无花果种质资源研究进展

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　　摘要：介绍国内外在无花果种质资源收集、保存和研究方面取得的成果。重点介绍了利用组织培养技术进行无花果离体再生研究和目前国际上利用分子标记技术进行资源分类鉴定方面取得的成果。对目前国内在无花果资源研究上存在的问题进行分析，提出建议。
　　关键词：无花果；种质资源；搜集保存；资源分类；分子标记
　　中图分类号：S663.3　文献标识码：A　文章编号：1002－2910(2008)05－0026－04
　　
　　无花果(Ficus carisca L．)属桑科(Morace－ae)无花果属(亦称榕属)(Ficus)植物，原产于西南亚的沙特阿拉伯、也门等地，是人类最早栽培的果树之一。其果实营养丰富，具有较高的药用价值，是一种优良的经济树种，且具有耐盐性强、耐瘠薄等特点。其栽培历史虽久，但系统的研究工作起步较晚。本文就无花果资源方面的研究进展综述如下。
　　
　　1 国内外无花果种质资源的搜集保存状况
　　
　　关于无花果的起源地众说纷纭。可能的起源地包括：南亚、里海周围的丛林、土耳其西北部及周围的一些地区。根据最新研究成果，约旦是最早把无花果作为驯化作物栽培的地区。
　　目前，世界上很多国家都建有无花果种质资源圃。至2003年，保存资源最多的是意大利，共收集了442份资源；其次是土耳其，共建有三个资源圃，收集资源392份。另外，土库曼斯坦、法国、乌克兰、葡萄牙、美国、希腊等都保存100余份资源。
　　我国的无花果栽培主要分布在新疆、山东、江苏及其以南的部分省市。新疆是我国无花果的最早传人地区，也是目前栽培面积最大的地区，栽培的品种相对比较古老。华北地区主要集中在山东沿海的青岛、烟台、威海等地区(即我国无花果的沿海栽培中心)。除沿海地区外，无花果在山东省内陆的济南、嘉祥等地也有种植。
　　与世界上其他国家相比，我国在无花果种质资源的搜集与保存方面的工作十分落后。国内尚未建立无花果种质资源圃，只有部分开展无花果研究的高校、科研院所保存了极少数的品种资源，但是由于多种原因时常发生毁坏和流失。在无花果栽培区，种植者对符合生产要求的品种进行选择，导致品质和适应性相对较差的品种资源不断丧失。另外，由于苗木市场管理不严格，销售品种的真实性较差，往往仅以果皮的颜色区分品种，使很多品种在传播过程中混淆。
　　
　　2 国内外无花果资源研究现状
　　
　　目前，国际上对无花果资源研究的热点为繁殖技术(包括利用组织培养进行离体再生研究)和资源的分类鉴定(包括形态水平和分子水平)等。
　　
　　2．1　离体再生研究
　　无花果的栽培品种以无性繁殖为主，包括压条、分株、绿枝扦插和硬枝扦插等，繁殖系数相对较低。近年来，利用组织培养技术进行无花果品种的离体再生研究取得了一定的进展。胡建刚等对影响无花果不定芽诱导的四个因子：品种、外植体、培养基组成和不同的外植体预处理进行了研究，结果表明，细胞分裂素BA的效果优于KT，在1/2MS的培养基中添加IBA或NAA，均能诱导新梢生根，且最终成活率达95％以上。李康等以无花果茎尖和茎段为外植体进行增殖，确定适宜无花果试管苗增殖的最佳培养基。通过高浓度6－BA溶液浸泡新梢，然后接种到无激素培养基中，其生根率能达到97％，移栽成活率95％。段新玲等不仅利用腋芽、室外嫩茎、水培芽等作为外植体获得了再生植株，并以试管苗的不同部位为外植体经诱导、分化和生根培养，形成再生植株，为无花果的快速繁殖提供了更多的途径。国外学者也对无花果的离体培养进行了一定的研究。Kumar等曾用7－8年生的成年无花果树的顶芽作为外植体进行研究，确定以MS为基本培养基时，其外植体增殖率要明显高于SH和B5两种培养基。Hepaksoy研究发现，在增殖培养基中添加89mg/L间苯三酚能显著提高外植体成活率和增殖效果。
　　利用组织培养技术繁殖无花果，能够在短时间内扩繁出大量的幼苗，为无花果繁育的工厂化生产奠定了基础。但是，不同的基因型之间，其最适培养条件存在一定的差异。因此，要利用离体培养技术进行资源保存和创新，还需针对不同基因型建立适宜的技术体系。
　　
　　2．2　资源分类研究
　　现在，普遍的观点认为无花果的资源类型主要分为野生型和栽培型两种，其中栽培型又分为3个园艺类型：“普通型(Common)”(第1批果或有或无，第2批果可以不经过受精而成熟)、“斯密尔那型(Smyrna)”(通常没有第1批果，第2批果只有在受精的情况下才能成熟)和“中间型(San Pedro)”(第1批果可以不经过受精而成熟，但是第2批果受精后才能成熟)。目前，世界上所报道的无花果栽培种中，75％是“普通型”，18％为“斯密尔那型”，其余7％是“中间型”或者“原生型”。在中亚、西亚以及地中海沿岸地区，具有丰富的野生型无花果资源。无花果资源的分类鉴定研究中，传统的区分依据主要是果皮及果肉的颜色。而事实上，果实的颜色也就是黄色或白色到深紫色，仅以此为标准难以有效地区分数以百计的资源。后来，很多国家的研究人员确定了比较细致的形态分类标准，比较全面的形态描述的标准是由国际植物遗传资源研究所(IPGRI)和地中海高级农业国际研究中心(CIHEAM)共同编辑的《Descriptors for Fig(Ficus carica)》(2003)，尽管它对表型的描述更加细致，但表型性状的描述在数量上是有限的，使利用表型性状进行分类具有一定的局限性。
　　随着生物化学与分子标记技术的发展，实现了从分子水平上对无花果种质遗传多样性的分析和研究，叶片提取物的酶谱分析以及基于随机扩增多态性DNA(RAPD)等分子标记技术的DNA水平上的多样性分析和品种鉴定得到了较多应用。国内也有相关报道，如商宏莉等曾利用染色体组型对6个无花果品种进行了遗传背景分析，结果表明，‘布兰瑞克’的核型最不对称，而‘金傲芬’的核型最对称，故可以认为‘布兰瑞克’进化程度较高，而‘金傲芬’为较原始的品种；根据随体的位置，将‘波姬红’与‘金傲芬’归为一类，‘麦斯依陶芬’与‘布兰瑞克’归为一类，‘中国无花果’可单独为一类。这与结合各品种的形态特征、地理分布以及其原始祖先类型的核型特征分析的结果一致。但对于‘日本紫果’的分类未作说明。郭英通过对6个无花果品种的叶片酯酶同工酶(EST)、过氧化物酶同工酶(POD)和超氧化物歧化酶同工酶(SOD)的多样性进行分析，经UPGMA法聚类后，将6个品种聚成三类，‘麦斯依陶芬’与‘布兰瑞克’以及‘日本紫果’聚成一类，‘金傲芬’与‘波姬红’聚在一起，这两群的遗传距离基本一致，‘中国无花果’与这两群的差异较大，由此认为，‘麦斯依陶芬’与‘布兰

瑞克’的亲缘关系最近，‘日本紫果’和前两者的亲缘关系很近，这3个品种的起源较一致；‘金傲芬’与‘波姬红’的亲缘关系接近；‘中国无花果’与前5个品种的亲缘关系较远。另外，还对这6个无花果品种的基因组DNA进行了RAPD分析，其聚类分析结果与利用同工酶分析的结果一致。但该研究仅选择了6个品种，且多为近年来从国外引进的品种，不能有效地反映我国无花果资源的实际蕴藏状况；通过分析虽然揭示了品种间的亲缘关系，但对于这些品种的开发与利用仍需作进一步的研究。
　　笔者利用RAPD技术对在山东省内收集到的无花果资源进行多样性研究，认为山东省的无花果资源至少具有23个以上的基因型，存在较为丰富的多态性。这一多态性分析结果要高于孙蕾等利用形态学方面的差异得到的鉴定结果。考虑到无花果在山东的栽培主要是零星栽培，大面积的规模化种植区域相对较少，一定还有很多资源类型尚未被发现。同时，大量国外品种的引入也极大地丰富了山东省无花果资源的多样性。因此，对山东省无花果资源的实际状况，还应作更深入的研究。
　　国际上，特别是那些无花果原产地及周边的一些国家，资源比较丰富，研究也更加广泛、深入。目前研究内容主要是遗传多样性分析方面，如Sadder等为了有效地开发和利用约旦地区丰富的无花果资源，采用RAPD技术对当地栽培的20个(包括5个栽培品种和15个特异种质)不同基因型无花果进行了多样性研究，通过聚类分析将这些资源分为五大类。同时发现，部分栽培品种与当地野生种之间的遗传相似性高达86％，表明当地具有丰富的无花果资源，为以后无花果的育种工作提供一个稳定的遗传多样性种质库。Luigi等也是利用RAPD技术，分析了卡拉布里亚的9个栽培品种和24个不确定基因型的无花果之间的遗传多样性，根据聚类分析将9个栽培品种分为明显的两大类，而24个不明基因型的无花果中的大多数聚为一类(全部来自于Luzzi)，并具有很高的遗传相似性。可以看出，利用分子标记技术可以很容易地区分不同类型的无花果。Pap－adopoulou等通过RAPD标记结合形态学和农艺学特征推测不同起源地的64份无花果资源的群体内基因型之间的遗传关系，结果表明，虽然不同无花果资源之间存在丰富的多态性，但是遗传基础较窄。该研究还分析了不同材料的亲缘关系，有助于提高无花果种质资源收集的效率。
　　微卫星DNA分析(SSR)是目前备受关注的一种分子标记形式，其应用也越来越广泛。Khadari等通过筛选富含TC和TG的基因文库，经过测序，针对无花果基因组的20个微卫星设计了8对SSR引物，并对这8对引物在无花果品种间的扩增效果进行了分析，结果表明，除了引物MFC2以外，其余7对引物在无花果各品种上的扩增的观察杂合度均高于期望杂合度，多态性较高，能够广泛应用于无花果DNA水平多样性的研究。他们曾利用这8对SSR引物分析了70份无花果资源(其中9份资源没有品种名，其余资源根据形态差异分属于47个品种)。结果表明，这70份无花果资源属于52个基因型；在多数情况下，根据形态特征的命名与分子水平的分析结果不一致，如形态上明显不同的两个品种‘Lampeira’和‘Pittalusse’的SSR分析扩增结果却完全一致。笔者认为，这可能与这两个品种具有相同的基因型，是外界环境的差异造成形态上的不同，或者是由于所使用的SSR引物太少不足以揭示其差异有关。另外，也有一些资源的SSR分析图谱不同，而形态特征却一样。这也说明了形态学分类的局限性。
　　利用分子标记技术进行无花果品种鉴定也取得了一定的进展。Galderisi等利用RAPD技术对意大利著名的鲜食品种‘Bianco delCilento’无性系以及其他一些品系资源进行了分析。从20条随机引物中选出多态性高的两条引物，利用这两条引物，均能在这一栽培品种的不同品系间扩增出不同的图谱。但就这20条引物扩增多态性的整体水平来看，其观察杂合度的水平很低，这可能与在无性繁殖系进行选择的过程中，单纯要求高的果品质量，使满足条件的资源得到广泛的传播与利用，进而造成资源遗传基础的相对单一有关，这也是目前无花果栽培中普遍存在的问题。Cabrita等利用同工酶、RAPD和AFLP等3种分析方法对‘Sarilop’的11个无性系和‘Sariaeybek’的1个无性系进行多样性分析，结果表明，利用这3种分析技术，均可将‘Sarzeybek’与‘Sarlop’的11个无性系进行有效的区分，即可将这两个品种进行有效的区分。但是，分析的层次存在差异。通过RAPD的数据分析，还能将‘Sarlop’的11个无性系分为两组，即可以进行一定程度的品种内分析。而利用AFLP技术可以直接将这两个品种的12个无性系一一区分开，表现出相对较高的多态性，在3种分析方法中表现最好。
　　
　　3　展望
　　
　　从前人的研究成果可看出，无花果的资源多态性主要来源于原生的资源。很多资源，特别是栽培资源，多数为某一优良品种的无性繁殖系，很多品种都能以很高的相似系数聚为一类，遗传基础相对于其他果树来说表现很窄。可以说，尽管现有的无花果资源存在较多的基因型，但由于品种的选择和淘汰，不能否定我们正在失去很多的未被开发利用的资源，这些资源同样是我们改良品种、创新资源不可或缺的材料。另外，在无花果可能的原产地及周围地区，虽然无花果种质资源较为丰富，但由于大多数无花果类型无法进行种间杂交，创造新品种比较困难，获得新资源的途径较少，这些都阻碍了更好地利用无花果资源进行遗传育种的研究。
　　作为一种颇具发展潜力的果树树种，世界上的很多国家都在大力发展无花果产业。我国的无花果产业起步晚，对资源的研究和认识水平也极为落后，造成资源利用率低，这是制约我国无花果产业发展的瓶颈。在未来的工作中，应高度重视资源的勘察、收集保存和鉴定评价，在加强引种的同时，也要做好对已有资源的开发和利用，以防止重要资源的丧失。另外，针对无花果的特点，开发新的育种方法，以创造新种质，也是丰富其物种多样性的重要途径。

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