北方软枣猕猴桃研究进展
2021-03-16金丽华段慧敏马珺婕李润茁狄俊彤孟凡娟
刘 硕,钱 程,金丽华,董 畅,段慧敏,马珺婕,李润茁,狄俊彤,孟凡娟*
(1.东北林业大学 生命科学学院,黑龙江 哈尔滨 150040;2.东北林业大学 科学技术研究院, 黑龙江 哈尔滨 150040;3.黑龙江省农业科学院 园艺分院,黑龙江 哈尔滨 150069)
软枣猕猴桃Actinidiaarguta又名软枣子,猕猴梨,藤梨,是猕猴桃科猕猴桃属的一种大型藤本,枝条螺旋形缠绕;叶互生,呈卵圆型;雌雄异株植物,主要分布于我国东北、华北、西北、山东及长江流域,日本、朝鲜半岛、俄罗斯远东地区也均有分布[1-2]。由于软枣猕猴桃果味鲜美,风味独特,多汁爽口,并且VC含量较高,是近些年来的新兴水果之一[3],并且在美国、新西兰、智利、中国、澳大利亚、北欧等国家开始了广泛的商业化种植[2]。在研究软枣猕猴桃提取物化学成分时亦发现,其提取物在抗氧化及抗癌方面都有着显著功效[4-5]。果实及根部在我国古本药籍中均有记载,具有消炎、止痛、止泻、解烦热、利尿、祛痰、健胃等功效[6]。软枣猕猴桃良好的抗寒性和抗虫能力也使其成为一种理想的绿化景观植物[1]。随着软枣猕猴桃产业的不断升温,对软枣猕猴桃的研究也在逐渐深入。
1 软枣猕猴桃药用价值研究
早在400年前《本草纲目》中就记载了软枣猕猴桃的根茎叶及果实的药用价值,其具有消炎、止痛、止泻、解烦热、利尿、祛痰、健胃等功效。现代医学表明:软枣猕猴桃还具有提高免疫力、抗氧化、清除自由基、抗肿瘤、降血糖、降血脂等功效[7-9]。软枣猕猴桃之所以具有多种药效,是由于其各组织内含有的功能化合物,如多糖类、黄酮类、三萜类、生物碱类、挥发油类化合物等[1,7,10-11]。其中,软枣猕猴桃的药理作用主要与其含有的黄酮、多糖等成分密切相关[11-12],同时其含有的生物碱成分对抗疲劳和提高运动能力具有较好的效果。在小鼠实验中也发现:软枣猕猴桃的生物碱具有良好的免疫活性[1]。此外,果实含有的多糖和黄酮成分具有润肠通便效果[12]。三萜类成分还可以通过调节脂肪细胞来治疗肥胖,有效缓解由于高脂饮食引起的神经退行性疾病[13-14]。尤其要特别指出的是软枣猕猴桃的根在抗癌、抗肿瘤的研究中应用较为广泛,目前研究显示软枣猕猴桃根对宫颈癌、卵巢癌及消化系统的癌症等均有较好药理活性,但具体原理还未明确[10]。
2 软枣猕猴桃果实的贮藏和加工
软枣猕猴桃果实味道鲜美,营养成分丰富,其VC含量为苹果和梨的80~100倍[15],是目前的新兴水果之一。由于软枣猕猴桃的贮藏期短,果品加工是缓解贮藏期短和运输条件不便的最佳方式,可加工成为果脯、果酱、果酒、水果罐头、果冻、果汁、果胶口服液等产品[16-17]。此外,软枣猕猴桃的复合产品也大量出现,利用软枣猕猴桃开发生产复合果酒、运动饮料、果醋、乳酸菌等也均具有良好的市场前景[16,18]。
新鲜的软枣猕猴桃营养价值更高,但其保质期较短,易腐烂,不易贮藏,因此延长贮藏期,提高耐储性,是亟待解决的关键问题。为了解决这些问题,国内外关于软枣猕猴桃贮藏保鲜的研究不断深入。目前常采用的方式主要有保鲜剂处理、采摘时间的选择、贮藏温度的控制、包装技术改良等。其中1-甲基环丙烯(1-MCP)为常用保鲜剂,可有效抑制果实呼吸和乙烯的产生,延缓果实颜色饱和度的降低,延长采摘后的贮藏期[16,19]。此外,茉莉酸甲酯、水杨酸、甲壳素以及两种1-MCP的结构类似物1-戊基环丙烯(1-PentCP)、1-辛基环丙烯(1-OCP)也被证实可以延缓软枣猕猴桃采后的成熟,可用于果实保鲜处理。为了可以长时间运输或贮藏,确定果实的采收期也很重要,实验发现在常规采收日的前20 d(盛花后90 d左右)采收较为适宜运输或贮藏;如果直接上市则宜在常规采收日的前5 d进行采收[20-22]。同时采用气调包装(MAP)法也可延长软枣猕猴桃贮藏期,有效保持果实外观及营养价值[23]。
3 软枣猕猴桃品种选育的研究
3.1 种质资源
丰富的遗传多样性是植物适应环境与进化的基础,种内遗传多样性越丰富,该物种对环境变化的适应能力越强,更有利于保持物种多样性。目前我国北方软枣猕猴的资源较为丰富,但缺乏深入研究。通过利用分子标记技术可以对软枣猕猴桃种质资源进行分析和鉴定[24-27]。因软枣猕猴桃雌株产果,经济价值高于雄株,所以软枣猕猴桃的性别鉴定在生产和遗传育种方面有着重要的意义。通过抑制消减杂交技术证实有大量基因参与了软枣猕猴桃的性别分化,应用SRAP分子标记也表明雌株和雄株的基因组具有明显差异[28-29]。这对在幼苗期辨别植株的性别有了很大帮助,给软枣猕猴桃种质资源的改良和育种带来巨大便利。此外,由于软枣猕猴桃为猕猴桃属最抗寒的一个种,是抗寒育种的宝贵资源,对于资源的发掘及品种选育具有重要意义[2]。同时发现长白山的野生软枣猕猴桃资源较为丰富,具有较高的遗传多样性,因此,针对该地区对野生软枣猕猴桃进行收集鉴定具有积极意义[24,30]。由于北方野生软枣猕猴桃研究历史较短,还需组织人力和物力进行深入的研究。
3.2 品种选育
我国野生品种软枣猕猴桃的果实较小,结实率低。其育种业发展缓慢,只在近20年时间里才开始重视。赵淑兰等从1994年开始针对软枣猕猴桃的育种问题,培育出了雄性优良品种‘魁绿’、‘丰绿’。 谢玥等发现新品种‘宝贝星’与魁绿相比有更好的口感,干物质含量更高[31]。还有从野生软枣猕猴桃中选育出来的果皮、果肉和果心均为红色的‘天源红’[32]。秦红艳等利用无性繁殖系统选育出的新品种“佳绿”,果实酸甜适口,品质上等,丰产性好,抗旱、抗病能力较强;‘馨绿’,肉质疏松,多汁细腻,酸甜适口,抗寒性好,耐贮性好[33-34]。同时‘桓优1号’作为雌雄同株的新品种,其果个大,结果早,产量高,目前在选育地已经大面积推广[35]。韩飞等利用软枣猕猴桃品种‘魁绿’实生选育的适合华中地区种植的软枣猕猴桃新品种‘猕枣2号’,丰产稳产,抗热性强,较抗旱[36]。最近又选育出了适宜在亚热带栽种的耐热性好并且抗干旱的新品种‘红宝石星’[37]。但是与国外相比,我们还存在较大差距,需要从开发资源角度,培育更多的适应性强的优良猕猴桃品种。
4 软枣猕猴桃栽培技术及管理的研究
4.1 繁殖技术
目前软枣猕猴桃的繁殖方式主要有种子繁殖、扦插繁殖、嫁接和组培快繁等方式[38]。
软枣猕猴桃利用种子进行繁殖,主要在春季和秋季播种,张义勇等采用了冬季播种育苗方式,发现该方法既不需要对种子进行贮藏、播前沙藏处理,也不需要秋播的土壤封冻前处理,是一个具有创新性的播种方法[39]。
软枣猕猴桃的扦插繁殖分为嫩枝扦插和硬枝扦插[40],扦插时均注意保持水分,同时对苗木进行施肥喷药以防止细菌和真菌的感染,冬天还要覆盖草帘子进行越冬。
嫁接也是软枣猕猴桃的重要繁殖方式,一般选择在春季对软枣猕猴桃进行嫁接,因为春季砧木穗内营养物质含量较高,温度、湿度适宜,成活率较高。嫁接时应选择充实的接穗枝条,且芽不应萌发。同时接穗削面要平整光滑,以防止接穗失水和松动。接穗进入旺盛生长后,由于枝叶量大容易遭风折,所以需设支柱绑缚[41]。
为了提高软枣猕猴桃的繁殖系数,植物组织培养技术也被广泛应用于软枣猕猴桃的繁殖。目前,软枣猕猴桃组织培养的外植体主要有花药、叶片和茎段等,而不同品种在组织培养过程中培养基配比略有差异,具体的研究情况见表1~3。
表1 软枣猕猴桃不同外植体愈伤组织诱导情况
表2 软枣猕猴桃不同外植体愈伤组织增殖分化情况
表3 软枣猕猴桃不同外植体生根情况
4.2 栽培管理
软枣猕猴桃在北方建园要根据当地的气候条件进行合适的选址,平地、山地皆可。关于土质,除涝洼地和重粘土不宜栽植外,其它土质皆可建园[6,45]。整形修剪对于软枣猕猴桃的植株生长、结实情况、产量有重要影响,其中,整形修剪是软枣猕猴桃综合管理的重要步骤,不仅可以提高产量和品质,对于规范化栽培和规模化发展也是必不可少的重要环节。软枣猕猴桃整形方式主要有棚架、T形架、篱架等。应用这些整形方式可以有效保护果实避免阳光直射,有利于传粉以及保持果形一致,进而提高果实品质。在整形基础上,修剪也较为重要。夏季需及时去除砧木的萌芽并摘心,在冬季需保留粗壮枝条,去除弱枝、密生枝、重叠枝、交叉枝和存在病虫害的枝条[44]。同时肥水管理也非常重要,尤其是在软枣猕猴桃花期的关键时期,应尽可能地避雨遮阳。在高温和日照强烈时需改善果园小气候,通过遮阳、覆草栽培等措施降低地表温度[45]。
软枣猕猴桃植株抗性较强,仅在果实生长期易出现病虫害,因此可以通过增施磷钾肥和有机肥来增强植株抗病力。并及时剪除病果病枝,防止病害蔓延。同时需要做好园地消毒清理工作以减少病虫害发生[46]。
5 展 望
综上所述,北方软枣猕猴桃在果品加工、贮藏保鲜、药用价值、品种选育等方面的研究都有了明显的进展。但是对于其加工产品的营养价值和果品的综合利用方面还有待深入研究。并且目前的贮藏保鲜技术只是在短时间内使软枣猕猴桃果实的品质得以保持,还远远达不到人们对果品保质时间的要求。同时现在的研究仅仅是发现了软枣猕猴桃的根茎叶及果实中的生物活性物质对癌症等疾病的治疗有良好的疗效,但是具体的机理还未明确,需要进一步研究。软枣猕猴桃作为一种新兴水果,果实的产量与质量也是研究中的重要环节,目前市面上的软枣猕猴桃因产量和不易保存还未成为普遍的水果,因此需要品种选育工作的不断深入研究。
随着软枣猕猴桃果品加工和贮藏保鲜研究的不断深入,药用机理的逐渐明确,品种选育的逐渐优化,进而解决制约软枣猕猴桃产业发展的关键问题,从而推动软枣猕猴桃产业的进一步发展。