谢红江，李艳锋，陶 炼，杨文渊，代安国，左 力，宦云敏

(1.四川省农业科学院园艺研究所，四川 成都 610066；2.农业部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，四川 成都 610066；3.西藏自治区农牧科学院蔬菜研究所，西藏 拉萨 850032)

【研究意义】喜马拉雅山荆子[MalusrockiiRehd. (M.baccatavar.himalaica(Maxim.) Schneid.)]，又名丽江山荆子，为蔷薇科苹果属山荆子系植物，因长势强、易繁殖且具有较强的抗盐碱能力等特点，是我国西南苹果产区常用的砧木[1]。研究西藏喜马拉雅山荆子生态地理分布及表型遗传多样性，对揭示种群的蕴藏量、分布区域、多样性及适应性提供科学依据，为保护资源进而合理利用意义重要。 【前人研究进展】野生果树群体是品种改良与创新的重要基因，历来倍受高度重视[2]，有关云南西北和四川西南的喜马拉雅山荆子分布及相关遗传性状报道较多[3]。【本研究切入点】过去受交通、语言等条件限制对野生苹果属种质资源考察收集工作并不全面，而对特殊地理区位的西藏喜马拉雅山荆子生态地理分布及表型遗传多样性研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】因此，本研究采用实地调查及采样研究相结合的方法，研究西藏喜马拉雅山荆子生态地理分布、表型遗传多样性，分析群体自然变异类型，探讨山荆子组的演化过程。

1 材料与方法

1.1 生态自然概况

由于地形、地貌和大气环流的影响，西藏的气候独特且复杂多样，西北严寒干燥、东南温暖湿润的气候特征明显，具有热带、亚热带、高原温带、高原亚寒带、高原寒带立体气候类型。太阳辐射能最多的地方，比同纬度的平原地区多一倍或1/3，日照时间也是全国最长的，年均日照达2000～2700 h。南、北气候差异很大，藏南谷地受印度洋暖湿气流的影响，温和多雨，年平均气温8 ℃，最低月均温-16 ℃，最高月均温16 ℃以上；藏北高原为典型的大陆性气候，年平均气温0 ℃以下，冰冻期长达半年，最高的7月不超过10 ℃，6-8月较温暖，雨季多夜雨。同时干季和雨季分明，一般每年10月至翌年4月为干季，5-9月为雨季，各地降水量也严重不均，雨量一般占全年降水量的90 %左右。

1.2 调查内容及方法

到当地农业局或林业局了解调查树种的主要分布地点，向当地群众调查了解，请向导带路，找到喜马拉雅山荆子的分布地。并在每个点对有代表性植株采集2～3份带果标本，挂签记录。叶片大小、果实大小和果柄长均测定20片叶或者20个果实，测胸径和树高，估计树龄。实地详细调查其生境、立地条件、土壤、植被以及生存状况；并采集标本，对现状进行录像和拍照。

对每个点有代表性的植株描述和测量：植株高、胸径、树龄估计、叶片形状、叶缘、叶尖、叶基、叶片有无毛、叶柄长、托叶形状，一年生枝颜色，果实形状、大小、颜色、萼片有无、心室数等植物学形态特征。在室内对土壤样品、果实的糖和酸含量进行分析测试。

2 结果与分析

2.1 野生居群的分布与保存现状

2.1.1 居群分布、生长环境及适宜性 项目组分6次组织专家考察西藏全境内的3个市82个乡村，实地勘察大、小野生居群95个，行程16 530 km，采集分布区内群体类型照片、GPS记录数据523 份。对喜马拉雅山荆子分布及立地环境调查发现，生长于气候多样的高海拔区域，分布的范围广、跨度大的特点显著。主要呈带状分布于雅鲁藏布江及其下游支流的尼洋河和帕隆藏布江、怒江流域海拔2800～3300 m，集中分布在林芝县、米林县、工布江达、朗县、波密县等地，多生长于沿山谷的山坡、冲积土形成的河床半湿地、河岸的阔叶林缘或针阔叶混交林缘、或冰碛地和冰川脚下，土质多为沙土或沙砾土。对分布区的立地气象环境分析表明，年平均气温7.8～11.0 ℃，极端最低气温-19.7～-10.5 ℃，无霜期为153～176 d，年均降水量477～977 mm，山荆子生长结果表现正常，叶片较厚、被有蜡质层，表现出较强的抗寒性、抗旱性。对其分布区内立地土壤测试表明，土壤有机质含量为8.7～14.5 g/kg，氮、磷、钾的含量也低，并且pH为7.5～8.2，土壤多为偏碱性，虽然多数资源报道山定子不耐盐碱，可推断山荆子具有较强的抗旱、耐贫瘠和耐盐碱能力。而那些生长于江河流域附近的林缘沟渠两边或河谷两岸的半湿润地带，则表现出较强的耐湿性。总之，结合分布居群的立地土壤、气候等相关资料分析表明，喜马拉雅山荆子具有适应强的基本特征突出。

表1 居群立地条件下土壤营养及相关气象比较Table 1 Soil nutrition and related meteorological comparison under condition of colony site

2.1.2 树龄结构分布 树龄结构分布的研究对喜马拉雅山荆子种群动态的意义重大，但总体特点为树龄跨度大，古老树体结构分布多、保存完好。调查结果表明从1年生幼树至400余年生老树均有分布，多年生老树萌蘖与分枝较多，结果能力均较强，在树龄较大的树下或周围多零星分布20年生以下的山荆子，性状与母株相似。其中20年生以下的幼树分布较少，主要是该地区的牛、羊以散放养为主，对生长的幼树破坏较大，约占6.24 %，20～80年生之间分布占11.5 %～16.78 %，80～140年生的比较集中，占35.73 %，140年生以上占16.44 %，其中240年生以上的约为3.01 %(图1)，田间调查还发现，400年生以上的老树多分布于藏民耕种的田埂或湿润的沟渠边上，多保存完好。

2.1.3 居群的抗病性调查 在西藏独特的生境条件下，田间抗病性调查发现，在没有任何人工的灌溉、药剂防治及其它保护的条件下，其区域性特点明显，整体虫害危害少，病害发生轻重不一的特点突出。重点区域内山荆子枝干上几乎没有发现腐烂病、轮纹病等，而锈病则以米林、林芝发生重，这与立地环境中其它如松柏混生有关。褐斑病、轮斑病、斑点病在波密的山荆子则发生严重，采样时有树叶被病菌感染而基本全落叶。同时野生种群中几乎没有发现冻害、日灼、抽条现象。

2.2 野生居群表型遗传多样性分析

2.2.1 植株生长发育的遗传多样性 在不同地区或同一地区的乔化成龄山荆子植株高度可达7～15 m以上，树干光滑、少数有枝刺，如米林、林芝和波密的山荆子居群中发现少数树干或枝梢分布着枝刺，但稀密程度不同；树姿以直立型和开张型为主，仅有少量树姿为半开张型；一年生枝多以褐色、灰褐色、暗褐色为主，这可能与植株分布海拔高度或与生长的阴坡、阳坡时所处的日照有较大的关系。而400 多年生古老大树，株高26 m，胸径75 cm。不同区域生长的山荆子的叶片大小、形状、叶缘及叶基形状同样表现出多样性(表3)。

图1 居群树龄结构Fig.1 Tree-ages structure of population

2.2.2 果实的遗传多样性 不同地区或同一地区的山荆子不仅果实的大小、颜色、形状和果柄长短等存在明显的多样性(表4、图2)。山荆子果实颜色多样性表现为紫红、酱红、浓红、红、黄色等不同类型，色泽有的由浓红、红、黄向浅色过渡，而有则由紫红、紫色着色逐渐加深，但居群中红色占主导，在自然授粉条件或长期的进化中产生了紫色、黄色等少数变异类型，经过多年繁衍固定了遗传优势。

调查还发现，果实形状上差异明显，有的果实呈近球形到扁圆形，有的呈卵圆形，有的则为梨形，如在林芝增巴村的山荆子，叶较小，果少，呈梨形，有的植株上部分果存在宿萼现象；果实大小有大果型和小果型2种类型，田间表现为大果型的植株生长较直立，枝粗叶大，叶背绒毛较少，叶缘有细锐锯齿，据当地果农介绍，大果型做砧木，嫁接苗木长势旺，而小果型嫁接的苹果有小脚现象，能提前结果。在居群中还发现山荆子果梗长短变异特征明显，一般果梗长度3.0～4.5 cm，而在波密和林芝两地则发现果梗长度仅为1.5～2.2 cm的短梗类型。

表2 居群主要病害抗性比较Table 2 Comparison of main disease resistance in population

注：“-”表示无发生；“ + ” 表示危害轻; “ + + ”表示危害较重；“ + + + ” 表示危害严重。
Note：‘-’means no harm；‘+’means slight harm；‘+ +’means more harm；‘+ + +’means severe harm.

表3 不同分布地点山荆子植物学性状比较Table 3 Comparison of botanical characters of Malus rockii Rehd. in different distribution sites

对山荆子果实风味分析表明，果实风味也存在较大差异，一般糖含量11.84 %～29.36 %，酸的含量1.85 %～4.35 %，如在波密发现高糖含量类型，含糖量为29.36 %。并且考察区内仅发现山荆子一种苹果属植物，多数山定子都保持有较高的自然授粉结实率，每序最低坐果3个，最多的达到8个，每序平均坐果约为4.5个，虽然种子普遍较小，但子粒饱满，一般鲜果出种率为3 %～3.5 %，每公斤种子约有13万粒左右。

3 讨 论

3.1 野生居群的生态地理分布

物种的分布多受气候、土壤、地形及物种自身散布能力、生物之间的相互竞争等影响，有关苹果野生种质资源研究报道较多[4-6]，《中国果树志·苹果卷》、《苹果属植物种质资源研究》等文献中，报道了山荆子主要分布于东北、华北、西南等地[3-4]，并根据世界苹果属植物系统发育树中提出山定子组(MalusbaccatusJiang) 最初起源于我国西南的云、贵、川等地[6-10]。2011-2017年作者先后6次实地对雅鲁藏布江及其下游支流的尼洋河和帕隆藏布江、怒江流域进行系统的考察，取得了新的进展，发现了规模最大的原始山荆子野生种群，居群生态地理分布表现为高海拔、跨度大、类型多样，随着海拔的升高其居群分布少、树龄大，较低海拔则居群数量多，分布密，呈辐射状分布与演化，树龄结构组成新老交替分布，生物学特性等表现越丰富，演化类型较多，其资源储备量、变异类型、分布规模等不亚于川滇古陆范畴区域。因而可进一步推断经多年演化、筛选、淘汰形成西藏高海拔特殊的群，有可能是山荆子组的地理亚中心。

表4 山荆子果实的遗传多样性比较Table 4 Comparison of genetic diversity of fruit of Malus rockii Rehd.

图2 山荆子结果状Fig.2 Fruit characters of Malus rockii Rehd.

3.2 野生居群的生态适应性

山荆子多分布于川、滇及东北部分区域，而有关山荆子的耐湿、抗寒、抗旱及对盐碱的反应等多有报道，如房山山定子较抗盐碱，嫁接苹果不易黄化[10-12]。如伊春山岭高地发现的耐旱类型，在牙克石牧源河口发现耐盐碱类型等。喜马拉雅山荆子是西藏高原重要的野生果树资源之一，在自然选择的压力下，其适应性及特异类型是多年自然选择与进化的结果，本考察发现长年生长于既无肥水灌溉条件、又无药剂防治的高海拔低温环境，进一步验证了山荆子对西藏高海拔独特逆境超强的忍耐能力，也发现少数耐旱、耐碱类型。

3.3 自然变异多样性及利用

山荆子变异类型丰富，按果形分有梨形果山荆子、圆锥果山荆子、扁圆果山荆子等，按植物性状分有阔叶山荆子、椭圆山荆子、垂枝山荆子变种等[13]。本次考察发现野生种群在果实大小、颜色、形状和果梗长短等方面变异最为丰富，其中果实颜色有紫红、酱红、浓红、红、黄色等不同类型；果实有大果型和小果型；果梗变异特征明显，如在波密和林芝两地则发现果梗长度仅为1.5～2.2 cm的短梗类型和高糖含量类型等。这可能是山荆子长期受高海拔环境影响下，种间杂交产生变异，加上山荆子具有无融合生殖特性，在自然条件下可以获得不同比例的无性后代，通过无融合生殖使变异的性状得以保持，其结果使种内遗传多样性更为丰富。考察还发现，山荆子和海棠有混生的情况仅在波密有，这为它们间的自然杂交，产生基因交流提供了条件，例如在波密就发现山荆子果实时有少量宿萼现象；除此之外，部分变异如抗逆性、大果类型做苹果砧木长势强等特异性在果树遗传改良与种质创新中意义重大，尚待挖掘利用。

4 结 论

本研究发现，西藏喜马拉雅山荆子生态地理分布特点表现为数量多、分布广、跨度大、类型多样，受高海拔独特生境的影响作用下，其树龄大呈新老交替分布，生物学特性等表现丰富，演化类型较多，表型遗传多样、适应性强等特征突出，结合国内外研究进展等分析推断，喜马拉雅山荆子经多年演化、筛选、淘汰形成独特的群体，可能为山荆子组的地理亚中心。

[1]陆秋农，贾定贤．中国果树志-苹果卷[M]．北京:中国林业出版社，1999:121.

[2]刘孟军.中国野生果树[M]. 北京：中国农业出版社，1998.

[3]李育农．苹果属植物种质资源研究[M]. 北京：中国农业出版社，2001．

[4]成明昊，张云贵，李晓林．苹果属植物区系地理学研究[J]．园艺学报，2002，27(S)：469-474．

[5]王力荣．我国果树种质资源科技基础性工作30年回顾与发展建议[J]．植物遗传资源学报，2012，13(3):343-349.

[6]樊卫国．贵州苹果属植物资源调查报告[J]．贵州农学院学报，1990，9(1):93-98.

[7]江宁拱．苹果属植物的起源中心初探[J]．西南农业大学学报，1986(1)：93-97.

[8]李育农．世界苹果和苹果属植物基因中心的研究初报[J]．园艺学报，1989，16(S):101-107.

[9]俞德浚．蔷薇科植物的起源和进化[J]．植物分类学报，1984(6):431-444.

[10]李育农．现代世界苹果属植物分类新体系刍议[J]．果树科学，1996，13(S):82-92.

[11]中国农科院郑州果树所.果树砧木论文集[M]．西安:陕西科学技术出版社，1985:236.

[12]宗学普，段玉春，左宜泽．西藏昌都地区果树资源[J]．作物品种资源，1983(9):25-33.

[13]李晓林，郭启高，梁国鲁，等．四川省凉山州丽江山荆子的分布及多样性研究[J]．西南大学学报，2012，34(10):60-64.