山西省桃种质资源收集保存及研究进展

2021-06-16陈双建成继东赵雪辉郭华曲雪松安栋李智

山西果树 2021年3期

陈双建成继东赵雪辉郭华曲雪松安栋李智

摘要：桃（Amygdalus persica L.）种质资源是桃科学研究和生产利用的重要基础，在促进科技创新和产业发展方面发挥着重要的支撑作用，通过系统梳理总结山西省桃种质资源的收集保存、鉴定评价和创新利用等方面的研究进展，分析在发展过程中存在的主要问题，展望未来山西桃发展的主要趋势和研究方向。

关键词：桃;种质资源;收集保存;鉴定评价;合理利用

文章编号：2096-8108（2021）03-0001-05 中图分类号：S662.1 文献标识码：A

Collection and Preservation of Peach Germplasm

Resources and Research Progress in Shanxi Province

CHEN Shuangjian， CHENG Jidong，

ZHAO Xuehui， GUO Hua，QU Xuesong， AN Dong， LI Zhi

（Fruit Research Institute， Shanxi Agricultural University/Shanxi Key Laboratory of

Fruit Germplasm Creation and Utilization， Taiyuan 030031， China）

Abstract：Peach（Amygdalus persica L.）germplasm resources is the important foundation of scientific research and production use， in promoting scientific and technological innovation and industrial development played an important supporting role， through a systematic summary of the collection， identification of peach germplasm resources in Shanxi Province using the progress of studies on evaluation and innovation， analyzed the main problems existing in the process of development， The main development trend and research direction of Shanxi peach in the future are prospected.

Keywords：peach; germplasm resources; collection and preservation; identification and evaluation; reasonable use

桃属于蔷薇科（Rosaceae Juss.）桃属（Amygdalus persica L.），桃属全世界有40多種，分布于亚洲中部至地中海地区，栽培品种广泛分布于寒温带、暖温带至亚热带地区。桃原产我国西北高原，是我国最古老的果树之一，栽培历史已有3000多年，根据我省夏县东下冯出土文物的山桃核考证，在4000多年以前人们已经开始注意利用野生山桃，由此可以断定山西也是桃的原产地之一。桃树根、皮、枝、叶、花和种仁均可入药，单独使用或与其他药物配合，可治疗多种疾病，故有“仙桃”和“寿果”之称[1]。新中国成立以来已培育众多栽培品种，除作果树外，又是绿化和美化环境的优良树种。果实除供生食外，还可制作罐头、桃脯、桃酱、桃汁、桃酒及桃干等，桃胶可作粘接剂。

1 山西桃的资源调查收集和保存

在我国历史上很早就有对桃品种资源的记载和描述，《尔雅·释木》，西晋郭义恭的《广志》，唐代唐诗人白居易作《种桃》《齐民要术》，宋代《洛阳花木记》，孙君孚《孙公谈圃》，明代李时珍《本草纲目》《群芳谱》，清代陈扶摇的《花镜》，褚华《水蜜桃谱》等。诸多文献记载了对桃树花、叶、果实、枝条、根及种子等的观察和利用[2]。新中国成立以后，我国于1956-1957年、1979-1973年两次对农作物种质资源进行普查，山西省农业科学院果树研究所也参与了对山西桃品种资源的普查，在山西园艺学会的组织下1991年2月由中国经济出版社出版《山西果树志》，其中对山西省桃品种进行较为详尽的描述，其中包括早熟桃品种21个，中熟桃品种23个，晚熟桃品种9个和地方桃品种26个[3]。2020年第3次农作物种质资源普查和收集，先后收集到全省果树资源629份，其中桃种质资源21份，从实地考察的5个县来讲，由于经济生活和城镇的大量扩张，原来的种质资源在生产发展的过程中也逐步的被淘汰和消亡。因此加快建立山西省桃品种资源省级圃，保存桃种质资源的多样性，具有重要的现实意义，为找到适合山西各地发展的优良种质提供不竭的源泉。在山西省晋北地区目前有些地方仍保留着实生播种的习惯，在资源普查的过程中曾发现有大量的实生桃生产园被保留，这也是为桃产业发展保留的重要资源。从实地调研来看山西桃种质资源的分布，在雁门关以北，除个别地方外，例如花塔村，没有大面积的分布。山西地形‘两山夹一河对于桃树的分布具有极其重要的影响，而且山西整体处于黄土高原地带，小环境对于桃树的影响也很重要。山西农业大学王良民在进行资源考察时在山西太宽和自然保护区植物调查中，首次发现了甘肃桃（Amygdaluskansuensis （Reid） Skeels）在山西的野生自然分布[4]。

山西农业大学果树研究所现保存桃品种资源268份，其中包括1个属，5个种。主要是以田间保存为主，杂交后代现有4 000多株，筛选出40多个优良单系，现保存于杂交资源圃中。

种质资源的多样性和重要性毋庸置疑，对于种质资源的调查和收集是保存种质资源的前提，为后代进一步研究种质资源提供物质保障。随着城市的扩展和经济活动的扩大，种质资源的调查和收集也愈发困难，特别对于山西的矿区、山区，随着自然条件的恶化，许多资源也会逐步消失，因此加强资源的调查和收集具有现实的紧迫意义。

2 山西桃种质资源评价

种质资源保存是不仅为了保留生态的多样性，而且是利用最原始的办法保留遗传的多样性，但如何充分挖掘种质资源内在的潜质，满足人们对美好生活的向往，提高人们生活质量才是发挥种质资源最大的效能。因此种质资源的评价方向、深度和广度是决定资源利用程度的重要基础，也是资源挖掘为人类服务的重要基础。资源评价是限于现有技术手段的基础上，对保存资源的利用和挖掘的主要依据。因此资源评价已经成为资源能否被充分利用的重要指标。对于山西桃资源评价主要是通过王力荣的《桃品种资源描述规范和数据标准》[5]进行桃种质资源评价，同时结合山西生态特点和生产现状进行相互印证。由于现有技术手段和人员的限制，目前大多仅从表型农艺和产品初加工的层面进行评价，从细胞水平和基因水平评价还有一定距离。

2.1 表型农艺性状的鉴定评价

目前根据桃种质资源描述规范和数据标准，山西农业大学果树研究所桃课题组通过多年的数据调查和整理，已经完成桃种质资源100份资源的98项个性数据和30项共性数据的数据库，筛选出一批丰产、优质、抗逆、鲜食等性状优异的种质资源。

在进行表型农艺性状评价的过程中，不仅参考王力荣的《桃品种资源描述规范和数据标准》，同时结合山西桃不同生态环境下现实条件进行综合评价，筛选符合山西生态条件下的桃新品种。

2.2 加工农艺性状的鉴定评价

桃加工性状的评价主要是依据桃果实农艺性状评价的基础上进行的简单的初加工，主要包括制罐、制干、制浆、制脯、制汁等方面的小型试验，并对桃品种加工性能的鉴定，同时对加工产品进行相关评价，

以及对桃品种的加工方向进行初步探索，确定适宜加工的相关指标，为桃品种发展和中试提供数据支撑。桃树的深加工技术仍需要进一步的研究和探索，特别是对于桃在生长过程中的不同阶段，其中某种化学成分的积累和提炼，为人类所需求和应用，例如桃花瓣中的花香成分和含量，桃胶中的营养成分含量，桃果实香气成分等。对于桃树的深加工仍需科技工作者加倍研发。目前已经完成60份种质资源的初步鉴定评价，为下一步加

工型桃品种的选育提供坚实的基础。

2.3 观赏农艺性状的鉴定评价

桃观赏性状的鉴定评价主要是依据桃品种的花瓣颜色、大小、重瓣、花期长短、曲枝、垂枝、生长特性等进行鉴定评价，特别是对桃品种花、枝条、树形、果实等的观赏性进行初步的鉴定评价，对观赏桃品种资源的观赏性进行综合评价，为观赏桃的选育和推广提供数据支撑。目前已经完成20份种质资源的初步鉴定评价，为下一步观赏桃的筛选提供参考。

2.4 特殊农艺性状的鉴定评价

桃树的利用除了以上的应用价值以外，种质资源的抗逆性、不同部位的药用特性、树体材质应用等仍需要更加广泛地试验研究，如何充分挖掘桃树的潜在价值和应用市场仍需要一代一代科技工作者的不断探索。

除了以上所述之外，桃树的最佳环境条件、土壤条件、水分条件、不同桃栽培模式等均需要不断地研究探索。

3 山西桃的研究进展

3.1 新品种选育研究

山西农业大学果树研究所从50年代起建立的试验站开始对山西省果树资源和生产开始调研。60年代开始引进和培育新品种以及芽变类型，在生产和研究上积累了大量的经验和成果。70年代为了更加深入的研究成立了桃新品种选育研究小组，结合果树资源的收集、保存和鉴定，不断收集国内外桃品种，结合国内形势开始培育早熟和极早熟品种。

为了更好地开展试验、系统研究和桃新品种选育，1980年建立桃品种资源圃，为新品种选育提供优良亲本，为生产提供丰产优质的品种，

山西省果树研究所选育的‘金星[6]桃获得山西省科技进步二等奖。‘早金和‘端玉[7]获得山西省科技进步三等奖。山西桃产业的发展随着新品种的选育和推广进入了一个发展的快速通道。90年代结合与国外交流的深入，不断引进了美国、意大利等国家的桃和油桃品种，李志平[8]等先后从意大利引进并筛选出早熟品种意大利1号、晚熟品种意大利2号、中熟品种意大利4号，为国内杂交选育提供外來的种质资源。油桃新品种选育与研究开始步入快速发展阶段，并选育出‘霞光[9]油桃，‘锦玉[10]，‘脆玉[11]及‘秋露蜜[12]等一大批优良品种和单系。

进入21世纪以来，前期积累的杂交后代逐步被筛选出来，一大批桃新品种不断推出，其中‘金秋[13]2005年获得山西省科技进步二等奖，‘晚金[14]2007年获得山西省科技进步二等奖。新品种在生产中的应用为果农带来了巨大的经济效益，同时为山西桃产业的发展做出积极贡献。其中‘艳霞[15]在2019年‘瓦房店杯全国优质桃品鉴会荣获金奖;‘晋红蜜桃在2017年荣获‘新沂杯全国优质桃品鉴会金奖;‘晋虞蜜桃[16]在2018年‘秦安杯全国优质桃品鉴会获得银奖。山西桃的品质得到了与会专家的一致认可，也为山西桃走向全国提供了一个很好的展示平台。2021年中熟、耐贮运桃新品种‘署脆红[17]选育研究获得山西省科技进步三等奖。

为了能解决早熟桃胚发育不全，提高杂交后代出苗率，李安根[18]等采用胚培养的方法接种发育在73～88 d的早熟桃种子，3年来平均发芽率为65.1%，成苗率45%，盆栽成活率在95%以上，胚苗根发达的盆栽成活率达100%。

李振敏[19]等采用74-9-17优系、早香玉、金星、大久保3个品种为材料，采用徒手切片法对花芽分化进行观察，初步将花芽分化分为6个时期：未分化期、花芽分化始期、花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期、雌蕊分化期，为顺序性分化。同时提出花芽分化也需要一定的环境条件。

陈双建[20]等对7个类型30个杂交组合桃杂种后代果实重量分布情况进行了研究，进行了相关试验，结果表明：桃不同组合类型中，大果×大果、大果×中果、中果×大果、中果×中果、中果×小果、大果实生和中果实生的杂种后代出现小果、中果、大果的分离比率分别为：0：2：1、1：4：1、1：4：1、2：3：1、1：6：3、2：4：1。桃果实的狭义遗传力为h2=0.4403，后代种果实重量偏小的现象明显。在不同组合类型中，以大果×大果和大果实生后代获得大果的比率较高，分别为30%和30.47%。

陈双建[21]等为比较不同货架期‘署脆红桃的果实质地变化，

进行了相关试验，结果表明，‘署脆红桃在货架期随着时间的延长，果皮穿刺强度（果皮硬度）、果肉坚实度和果肉纤维指数（细度）逐步下降;果皮韧性和果皮破裂距离（果皮脆性）先上升后下降;在货架期间‘署脆红桃果实放置时间至少可达20 d。

黄丽萍[22]等以16个桃品种为试材，研究不同品种桃果实硬度与其果实性状之间的关系。结果表明，桃果实的果肉硬度与维生素C含量呈极显著相关性，相关系数为0.72;桃果实果皮硬度与维生素C含量呈显著相关性，相关系数为0.52;桃果实果肉硬度与可溶性果胶含量呈显著相关性，相关系数为0.58;不同品种桃果实的维生素C含量与可溶性果胶含量呈显著相关性，相关系数为0.58。

陈双建[23]等用0、0.35、0.7、1.0 mmol/L水杨酸（Salicylicacid，SA）溶液浸泡5 min，在0 ℃的低温下贮藏28 d，然后转到20 ℃下3 d（模拟货架期）。结果说明，水杨酸能减轻桃果由于冷贮发生的冷害与诱导提高抗氧化系统抗坏血酸—谷胱甘肽循环的活性有关，适宜浓度的水杨酸处理可能是提高桃果实冷藏性的有效措施。

我们以55个桃品种资源为试材，进行果实香气测定，结果表明果实香气不仅与果实成熟度有关，也与果实管理过程中的土壤、光照、水分等相关，提高果实品质应全方位考虑果实生长发育的生理特性以及外界环境对果实的影响。

宋艳波[24]等以野生毛桃（Prunus persica）和17个桃品种和品系为试验材料，通过PCR与RT-PCR克隆PpCBF2基因;并利用qRT-PCR分析‘早红霞和‘大久保叶片中PpCBF2在低温下的表达特性。结果表明：1）毛桃PpCBF2基因的DNA和cDNA全长序列均为894bp，开放阅读框为690bp，编码229个氨基酸并且含有CBF家族的AP2/EREBP功能域;2）供试的17个桃品种和品系的PpCBF2基因核苷酸序列全长和编码氨基酸数目与毛桃相同，但有9个品种发生1～2个氨基酸位点突变：其中‘白芒蟠桃‘81715和‘大久保的突变发生在N-豆蔻酰化位点或酪蛋白激酶II磷酸化位点;‘意大利3号‘寒露蜜和‘B6832的突变发生在AP2/EREBP功能域;3）‘早红霞和‘大久保PpCBF2基因均被低温诱导，品种间表达水平有显著差异。综上，该基因在桃品种间进化较为保守，但少数品种基因功能位点发生了突变;该基因被低温显著诱导，与抗冷性有关。

赵雪辉[25-26]等以9个不同桃品种1年生枝条为试材。通过在-5 ℃，-10 ℃，-15 ℃，-20 ℃，-25 ℃，-30 ℃处理24 h后，测定不同低温胁迫下桃枝条的相对电导率。结果表明：随着温度下降，相对电导率逐步上升，呈S型变化;不同桃种类间抗寒性表现为毛桃>蟠桃>油桃;不同桃品种间依半致死温度其抗寒性表现为早露蟠桃>金秋>早金>锦霞>瑞蟠4号>瑞蟠3号>晚金>大久保>艳霞。

桃新品种的选育研究随着时代的节奏和前人不断地积累，每个发展阶段的任务和生产需求不同，科技攻关的方向也在不断变化，如何能把握好满足人们日益增长的果品需求和加工产品的需求，对科研工作者也是不小的挑战。

3.2 桃树栽培模式的变化

树形的研究不仅是栽培技术的综合表现，更是对树体充分了解、认识、合理利用并为果农服务的基础研究，合理树形的应用不仅可以提高树体产量和果实品质，也可以提高果实的商品率和成熟度。

陈双建[27-28]等在2019年在对3种不同树形分析的基础上，提出桃树树形应主要参考以下几个方面：1）桃园整体结构适宜。2）树体结构合理。主要包括合理的负载量、合适的枝量、品种的特性（自然坐果率和果实大小）等性状。3）保持生长和结果的适度平衡，维持树形及结构。树体营养生长和生殖生长之间存在相互制衡的关系。

陈双建[29]等通过对设施桃和露地桃进行对比试验，认为通过调整树体生长结构，构建合理冠层，可增加树体光合產量。不同油桃品种果实固形物含量为11.60%～15.60%远高于设施条件下果实固形物含量（8.02%～12.66%）。不同油桃品种单株产量为11.36～12.27 kg，每667 m2产量估算为2 521.92～2 723.04 kg。制定了晋北地区设施桃技术规程，为设施桃发展提供依据黄丽萍[30]等通过对桃资源圃新梢及幼果晚霜冻害调查发现，幼果及新梢的受冻害程度与树体高度、地理位置均有一定相关性。结果表明，不同的果实类型中，普通桃幼果、新梢的冻害率比油桃分别低8.8%，7.7%;不同地理位置桃幼果、新梢冻害率之间存在显著差异，低洼地桃幼果的冻害率为94%，而高地的冻害率远远低于低洼地，仅为23%;不同树冠高度幼果、新梢冻害率之间存在显著差异，1.7 m及以上的幼果、新梢的冻害率分别为64%，37%，远远低于1.7 m以下的冻害率;不同方向幼果、新梢的冻害率存在显著差异，在西边幼果及新梢的冻害率仅为59%，18%，远远低于东边的82%，72%。

桃树萌发力强，发枝量大，成枝能力强，一般采用三大主枝形，该树形光照条件好，易管理，结果快、丰产性也能满足生产需求，深受广大果农的喜爱。但是该树形结果面积平面化，在相同面积的情况下，结果高度被严重压缩，也就大大降低了结果体积。而且桃树枝条生长势逐年衰弱，树体内部逐步空虚，结果部位外移，加上桃树修剪量过大，每年生产大量枝条被剪掉，造成巨大的无效生产。随着20世纪90年代温室桃的逐步兴起，桃树三大主枝形在有限的空间内的巨大浪费引起了人们的重视，主干型桃随之兴起，但由于对主干型的认识不足，对主干型桃的管理随着生产的不断进步，也正不断完善。

4 山西桃主要问题和建议

4.1 主要问题

4.1.1 资源消失步伐正在加快

山西地形复杂，小气候环境较多，随着城镇化和气候变暖地方品种逐步消失，一些优异的地方资源和特殊优良性状逐步减少，资源的多样性正遭受前所未有的威胁。特别对一些原生态的野生资源和野生种需要尽快收集保存，由于人员、资金、制度等等原因，无法形成有效保护机制，随时会消失。

4.1.2 资源评价手段滞后，优势基因没能利用

现有手段仅限于表型性状鉴定和特殊性状的利用，很难满足新品种选育对特异资源和优势性状的内在联系和综合利用，特別是实验条件和设备等不完善，专业化、智能化、标准化的鉴定评价仍需科技工作者加倍努力，在基因水平的鉴定评价还远远不够，对重要性状之间的关系仅处于较低水平。

4.2 资源利用建议

4.2.1 强化种质资源收集保存

桃种质资源的重要性毋庸置疑，尽快建立山西省果树种质资源保护圃，专人专项经费维持资源的多样性，充分利用国家第3次资源普查的时机，尽快系统化开展山西省桃优异资源的全面普查，逐步摸清桃在山西的扩散路径，寻找桃在山西不同地方的优异地方品种。为山西桃产业发展提供强大的资源支撑，找到适合山西发展的优异桃资源，为杂交选育、实生选种提供亲本。

4.2.2 加强资源评价和利用

以山西农业大学果树研究所，园艺学院和地方农业农村局等各方科研院所和地方研究单位相互结合，形成全省统筹，相互补充，分工合作的资源评价平台，对山西各地的地方品种和野生种进行全面的表型性状鉴定和评价，筛选符合市场需求的优良地方品种，直接小范围利用。对于一些特殊性状的地方品种可选为亲本进行杂交或者实生选育。有条件情况下，可深入研究。

参考文献

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