王大江，肖艷宏，高 源，孫思邈，李連文，張 飛，王 昆

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點實驗室，遼寧興城125100）（2 興城市鄉(xiāng)村振興服務(wù)中心）（3 巴彥淖爾市綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心）

野生種質(zhì)資源在蘋果屬植物遺傳演化和栽培蘋果品種改良中具有重要作用。隨著氣候變化、人為干擾等因素的影響，蘋果野生資源被破壞的情況越來越嚴(yán)重，搶救性收集、異位保存、原生境保護以及以利用促保護等工作對于保護蘋果野生資源具有十分重要的意義。

國外對蘋果野生資源的收集保存工作開展較早，其中保存數(shù)量較多的有美國吉內(nèi)瓦實驗站、英國愛丁堡皇家植物園、俄羅斯巴普洛夫斯克實驗站和邁科普實驗站等。美國在20 世紀(jì)80 年代末90年代初，開展了加拿大、哈薩克斯坦、中國、俄羅斯、土耳其、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦等地蘋果野生資源考察和收集，成為世界上蘋果野生資源異位保存多樣性最為豐富的國家。

我國自19 世紀(jì)50 年代初即開展了果樹野生資源的考察和收集，山東省果樹研究所、八一農(nóng)學(xué)院、西南農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北林學(xué)院等單位，先后對山東、新疆、四川和陜西秦巴山區(qū)等地進行了果樹種質(zhì)資源的調(diào)查[1-16]，蘋果屬植物野生資源并不作為重要調(diào)查對象。自1980 年農(nóng)業(yè)部建立國家果樹種質(zhì)資源圃開始，逐漸形成了系統(tǒng)專業(yè)的蘋果種質(zhì)資源收集、保存等保護利用體系，為蘋果屬植物野生種質(zhì)資源的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。本文以我國蘋果種質(zhì)資源圃保存的資源為線索，著重對近20 年蘋果野生資源的收集和保存工作進行了梳理，在收集類型、方式、利用等方面進行綜述。

1 蘋果屬植物野生資源的調(diào)查與收集

世界上蘋果共35 個種，其中野生種27 個，原產(chǎn)于我國的有21 個，作為蘋果屬植物的大基因中心，我國26 個省、自治區(qū)均有分布，其中以四川、云南、貴州三省和西藏東南部的種類最多，為蘋果屬植物資源多樣性中心[17]。

我國先后于1959 年[4]、1982—1984 年[1]、1983—1989 年[3]對新疆、四川、貴州的蘋果屬植物野生資源進行了系統(tǒng)調(diào)查，于1957—1960 年[5]、1983—1987 年[6]、1984—1987 年[7]分別對山東、陜西秦巴山區(qū)和貴州的野生果樹進行了調(diào)查，蘋果屬植物野生資源主要作為果樹資源的附帶內(nèi)容（表1），調(diào)查區(qū)域主要集中在西南的四川、西北的陜西和甘肅以及山東等地，為蘋果屬植物野生資源集中分布區(qū)。調(diào)查結(jié)果顯示，蘋果屬植物起源演化中心的四川種類最為豐富，分布15 個野生種，其次為貴州，分布12 個野生種；通過近30 年的調(diào)查收集，基本上明確了我國蘋果屬植物野生種的分布范圍，調(diào)查種類基本上覆蓋了我國分布的蘋果屬植物野生種。

表1 我國蘋果資源考察歷史信息

自2005 年起，“國家果樹種質(zhì)蘋果圃（興城）”所在單位中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所聯(lián)合新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所、伊犁州林業(yè)科學(xué)院、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所等單位，每年組織1 次以上的蘋果屬植物資源的調(diào)查收集，調(diào)查專一性和次數(shù)均有明顯提升[18-21]；在考察收集中，加強了特異、瀕危資源的集中收集，如連續(xù)3 年對新疆野蘋果的專項收集，對河北張家口廣泛種植的八棱海棠、平頂海棠、冷滾子、中國彩蘋等野生近緣種的針對性收集[20]，對山東沂水珍稀瀕危野生近緣種大歪把、一窩蜂、秋風(fēng)蜜的搶救性收集，對藏東南密集分布變?nèi)~海棠的收集，對黑龍江抗寒山荊子的針對性收集等[18]。通過專一性、系統(tǒng)性的考察和收集，蘋果野生資源的保存數(shù)量有了較大的提升，目前蘋果野生資源保存數(shù)量為700 余份，基本摸清了我國蘋果屬植物野生資源的生存狀況。

總體來說，新疆野蘋果在新疆新源、塔城等地分布密集，部分分布區(qū)遭受非生物和生物脅迫損失較為嚴(yán)重，過度采種是野蘋果缺乏自然更新的重要原因，種下類型存在一定程度的減少。山荊子自然分布范圍仍最廣泛，在調(diào)查區(qū)域內(nèi)均有分布，適應(yīng)不同生態(tài)條件的類型較多，在內(nèi)蒙古海拉爾扎蘭屯存在密集分布區(qū)，在東北地區(qū)作為行道樹和寒地砧木應(yīng)用較多。湖北海棠在湖北和山東分布較多，在湖北神農(nóng)架存在集中分布區(qū)，類型較為豐富，用于行道樹較多。其他野生資源如滄江海棠、變?nèi)~海棠、滇池海棠等多為區(qū)域分布類型，極少存在密集分布區(qū)，加上生存環(huán)境不斷惡化，流失的風(fēng)險不斷加劇。

2 蘋果屬植物野生資源的保存

我國十分重視蘋果野生種質(zhì)資源的保存，但是保存比較分散，主要以區(qū)域劃分，零散地保存在分布區(qū)的教學(xué)單位和科研院所。自20 世紀(jì)80 年代，在政策支持和資源工作者的不懈努力下，蘋果資源保存系統(tǒng)不斷完善，相繼建立了一批植物資源圃（庫），其中涉及蘋果資源的國家級資源圃有5 個?！皣夜麡浞N質(zhì)蘋果圃（興城）”為綜合保護圃，重點異地安全保存國內(nèi)及國外收集的蘋果屬種質(zhì)資源；“國家果樹種質(zhì)新疆名特果樹及砧木圃”重點保護新疆當(dāng)?shù)氐拿麅?yōu)蘋果品種及砧木資源；“國家果樹種質(zhì)公主嶺寒地果樹圃”重點保護我國寒地的耐寒小蘋果資源；“國家果樹種質(zhì)云南特有果樹及砧木圃”重點保護云南當(dāng)?shù)靥赜械奶O果及砧木資源；“國家果樹種質(zhì)新疆伊犁野蘋果圃”重點保護我國的新疆野蘋果資源。

2.1 保存方式與保存種

蘋果野生資源保存方式越來越多樣化，保存類型越來越多。除了圃地保存外，國家果樹種質(zhì)蘋果圃協(xié)助國家種質(zhì)庫進行了休眠芽和莖段超低溫保存技術(shù)研究，目前已經(jīng)可以實現(xiàn)部分資源的超低溫保存[22]。蘋果野生資源種下類型極其豐富，圃地保存將會給資源圃帶來極大的土地壓力，因此，借鑒美國對野生蘋果資源的保存經(jīng)驗，加強了蘋果野生資源的種子保存，既保證了遺傳資源的基因安全，又節(jié)省了土地和勞力資源。

在2000 年之前，我國的蘋果資源保存主要以國內(nèi)外選育的栽培種為主，野生種保存的數(shù)量較少，主要以種為單位進行保存。通過近20 年的收集，增加了我國野生資源種下類型和野生近緣種資源的保存，目前5 個資源圃的蘋果資源均有增加，增加的類型多以野生及野生近緣種資源為主，“國家果樹種質(zhì)蘋果圃（興城）”保存的野生資源，種下類型和野生近緣種占全部保存資源的50%以上。

2.2 保存數(shù)量與種下類型

據(jù)統(tǒng)計，2006 年，國家果樹種質(zhì)蘋果圃（興城）共保存蘋果資源1 000 余份，主要為國內(nèi)外的主栽品種[23]。隨后，持續(xù)加強對蘋果野生資源的調(diào)查和收集，截至2019 年底，“國家果樹種質(zhì)蘋果圃（興城）”共保存蘋果屬24 個種2 000 余份資源，其中野生資源保存數(shù)量為699份，占全部資源的34.82%，野生近緣種占全部資源的近20%；不僅新增了河南海棠、錫金海棠、窄葉海棠等野生種，種下類型也不斷豐富，如新疆野蘋果保存種下類型300 余份，山荊子種下類型200 余份。

原來姹紫嫣紅開遍，似這般都付與斷井頹垣。良辰美景奈何天，賞心樂事誰家院！朝飛暮卷，云霞翠軒；雨絲風(fēng)片，煙波畫船——錦屏人忒看的這韶光賤！

2.3 保存資源的生態(tài)類型

同種資源在不同生態(tài)區(qū)或者地理位置，因地理隔離及長時間的環(huán)境氣候影響，存在不同幅度的變異。近年來，我國加強了對蘋果野生資源不同生態(tài)區(qū)的保存，例如，山荊子保存有黑龍江、吉林等地的寒地生態(tài)類型，山西、甘肅等地的干旱、半干旱生態(tài)類型，內(nèi)蒙古根河流域的濕地生態(tài)類型等；新疆野蘋果保存有伊犁自治州鞏留、新源和霍城的高山生態(tài)區(qū)類型，塔城地區(qū)及和田的干旱生態(tài)類型。

3 蘋果屬植物野生資源的利用研究

3.1 鑒定評價及優(yōu)異種質(zhì)篩選

蘋果野生資源經(jīng)過長時期對自然環(huán)境的適應(yīng)，進化獲得了耐貧瘠、無融合生殖、抗病等特異性狀，這些特性對蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，國內(nèi)科研院所和教學(xué)單位對這些特性進行了鑒定評價。篩選了耐缺鐵黃化的小金海棠優(yōu)異種質(zhì)，并對耐缺鐵基因進行了挖掘[24-28]；通過對山荊子實生苗的鑒定評價，篩選出了早花早果、矮化的特異種質(zhì)[29-31]；通過對野生資源的評價，篩選了耐鹽資源的珠美海棠，并進行了耐鹽機理研究[32-34]；鑒定篩選了可用于蘋果砧木無融合生殖選育的親本平邑甜茶[35-36]。

“國家果樹種質(zhì)蘋果圃（興城）”自建圃以來，主要針對蘋果樹腐爛病抗性、蘋果輪紋病、蘋果斑點落葉病、矮化性、花粉形態(tài)、果實多酚含量等進行了鑒定評價，篩選出一批優(yōu)良特異資源。其中篩選的高抗蘋果樹腐爛病資源有山荊子、東北黃海棠、林芝海棠、雅江變?nèi)~、德欽海棠、泰山海棠和平邑甜茶[37]；河南海棠作為中間砧可達(dá)到B9 的矮化效果，可直接作為矮化中間砧利用[38]；鑒定篩選了太原海棠、富平楸子、早白海棠等11 份高抗蘋果斑點落葉病資源[39]；發(fā)現(xiàn)地方品種早白海棠花粉外壁飾紋無條紋束，區(qū)別于其他資源[40]；發(fā)現(xiàn)綠原酸、原花青素B2 為蘋果屬植物野生種及近緣種的主要多酚物質(zhì)，篩選出高多酚資源2 份[41-42]。種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定和評價為我國蘋果新種質(zhì)創(chuàng)制提供了親本選擇，為優(yōu)異基因的挖掘提供了研究試材，可大大提高野生資源的利用效率。

3.2 親緣關(guān)系及遺傳演化研究

蘋果屬植物野生資源遺傳演化研究主要集中在分析部分野生雜交種的親本追溯，野生近緣種和野生種之間的親緣關(guān)系，部分野生近緣種的來源和野生種在栽培蘋果遺傳進化中的地位。近年來有針對性地對新疆野蘋果、山荊子及野生近緣種等主要資源的親緣關(guān)系、不同區(qū)域的遺傳演化關(guān)系等進行系統(tǒng)研究。

新疆野蘋果主要分布在伊犁的新源、鞏留，塔城的額敏、托里等地，不同分布區(qū)因其形成時期不同、較長時間的地理隔離和人為干涉，這些資源既具一定的親緣關(guān)系，也存在差異。鞏留、新源和霍城的新疆野蘋果的遺傳變異主要存在于居群內(nèi)部，就親緣關(guān)系而言，鞏留和新源居群間的親緣關(guān)系較近[43]。新疆野蘋果被認(rèn)為是現(xiàn)在栽培蘋果的祖先[44]，通過遺傳進化分析，新疆野蘋果和蘇聯(lián)的栽培蘋果親緣關(guān)系較近[45]，這也為新疆野蘋果是栽培蘋果祖先提供了證據(jù)。不同于栽培大蘋果，我國歷史上經(jīng)過人工馴化的栽培蘋果被稱為中國蘋果，對509 份蘋果資源的簡化測序聚類分析發(fā)現(xiàn)，在161 份新疆蘋果資源中，只有少數(shù)和中國蘋果聚在一起[46]。通過中國蘋果、野生近緣種和新疆野蘋果之間的基因組比較發(fā)現(xiàn)，部分中國蘋果有新疆野蘋果和山荊子的基因背景，野生近緣種花紅、楸子和八棱海棠也與部分中國蘋果密切相關(guān)[47]，新疆野蘋果與近緣地方品種也有一定的演化順序關(guān)系[48]；其中楸子和中國蘋果的遺傳分化系數(shù)最低，親緣關(guān)系更近[49]；因此可以推測，新疆野蘋果在一定程度上參與了中國蘋果的形成，但是中國蘋果的形成比較復(fù)雜，其親緣關(guān)系和遺傳進化關(guān)系仍需進一步的考究。

山荊子主要分布于東北、華北及西南的黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、西藏等十幾個省、市、自治區(qū)，有垂枝山荊子變型、昭覺山荊子和金縣山荊子等變種[17]，作為分布范圍最廣泛的蘋果野生資源，其起源、多樣性及遺傳演化為研究的重點。通過SSR、葉綠體DNA 及基因組測序分析發(fā)現(xiàn)，河北地區(qū)的山荊子類型較為豐富，與其他地區(qū)的交流頻繁[50]，這和河北曾為人類活動中心的歷史地位一致，說明人類活動影響了山荊子的自然分布；在遺傳演化方面，山荊子類群和楸子類群之間存在基因交流，在一定程度上抵制了因遺傳漂變引起的類群間遺傳分化[51]，在類群內(nèi)，相對于自然選擇，突變壓力和遺傳漂變是群體進化的主要因素，而且與地理距離相關(guān)性較小，黑龍江和吉林、內(nèi)蒙古、甘肅和山西可能分別為山荊子的3 個起源地區(qū)[52]，這個結(jié)果與山荊子較廣的分布范圍和類型多樣相符。

3.3 蘋果野生資源種質(zhì)育種和創(chuàng)新利用

蘋果野生資源因其較強的抗逆特性，被廣泛用于抗寒、耐貧瘠品種或者砧木的選育親本。先后選育出了無融合生殖能力的青砧系列、具矮化耐寒的蘋果砧木CX 系列、可以誘發(fā)早花早果的Y 系砧木、耐缺鐵的蘋果中砧1 號[29-31,35-36,53-56]等。直至目前，蘋果野生資源仍然是我國選育蘋果砧木的首選親本[57]，通過和M 系砧木雜交，選育出既抗逆又矮化的蘋果砧木，如山荊子可用于抗寒砧木的選育，新疆野蘋果可用于抗旱砧木的選育。

4 蘋果屬植物野生資源的保護利用建議

我國蘋果屬植物野生種質(zhì)資源的收集、保存和利用已取得了顯著的成績，特別是在資源的收集和保存數(shù)量上，已處于國際前列。但是種質(zhì)資源的研究與先進國家還存在不小的差距，如資源的確切家底、保存方式的多樣化、優(yōu)異資源的精準(zhǔn)鑒定評價、深入挖掘和有效利用等方面，仍需要較大的提升。

4.1 加深摸清野生種質(zhì)資源的現(xiàn)代家底

雖然我國對蘋果野生資源進行了長期、詳細(xì)的調(diào)查和收集，但是野生資源原始分布區(qū)的家底缺乏全面性和系統(tǒng)性的現(xiàn)代排查，在20 世紀(jì)80 年代，新疆野蘋果分布區(qū)調(diào)查顯示有84 個種下類型[58]，經(jīng)過30 多年的發(fā)展，目前種下類型是增加還是減少，缺乏詳盡的核查。其他野生種資源如山荊子、湖北海棠、變?nèi)~海棠等在我國均有自然分布區(qū)，這些資源種下類型的多樣性也缺乏系統(tǒng)性調(diào)查。

因此，在加強資源異地安全保存的同時，需摸清野生資源原始分布區(qū)的家底，核查野生種自然分布區(qū)的種下類型，針對新情況提出應(yīng)對措施。

4.2 提高資源原始分布區(qū)的原位保存

山楂海棠、錫金海棠、新疆野蘋果和麗江山荊子在《中國珍稀瀕危植物名錄》中被列為國家二級保護物種，山楂海棠和錫金海棠還被IUCN（國家自然保護聯(lián)盟）分別評為瀕危和易危物種，被2014年出版的《中國物種紅色名錄》收錄，但是目前只有新疆野蘋果和山楂海棠設(shè)有自然保護區(qū)，另外2個種的分布區(qū)急需設(shè)自然保護區(qū)進行保護。

除了上述的4 個種，在考察過程中發(fā)現(xiàn)，滇池海棠、滄江海棠、小金海棠和毛山荊子的生存狀態(tài)也令人擔(dān)憂，參考“IUCN 物種紅色名錄瀕危等級和標(biāo)準(zhǔn)（3.1 版）”，這些資源也處于或即將處于瀕?；蛘咭孜５臓顟B(tài)，需要加強原始分布區(qū)保護。

4.3 加快資源圃地異位保存方法多樣化和安全性

蘋果屬不同種因其自然生態(tài)分布區(qū)不同，所需的生存環(huán)境亦不同，瀕危的野生資源在進行異地安全保存時，不適宜的環(huán)境可能導(dǎo)致其無法在圃地成活。針對這些資源，除了圃地保存外，還需采集種子保存，更進一步需要進行休眠芽的超低溫保存，實行多種保存方法保證瀕危資源的安全性。

隨著國外苗木引進越來越頻繁，檢疫性病害的傳播在我國的危險越來越大。如果傳入毀園的災(zāi)難性病害，如曾經(jīng)在歐洲造成大面積毀園的火疫病等，在蘋果等果樹資源圃地保存的情況下，發(fā)生這樣的病害，將會導(dǎo)致一些資源的永久消失，因此，除了嚴(yán)防死守，更要對資源進行多種保存方式方法的研究和實施，確保資源圃資源的安全性。

4.4 加強優(yōu)異資源的精準(zhǔn)評價和系統(tǒng)性研究

近年來，針對我國的蘋果野生及野生近緣種資源進行了廣泛的鑒定評價和系統(tǒng)研究，主要包括蘋果斑點落葉病抗性、揮發(fā)性物質(zhì)含量、多酚含量、抗旱、耐鹽、抗缺鐵、遺傳進化和起源演化等，除了抗缺鐵、多酚含量、遺傳進化和起源演化等部分研究以外，其他研究的深入性和系統(tǒng)性有待加強，研究易中斷，持續(xù)性不強，對特有性狀的基因挖掘不夠深入；甚至利用野生資源創(chuàng)新出新種質(zhì)后，對新種質(zhì)缺乏進一步挖掘，仍然未獲得或僅少量獲得可利用性狀的關(guān)鍵基因，導(dǎo)致這些特異資源或新種質(zhì)處于“食之無味，棄之可惜”的狀態(tài)。

種質(zhì)資源研究具有階段特性，鑒定評價和篩選處于中間階段，具承上啟下的重要作用。在生物脅迫和非生物脅迫加劇的背景下，蘋果屬植物野生及野生近緣種質(zhì)資源因其較強的抗逆特性，可應(yīng)用在蘋果選育和生產(chǎn)中適應(yīng)性的提升。采用先進的技術(shù)手段，精準(zhǔn)、深入和系統(tǒng)性鑒定以及加強已篩選優(yōu)異資源的研究，需在蘋果屬植物野生及野生近緣種資源的研究中得到重視。

4.5 加強野生及野生近緣種資源在育種中的有效應(yīng)用和種質(zhì)創(chuàng)新

蘋果野生資源具較強的自然適應(yīng)性和抗逆特性，我國也從野生資源中篩選出不少抗蘋果樹腐爛病、抗蘋果斑點落葉病等的抗性資源，但是至今為止，這些抗逆特性仍未成功導(dǎo)入栽培蘋果，生產(chǎn)上仍然采用噴施農(nóng)藥來減輕病蟲的危害，野生資源在抗性品種選育上的應(yīng)用十分有限。

加強優(yōu)異野生資源的種質(zhì)創(chuàng)新，利用多代雜交、回交、“三選兩早一促”[59]等手段，采用分子標(biāo)記快速篩選，縮短選育周期，將這些特性導(dǎo)入栽培蘋果，提升野生及野生近緣種資源的有效利用，是環(huán)境保護和蘋果產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。