枣庄市石榴国家林木种质资源库创新利用进展

罗华+侯乐峰+赵亚伟+丁志强+毕润霞+赵丽娜+王庆军+孟健+陈颖+马敏+郝兆祥

摘 要：“枣庄市石榴国家林木种质资源库”于2016年10月被国家林业局正式命名。单位近年来利用该资源圃开展了创新利用研究，包括品种分类，良种选育，抗寒性评价，遗传多样性分析，承办学术活动。另外，对今后工作进行了展望，为今后开展石榴种质资源研究工作提供参考。

关键词：石榴；种质资源；创新利用；进展

文章编号：1005-345X（2017）06-0010-04 中图分类号：S665.4 文献标识码：A

石榴种质资源收集、保存，是整个石榴产业的基础性工作。目前，全世界有1000多个品种及野生型[1]，种质资源极为丰富。截至2015年，伊朗、美国、土耳其、突尼斯、以色列、阿富汗、印度、中国、土库曼斯坦等24个国家，均进行了石榴种质资源收集、保存工作[2]。我国山东、云南、安徽、河南四川等地分别建有石榴种质资源圃[3]。其中，山东省枣庄市峄城区的中国石榴种质资源圃，2009年由国家发展和改革委员会、国家林业局批准立项，由枣庄市石榴研究中心（枣庄市峄城区果树中心）建设及管理，并同时开展评价和创新利用等工作。现保存国内外石榴种质298份，保存数量居世界第5位[2]，其中国内种质270份，主要来自山东、河南、安徽、陕西、云南、四川、河北、新疆、江苏等石榴产区；国外种质28份，主要来自美国、以色列、伊朗、突尼斯、缅甸等国家。观赏种质45份，其中，微型观赏种质10份。软籽种质12份。2016年10月，该资源圃被国家林业局正式命名为“枣庄市石榴国家林木种质资源库”（林场发〔2016〕153号）。经过多年建设和发展，库内丰富的石榴种质，为开展石榴良种选育、生物特性研究、遗传学研究等工作奠定了堅实基础，为石榴种质创新提供了丰富的遗传材料，成为集教学、科研、科普为一体的石榴种质资源保护基地。

多年来，我们本着边建设、边管理、边研究的原则，依托资源库内丰富的石榴种质，在品种选育、形态学记录与分析、栽培技术、病虫害防控、示范园建设、良种示范与推广等方面开展应用研究。同时，与南京林业大学、中国农业科学院郑州果树研究所、山东省林业科学研究院、山东省果树研究所、枣庄学院等大学、科研院所建立了紧密的协作关系，在抗寒生理、遗传多样性、全基因图谱等方面开展基础研究。至目前，选育国家良种1个、省良种2个，取得国家林业植物新品种权5个；参与制定石榴质量等级（LYT2135-2013）、无公害石榴生产技术规程（DB3704/T 002-2014）等标准；主编、参编《中国果树志·石榴卷》《中国石榴产业高层论坛论文集》《中国石榴研究进展（一）》《中国石榴研究进展（二）》等专著6部；在《果树学报》《经济林研究》等期刊发表论文30余篇；主持、参与国家林业公益行业专项、国家星火计划、山东省重点研发、山东省农业良种工程等科研项目10余项；主持、参与完成‘秋艳石榴新品种选育、示范与推广、大粒高出汁率抗裂果晚熟石榴新品种选育、原汁型澄清石榴汁生产关键技术研究与应用、石榴保鲜贮藏新技术集成研究与示范推广、软籽石榴选育及开发等科研成果10余项；承办多项国内外石榴学术会议。另外，积极分析了目前我国石榴产业现状、存在问题，针对产业发展形势提出了相应科学对策[4-8]。

下面将近年来本单位利用该资源圃开展的创新利用研究及下一步工作进行简要的介绍。

1 创新利用研究

1.1 品种分类

对峄城区石榴种质资源进行调查、收集、保存、分类等研究，主要以花朵颜色、花瓣数量、开花批数、果皮颜色、籽粒色泽、风味口感、果实大小、萼筒形状等特征为划分依据，同时参考植株大小、叶片形状等特征，编制峄城区石榴种、变种、品种检索表，并对该地区石榴种质资源保存、利用等提出建议[9]。

峄城区石榴仅1种，即普通石榴（Punica granatum L.），已采集到的变种有8个，分别是：月季石榴（Punica granatum L. var. nana Sweet）、墨石榴（Punica granatum L. var. nigra Hort.）、重瓣红花石榴（Punica granatum L. var. pleniflora Hayne）、重瓣月季石榴（Punica granatum L. var. plena Voss.）、三白石榴（Punica granatum L. var. albescens DC.）、重瓣白石榴（Punica granatum L. var. multiplex Sweet）、黄花石榴（Punica granatum L. var. flavescens Sweet）和玛瑙石榴（Punica granatum L. var. legrelleivan Houtte）。根据其花、果实部分性状，制订了峄城区石榴种和变种检索表[9]。

峄城石榴品种按果实成熟时果皮颜色可分为青皮、红皮、紫皮、白皮四类；按果实成熟时籽粒风味可分为甜、酸、甜酸（半口）3类；按成熟期可分为早、中、晚3类；按栽培目的可分为鲜食、加工、观赏、食赏兼用、药用五类。根据形态特征，特别是根据生殖器官差异显著、遗传性状稳定、有一定栽培数量等原则，将峄城石榴划分为31个品种，并编制了峄城石榴品种检索表[9]。

1.2 良种选育

针对山东传统主栽石榴品种籽粒小、出汁率低、种子硬、裂果严重、不耐贮藏、市场竞争力下降等问题，以籽粒大、出汁率高、抗裂果为主要选育目标，开展了石榴良种选育工作。选育出石榴良种‘秋艳、‘桔艳和‘青丽。‘秋艳石榴于2013年12月通过山东省林木良种审定，2016年4月通过国家林木良种审定，为国内第一个、也是目前唯一一个国家级石榴良种。‘桔艳和‘青丽于2015年12月通过山东省林木良种审定。‘秋艳‘桔艳‘晶榴‘蜜榴‘红绣球等5个石榴新品种于2015年12月获得国家林业植物新品种权。各品种特性等详见表1。endprint

1.3 抗寒性评价

石榴原产巴尔干半岛至伊朗、阿富汗及邻近地区，具有喜暖畏寒习性[10]。石榴树不能长期在低于-15 ℃环境中生存，冬季最低温度低于-17 ℃时，会出现寒害，导致植株死亡。2015年11月的骤然降温和2016年1月的“世纪寒潮”，导致山东省枣庄市峄城区的传统石榴品种‘峄城大青皮甜、‘峄城大马牙甜受损严重，幼树几乎全部冻死，盛果期树1年生、2年生枝条冻死率逾50%，果农经济效益受损严重。石榴的抗寒性是影响石榴生产发展的重要因素之一[11]。通过试验室手段，我们得到了可靠的、可反映不同生理指标与抗寒性关系的评估方法，为石榴抗寒品种的挖掘与筛选、石榴抗寒机理的深入研究、石榴引种及区划、石榴抗寒栽培生产等提供了理论依据[12]。利用电导法测定12个石榴品种1年生休眠枝在不同低温处理下的相对电导率，并拟合Logistic方程，计算其半致死温度。结果表明：随处理温度的降低即低温胁迫的加强，枝条组织的相对电导率呈“S”型曲线增长，各处理温度下不同品种的相对电导率间有显著性差异；供试石榴品种的半致死温度范围为-7.59～-12.60 ℃；供试的12个石榴品种其抗寒性的强弱次序为：峄城三白甜>峄城青皮岗榴>临潼净皮甜>宁津青皮酸>峄城复瓣白>宁津三白酸>太行红>峄城大青皮甜>峄城青皮马牙甜>峄城大红皮甜>新疆和田甜>突尼斯软籽石榴[13]。另外，研究得出了一年生休眠枝条应用电导法的最佳试验条件，即枝条切片厚度0.5 cm，振荡90 min，煮沸15～20 min[14]。

1.4 遗传多样性分析

遗传多样性（genetic diversity）不仅是近年来国内外研究的热点问题，同时也是保护生物学及遺传育种的重要基础。物种的遗传多样性可以从形态学水平、细胞学水平和分子水平等不同方面来体现[15]。石榴在长期的栽培过程中，由于异花授粉以及地域内、地域间的引种和品种交换，导致品种混杂、谱系不清，同名异物或同物异名现象严重[16]。此外，由于石榴为无性繁殖，新品种进入市场后，仅靠苗期的形态性状不能辨别品种的真伪，容易出现种苗假冒现象。因为缺乏有效的品种鉴别手段，知识产权得不到有效保护，严重影响品种选育单位及苗农的积极性。

依托资源库，利用分子标记技术开展石榴品种遗传多样性分析研究，能够为今后开展石榴遗传育种、优良品种鉴定、种质资源保存、知识产权保护等提供科学依据。对资源库内原产地不同、性状不同的38个石榴品种经UPGMA聚类分析后认为，地理因素对品种的遗传背景有一定影响；不同地域来源的软籽石榴遗传背景相近；品种间的亲缘关系与多刺品种与无刺品种这一形态学分类无明显相关性。主坐标分析认为，品种间亲缘关系与地理分布无明显相关性；主坐标分析结果与UPGMA的聚类结果存在一定差异[17]。利用ISSR分子标记手段对82个石榴品种采用UPGMA聚类分析法将其分为4大类。聚类结果与根据花瓣类型、结实性、籽粒硬度性状的分类结果吻合度较高，与地理生态环境也有一定的相关性[18]。采用ISSR标记对65个果用石榴品种聚类分析后表明，果用品种间遗传关系与地理环境、籽粒硬度性状有相关性，与果皮颜色、果实风味无相关性[19]。

1.5 承办学术活动

近年来，依托资源库，承办了一系列在国内外具有一定影响力的学术活动。加强了国内外合作交流。2010年9月，承办了第1届中国园艺学会石榴分会会员代表大会暨首届全国石榴生产与科研研讨会。出席这次会议的有来自全国14个省、市、自治区的科研、教学、生产、销售及业务主管部门的代表共131个人。本次研讨会就我国石榴产业现状、生产形势、存在问题、解决途径、新品种选育、种质资源研究、石榴基因克隆、石榴加工产业进展、产业管理经营及网站建设运营等方面进行了充分认真的交流讨论。2013年9月，承办了第3届国际石榴及地中海小水果学术研讨会，来自18个国家的共109名专家、教授、学者参加了这次研讨会。同时，承办中国石榴产业高层论坛暨全国第四届石榴生产与科研研讨会。会议重点研讨石榴起源与分布、生理与生化、遗传资源和育种、栽培技术、生物技术与分子生物学、病虫害综合防控、此生代谢与保健、贮藏与加工、市场与经济等问题。2014年6月，承办了国家商务部举办的亚洲国家果树技术培训班现场培训工作，亚美尼亚、巴勒斯坦等9个国家共23名专家、学者参加。2015年9月，承办了中国石榴产业发展圆桌峰会，会议就石榴的育种、栽培、保健和深加工等进行了广泛研讨。

2 今后工作展望

今后，借助枣庄市石榴国家林木种质资源库内丰富的石榴种质，我们将继续开展石榴的基础理论及应用研究工作。

2.1 石榴种质表型数据库建设

全面、系统、深入开展形态特征、经济性状观测、基因型评价等相关评价工作，全面规范种质资源的收集、整理、保存和库区管理等基础性工作，逐步建立石榴种质表型数据库、石榴种质资源图库，逐步实现种质资源信息的共享共用。

2.2 种质引进及良种选育

继续开展石榴种质引进工作。重点引进具备籽粒大、软、出汁率高、酸甜适中，抗寒、抗旱、抗裂果等优良特性的国内外石榴种质；加大良种选育力度。通过资源评价，筛选出优良、特异种质，直接扩繁利用，或者作为亲本，采用芽变选种、杂交育种、生物技术育种等手段，开展石榴新优品种选育工作，有针对性的选育生产上需要的具有抗性强，籽粒软、风味浓等优异特性的石榴品种。

2.3 品质、抗性指标评价体系建设

借助丰富的国内外石榴种质，通过田间及试验室调查、分析、测定，建立石榴的品质、抗性指标评价体系，划分品质、抗性等级。

2.4 新型栽培模式研究

借鉴国外石榴新型栽培模式，结合国内生态环境，进行石榴优质高效栽培模式创新研究；开展石榴设施栽培研究，集成石榴设施栽培技术体系，解决北方石榴的冻害及裂果问题；建设石榴果园水肥一体化系统、自动喷药系统，结合石榴生长发育规律调试、运行系统程序，开展石榴水肥一体化相关研究。endprint

參考文献

[1] Lansky E P，Newman R A. Punica granatum（pomegranate） and its potential for prevention and treatment of inflammation and cancer[J]. Journal of Ethnopharmacology，2007，109（2）：177-206.

[2]苑兆和，招雪晴.石榴种质资源研究进展[J].林业科技开发，2014，28（3）：1-7.

[3]赵丽华.石榴（Punica granatum L.）种质资源遗传多样性及亲缘关系研究[D].重庆：西南大学，2010-09-03.

[4]郝兆祥，侯乐峰，王艳琴，等.山东省石榴产业可持续发展对策[J].农业科技通讯，2014（6）：18-21.

[5]郝兆祥，侯乐峰，丁志强.峄城石榴盆景、盆栽产业概况与发展对策[J].山东农业科学，2015（05）：126-131.

[6]耿道鹏，侯乐峰.基于SWOT分析的峄城石榴特色产业发展战略组合研究[J].农业研究与应用，2016（3）：70-75.

[7]罗 华，刘 娜，郝兆祥，等.我国软籽石榴研究现状、存在问题及建议[J].中国果树，2017（1）：96-100.

[8]罗 华，郝兆祥，侯乐峰，等.国内外软籽石榴研究进展[J].山东农业科学，2017（4）：57-163.

[9]侯乐峰，耿道鹏，苏成.峄城石榴种质资源研究[J].落叶果树，2006（5）：19-21.

[10]冯玉增，李战鸿，赵艳丽，等.石榴冻害与低温程度的关系[J].河北果树，2003（1）：14，17.

[11]杨雪梅，苑兆和，尹燕雷，等.不同石榴品种抗寒性综合评价[J].山东农业科学，2014，46（2）：46-51.

[12]刘 霞，侯乐峰，郝兆祥，等.以电导法评价12个石榴品种的抗寒性[J].经济林研究，2015，33（3）：150-153.

[13]毕润霞，郝兆祥，侯乐峰，等.电导法评价石榴抗寒性方法的探讨[J].山东农业科学，2015，47（2）：38-41.

[14]冯夏莲，何承忠，张志毅，等.植物遗传多样性研究方法概述[J].西南林业大学学报，2006，26（1）：69-74.

[15]冯玉增，宋梅亭，宋长治.河南省石榴种质资源的研究[J].中国果树，2003，2：25-28.

[16]马 丽，马耀华，郝兆祥，等.石榴基因组DNA的提取及RAPD引物筛选[J].中国农学通报，2014，30（13）：142-146.

[17]马 丽，马耀华，郝兆祥，等.38个石榴品种的RAPD遗传关系分析[J].北方园艺，2014（09）：101-105.

[18]马 丽，侯乐峰，郝兆祥，等.82个石榴品种遗传多样性的ISSR分析[J].果树学报，2015，32（5）：741-750.

[19]马 丽，郝兆祥，周玉亮，等.果用石榴品种的ISSR遗传多样性分析[J].北方园艺，2016（21）：106-110.

Innovation Progress of Zaozhuang Pomegranate National Forest Tree Germplasm Repository

LUO Hua，HOU Lefeng，ZHAO Yawei，DING Zhiqiang，BI Runxia，

ZHAO Lina，WANG Qingjun，MENG Jian，CHEN Ying，MA Min，HAO Zhaoxiang

（Zaozhuang Pomegranate Research Center—Yicheng District Fruit

Tree Center in Zaozhuang，Shandong Zaozhuang 277300，China）

Abstract：“Zaozhuang Pomegranate National Forest Tree Germplasm Repository” was named by the State Forestry Administration in October 2016. This article briefly summarized the work of innovation by using the repository，including variety classification，breeding，cold resistance evaluation，genetic diversity analysis and to undertake academic activities. In addition，the future work was prospected. It would provide the reference for further pomegranate germplasm resources research work.

Keywords：pomegranate；germplasm resource；innovation； progressendprint