枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用进展VIP

园艺学报 2017 44 9 1704 1716 Acta Horticulturae Sinica 1704 doi 10 16420 j issn 0513 353x 2017 0488 http www ahs ac cn 收稿日期 收稿日期 2017 07 25 修回日期 修回日期 2017 09 13 基金项目 基金项目 国家自然科学基金项目 30971836 公益性行业 农业 科研专项经费项目 201003073 广东省自然科学基金重点项目 7118121 广州市科技创新委项目 前期资助类 201504010028 E mail loquat Tel 020 38294596致谢 多位研究生参与了华南农业大学枇杷种质资源相关的研究 博士生有 杨向晖 刘月学 刘宗莉 洪燕萍 李平 宋虎卫 张 海岚 乔燕春 李桂芬 张志珂 M Qasim Shahid 王云生 刘义存 原远 张玲 苏文炳 Samaneh Kazemiani 硕士生有 何小龙 陈 彬 杨凤玲 陈华 曹红霞 刘晓慧 徐社金 林良方 黄彪 宋红彦 蒋园园 薛钢领 王淑群 魏伟淋 龙婷 朱云美 戴亚 周蓓 此外 还有提供帮助或参与指导的教师 胡桂兵 刘成明 高用顺 胡又厘 李建国 陈厚彬 何业华 傅嘉欣等 在园艺学院访学 学 习和工作的吴锦程 黄桂香 张燕 李涛 陈明辉等 在此一并致谢 枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用进展 林顺权 华南农业大学园艺学院 广州 510642 摘 要 摘 要 种质资源调查 搜集和保存 调查国内 14 省区 确定有枇杷属 Eriobotrya 植物野生资 源 20 种 并调查越南 老挝 缅甸 泰国等东南亚国家 搜集 6 个种 对上述 26 种枇杷属植物种质资 源进行迁地保存 整理和分类 鉴定和评价 发表 1 个新种 薄叶枇杷 E fulvicoma Chun Liao 订正 1 个种 大渡河枇杷 E dadunensis H Z Zhang W B Liao 重新描述 1 个种 广西枇杷 E kwangsiensis Chun 记录 4 个分布新记录种 确认并出版了 26 种枇杷的图谱 亲缘关系分析表明 小叶 型 柱头数少 2 3 或 4 的窄叶枇杷 小叶枇杷 细叶枇杷是枇杷属植物基出类群 普通枇杷 栽培 枇杷 与麻栗坡枇杷和椭圆枇杷等大叶型 5 个柱头的种属于同一类群 对上述 26 个种的 50 余个性状进 行了较全面的鉴定 并评价了部分种的交配亲和性 核型 三萜酸含量 根系生长特性 叶斑病抗性 花期和果实品质 野生种利用研究 筛选出香花枇杷 怒江枇杷和椭圆枇杷及其种间杂种可作为栽培 枇杷砧木 检测枇杷属植物叶片熊果酸等止咳关键药用成分三萜酸类 发现台湾枇杷 香花枇杷等多种 野生枇杷熊果酸和齐墩果酸等药用物质高于栽培枇杷 进行了百余个种间和近缘属间组合的杂交 了解 其杂交亲和性和转移优良性状给栽培枇杷的潜力 关键词 关键词 枇杷属 野生种 种质资源 调查 保存 分类 评价 利用 中图分类号 中图分类号 S 667 3 文献标志码 文献标志码 A 文章编号 文章编号 0513 353X 2017 09 1704 13 A Review on Research of the Wild Species in Genus Eriobotrya Germplasm and Their Innovative Utilization LIN Shunquan College of Horticulture South China Agricultural University Guangzhou 510642 China Abstract 1 Investigation collection and conservation of the Eriobotrya germplasm After the investigation of Eriobotrya species distributed in the 14 provinces of China we confirmed that totally there were 20 wild Eriobotrya species which mainly distributed in Yunnan and other several provinces Other 6 Eriobotrya species were found in several Southeast Asia countries such as Vietnam Laos Burma 林顺权 枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用 园艺学报 2017 44 9 1704 1716 1705 and Thailand All the mentioned 26 Eriobotrya species were collected and ex situ conserved 2 Categorization identification and evaluation of the Eriobotrya germplasm Based on newly finding 1 new species was published E fulvicoma Chun Liao 1 species was revised E dadunensis H Z Zhang W B Liao 1 species was redescribed E kwangsiensis Chun new distributions of 4 species were reported and illustration of the 26 Eriobotrya species was published Phylogenetic analyses indicated that species with smaller leaf and less stigma number 2 3 or 4 such as E henryi Nakai E seguinii Card and E angustissima Hook f are the basal taxa of Eriobotrya species while species with bigger leaf and 5 stigmas such as cultivated loquat Eriobotrya japonica Lindl E malipoensis Kuan and E elliptica Lindl are grouped together More than 50 traits of the 26 Eriobotrya species were characterized comprehensively and the traits with potential economic values such as the hybridization compatibility the karyotype contents of the triterpene acids developmental characters of the root resistance to the loquat leaf spot flowering habit and the fruit quality were further evaluated in some species 3 Utilization research of the Eriobotrya germplasm Several species or their interspecific hybrids were identified as the rootstocks for cultivated loquat including E fragrans Champ E salwinensis Hand Mazz and E elliptica Lindl Content detection of the triterpene acids with main medical compositions for production of antitussive ursolic acid for example in the leaf indicated that several wild loquats such as E deflexa Nakai and E fragrans Champ showed a higher content level than that of the cultivated loquat Furthermore pathology analysis data showed that the ursolic acid and oleanolic acid extracted from leaf of E fragrans Champ could not only inhibit the survival and proliferation of human lung cancer cell but also could induce its apoptosis At the same time hundreds of hybridization tests with interspecific crossing or intergenetic crossing were performed to reveal their cross compatibility and transferable capacity of the valuable characters to the cultivated loquat Keywords Eriobotrya wild species germplasm resources investigation conservation categorization evaluation utilization 枇杷属 Eriobotrya 植物迄今已经明确的有 26 个种及其变种或变型 只有 1 个种 即普通枇 杷 E japonica Lindl 作为果树栽培 本文中所述的枇杷属植物主要指普通枇杷之外的野生种枇杷 仅个别内容涉及普通枇杷 1 枇杷属野生种种质资源的调查 搜集与保存 1 1 自然地理分布调查 1 1 1 调查的基本结果 枇杷属是典型的亚热带植物 大多数自然分布于北纬 20 30 之间 只有极少数种分布于这个 范围之外 如在热带地区 越南南部的大叻 位于北纬约 12 有细叶枇杷和椭圆托叶枇杷 另一 方面 在北纬 30 之外的北亚热带地区以及小区域的南温带地区 例如日本的九州岛 北纬 34 有 野生普通枇杷 中国的湖北恩施州 北纬 30 31 之间 有野生普通枇杷和大花枇杷 林顺权 等 2004 对于各种野生枇杷的地理分布 除了植物分类学家在定名枇杷种时提供了分布地点 专家编写 Lin Shunquan A reviews on research of the wild species in genus Eriobotrya germplasm and their innovative utilization 1706 Acta Horticulturae Sinica 2017 44 9 1704 1716 志书时提供的分布点或范围 陈嵘 1937 1957 年中国科学院系统组织有关研究所进行的较大规 模科学考察 俞德浚 1974 中包含了对枇杷属的考察之外 20 世纪 80 年代初 浙江省农业科学 院牵头的全国枇杷科研协作组开展了枇杷属野生种种质资源的复查 其复查成果总结于 中国果树 志 枇杷 中 章恢志 1996 该书实际上也是对长期以来中国对枇杷地理分布调查的总结 包 括了枇杷属 12 种及其 2 个变种的分布基本情况 华南农业大学枇杷课题组 2002 年开始对国内外枇杷属植物的自然地理分布进行系统的调查 迄 今为止 平均每年调查 5 次左右 尤其是对广东省和云南省进行了广泛而深入的调查 其中对云南 省的调查为 21 次 100 多人次 对广东省的调查近 20 次 林顺权和刘月学 2016 调查 复查 不但摸清了家底 中国有 20 个种或变种或变型以及它们的分布 并且对这些种进行了 GPS 定位 林 顺权和刘月学 2016 此外 记录了 4 个种的新分布 椭圆枇杷在云南河口地区的分布 台湾枇杷 武葳山变型在广东南岭国家自然保护区的分布 腾越枇杷在西藏樟木的分布和椭圆托叶枇杷在越南 大叻的分布 林顺权和刘月学 2016 与此同时 也对东南亚的枇杷分布进行了多次的调查 调查结果归纳于表 1 国外枇杷分布较 多的国家都与中国云南省接壤 其中越南最多 约 9 种 变种 缅甸已经找到的有 5 种 可能还有 好几个原产种尚未得到证实 而老挝 柬埔寨 印度 泰国和印度尼西亚的枇杷属植物种类较少 杨 向晖 等 2005 Wong Antony van der Ent 2014 林顺权和刘月学 2016 表表 1 枇杷属植物在东南亚各国的分布情况枇杷属植物在东南亚各国的分布情况 Table 1 Distribution of various Eriobotrya species in South eastern Asia countries 国家 Country 种类 Species 越南 Vietnam 南亚枇杷 E bengalensis 大花枇杷 E cavaleriei E bengalensis f intermedia E bengalensis f contract 印越枇杷 E angustissima E elliptica var petelotii 波宜兰枇杷 E poilanei 椭圆托叶枇杷 E stipularis E fragrans var furfuracea 缅甸 Myanmar 南亚枇杷 E bengalensis 腾越枇杷 E tengyuehensis 怒江枇杷 E salwinensis 窄叶枇杷 E henryi 椭圆枇杷贝特罗变型 E elliptica f petiolata E macrocarpa E glabresens E merguiensis 老挝 Laos 南亚枇杷 E bengalensis 齿叶枇杷 E serrate 南亚枇杷老挝变型 E prinoides var laotica 柬埔寨 Cambodia 南亚枇杷 E bengalensis 椭圆托叶枇杷 E stipularis 泰国 Tailand 南亚枇杷 E bengalensis 椭圆托叶枇杷 E stipularis 印度尼西亚 Indonesia 南亚枇杷 E bengalensis E balgooyi 表示文献上曾有记载 但尚未找到活标本 There are some records on it in literature but samples are not found 1 1 2 中国枇杷分布特点 对调查到的枇杷属植物在中国的自然分布情况进行分析 可以看到有若干特点 首先是枇杷属植物分布不均匀 林顺权 等 2004 云南的枇杷资源最丰富 西江流域的广西 和广东其次 可以大致把有关的省份归入如下等级 最集中分布区 10 种以上 云南 西部和东 南部 密集分布区 数种 贵州 广西和广东 西江流域 四川 次分布区 3 种 西藏 台 湾 稀有分布区 一两种 湖南 湖北 福建 海南 显而易见 云南的枇杷分布问题值得特别关 注 林顺权 等 2004 其次是不同种的分布范围有较大差别 分布最广 十余省 的种是大花枇杷 分布较广 几个 省 的种有 香花枇杷 普通枇杷 野生 台湾枇杷和小叶枇杷 分布窄 一般为两个省 的种有 窄叶枇杷 广西枇杷 齿叶枇杷 椭圆枇杷 腾越枇杷 怒江枇杷 台湾枇杷武葳山变型和栎叶枇 林顺权 枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用 园艺学报 2017 44 9 1704 1716 1707 杷 特有分布种 只分布于一个省 有 麻栗坡枇杷 倒卵叶枇杷 南亚枇杷 云南 但在国外有 分布 和南亚枇杷窄叶变型 大渡河枇杷 四川 台湾枇杷恒春变型 林顺权 等 2004 分布范围最广的大花枇杷在长江流域及其以南几乎各省均有分布 而且在多个省的分布密度均 较大 普通枇杷虽然分布范围也广 但多是栽培的 普通枇杷的野生林仅在云南 四川 湖北 湖 南 广西和广东找到 林顺权 等 2004 分布较广的香花枇杷在云南 西藏 广西和广东均有分 布 在广东的分布最为频密 粤北的韶关和清远几乎每个县都可找到香花枇杷 粤中的新丰 从化 香港 香花枇杷模式标本的采集地 粤东的凤凰山 粤西的信宜都有 这可能是单种枇杷在一个省 分布最广泛的极端例子 何小龙 2011 林顺权和刘月学 2016 海拔分布方面 最高记录是怒江枇杷分布到海拔 2 353 m 的高黎贡山 腾越枇杷分布到 2 107 m 的西藏樟木 最低的记录是广西枇杷分布在广西贺州的 165 m 溪流旁 杨向晖 2005 林顺权和刘 月学 2016 1 1 3 云南是枇杷属的现代分布中心 枇杷属植物在云南省分布最为丰富 除了广西枇杷 大渡河枇杷和台湾枇杷及其变型没有分布 外 其余各种均有分布且密度较大 总计 13 种 1 个变型 它们的分布点分别是 大花枇杷 广南 和富宁等 香花枇杷 龙陵和屏边 小叶枇杷 西畴和澄江 腾越枇杷 腾冲和贡山 窄叶枇杷 澄江和思茅等 栎叶枇杷 建水和石屏 齿叶枇杷 景洪和勐腊等 怒江枇杷 泸水和贡山 南亚 枇杷 泸水和景洪 南亚枇杷窄叶变型 昆明和路南 椭圆枇杷 屏边 倒卵叶枇杷 富民和安宁 麻栗坡枇杷 麻栗坡 普通枇杷 野生 宜良和保山 杨向晖 2005 依据云南枇杷属植物本身的分布特点 并参照植被和自然条件状况 云南枇杷属植物大致可以 分为 4 个分布区 这 4 个分布区恰好与云南植被 5 个分布区 云南植被 1987 中的 4 个是吻合的 杨向晖 2005 它们分别是 滇南 滇西南小区 分布有腾越枇杷 窄叶枇杷 栎叶枇杷 南亚枇杷 南亚枇杷窄叶变型和齿叶枇杷 滇东南小区 分布有椭圆枇杷 麻栗坡枇杷 香花枇 杷 倒卵叶枇杷 小叶枇杷 齿叶枇杷 栎叶枇杷 南亚枇杷窄叶变型和大花枇杷 近 10 个种类 滇中高原小区 分布有倒卵叶枇杷 小叶枇杷 栎叶枇杷 窄叶枇杷 南亚枇杷窄叶变型 滇西 滇西北横断山脉小区 分布有怒江枇杷 南亚枇杷 腾越枇杷 窄叶枇杷和大花枇杷 作为典型的东亚分布型的枇杷属植物 主要分布在中国 其次是东南亚几个国家和南亚的印度 孟加拉 尼泊尔等国 与中国的枇杷属植物相比 其它国家枇杷属植物的特有种相对较少 大多为 中国的共有种或中国原产种的变种或变型 值得注意的是 与中国云南接壤的几个邻国 越南 缅 甸和老挝枇杷分布相对较多 林顺权 等 2004 杨向晖 等 2005 云南省分布有枇杷属植物 13 个种以上 广西和贵州的枇杷属植物种类数仅为云南的一半 其他 省则更少 比较而言 云南周边的几个省 广西 贵州 四川分布较多 根据国内外枇杷属植物自然地理分布的资料分析 不难得出结论 云南是枇杷属植物的现代分 布中心和基因分布中心 林顺权 等 2004 1 2 种质资源的保护与保存 1 2 1 自然保护区内保存 多年来的调查结果表明 云南的 13 个种类中 只有 2 种枇杷 香花枇杷和倒卵叶枇杷 未在保 护区里找到 其余 11 种在各级自然保护区内均有 林顺权和刘月学 2016 例如 齿叶枇杷在西 双版纳国家级保护区 国发 1986 75 号 麻栗坡枇杷在马关老君山省级自然保护区 云政函 Lin Shunquan A reviews on research of the wild species in genus Eriobotrya germplasm and their innovative utilization 1708 Acta Horticulturae Sinica 2017 44 9 1704 1716 1986 23 号 窄叶枇杷在 澄江梁王山县级自然保护区 澄政发 1998 56 号 等等 其他省的自 然保护区也保有一些种 广东南岭国家自然保护区内保存有大花枇杷 香花枇杷 台湾枇杷及其武 葳山变型 普通枇杷 野生树 等 台湾恒春的自然保护区内保存有台湾枇杷和台湾枇杷恒春变型 林顺权和刘月学 2016 但是 即使在自然保护区里 枇杷也都不是建群种 几乎没有枇杷占优 势的植物群落 总是呈零星分布 而且也有少数种不在保护区内 1 2 2 迁地种植保存 经过持续多年的艰苦努力 华南农业大学枇杷属植物种质资源圃现已种植保存了国内的 20 个枇 杷种类 国外的也收集保存 6 种 Hu et al 2007 并且建立枇杷属植物种质资源数据库 戴亚 2017 1 2 3 离体培养保存 枇杷植物离体培养再生植株的研究实际上并未取得根本性的突破 叶片等外植体需要脱分化的 离体再生有一些报道 但应用于离体保存仍有困难 而胚培养则可成功应用 采用环境条件控制和 营养调节的方法 有效地进行了枇杷属植物常温离体保存 保存的枇杷属植物种有 香花枇杷 南 亚枇杷窄叶变型 广西枇杷 齿叶枇杷和一些远缘杂种 刘义存 2014 在枇杷属植物的超低温保存研究中 利用程序降温仪 融合了程序降温法和玻璃化法 具体 的处理方法流程为 程序降温前 将茎尖置于培养基 MS BA 1 0 mg L 1 NAA 0 1 mg L 1 0 1 mol L 1 蔗糖 5 DMSO 预培养 3 d 然后转入 PVS1 MS 溶液 0 4 mol L 1蔗糖 2 mol L 1甘油 在 4 下装载 9 h 降温程序设计 初始温度为 4 在 0 之前降温速率为 0 3 min 1 从 0 降至 7 降温速率为 0 1 min 1 并在 7 停留 10 min 进行温度平 衡 从 7 降至 20 降温速率仍然为 0 1 min 1 从 20 降至结束温度 40 的降温速 率为 0 5 min 1 在结束温度保持 5 min 进行温度平衡 然后迅速转入液氮保存 解冻 将在液氮中保存 2 h 以上的材料取出 迅速置于 38 的水浴中解冻 3 min 材料清洗 将解冻复 温完成的茎尖用卸载液 MS 6 BA 1 0 mg L 1 NAA 0 1 mg L 1 30 g 蔗糖 和无菌去离子水各 洗 2 遍 再生培养 清洗完毕的茎尖快速 在 0 5 h 内 接种到再生培养基 MS TDZ 0 1 mg L 1 6 BA 1 0 mg L 1 NAA 0 1 mg L 1 30 g 蔗糖 5 g 琼脂粉 上 置于温度 20 1 相对湿 度 65 70 光照条件为 24 h 全黑暗的培养箱中培养 20 d 再转为 24 h 全光照下培养 50 d 统计 茎尖的成活率 程序降温玻璃化法使得所试的枇杷属植物材料超低温保存的成活率达到90 以上 刘 义存 2014 2 枇杷属植物的系统分类 种类数的确定和亲缘关系分析 2 1 种的形态学主要特征描述 关于枇杷属植物各个种的性状描述 植物志 记载了 12 个种 俞德浚 1974 其中倒卵叶 枇杷的果实性状阙如 中国果树志 枇杷卷 增加了 20 世纪 80 年代后发现的椭圆枇杷与大渡河 枇杷的性状描述 并修改了一些原记录中的有些性状的描述 例如大花枇杷的叶柄长度和南亚枇杷 的叶片长度和叶片宽度等 章恢志 1996 廖文波 等 1997 由于野外调查受到季节的限制 前 人对一些枇杷属植物性状的描述并不全面 本课题组在枇杷属植物地理分布的调查过程中 对收集 到的枇杷属植物的性状进行了详细的观察和记载 并分别于 2003 2005 年 2010 2014 年两次对 大花枇杷等 13 种和台湾枇杷武葳山变型等 9 种或变种一些阙如的性状进行补充 杨向晖 2005 张 林顺权 枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用 园艺学报 2017 44 9 1704 1716 1709 志珂 2012 完善了 26 个枇杷种的描述 在此基础上 概括出各个种的主要特征性状 作为枇杷 属植物亲缘关系研究的基础 2 2 枇杷属植物种类数的确定 枇杷属植物究竟有多少个种 长期以来有较大的争议 英美的植物志中记载 10 余种 Huxley 1992 日文的记载有20多种 中国有认为20多种的 也有认为30多种的 而在IPNI The International Plant Names Index 网站 http www ipni org 则列出了 53 条枇杷属植物的种名 排除 25 个同物异名或错定的种名 例如 E acuminatissima Nakai 实为 Cotoneaster acuminatissima Lindl E grandiflora Rehd Wils 与 E cavaleriei Rehd 为同一个种 等等 杨向晖 等 2005 笔者曾认为中国共计有 23 个种 但近几年经过反复查证 尚未获得 3 个种或变种的活标本 包括胡 克尔枇杷 E hookeriana Decne 可能是在不丹 南亚枇杷的两个变型 四柱变型和缩花变型 E f intermedia f contract 或许在越南 中国目前还没找到 林顺权和刘月学 2016 因此近几年 笔者的提法是 确证了 中国有原产枇杷属植物 20 个种以上 东南亚方面 已确证并引种了 6 个种 迄今已明确的枇杷属植物 26 个种 林顺权和刘月学 2016 列于表 2 表表 2 已明确的枇杷属植物已明确的枇杷属植物 Table 2 Species variety and formal known genus Eriobotrya plants 编号 Code 名称 Name 采集地点 Sample location 1 细叶枇杷 E angustissima Hook f 越南大叻 Dalat Vietnam 2 南亚枇杷 E bengalensis f Hook 中国云南怒江 Nujiang Yunnan China 3 南亚枇杷窄叶变型 E bengalensis f angustifolia Vidal 中国云南昆明 Kunming Yunnan China 4 大花枇杷 E cavaleriei Rehd 中国广东连州 Lianzhou Guangdong China 5 大渡河枇杷 E dadunensis H Z Zhang W B Liao 中国四川汉源 Hanyuan Sichuan China 6 台湾枇杷 E deflexa Nakai 中国台湾恒春 Hengchun Taiwan China 7 台湾枇杷武葳山变型 E deflexa f buisanensis Nakai 中国广东乳源 Ruyuan Guangdong China 8 台湾枇杷恒春变型 E deflexa f koshunensis Nakai 中国台湾恒春 Hengchun Taiwan China 9 椭圆枇杷 E elliptica Lindl 中国云南大围山 Daweishan Yunnan China 10 椭圆枇杷贝特罗变种 E elliptica var petelottii Vidal 越南老街 L o Cai Vietnam 11 香花枇杷 E fragrans Champ 中国广东乳源 Ruyuan Guangdong China 12 薄叶枇杷 E fulvicoma Chun Liao 中国广东信宜 Xinyi Guangdong China 13 窄叶枇杷 E henryi Nakai 中国云南澄江 Dengjiang Yunnan China 14 普通枇杷野生树 E japonica Lindl 中国广东乳源 Ruyuan Guangdong China 15 广西枇杷 E kwangsiensis Chun 中国广西象州 Xiangzhou Guangxi China 16 麻栗坡枇杷 E malipoensis Kuan 中国云南麻栗坡 Malipo Yunnan China 17 倒卵叶枇杷 E obovata W W Smith 中国云南麻栗坡 Malipo Yunnan China 18 长叶柄枇杷 E petiolata Hook 缅甸 Kan Gyi Myanmar 19 波宜兰枇杷 E poilanei Vidal 越南大叻 Dalat Vietnam 20 栎叶枇杷 E prinoides Redh Wils 中国云南石屏 Shiping Yunnan China 21 栎叶枇杷老挝变种 E prinoides var laotica Vidal 老挝 Thong Hai Hin Laos 22 怒江枇杷 E salwinensis Hand Mazz 中国云南贡山 Gongshan Yunnan China 23 小叶枇杷 E seguinii Card 中国广西凌云 Lingyun Guangxi China 24 齿叶枇杷 E serrate Vidal 中国云南景洪 Jinghong Yunnan China 25 椭圆托叶枇杷 E stipularis Craib 越南大叻 Dalat Vietnam 26 腾越枇杷 E tengyuehensis W W Smith 中国云南腾冲 Tengchong Yunnan China 薄叶枇杷 E fulvicoma Chun Liao Li et al 2012 波宜兰枇杷 E poilanei Vidal Vidal 1968 需要说明的是 大渡河枇杷是章恢志先生等 20 世纪 80 年代在大渡河流域发现的 命名为栎叶 枇杷大渡河变种 E prinoides var dadunensis H Z Zhang 但新种发表后不久即出现争议 核型分析 Lin Shunquan A reviews on research of the wild species in genus Eriobotrya germplasm and their innovative utilization 1710 Acta Horticulturae Sinica 2017 44 9 1704 1716 结果表明 大渡河枇杷有 3A 型 同普通枇杷 也有 2A 型 同栎叶枇杷 唐蓓 1997 杨向 晖和林顺权 2007 基于 RAPD 分析和 AFLP 分析的结果表明 大渡河枇杷的遗传相似性系数介于 普通枇杷与栎叶枇杷之间 而偏向于栎叶枇杷 基因组原位杂交则证明大渡河枇杷是栎叶枇杷的杂 种后代 普通枇杷是远亲 李桂芬 2011 中山大学廖文波课题组发表了大渡河枇杷是普通枇杷 和栎叶枇杷杂交种的分子证据 Fan et al 2014 并在国外植物分类杂志上公布大渡河枇杷为杂 种 定名人为章恢志和廖文波 Ding et al 2015 广西枇杷 E kwangsiensis Chun 是陈焕庸院士命名的 模式标本 标本号 35925 采自广西 象州大瑶山上古陈 置于中国科学院广西植物研究所 但是迄今为止未找到陈院士对该种的文字描 述 因产于大瑶山 也称 大瑶山枇杷 本课题组在广西大瑶山 金秀县六巷乡 找到与该种标本 相同的植物群落 其形态特征以及分子标记与已知的中国原产野生种和东南亚原产的野生枇杷有明 显不同 可以区别开来 笔者对其做了文字描述 将其作为一个中国原产种 发表于 Acta Horticulturae 上 定名人仍为陈焕庸 Yang Lin 2007 上述已经确定的国内外 26 个种 或变种 变型 见 枇杷属植物图谱 林顺权和刘月学 2016 另有若干未确认种 也以题录方式记载于书末 2 3 枇杷属植物的亲缘关系分析 在枇杷属植物自然分类和亲缘关系研究上 最早的文献见于 植物志 俞德浚 1974 以 老叶叶背的绒毛是否脱落将中国原产的 13 个种分成两大类 一类为老叶叶背有绒毛的 包括普通枇 杷 麻栗坡枇杷等 另一类为老叶叶背无绒毛的 包括香花枇杷 齿叶枇杷等更多种 章恢志等 1990 则根据花期的不同将 15 种中国原产枇杷属植物简要地分为两大类 将普通枇 杷 麻栗坡枇杷 栎叶枇杷 齿叶枇杷和大渡河枇杷置于第 1 类 为秋冬开花的类型 而将其他 枇杷属 10 多种置于第 2 类 为春季开花的类型 但是后来人们发现 花期具有 可塑性 并不 稳定 2005 年杨向晖等首次利用 RAPD 和 AFLP 并结合形态学指标 提出了一个以形态学性状雄蕊 柱头和叶片大小为主要依据 结合分子标记结果而制定的枇杷属植物分类系统 分为 3 个类群 少雄蕊 小叶片类群 主要是小叶枇杷和窄叶枇杷 多雄蕊 多柱头 大叶片类群 普通枇杷归 在这个类群里 与麻栗坡枇杷等亲缘关系较近 多雄蕊 少柱头 中叶片类群 杨向晖 等 2005 杨向晖和林顺权 2007 该方法在传统形态学的基础上引入分子标记技术 为枇杷属植物自然分 类和整理奠定了较好基础 李平 2007 通过对 rbcL trnL F ITS 和 Adh 基因进行序列分析 重建枇杷属植物的分子系 统发生树 研究结果表明 枇杷属分为两大支 小叶枇杷与窄叶枇杷组成第 支 与杨向晖和林顺 权 2007 分类中第 1 个类群相符 其余种类组成第 支 这一支又分为 4 个亚支 其中的 B 亚支 由栎叶 大渡河与普通枇杷野生树组成 这 4 个亚支似乎与地理区域关系特别密切 李桂芬 2011 通过染色体核型分析和基因组原位杂交研究 21 种枇杷属植物的亲缘关系 将枇 杷属植物分为 5 类 第 1 类是核型为 24 m 10 sm 的枇杷 包括小叶枇杷和窄叶枇杷 与前述的杨 向晖 2005 和李平 2007 的一致 第 2 类是核型为 20 m 14 sm 的枇杷 只有普通枇杷 第 3 类是核型为 18 m 16 sm 的枇杷 包括麻栗坡枇杷 大渡河枇杷 齿叶枇杷 香花枇杷等 第 4 类 是核型为 16 m 18 sm 的枇杷 包括广西枇杷 台湾枇杷 台湾枇杷武葳山变型 台湾枇杷恒春变 型 栎叶枇杷 栎叶枇杷老挝变型 南亚枇杷 南亚枇杷变型 片马枇杷 椭圆枇杷 倒卵叶枇杷 大果枇杷 第 5 类是核型为 16 m 16 sm 2 st 的枇杷 只有大花枇杷 1 个种 但与香花枇杷有特殊 林顺权 枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用 园艺学报 2017 44 9 1704 1716 1711 的关联 张志珂 2012 进行了枇杷属植物形态学性状的数值分类学研究 对 26 种枇杷属植物和 2 种邻 属植物的重要性状 选择了以花和叶为主体的 53 个性状进行数值分类 聚类结果也将枇杷属植物分 成了 5 个大类 普通枇杷与麻栗坡枇杷 齿叶枇杷 椭圆托叶枇杷等亲缘关系最近 在采用该方法 时 已经有了目前所确认的全部 26 个材料 因此 结果的可信度高 综合形态学 杨向晖 2005 张志珂 2012 细胞学 李桂芬 2011 和分子标记 杨向晖 2005 李平 2007 这 三个层次 的研究资料构建枇杷属植物的系统学 提出了枇杷属植物分为 两个大类 类为小叶类 包括小叶枇杷 窄叶枇杷和细叶枇杷 类为中 大叶片类 类细分为 5 个亚类 腾越枇杷和怒江枇杷亚类 叶背多茸毛亚类 普通枇杷属于这一类 香花 大花亚类 热带型大叶片类 华南分布类 普通枇杷属于叶背多毛亚类 与如下种类亲缘关系较近 麻栗坡枇杷 栎叶枇杷和大渡河枇杷 椭圆托叶枇杷 齿叶枇杷叶背没有茸毛 其他性状与普通枇杷很相近 Li et al 2010 上述研究 结果可为通过种间杂交进行栽培枇杷的遗传改良提供基础资料 3 枇杷属种质资源评价 3 1 性状描述 根据国际农业研究磋商组织 Consulative Group on International Agricultural Research CGIAR 1982 年公布的 基因库登记资源的评价及操作程序 对枇杷属植物种质资源圃登记的资源进行了 性状描述和较详细的评价 根据 CGIAR 的指引 对 26 种枇杷属植物的 51 个重要植物学性状进行了描述 张志珂 2012 曹红霞 2014 并已将这些描述记录于枇杷属植物种质资源数据库 戴亚 2017 3 2 基础评价 3 2 1 交配亲和性 从 2004 至 2014 年连续 10 年利用 7 种枇杷属植物及 2 种枇杷近缘属植物共 14 份材料配置了 91 个种间 21 个属间共 112 个组合的杂交研究 研究发现 91 个种间杂交组合中有 28 个坐果率为零 即杂交不亲和 约占 30 杂交组合大多为部分亲和 仅少数为完全亲和 枇杷属与其近缘属植物 石斑木 石楠 的正交基本上不亲和 反交有 5 个组合能结果 但杂种胚中途败育 需要进行胚 挽救 不同的种类枇杷作为父本或母本时 坐果率相差较大 以大渡河枇杷 栎叶枇杷 野生普通 枇杷和 解放钟 作母本 平均坐果率高达 36 2 58 2 而以台湾枇杷及其两个变型和椭圆枇 杷适合作母本 平均坐果率仅为 2 9 16 3 作父本时 平均坐果率高达 22 4 43 1 李桂 芬 2011 李桂芬 等 2016 3 2 2 细胞学分析 21 种枇杷属植物 包括 16 个基本种 4 个变种 1 个种间杂种 种间核型差异很小 都属于对 称型的核型 染色体绝对长度 1 5 5 m 染色体结构包括中部 近中部和近端部着丝粒染色体 3 种 但以中部着丝粒染色体居多 中部着丝粒染色体占 51 54 近中部着丝粒染色体占 48 18 近端部着丝粒染色体只有大花枇杷的 2 个染色体 占 0 28 最长染色体与最短染色体的比值变化 范围为 1 47 麻栗坡枇杷 1 95 小叶枇杷 窄叶枇杷 臂比大于 2 1 的染色体比例变化范围 Lin Shunquan A reviews on research of the wild species in genus Eriobotrya germplasm and their innovative utilization 1712 Acta Horticulturae Sinica 2017 44 9 1704 1716 是 0 06 0 47 不对称系数变异范围是 61 08 66 44 因此 本研究所有枇杷属植物的核型都是 2A 型 李桂芬 2011 2013 3 2 3 三萜酸含量 枇杷叶中的三萜酸类成分是与其止咳等主治功能相吻合的活性成分 其中含量较高的熊果酸和 齐墩果酸可作为评价枇杷叶药材质量的指标性成分 2006 2013 和 2015 年进行了 3 轮研究 比较 了不同季节枇杷属植物不同种不同成熟度叶片 幼叶 成熟叶和老叶 的熊果酸和齐墩果酸等三萜 酸含量变化 选择有代表性的普通枇杷材料 包括野生树 早钟 6 号 大五星 长红 3 号 和 解放钟 进行比较 秋季 解放钟 的含量最高 有若干种的野生枇杷的成熟叶和 或老叶的三萜 酸含量高于 解放钟 包括台湾枇杷 麻栗坡枇杷和椭圆枇杷贝特罗变型等 洪燕萍 2007 原远 2014 龙婷 2017 3 3 农艺性状评价 3 3 1 根系生长特性 采用根箱等方法 观察测量根长 根表面积 各等级根数量 根的鲜样质量等数据 评价了普 通枇杷 野生树和 解放钟 等品种 栎叶枇杷等 13 种枇杷和数十种种间杂种组合材料的根系生 长特性 张海岚 2009 从根冠比来看 栽培枇杷品种比若干个野生种小 12 个月已有明显差别 至 18 个月 栽培枇杷的根冠比与几种野生枇杷差距十分明显 甚至只有一半 这几种野生枇杷是栎 叶枇杷 大渡河枇杷 麻栗坡枇杷 齿叶枇杷 台湾枇杷恒春变型 香花枇杷 椭圆枇杷 窄叶枇 杷 南亚枇杷窄叶变型 张海岚 2009 以栎叶枇杷 齿叶枇杷 台湾枇杷恒春变型作为亲本 与 栽培枇杷杂交 其杂种后代的根冠比大于栽培枇杷 尤以其作母本为甚 周蓓 2017 3 3 2 抗病性 迄今调查较为清楚的是枇杷叶斑病 根据田间观察比较枇杷属不同种的叶斑病发病率和病情指 数 发现多数野生种均低于普通枇杷 栽培枇杷 例如窄叶枇杷 台湾枇杷恒春变型和齿叶枇杷 其发病率和病情指数均只有普通枇杷的一半甚至更低 周蓓 2017 在枇杷属种间杂种后代中 双亲都是野生枇杷的 耐病性最强 以野生枇杷作母本栽培枇杷作父本的居中 以栽培枇杷作母本 野生枇杷作父本的 耐病性最差 但即使是这种最差的组合 其杂种后代的多数个体耐病性仍比栽 培枇杷强 由此可以看出 利用野生枇杷改良栽培枇杷对叶斑病耐病性的潜力 周蓓 2017 3 3 3 花期 2012 2013 2014 年连续 3 年系统观察了枇杷属植物各个种的花序显露期 初花期和盛花期等 结果表明 各野生种开始开花的时期 花期的长短不一 同一种不同年份的花期天数也不相同 但 是 从 11 月到翌年 6 月每个月都有某些种在开花 从枇杷属植物种质资源圃的枇杷花期来看 整体 上是连续的 不间断的 不能截然分为秋冬开花和春季开花两种类型 曹红霞 2014 3 3 4 果实性状 大多数种类的果皮颜色为橙黄色或黄色 椭圆枇杷 广西枇杷 齿叶枇杷等为黄绿色 疑似未 转色即脱落 小叶枇杷和窄叶枇杷比较特殊 果皮颜色为红色 果实形状有卵圆形 椭圆形 近圆 形等几种 琵琶 形 卵圆形或椭圆形为主体果形 少数为近圆形 已结果的枇杷属野生种类中 麻栗坡枇杷的单果质量 果实纵 横径最大 齿叶枇杷 椭圆枇杷次之 除台湾枇杷 普通枇杷野 生树和麻栗坡枇杷果实种子较多外 其他种类果实多为 1 粒种子 但栎叶枇杷老挝变种通常是瘪籽 或无籽 曹红霞 2014 林顺权和刘月学 2016 在上述工作的基础上 建立了枇杷属植物数据库 采用的是 Windows apache php mysql 林顺权 枇杷属野生种种质资源的研究与创新利用 园艺学报 2017 44 9 1704 1716 1713 入库数据达 4 2 万条以上 有查询功能 而且有便携版和网络版 http 202 116 161 95 loquat 两 个版本 由于枇杷基因组测序论文尚未发表 戴亚 2017 目前数据库因基因组序列 枇杷属植 物的 GPS 信息等可能涉及保密的内容而未公开 4 枇杷属植物野生种的利用 4 1 遗传改良利用 栽培枇杷遗传基础狭窄 Lin et al 2010 Badenes et al 2003 2004 几乎所有品种有若干 共性缺点 芽少枝疏 结果枝单元少 单产低 种子多 可食率低 根系浅 等等 王云生和林顺权 2012 对栽培枇杷为何遗传基础狭窄进行了研究 采用 55 份来自世界各地有 代表性的栽培枇杷品种及多份采自不同地点野生枇杷 对它们的 cpDNATrnS TrnG 及 cpDNATrnQ rps16 基因位点序列的核苷酸多态性进行了比较分析 结果显示 栽培枇杷群体在这两 个基因位点不存在变异 而野生枇杷群体在 cpDNATrnS TrnG 位点出现了 2 个替代变异及 1 个插 入 缺失变