胡晓亮，孟丽梅，杨海静，刘瑞芳，吕树作，霍 红，王治军

（洛阳农林科学院，河南 洛阳 471000）

通过开展作物种质资源普查与收集,明确不同农作物种质资源的品种多样性和演化特征,预测今后农作物种质资源的变化趋势,丰富我国农作物种质资源的数量和遗传多样性,不仅能够防止具有重要潜在利用价值种质资源的灭绝,而且通过妥善保存,为未来国家生物产业的发展提供源源不断的基因资源,提升种业的国际竞争力[1]。

1 自然条件

1.1 地理位置及地形地貌

洛阳市位于豫西,属于东秦岭褶皱系,地理坐标为东经112°16′～112°37′,北纬34°32′～34°45′。总面积1.52 万hm2,地势西高东低,山川丘陵交错,地形复杂。其中山区占45.5%,丘陵占40.7%,平原占13.8%。伏牛山自西南横贯南部,外方山为东南屏障,熊耳山自西南斜贯中部伸向东北,崤山位于西部。伏牛山海拔1500～2000m；外方山为伏牛山分支,海拔600～1 000 m；熊耳山海拔1 500～2 000 m,为伊、洛河分水岭；崤山海拔1200～1800 m。境内最高点为海拔2 212.5m 的伏牛山主峰老君山[2]。

1.2 气候特征

洛阳市属暖温带大陆性季风气候,年均气温12.2～24.6 ℃,无霜期210 d 以上,年降水量528～800 mm,年日照2 200～2 300 h,空气湿度60%～70%。主要自然灾害有旱、涝、雹、暴雨、干热风等[3,4]。多样的地理气候环境,造就了洛阳农作物的丰富多样性。

洛阳市10 个县(市、区)果树地方品种和野生资源十分丰富,不少果树种质资源分布在山区林地,避免了人为的破坏,资源得以保存。一些乡镇还有树龄超过千年的果树资源。调查研究当地果树资源,为更好的保护和利用提供科学依据。

2 调查内容及方法

依照2020年洛阳市农业农村局印发关于《洛阳市第三次全国农作物种质资源普查与收集行动2020年实施方案》的要求,洛阳市各县(市、区)农业农村局具体实施、组织对辖区内的古老、珍稀、特有、名优作物地方品种和野生近缘植物种质资源进行普查与征集。洛阳农林科学院负责农作物种质资源普查与收集行动技术指导工作。征集的果树种质资源枝条统一送交国家各果树种质资源圃保存。

2.1 调查准备

各县区农业农村局组建专业调查与收集队伍,翻阅当地地方志、技术报告、论文、专著,查找国家/地方种质库/圃资料,了解当地的种质资源,有目的性地前往资源丰富的乡镇进行普查。走访重点乡镇不同年代的代表性人物、技术人员、对种植富有感情的农户等。

2.2 实地调查

实地调查、观察、分析各种果树种质资源的品种名称、种植历史、品种性状、加工利用情况,对每一个果树品种进行标号,填写征集表,并对收集的每一份资源进行采集点经纬度定位,同时拍照(生境、整株、单果、提供人、加工利用照片各一张)取样。

3 结果与分析

2020—2021年底,洛阳市10 个县(市、区)农业农村局开展普查与征集行动以来,共普查到农作物种质资源316 份,其中果树资源145 份。

3.1 果树种质资源的种类

对普查到的资源进行分类统计: 地方品种105份,占比72.4%；野生资源36 份,占比24.8%；选育品种资源4 份,占比2.8%(图1)。

图1 种质类型占比图

不同物种间差异较大。145份果树资源包括20个类型: 柿树52份,占比35.86%； 梨树23份,占比15.86%；猕猴桃12份,占比8.28%；杏树11份,占比7.59%；核桃8份,占比5.52%；枣树8份,占比5.52%；葡萄6份,占比4.14%；柑橘4份,占比2.76%；桃树3份,占比2.07%；石榴3份,占比2.07%；山楂3份,占比2.07%；樱桃2份,占比1.38%；板栗2份,占比1.38%；李子2份,占比1.38%；杈把果1份,占比0.69%；欧梨1份,占比0.69%；枳子1份,占比0.69%；桑树1份,占比0.69%；苹果1份,占比0.69%；八月瓜1份,占比0.69%。

3.2 果树资源的分布

如表1所示,在洛阳市10 个县(市、区)中,新安、栾川、洛宁、嵩县等山地较多的县果树资源比较丰富,新安县27 份果树资源占洛阳市果树资源的18.6%,栾川县20 份占比13.7%,洛宁县和嵩县各有18 份、均占比12.4%。图2所示,宜阳接圆核桃(a),栾川野生猕猴桃(b),嵩县欧梨(c),新安县的山葡萄(d)、千年樱桃(e)、将军帽柿子(f)、杏梅(g),孟津五香梨(h)。

表1 洛阳市收集果树种子资源各县区分布情况

图2 洛阳部分种质资源

3.3 洛阳市果树种质资源的植物学分类

洛阳收集的145 份果树种质资源隶属于12 科19 属31 种。收集数量最多的是柿树科,52 份,占比35.8%；其次是蔷薇科,46 份,占比31.7%；再次是猕猴桃科,12 份,占比8.3%(表2)。

表2 洛阳市收集果树种质资源种类和数量

3.4 几个种质资源的利用情况

3.4.1 柿子

洛阳市共收集柿树科种质资源52 份,均为地方品种,由于柿树资源往往分布在地头沟边,分布广泛,不占用耕地,避免被砍伐,所以得以保存下来。其中,栾川县白土乡柿子资源比较丰富,当地海拔高、气温低、昼夜温差大,对植物的单性结实非常有利,所以这里的柿子种质资源多为无核柿子。2004年被国家质量监督检验检疫总局授予栾川白土无核柿及其制品国家地理标志产品保护。利用当地丰富的无核柿子资源,成立柿子加工省重点龙头企业一家,主要加工无核柿子醋、无核柿子饮料、柿叶茶、鲜柿子、柿饼,效益较好(图3)。

图3 洛阳市栾川县白土镇柿子企业产品及加工

3.4.2 梨

蔷薇科中梨资源比较丰富,共收集23 份,主要分布在孟津区和洛宁县。

梨主产于孟津区会盟镇及周边村屯,古时曾为贡梨,有2000 多年的栽培历史。普查过程中发现一珠240年树龄的‘酥梨’品种,当地称为‘天生伏梨’,仍长势良好。孟津梨果实中大,平均单果重200g 左右,最大300g,外观呈短葫芦形,皮黄绿色,果点小,外观美丽。果肉鲜美,汁多,味甜,石细胞少,质地细脆,落地即酥。上述特点造就了孟津梨知名度高、销售好,成为当地主导产业之一。

洛宁县普查到的沙梨资源‘金珠沙梨’,又称‘金珠果’,是由当地的野生沙梨资源改良而来,2013年被国家农业部认定为“地理标志产品”,在当地已经形成重要产业(图4)。其果皮颜色金黄,果实鲜嫩酥脆,水分很多,基本上没有果核,果肉富含果糖,还有人体所需的18 种氨基酸、维生素、钙、镁、锌、铁等几十种有益成分,可溶性固形物总含量高达17.6%。

图4 洛阳市洛宁县开展金珠沙梨采摘活动

3.4.3 樱桃

蔷薇科樱桃属樱桃种种质资源中,只收集1 份,分布在新安县五头镇马头村樱桃谷中,谷中还有百年、千年樱桃古树资源2000 余株,是我国现存最大的樱桃古树群落,2017年传统樱桃种植系统被认定为中国第四批农业文化遗产。新安樱桃目前是国家地理标志农产品。2019年新安樱桃被成功认定为全国名特优新农产品,2021年被河南省农业农村厅评为2020年度河南省农作物种质资源普查与收集十大重要成果之一。

千年樱桃古树树高8 m,主干地围140 cm,冠幅东西16m,南北14m,品种为“中国樱桃”,树龄1400年左右。该樱桃古树3月初开花,4月下旬成熟,单果重1.5 g,果实红色,风味甜酸,果柄中长,自花结实,抗病性强,耐旱抗寒,品质优良。成熟早,有“鲜果第一枝”美誉,既可食用又可药用。樱桃性温,味甘微酸,入脾、肝经。其营养成分非常丰富,有蛋白质、脂肪、糖、碳水化合物、粗纤维,钾、钠、镁、钙、磷、铁,维生素A、胡萝卜素、硫胺素、核黄素、尼可酸、抗坏血酸等。此外,还具有祛风除湿、补血养气、活血润肤、促进血红蛋白再生、养颜驻容等食疗作用(图5)。

图5 洛阳市新安千年樱桃古树

4 讨论与建议

4.1 洛阳市果树种质资源丰富，但丧失日趋严重

2020—2021年的第三次全国种质资源普查工作,洛阳市相关工作已经完成。2020年以来,市、县、乡镇普查与收集工作,共走访近100 个乡镇500 多个行政村,行程8 万余公里,走访农民群众2 000 余人。

在普查走访过程中了解到,许多果树种质资源现在已经找不到,资源数量减少。主要原因,首先是果树种质资源保护意识不强,随着市场经济的发展,我市城乡一体化高速发展,一些果树资源由于占用农田和涉及建筑用地,往往被人为地直接砍伐。其次,由于大量果树新品种的选育,产量及品质均优于野生品种,导致野生果树资源不被重视,人们自愿保护和利用野生资源的欲望随之降低。三是由于荒山丘陵及土地开发进程加快,导致野生果树资源和一些古老品种不断流失。四是城镇化的快速发展,导致农村人口大量涌入城市,乡村从事农业的人越来越少,一些老一辈留下来的果树资源,由于缺少管理和繁殖,导致一些果树品种死亡消失。

4.2 果树种质资源保护的重要性和意义

我们国家现在已经站在了新的历史发展阶段,对农林产业拥有更高的发展要求。习近平总书记多次强调,一定要打赢种业翻身仗,攻关农林产业“卡脖子”技术,扛牢保障粮食安全的重任。而种质资源是种业发展的基础,它是由亲代遗传给子代的原始遗传物质,是种业的“芯片”。如果说育种专家是“巧妇”,种质资源就是“米”。“巧妇难为无米之炊”。要想打赢种业翻身仗,收集保护各类种质资源是必须要打好的“第一仗”。往小范围讲,没有大量的果树种质资源作基础,再先进的育种技术和保障条件,也不能凭空培育出新的果树品种。通过开展农作物种质资源系统调查与抢救性收集,明确不同果树种质资源的遗传多样性和演化特征,预测今后果树种质资源的变化趋势,丰富我国果树种质资源的数量,不仅能够防止具有重要潜在利用价值果树种质资源的灭绝,而且通过妥善保存,能够为未来国家生物产业的发展提供源源不断的基因资源,提升种业的国际竞争力。利用优良种质资源的一些特性,可以进一步改良现有品种,培育优良新品种。如新安县果树种质资源 ‘将军帽’ 柿子,为洛阳农林科学院收集并调查的一个优良资源和特色优良单株,经过引种驯化及栽培利用,已被国家林业和草原局审定为良种,可在全国大范围推广种植,有效地提高了果树资源的应用价值,丰富了柿树资源,带来了一定的经济效益。

4.3 保护果树种质资源的建议

通过此次全市种质资源普查的统计分析,提出几点建议。

一是加大宣传和科普力度,让人们意识到种质资源保护的重要性,真正认识到种质资源是我们留给下一代的宝贵财富。号召全体人民提高保护意识,参与果树种质资源的保护过程,实现资源普查与收集的全民性和常态化。每个果树品种都有其独特的遗传基因,尽管目前可能没有表现出优良性状,但是潜在的利用价值仍有待挖掘。种业竞争的本质是科技之争,焦点是资源之争。谁拥有更多的种质资源,谁就掌握选育更优品种的优势和种业竞争的主动权。因此,加快果树种质资源的全面普查和抢救性收集、妥善保护携带重要特性和基因的果树种质资源至关重要。

二是从政府到各级农业部门都应该高度重视,强化政策和资金的保障性支持,加强对珍稀濒危的果树种质资源原生地的保护力度,以及收集保存和驯化力度,建立一定规模的果树种质资源圃和驯化繁育基地,改扩建已有的老旧农林业种质资源保护区、资源圃、种子库等,对硬件设施进行提质升级,加强保护能力建设。完善资金保障链,设立种质资源保护专项资金,解决种质资源收集保护工作人员的后顾之忧,保障种质资源保护过程中人力、物力、财力的多方支持。

三是相关的农林科研单位和技术行政部门要发挥科研职能作用,加强对收集到的果树种质资源的鉴定与评价,充分研究、开发稀缺濒危果树种质资源的潜在价值,加强对地方品种改良、提升等关键技术的研究与应用,挖掘优异性状和基因,进一步高效利用地方特色资源和野生资源,从食用、药用等多方面提升果树品质,提高经济价值,带动产业效益,真正让资源“活起来”。