软枣猕猴桃果树学方面研究进展摘要:本文对软枣猕猴桃的资源、分布、育种、组织培养、栽培技术、解剖学研究以及贮藏加工等方面的研究现状,了解软枣猕猴桃是具有很高营养价值与经济价值的野生浆果类果树,为软枣米后头今后进一步开发利用及研究提供基础数据关键词:软枣猕猴桃;资源;育种;组织培养;栽培技术;贮藏加工软枣猕猴桃(Actinidia arguta Sieb. et Zucc. ) ,又名软枣子,猕猴梨,藤瓜,属于猕猴桃科(Actinidiaceae)、 猕猴桃属(Actinidia)多年生落叶藤本植物软枣猕猴桃喜凉爽、 湿润而肥沃的土壤,多攀缘在阔叶树上软枣猕猴桃的茎部叶片和叶柄常不具毛,浆果外面无斑点,叶片互生,其大小和外形与苹果树叶相似花为白色,较小,具有百合的甜香气,是很好的蜜源植物果实翠绿无毛 ,清香爽口 ,柔软多汁, 富含 VC ,每百克含量高达 450mg/ 100g ,是苹果和梨的 80~100 倍, 柑桔的 5~10 倍[1]软枣猕猴桃为雌雄异株植物猕猴桃享有 “水果之王” 美誉,其丰富的营养价值远胜其它水果 软枣猕猴桃果实不仅富含各种氨基酸和维生素,具有多种医疗保健功效,同时也是城市绿化的好树种。
随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们越来越重视生活的质量问题,所以,软枣猕猴桃的开发利用迫在眉睫1 资源与分布猕猴桃(Kiwifruit)为猕猴桃科(Actinidiaceae)、 猕猴桃属(Actinidia)攀缘灌木植物种群,全世界猕猴桃属植物共有 66 种,中国分布有 62 种软枣猕猴桃是 9 种光果猕猴桃种类之一[2]软枣猕猴桃是猕猴桃属中在中国地域分布最广泛的野生果树之一分布于东北、 华北、 西北及长江流域各省,朝鲜、 日本、 俄罗斯亦有分布,但以我国东北三省的资源最为丰富,其中,小兴安岭和长白山山区较多见在陕西、 云南等地也有分布[3] 自生于阴坡的海拔 100-2000m 处[4]2.遗传育种方面国外对软枣猕猴桃资源的开发利用较早,且对其进行了大量的研究工作据报道,新西兰已培育出一些软枣猕猴桃品种,美国和智利把软枣猕猴桃作为“baby-kiwi” 已大量人工栽培并出口到日本等国销售[5]在软枣猕猴桃开发利用中,日本处于领先地位,片冈等人[5]对日本境内分布的软枣猕猴桃资源进行了详细的调查,发现日本各州县分布的软枣猕猴桃有 2 倍体、4 倍体、6 倍体、7 倍体和 8 倍体,倍数性上有很大的变异性。
日本利用这些资源至今培育的软枣猕猴桃品种多达 9 个(峰香、 香粹、 里泉、 山形娘、 雪娘、 花之井、 茂绿、 光香、 信山)[6]我国软枣猕猴桃资源非常丰富,但开发利用还很少,至今选育的软枣猕猴桃品种只有两个即中国农科院特产研究所与吉林省集安县复兴林场于 1993 年从野生软枣猕猴桃中选育而成的‘魁绿’ 、 ‘丰绿’两个品种以及优良品系 9701、8134[7];此外,有辽宁省丹东林科所从野生软枣猕猴桃中选出的‘辽丹-134’及辽宁省恒仁县林业局从野生软枣猕猴桃中选出的‘辽恒-8301’两个品系[8]同时还有辽宁省清原县筛选出辽清 8401、辽清 8405、辽清 8406、辽清 8410、辽清 8411、辽清 8413、辽清 8501、辽清 8301 等很多优良株系[9]软枣猕猴桃一般为 4 倍体,染色体 116 条(2n =116 ,4X)[8],然而对不同生态地区分布的染色体倍数性变异的种类、 范围、 地区分布和性质等方面的研究未见报道分子标记是检测种质资源遗传多样性的有效工具,通过 RAPD 技术对群体的遗传变异,从分子水平上研究群体的遗传多样性,探讨种内及其近缘种属植物的起源、 进化[10]。
路文鹏等[11]对东北原生种猕猴桃的软枣、 狗枣及葛枣猕猴桃种质进行了 RAPD 研究并建立了指纹图谱,确定了种间亲缘关系和种内雄株与雌株之间遗传距离黄岳,朴一龙,王琳[12]以长白山区 8 个县市 3O 个取样点采集的软枣猕猴桃样品叶片为试验材料,利用RAPD 技术对其进行遗传多样性分析用 14 个 RAPD 引物共扩增出 104 条带,其中多态带 占 82% 聚类分析结果表明:长白山区野生软枣猕猴桃各居群样品存在一定程度的地理区域聚类趋势,表明遗传变异与地理距离间没有显著的相关性朱道圩等[13]成功地将绿色荧光蛋白(GFP)基因导入了软枣猕猴桃原生质体,并获得了瞬间表达3 组织培养与快繁技术长期以来 , 由于人类对软枣猕猴桃果实无计划掠夺式的采摘 , 致使资源遭到严重破坏 , 蕴藏量和可采量锐减 , 资源濒临枯竭利用组织培养节省试材 , 不受季节、地域等条件的限制 , 且可在短期内提供大量优质苗木的优势组织培养中,玻璃化苗比较常见,如非洲菊[14]、芦荟[15-17]、毛白杨[18]、草莓[19,20]、香蕉[21]、番木瓜[22],等等软枣猕猴桃 (Actinidia arguta Plangch. exMiq.)是一种山区野生浆果,具有较高的营养价值和经济价值,也是我国珍贵的抗寒果树资源[23]。
在茎段培养中,较易产生玻璃化苗因此,郑小华、廖明安、李明章[24]等以 MS 为基本培养基,研究生长调节剂、琼脂、光照、温度等因素对光叶楮试管苗玻璃化的影响结果表明,最佳生长调节剂的配比为 1.0mg/ L BA + 0.5mg/ L NAA、琼脂浓度 7.0— 8.0g/ L、光照强度 3000 lx、培养温度 25℃该优化培养条件能有效防止玻璃化苗的发生,获得较高的增殖系数和较健壮的苗木,且能降低生产成本王际轩等(1982)[25]以软枣猕猴桃成熟胚和生长枝顶芽为外植体,对组织培养繁田新华[26]等以软枣猕猴桃腋芽为材料,研究了扩繁增殖和生根的最佳条件结果表明,增殖培养基以 MS + 6·BA0.5mg/L + ZT1mg/L 为好,增殖倍数可达 4100 倍;生根培养基以MS + BA 0.2mg/L 较好,生根率达 87.0%洪树荣(1981)[27]以软枣猕猴桃叶片和茎段为材料,对愈 伤组织诱导和植株再生作了研究,发现软枣猕猴桃愈伤组织诱导率不高(茎段外植体的为 50%),愈伤组织分化率低(仅 11.5% )芽分化系数也低(每块愈伤组织一般仅分化一个苗)张远记,钱迎倩[28]从软枣猕猴桃试管苗茎段和叶片诱导出愈伤组织并得到再生植株。
茎段外植体容易愈伤化但其愈伤组织难以分化,叶片外植体不易愈伤化,但其愈伤组织容易分化 MS 培养基分别附加 BAP(0.5,1.0 和 2.0 m/L) 、Kin ( 0.5,1.0 和 2.0mg/L) 、 TDZ( 0.0001,0.0l 和 1.O mg/L) 或 CPPU(0.00025、0.025和 2.5mg/L, 配合 IAA0.1mg /L)都不能诱导芽的分化,而 MS 附加玉米索(0.5,1.0,2.0 和 3.Omg/L)能有效地诱导芽分化,其中以 2.Omg/L 玉米素效果最好朱道圩[29]等以软猕猴桃叶片、叶片愈伤组织为材料,研究了影响原生质体分离和培养的因素结果表明,原生质体分离,酶液配方 2 优于配方 1,成龄叶片优于幼龄叶片;培养方法以浅层培养法最好;改良 MS 液体培养基培养愈伤组织原生质体,5~7 出现第 1 次细胞分裂,14 d 出现第 2 次细胞分裂,30 d 形成多细胞团,55 d 形成肉眼可见的小愈伤组织4 栽培技术方面的研究我国科学工作者为了对软枣猕猴桃进行驯化栽培,在栽培技术方面进行了大量的研究工作软枣猕猴桃不仅可利用休眠枝扦插繁殖[30],而且可进行绿枝扦插繁殖[31]、硬枝水扦插育苗[32]。
张远记[28]从软枣猕猴桃试管苗茎段和叶片诱导出愈伤组织并得到再生植株软枣猕猴桃果实的生长曲线为双 S 型[33]赵淑兰等对软枣猕猴桃花芽形态分化时期进行了详细的观察和描述[34];PP333 对软枣猕猴桃生长发育的影响研究结果表明,PP333可显著地降低新梢长度、 增加中短枝比例,抑制生长的效应可延续到翌年并可显著地增加花芽数量[35]吴泽南等[36] 、孙宪忠等[37]对软枣猕猴桃修剪技术进行过研究探讨日本香川大学的片冈教授对软枣猕猴桃染色体倍数性研究方法[38]、 不同倍数性之间的授粉效果[39]、 低温需求量[40]等进行了详细的研究另外,金振国等[41]研究了 CPPU 对软枣猕猴桃果实的膨大效果,White 等[42]对 14 种猕猴桃果实软化特性进行了评价病虫害方面,史树森等[43]发现大草蛉为害软枣猕猴桃对于应用于生产的栽培技术方面的研究,王晓东[44]等从育苗、建园以及田间管理等方面做了系统的阐述李希才[45]等通过对软枣猕猴桃优树及伴生树种的选择,结合科学的管理 ,解决了软枣猕猴桃树体矮化及高产栽培技术关键由于软枣猕猴桃生长地环境气温较低,因此还进行了北方地区保护地栽培技术[46]的研究,腋芽防冻保护措施[47],以及山地人工栽培技术[48]的研究。
5 成分分析方面的研究软枣猕猴桃富含各种营养成分,具有各种医疗保健功效软枣猕猴桃茎化学成分分析中,石钺等[49]得到的挥发油成分中含有大量的酯类化合物,而萜类化合物几乎没有,这一点与一般药用植物中的挥发油有所不同;赵衡等[50]离得到乙酰齐墩果酸、 乌苏酸、 胡萝卜甙,其中乙酰齐墩果酸系首次从该植物中分得软枣猕猴桃根化学成分的分析,金永日[51]等分离鉴定软枣猕猴桃根化学成分,分得 4 个化合物,分别鉴定为 β-谷甾醇,毛花猕猴桃酸 B,2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸和胡萝卜苷;杨忠辉[52]等采用气相色谱——质谱联用仪(GC-MS) ,经 WILEY 质谱库检索及核对有关标准图谱及数据[53,54]首次分离鉴定了软枣猕猴桃根挥发油中的 17 种成分马月申等[55]对软枣猕猴桃果实营养成分的测定结果表明,软枣猕猴桃含有丰富的维生素 C,最高达 430.8mg/100g,并含有近 20 种氨基酸,各种氨基酸总和为 1215.89 mg/100g,以及 20 多种无机元素此外,翟延君等[56]对软枣猕猴桃各组织器官的微量元素含量进行过测定;张兰杰等[57]研究发现软枣猕猴桃果实含丰富的 SOD。
6解剖学研究王立军[58]研究表明,根初生结构表皮细胞排列紧密,一部分细胞的外壁向外延伸形成根毛;皮层发达,细胞间隙明显,内表皮具微弱的凯氏带,通道细胞不明显;星状中柱,初生结构具有微弱的髓根次生结构皮层与中柱之间存在一层狭窄的特殊的增厚不均匀的环带细胞[59],根的次生木质部导管底壁倾斜,梯状穿孔板;木薄壁组织丰富,有离管型,也有傍管型;木射线为异形;次生韧皮部的薄壁组织中有大型内含簇生针状结晶的异细胞,筛管具复筛板,无伴胞;在次生韧皮部中存在分散的石细胞群肉质根的次生结构中具有发达的皮层薄壁组织,这种组织的存在是根蘖茁多发生于肉质根的原因所在Metcalfe[60]研究表明茎初生结构表皮毛缺如;皮层厚角组织排列紧密,薄壁组织细胞间隙小并散生有大型的含蔟生针状结晶的异细胞;内皮层细胞内含淀粉粒;真中柱 王立军[61]等还对软枣猕猴桃茎次生维管组织进行了解剖学研究Metcalf 和 Chalk(1957)对猕猴桃科的木薄壁组织报道为离管分布、带状或有规律的束状,木射线为 Kribs 异形Ⅰ[60],景汝勤对中华猕猴桃的解剖研究中报道为木射线多为单列细胞组成,木薄壁组织离 管型,分散或为不规则单列[59],Takhtajan(1948)[62]曾报道了猕猴桃科的木射线为异型 I 等。
7 贮藏与加工技术研究屈慧鸽等[63]对软枣猕猴桃果实软化因素的研究结果表明,乙烯的生成,呼吸速率的提高与果实硬度的变化量呈负相关;淀粉的降解和果胶物质的转化是影响果实硬度下降的主要因素;此外还通过对不同采收期的软枣猕猴桃果实在贮藏过程中的硬度、营养成分的测定分析和感官特性的评价,表明随着采收期的推迟,果实含糖量增高,硬度下降,滴定酸、单宁和 V。