劣性无法得到可靠信息。所以，在莲雾品种资源的调查和收集时，需要按新版《国际栽培植物命名法规》进行正确的命名，并且结合细胞学、蛋白质水平和DNA分子水平等多个水平上进行品种鉴定和品种分类，从而建立科学合理的品种分类系统，推动莲雾相关科研的进一步发展。4.2加强品种特性研究，培育新型品种加强莲雾各品种生态学习性、生物学习性及栽培技术的研究，并且研究材料不应仅为栽培品种，应当加大对野生种及近缘种的研究比例，为培育优良品种提供理论基础与技术支撑。尽快选育出适合当地种植的品种，同时发展莲雾种苗快繁技术，促进莲雾产业的发展。参考文献[1]农业部南亚办.中国热带南亚热带果树[M].北京：中国农业出版社，1988，285-288.[2]张育英，陈三阳.热带亚热带果树分类学[M].上海：上海科学技术出版社，1992，173-177.[3]李正翔，郭泽成，陈童.莲雾栽培技术[M].海南：海南出版社，2009，1-6.[4]唐为萍，陈树思，朱慧等.莲雾叶片的解