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榛子生产与育种研究概况

2012-01-25董锐段鹏勇孙黎黎郑可歆

中国林副特产 2012年3期
关键词:种间榛子杂交

董锐,段鹏勇,孙黎黎,郑可歆

(1.抚顺市林业科学研究所,辽宁 抚顺113008;2.抚顺市新宾县林业局113300;3.抚顺市林业局)

榛子为桦木科榛属(Corylus)植物,榛属植物在世界上约有20个种,原产我国的榛属植物有8个种2个变种,由国外引进的榛子栽培种——欧洲榛(Corylus avellana L.)1种,另有我国科研人员培育的榛子种间杂 交 种——平 欧 杂 交 榛 子 (Corylus heterophylla Fisch.× Corylus avellana L.)1种。平榛(Corylus heterophylla Fisch.)是我国野生商品榛子的主要生产种,资源丰富,分布广泛,抗寒性强,但果小、壳厚、产量低。从国外引进的欧洲榛品种,虽然果个大、壳薄、丰产性好,但抗寒性弱,在我国适生区域小。杂交榛子是由平榛与欧洲榛种间远缘杂交选育出的优良品种,具有平榛抗寒特点,果仁风味清香、口感极佳,又具有欧洲榛子的果实大、皮薄、出仁率高、产量高的优点。

1 国内外榛子生产概况

1.1 国外榛子生产概况

欧洲榛起源于亚洲的小亚细亚、黑海沿岸及欧洲地中海沿岸,后来欧洲榛的栽培逐步深入到欧洲其他国家。欧洲榛栽培利用历史悠久,在土耳其北部的黑海沿岸及意大利已有1000年以上的栽培历史。

19世纪榛子走向园艺化栽培,由于近百年来的不断选种和育种,产生了许多欧洲榛优良品种,无性繁殖后代在世界各地传播,其栽培范围远远超过了它们的自然分布区。

20世纪30年代,榛子的现代化栽培在意大利、西班牙、土耳其、美国等欧洲榛主产国家兴起,经过40~70年代以及80~90年代的发展,形成了现在的栽培格局。

目前,世界榛子栽培面积达80万hm2,坚果产量83万t。土耳其的面积和产量均占第一位77.5%,意大利占第二位9%,占世界第三位的是美国3.5%,第四位是西班牙3%,4国榛子产量占到全世界总量的93%,其他国家总共只占到7%。

目前,榛子主产国栽培技术先进,基本上实现了良种化、集约化栽培。美、意、西三国的整地、土壤管理、喷药、施肥、灌水、割草、采收、采后处理等作业均实现机械化,树体营养的供给通过营养诊断,实现科学施肥,坚果产量、品质大大提高,生产成本大大降低,栽培者获得较好的效益。榛子栽培在土耳其、意大利、美国等国家得到稳步的发展。

1.2 我国原产榛子的生产应用

平榛、毛榛原产于我国,广泛地分布于我国的东北及内蒙古各省区,在我国长江以北的其它各省也有分布。我国人民食用榛子的历史十分悠久。但到目前为止,还基本没有平榛、毛榛的人工栽培,人们只是采食野生的榛林坚果。由于榛林通常被作为薪炭林或作为宜林荒地进行改造利用,从20世纪60年代以来,我国北方的榛林资源大幅度减少,甚至于在一些地区,靠近村屯的榛林已经绝迹或利用价值很低。据统计,我国现有野生榛林资源近200万hm2,年坚果采集量约为3万t。

1.3 我国欧洲榛的引种和利用

据记载,欧洲榛在上世纪初传入我国,被当时传教士作为庭院植物栽植利用,1948年我国开始引种欧洲榛,庐山植物园、北京植物园、南京林业大学、陕西省林业科学研究所等先后引进欧洲榛,并在植物园中保存。

1970~2000年,辽宁省经济林研究所以生产应用为目的,开始开展较大规模的欧洲榛的引种、选种、驯化育种等研究工作,1972~1975年许万英等人开始从意大利、保加利亚,阿尔巴尼亚引进欧洲榛10个品种的种子,播种后获得实生苗,在大连建立了欧洲榛引种园,由于欧洲榛子在大连地区不能露地越冬,经实生选种、无性繁殖后,1985~1990年部分品系南移到山东泰安、安徽六安、湖北宜昌进行栽培试验,并取得初步试验成功,选出3个欧洲榛新品种。1996~2000年,该所从意大利、美国等国引进欧洲榛优良品种(品系)37个,并在河北省、山东省建立了引种试验园。当前,我国引入欧洲榛的利用研究基本处于停滞状态。

1.4 我国杂种榛栽培业的兴起

我国榛子的种间杂交育种研究开始于1980年,1999年辽宁省经济林研究所选育出5个榛子种间杂交新品种,平欧杂种榛新品种具有平榛、欧洲榛双亲的优势,坚果大、产量高、适应性强,丰产性、适应性等综合性状表现明显优于平榛和欧洲榛。新品种的出选为我国榛子产业的集约化生产提供了品种资源和技术保证,2000年后杂种榛的人工栽培在辽宁出现并日益兴起。

2 国内外榛子育种研究概况

2.1 国内榛子育种研究进展

20世纪70年代,辽宁经济林研究所在大连开展了欧洲榛引种及选种、平榛选优的研究。通过平榛实生选种筛选出永陵平榛、旺兴平榛、薄壳平榛、褐皮平榛、光仁平榛及长果平榛6个优良品种,适于在北方地区栽培[4]。1980~1999年,国内利用平榛的抗寒性和欧榛的大果性,开展了种间远缘杂交,培育出了薄壳红、达维、平顶黄、金铃、玉坠5个平欧杂种榛子新品种[5],适于东北南部、华北、西北栽培。2006年鉴定了第二批平欧杂交榛子辽榛1号~辽榛4号共4个品种[7]。抚顺市林业科学研究所2009年鉴定了第三批平欧杂交榛子辽榛5号、辽榛6号2个品种[8-10]。

1990~1997年,安徽省林科所引入欧洲榛子,历时8年,其主要性状达到或接近原产地的栽培品种标准[11]。1988年吉林林学院(现为北华大学)从美国布达拉斯加州引入了榛子优良品种8个,经过14年的栽培筛选,获得了1个高抗寒性的优良品种[12]。2000年春,北京市农林科学院林业果树研究所从辽宁省经济林研究所引进大果型榛品种玉坠(84-310)试栽,经5年观察,初步看出该品种适应性、抗寒性强,坚果较大,出仁率高,品质好[13]。上述单位榛子引种驯化及杂交育种的成功,丰富了我国榛属种质资源,为榛子遗传改良奠定了良好的基础。安徽[11]、河南[14]、新疆[15]、黑龙江[16]等省区先后开展榛子引种相关工作,已取得初步进展。北京农学院成功培养出平欧杂交榛子的组培苗,这为加快榛子优良品系的推广进程奠定了一定的基础[17]。

2.2 国外榛子育种研究进展

国外的榛子主要生产国都非常重视榛子的新品种选育研究,开展榛子品种改良研究工作较早[18-19],已选育出上百个栽培品种。国外早期的榛子育种项目主要是在马里兰州美国农业部种植局(1928年)和纽约农业试验站(1930年)进行的,主要改良目标是通过欧洲榛和美洲榛种间杂交,将美洲榛的抗寒性及抗东方枯萎病性状与欧洲榛的优良性状结合起来,希望培育出新的栽培品种。目前欧洲榛生产发达国家已达到利用良种集约化、机械化的栽培方式。近30年来世界榛子产量的增长,主要得益于良种的利用。

国外榛子育种研究工作十分细致,以加工、带壳销售等不同的榛果利用方式分门别类地确定育种目标,并广泛注意早产、丰产、抗病虫性强等特点,已选育出上百个优良品种。Barcelona、Tombul、Ennis、T.D.R、TDGL等品种为其具有代表性的品种。

美国俄勒冈州(美国榛子主产区)榛子委员会,非常重视榛子育种研究,每年投入大量经费资助俄勒冈州立大学进行育种研究。该大学的生命科学系育种研究历史已久,现设有50.7hm2榛子育种试验场,并收集了全世界的榛属种质资源,主要开展欧洲榛品种间的杂交或回交,1990年推出新品种Lewis及 Willemlet大果抗病品种。但由于无性繁殖(自根苗压条)增殖率低,加之农场主考虑更新品种的经费支出增加,致使在生产中新品种推广很慢。目前美国生产上的榛子品种主要是老品种巴塞罗那(Barcelona),约占栽培面积的80%,埃内斯(Ennis)占10%,卡西纳(Casina)占3%,其他品种栽培量很少。

意大利、土耳其、西班牙等榛子主产国的榛子研究与生产应用与美国情况类似,新品种应用较慢。

在阿塞拜疆、格鲁吉亚、克拉斯诺达尔边区的黑海沿岸亚热带区,以及摩尔多瓦、乌克兰、北高加索进行了多年的榛子新品种选育和栽培试验,选育目标为抗寒、高产、经济性状好,适应春夏干旱、夏季高温(35~40℃)和冬季严寒(-30~-35℃)的恶劣气候条件,现已选育出47个榛子品种[20]。

总体看来,国外榛子育种的研究基础、深度、广度及应用情况要明显高于我国,但在榛子的种间杂交育种研究上,尤其是平榛与欧洲榛的中间杂交育种研究,他们的研究还很少。

2.3 我国榛子遗传改良存在的问题与对策

2.3.1 存在问题

2.3.1.1 对野生资源保护力度不够。我国榛属植物大部分仍呈野生状态分布,类型多样,为榛子选种、杂交育种提供了充足的种质资源。这些资源负载着高度的遗传多样性,是选育高产优质、抗病虫、适应性强的优良品种的物质前提,但是,由于我国一直忽视对榛林的改造和利用,导致野生面积逐年减少,宝贵的野生资源正在流失。

2.3.1.2 品种开发力度不足。我国原产野生平榛果个小,栽培适应性强。而欧洲榛果个大,具有较好的产量遗传特性,但其不能适应我国东北的寒冷气候。为了使我国榛子的商业化栽培扩展到更为广大的地区,种间杂交无疑将成为我国榛品种改良的主要手段。因此种间杂交变得尤为重要,但单纯的种间杂交耗时费力。辽宁省经济林研究所在大连进行了平榛与欧榛的种间杂交试验,鉴定平欧杂种榛7个。抚顺市林业科学研究所与辽宁省经济林研究所合作,鉴定平欧杂种榛4个,填补了我国榛子生产栽培品种的空白,但历时20余载。

2.3.1.3 榛子繁殖技术有待改进。榛子的繁殖方法主要有分株、压条、平茬、嫁接和扦插等方法育苗,生产上主要使用压条,但不能适应现代化的良种的需要。20世纪80年代以来,国内外对扦插及组培繁育技术进行了探索,积累了一定经验。扦插育苗有绿枝扦插和硬枝扦插两种。安徽省林科所、云南省林业科学院及美国俄勒冈对欧榛硬枝扦插进行了研究,但尚未取得明显进展。20世纪90年代以来,很多科研单位开展了杂交榛子的组织培养繁殖试验,辽宁师范大学生物系在美国专家指导下开展的榛子组织培养取得了一定进展,即外殖体向上生长,但未生根[4]。北京农学院[17]培养出平欧杂交榛子的组培苗,但目前尚未应用于生产。国外欧榛组织培养繁殖虽有试验成功的报道,但污染重,生根难,生产上应用效果不稳定,较少采用[21]。

2.3.2 对策

2.3.2.1 加强榛子种质资源的保护。进一步深入研究我国榛树资源现状,为资源保护和可持续利用决策提供科学依据,是目前防止我国榛树遗传多样性基础遭受侵蚀的当务之急。

2.3.2.2 加快良种培育进程。以现代的分子遗传标记作为遗传育种研究的辅助手段,将大大加快榛子育种进程,缩短育种年限,提高育种效率。分子标记技术作为迅速而有效的DNA检测工具,可以进行位点在属内种间,甚至在科内属间的保守性探查,挖掘重要的榛树资源,收集重要的农艺基因,为远缘杂交育种工作提供重要的佐证,防止由于对亲本的复杂遗传背景缺乏了解造成的育种盲目性。如AFLP、SSR技术在榛子遗传改良上将具有十分广阔的应用前景。

2.3.2.3 探索高效繁殖栽培技术。在积极改善传统育苗技术的同时,探讨扦插、组织培养等方法,提高育苗技术,为遗传改良奠定基础。

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