板栗的研究现状

落叶果树ＤＥＣＩＤＵＳ　ＦＲＵＩＴＳ　２０１１（５）　板栗的研究现状　赵苏娴’。韩　伟　，艾呈祥。。沈广宁。　（１．山东省农业科学院玉米研究所，济南２５０１００；２．山东省农业科学院；３．山东省果树研究所）　摘要：综述了我国板栗的胚胎学、空苞机理、组织培养、栗疫病和遗传多样性等方面的研究现状。展　望了板栗种质资源的应用前景。　关键词：板栗；胚胎学；空苞；组织培养；粟疫病；遗传多样性　中图分类号：￥６６４．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—２９１０（２０１　１）０５—００１５—０４　板栗（Ｃａｓｔａｎｅａ　ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ　Ｂ１．）属于　３１天时，合子分裂形成二细胞原胚，在授粉　壳斗科（Ｆａｇａｃｅａｅ）栗属（Ｃａｓｔａｎｅａ　Ｍｉｌ１．）　后４５天时发育到球形胚时期，二细胞胚柄在　植物，中国的板栗资源丰富，可分为华北、长　球形胚后期退化。球形胚细胞继续分裂，胚体　江流域、西南、东南、西北与东北６个品种群　增大，在其顶端两侧细胞分裂频率加快，出现　…子叶原基。逐渐形成心形胚，进一步发育成为　，约有３００个栽培品种，但作商业化栽培的　品种约为５０个。丰富的地方栽培品种为商业　鱼雷形胚、子叶期胚，胚芽位于两片子叶中　化主栽品种的进一步改良提供了丰富的遗传　央，胚根和原形成层也分化出来。以后逐步发　多样性种质资源。现就中国板栗的研究现状　育为成熟胚。胚乳在种子发育过程中被消耗，　简述如下，供生产者和研究者参考。　种子成熟时无胚乳。　１胚胎学研究　２空苞机理的研究　板栗的胚胎学研究已有系统性结论，张　板栗空苞现象是限制栗实产量的重要因　恒悦【２】、许慧玲Ｉ３，４ｌ等先后研究了板栗胚珠，胚　素之一。板栗的空苞率一般为１５％～３０％，高　囊、受精以及合子胚胎发生的全过程。板栗子　的达６０％～９０％，有的几乎整株为空苞Ｉ６１。形　房６～９室，每室２个倒生胚珠着生于中轴胎　成空苞的原因目前认为主要与树体养分状况、　座上。通常仅１个发育，双珠被、厚珠心。大　授粉受精不良、胚胎发育受阻等因素相关。　孢子四分体线性排列。蓼型胚囊，核型胚乳。　硼和磷被认为是与板栗空苞形成直接相　精卵融合为有丝分裂前型，胚发育属于柳叶　关的两种矿质营养元素ｌ６－．１。当土壤中有效硼　莱型。板栗的受精大约发生在授粉后的２４天，　含量高于０．４８　ｍ　ｇ／ｋｇ时，空苞率低于８％，　为珠孔受精Ｉ　１。授粉后２５天左右，初生胚乳核　硼含量低于０．０９４　ｍ　ｇ／ｋｇ时，空苞率达８０％　在胚囊底部第一次分裂。到球形胚时期，珠孔　以上ｉ　Ｉ土壤施硼能显著减少板栗空苞现象。　端的游离核之间开始形成细胞壁。在授粉后　磷对栗树的营养生长，雌花分化和有机物积　收稿日期：２０ｌｌ－０２－０９　基金项目：林业公益性行业科技专项子课题（２Ｏｌ１０４０２５—５），山东省农业良种工程资助项目　＋通讯作者　作者简介：赵苏娴（１９８１一），女，山东兖州人，主要从事作物栽培技术研究。　ｌ５　累起决定性作用Ｉ７】，在根际土施或根外追施磷　肥均可显著减少空苞率。高产板栗树结果母　枝和结果枝以及雄花母枝含磷量、树体平均　含磷量均显著高于低产树。外源植物生长调　节剂和矿质营养元素的适当配合对板栗雌花　数量及结实性能有显著影响，周志翔［８】将油　菜素内酯（ＢＲ）、多效唑、磷酸二氢钾、硼酸　以适当浓度配合进行叶面喷施，可使板栗平　均空苞率由３０．７０％降至９．０３％。　授粉受精不良也是形成空苞的主要原因　之一。白花授粉树空苞率平均达１８．３％，而用　亲和力强的花粉进行异花授粉可大大减少空　苞；以各品种的　昆合花粉授粉后，空苞率平均　为０．４％Ｉ　Ｉ。　板栗的空苞率还与胚胎发育受阻相关Ｉｍ，　“ｌ。空苞发生主要是因为合子的初生胚乳核分　裂成一圈胚乳细胞后停止发育造成的Ｉｌ　，游　离核不再继续分裂，导致合子发育所需有机营　养物质无法从胚乳细胞中得到，合子不能发　育成胚，从而造成空苞现象。认为最有效控制　板栗空苞的关键时期是胚珠形成期和双受精　作用两个时间。杜国华ｎ　１研究认为，板栗空苞　发生主要在大孢子形成时期和幼胚发育时期。　其中大孢子形成过程的停滞是由于土壤硼素　缺乏，抑制了大孢子母细胞分裂。幼胚发育停　滞则是由于子房内源生长类激素上升启动受　阻，脱落酸含量增加，子房中还原糖、淀粉、　蛋白质和钾积累受阻，从而造成子房营养供　应严重不足导致的。　３板栗的组织培养　板栗苗木繁育目前生产上主要采用实生　苗嫁接优良品系。近年来选育的优良品种１３　益繁多，板栗良种推广的任务非常迫切。通过　嫩枝扦插Ｉ１２】、组织培养ｌ１３　ｌｌ４’等途径来解决这一　技术问题，但结果仍不理想。郭素娟Ｉ】　１等以燕　山红栗种子萌发后的下胚轴为外植体诱导出　不定芽，获得了５３．７％的生根率，此研究中　指出“茎尖坏死”现象在板栗的离体繁殖中较　难克服。目前，直接以茎尖、腋芽、茎段、叶　片等营养器官为外植体的再生体系尚未见报　道。板栗扦插和组织培养都极难生根，对于难　１　６　以生根的原因目前尚不清楚。有人认为板栗　幼苗或枝条中过多的酚类物质是抑制生根的　主要原因，但尚缺乏有力证据。　与其它果树相比，板栗的组织培养技术　研究呈明显的滞后状态，阻碍了板栗基因工　程方面的研究工作。国外关于美洲栗Ｃ．　ｄｅｎｔａｎａ［　１、欧洲栗Ｃ．ｓａｔｉｖａ￣　１、日本栗Ｃ．　ｃｒｅｎａｔａ［＂　等的离体培养研究表明，通过板栗　的腋芽、实生幼茁的嫩茎进行增殖可以较容　易的得到无根苗，但生根问题难解决；通过愈　伤组织诱导分化不定芽较困难，通常只能分　化到类芽结构；以子叶、成熟或未成熟合子　胚、胚珠【ｌ５ｌ等诱导体细胞胚胎发生存在着发　生频率低，成苗率更低的问题。在国内，板栗　组织培养技术研究很少。综合前人的试验结　果可发现，板栗再生体系中的形态建成环节　是制约板栗组织培养快繁问题的主要原因，　无论是器官发生，还是体细胞胚胎发生，形态　建成都很困难，具体表现在愈伤组织不能分　化不定芽，通过增殖得到的无根苗难生根，体　细胞胚胎发生过程中的细胞极性分裂困难。　因此，要建立高效的板栗快繁或再生体系，不　仅需要从板栗离体培养技术人手，还应该进　一步探索板栗离体培养的调控机制，为优化　板栗离体培养体系及最终将离体培养技术运　用到生产中奠定扎实的理论基础。　４栗疫病研究　板栗疫病（Ｃｒｙｐｔｏｎｏｃｔｒｉａ　ｐａｒａｃｉ￣＇ｃａ）是国　内检疫性病害，是由子囊菌亚门　（Ａｓｃｏｍｙｃｏｔｉｎａ）的栗疫菌（Ｃｒｙｐｈｏｎｅｃｔｒｉａ　ｐａｒａｓｉｔｉｃａ（Ｍｕｒｒ．　Ｂａｒｒ）引起的一种真菌性　病害【５１。对于栗疫病的防治方法目前主要有：　选育抗病品种、结合栽培管理措施综合防治、　接种弱毒力栗疫病菌株。美国农业部曾于　１９１２～ｌ９１７年和１９２２～１９３８年两次从中国大　规模引种中国板栗ｌｌ８１，以中国板栗为亲本与　美洲栗杂交作了大量组合，并且进行了栗疫　病基因的遗传学研究。目前，在栗疫病菌的分　子生物学研究方面有较快进展，为抗栗疫病　基因工程的深入研究奠定了基础。冯友军Ｉｌ９’　构建了携带漆酶基因ＬＡＣ一１ｃＤＮＡ和基因　组ＤＮＡ的大小约８．９ｋｂｐ的穿梭表达载体　ｐＦＣ９、该重组质粒可以在板栗疫病菌中自主　复制，在板栗疫病菌低毒菌株ＥＰ７１３中高效　表达出漆酶活性。康宁【２。Ｉ通过用ＥＰ１５５单交　换随机整合质粒文库转化栗疫病工程菌株　ＬＣｌ，构建了突变体库，并以孢子形成为标　记，从突变体库中筛选到了一批携带病毒且　产孢良好的病毒靶基因突变株。对突变基因　片段的序列分析表明，该基因（命名为ＣＰＴＡ１　）的编码产物与炭疽菌（Ｃ　ｏ１１ｅｔｏｔｒｉｃｈｕｍ　ｌｉｎｄｍｕｔｈｉａｎｕｍ）中的转录激活因子ＣＬＴＡｌ　有６４％的同源性和７５％的相似性。推测ＣＰＴＡ１　可能是低毒病毒的一个靶标，其功能因病毒　侵染而发生改变并且干扰真菌的正常产孢过　程。　５遗传多样性研究　近年来，国内外对板栗种质资源遗传多　样性的研究取得了一定进展，分别利用　ＲＡＰＤ、ＩｓｓＲ、ＳＳＲ和ＡＦＬＰ等分子标记技　术对板栗栽培品种间的遗传背景和遗传基础　进行了多样性分析，为板栗资源的开发利用、　制定科学的资源保护策略以及新品种的选育　具有重要的指导意义。暴朝霞和黄宏文　ｌｊ采　用９个酶系统的ｌ５个同工酶位点，对８９个地　方板栗品种进行了遗传多样性分析，体现了　在遗传构成上同地域的板栗品种具有遗传关　系相近的特点。田华等Ｉ２　１采用８ｘＣ微卫星分子　标记对中国板栗的２８个自然居群进行了遗传　多样性与遗传结构分析，群体间遗传分化系　数为０．０１６～０．２７８，Ｍａｎｔｄ检测结果表明，　中国板栗居群的遗传距离与地理距离之间无　显著相关性。艾呈祥等ｆ２ｓ１将每一居群的ｌ５个　单株混在一起提取基因组总ＤＮＡ，对ｌ７个不　同地理群体的板栗基因组采用ｌ０对荧光引物　进行ＳＳＲ扩增，多态性位点比率为７９．２５％，　群体问遗传距离为０．０３４８～０．３５７１，产地相　距越远，群体间相似程度越低。利用荧光　ＡＦＬＰ技术，对３０个来自不同地区的板栗和　日本栗品种进行分析，旨在从分子水平上探　索板栗品种间的遗传差异，为合理利用板栗　种质资源，培育新品种提供分子水平上的理　论依据ｆ　。　中国栗属资源是世界抗病育种的重要抗　源，也是世界各国进行食用栗品种改良的重　要基因来源。在世界栗属资源中占有举足轻　重的地位，对中国现有栗属资源进行全面调　查，建立一个系统的板栗遗传多样性分析平　台，根据居群结构、分布特点、遗传多样性的　地域差异的研究结果，重点保护那些特殊生　境群体、具有特殊性状的品种、在分类与遗传　上具有不可替代的独特群体及品种等。　６小结　中国板栗是一种世界上分布广泛的重要　园艺植物，具有较高的经济价值。板栗不仅是　世界上食用栗品种改良的重要遗传资源，而　且在板栗起源与进化研究中发挥了重要作用，　对于世界板栗资源保护和利用方面具有重要　意义。充分挖掘中国板栗的资源优势，开展多　种选育方法的品种改良，成为栗属植物资源　保护、发展和可持续利用的当务之急。若能从　多个水平，借助多种研究手段，对材料进行综　合评价，可以更为准确地评价种质资源。　参考文献：　［１】柳鎏，蔡剑华，张宇和．板栗【Ｍ］．北京：科学　出版社，１９９８：４～ｌ０．　【２］张恒悦．板栗胚珠和胚的发育［Ｊ］．山东农业大学　学报，１９８６，１７（２）：１９～２５．　【３】许慧玲，曹慧娟，李天庆．中国板栗（Ｃａｓｔａｎｅａ　ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ　Ｂ１．）的胚胎学研究（Ｉ）胚珠、胚囊　发育、受精和胚发生［Ｊ］．北京林业大学学报，　１９８８，１０（１）：１０～ｌ５．　【４】许慧玲，李天庆，曹慧娟．中国板栗（Ｃａｓｔａｎｅａ　ｍｏｌｌｉｓｓｉｍａ　Ｂ１．）的胚胎学研究（Ⅱ）雌配子体的超　微结构…．北京林业大学学报，１９８８，１０（３　９ｌ～９４．　［５】任本权，罗正均，吴纪才等．影响重庆市板栗　疫病发生的相关因素［Ｊ］．重庆林业科技，２００４　（２）：７３～７５．　【６】丁之恩．板栗空苞形成机理［Ｊ］．林业科学，１９９９，　３５（５）：ｌｌ８～１２３．　［７】张良富，许成林．江红六．国内板栗空蓬研究综　述．林业科技开发　．２０００，１４（２）：９～１２．　［８　周志翔，徐永荣，王鹏程，徐向阳，汪长江．几　８】种化学调节剂及其组合对板栗雌花数量及结实　】７　性能的影Ⅱ向【Ｊ】．林业科学研究，２０００，１３（２）：　１５３～１５９．　１９７８。８：２４３～２４７．　【１７】Ｇｏｎｚａｌｅｚ　Ｍ．Ｌ，Ｖｉｅｉｔｅｚ　Ａ．Ｍ．ａｎｄ　Ｖｉｅｉｔｅｚ　Ｅ．　Ｓｏｍａｔｉｃ　ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｆｒｏｍ　ｃｈｅｓｔｎｕｔ　ｃｏｔｙｌｅ　【９】周志翔．板栗空苞形成与调节的生理机制研究　【Ｃ】．武汉：华中农业大学硕士论文：１９９９，１５～　ｌ７．　ｄｏｎ　ｔｉｓｓｕｅ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ［Ｊ】．Ｓｃｉｅｎｔｉａ　Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｅ，１９８５，２７：９７～１０３．　【ｌ０】杜国华，周良骝，谢中稳等．板栗空苞机理的　研究【Ｊ】．果树科学，１９９５，１：５～９．　【１８】Ｂｕｒｎｈａｍ　Ｃ　Ｒ，Ｒｕｔｔｅｒ　Ｐ　Ａ　ａｎｄ　Ｆｒｅｎｃｈ　Ｄ　Ｗ．Ｂｒｅｅｄｉｎｇ　Ｎｉｇｈｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｃｈｅｓｔｎｕｔｓ［Ｊ】．　Ｐｌａｎｔ　Ｂｒｅｅｄｉｎｇ　Ｒｅｖｉｅｗ，１９８６，７６：４７８～４８７　［１　１】庄瑞林，胡修文．增产灵对降低板栗空篷的作　用及其增产效果［Ｊ】．林业科技通讯，１９９２，８：　３１～３３．　【ｌ９】冯友军．一个可在板栗疫病菌中自主复制的穿　梭表达载体【Ｃ】．广西大学硕士论文，２００４：　１２～１６．　［１２】刘勇，肖德兴，黄长干等．板栗嫩枝扦插生根　解剖学特征研究【Ｊ】．园艺学报，１９９７，２４（１）：　８～１２．　【２Ｏ】康宁．板栗疫病菌脱毒方法比较及受病毒侵染　后与症状表达有关的靶标基因的克隆［Ｃ１．广西　大学硕士论文，２００４：１３～１５．　【２１】暴朝霞，黄宏文．板栗主栽品种的遗传多样性　【１３】苏冬梅，罗丽华，杨定海．板栗愈伤组织的诱　导［Ｊ】．经济林研究，２００４，２２（３￣１７～ｌ９．　【ｌ４】郭素娟，任鹏，王桂云．燕山红栗下胚轴再生　体系的建立【Ｊ】．西南林学院学报，２００５，２５（４　１０２～ｌ０５．　及其亲缘关系分析…．园艺学报，２００２，２９　（１）：１３—１９．　【２２】田华，康明，李丽等．中国板栗自然居　【１５１　Ｘ　Ｚｉｚｈｕｏ，Ｗｍｉａｍ　Ａ．Ｐｏｗｅｌｌ＆Ｃｈａｒｌｅｓ　群微卫星（ＳＳＲ）遗传多样性［Ｊ】．生物多样性，　２００９，１７（３）：２９６～３０２．　【２３】艾呈祥，沈广宁，张凯等．秦巴山区野板栗　居群遗传多样性ＡＦＬＰ分析【Ｊ】．植物遗传资源　学报，２０１１，１２（３）：４０８～４１２．　Ａ．Ｍａｙｎａｒｄ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｇｅｒｍｉｎａ－　ｉｏｎ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　ｃｈｅｓｔｎｕｔ　ｓｏｍａｔｉｃ　ｅｍｂｒｙｏｓ　ｆ【Ｊ】．Ｐｌａｎｔ　Ｃｅｌ１．Ｔｉｓｓｕｅ　ａｎｄ　Ｏｒｇａｎ　Ｃｕｌｔｕｒｅ．　１９９９．５７：４７～５５．　【１６】Ｖｉｅｉｔｅｚ　Ａ　Ｍ，Ｇｏｎｚａｌｅｚ　Ｍ　Ｌ，Ｖｉｅｉｔｅｚ　Ｅ．Ｉｎ　ｖｉｔｒｏ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｏｆ　ＣＯ　ｔｙｌｅｄｏｎ　ｔｉｓｓｕｅ　ｏｆ　Ｃａｓｔａ－　【２４】艾呈祥，张力思，魏海蓉等．部分板栗品种遗　传多样性的ＡＦＬＰ分析［Ｊ】．园艺学报，２００８，３５　（５）：７４７—７５２．　ｎｅａ　ｓａｔｉｖａ　Ｍｉｌｌ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｔｉｌｆ　Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｅ，　桃、杏、李和樱桃采收后的管理　加强果实采收后的管理，是迅速恢复树势、提高　抗病虫能力、保证来年丰产的重要环节。不少人认　为，栽培的目的是收获果实，果实一旦采收便万事大　强的长枝继续摘心控长。为保护好叶片，根据病虫情　报及时喷药防治病虫害。对于介壳虫、浮尘子危害重　的园片，７—８月份喷２５％捕虱灵可湿性粉剂ｌ０００倍　液，可取得良好的保叶效果。　初结果的甜樱桃树往往长势较旺，有的新梢年　生长量１．５—２ｍ，势力均等的三叉枝、骨干延长枝的　竞争枝旺长，因而造成树势上强。可在采果后拉枝缓　吉，后期放任管理，结果不仅树体结构遭到破坏、树　势早衰，而且很难获得稳定的产量。　果实采收后首先要清理果园和理顺枝条。把采　收时碰落的叶片、断枝，落地的残果，以及地里的杂　草等一并清理深埋，或运出果园销毁。同时进行中耕　松土。采收后及时追肥浇水，以迅速恢复叶和根系的　功能。樱桃树可于６月中下旬至７月上旬株施１．５ｋｇ　氮、磷、钾复合肥；桃树株施卜１．５ｋｇ硫酸钾，每ｌ０　势和整形。把直立旺枝拉平、拉　竞争枝拉成下垂，　三叉枝中间ｌ枝不动，左边（或右边）ｌ枝拉平，右边１　枝下垂，待冬剪时回缩。凡三叉枝均照此处理。对超　过ｌｍ的新梢，使其弯而不断，任其从弯处抽生二次　天喷１次０．３％的磷酸二氢钾，连喷３次ｔ杏和李６月　和７月各追１次磷酸二氢钾，每株施３００ｇ，同时连续　喷２次０．３％尿素和０．３％磷酸二氢钾。　树体管理的重点是疏除强旺直立枝、徒长枝和　细弱枝，按原有树体骨架的从属关系理顺枝条（排好　从属关系），务必保持良好的通风透光条件。对长势　１　８　枝，从而缓和先端长势。无论何种树形，均可通过拉　枝均衡树势，开张骨干枝的角度，安排大小枝的从属　关系。但拉枝时不要太急、太猛，防止折断枝条造成　伤口。多余的大枝留待晚秋疏除。　周润生　（山东省果树研究所，泰安２７１０００）