現(xiàn)今人們吃的很多栽培蘋果都是新疆野蘋果的后代，包括黃元帥、紅富士等
項目組正在開展野生果樹抗寒資源的研究，對于提高栽培蘋果抵御倒春寒、保住產(chǎn)量會發(fā)揮非常重要的作用
一直以來，人們知道新疆的瓜果美味香甜，卻少有人知道那里的天山野果林。
為了保護天山野果林，2016年科技部啟動了“天山野果林退化生態(tài)系統(tǒng)保育與健康調(diào)控關鍵技術”項目(以下簡稱天山野果林保護項目)，為期5年，由國內(nèi)十余家科研單位聯(lián)合攻關。日前，經(jīng)過科研人員近3年的努力，項目在生態(tài)退化、病蟲害以及人工恢復等研究方面取得了重大進展，并發(fā)現(xiàn)了多個基因種質(zhì)資源。
天山野果林是世界多種果樹的起源地之一
天山野果林跨越哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和我國新疆，綿延500余公里，總面積約36萬畝。其中，我國境內(nèi)的天山野果林占世界野果林總面積的近40%。
天山野果林分布有野蘋果、野核桃、野杏等野生果木資源60余種，是世界多種果樹的起源地之一，也是研究世界溫帶果樹遺傳多樣性和基因進化的重要種質(zhì)基因庫。其中，野蘋果是最主要的建群種，有84種類型，是世界罕見的蘋果天然基因?qū)殠臁?/p>
“新疆野蘋果是世界栽培蘋果的祖先?！敝锌圃盒陆鷳B(tài)與地理研究所副所長、天山野果林保護項目負責人張元明說，“2010年，意大利學者在《自然·遺傳學》雜志發(fā)文稱，從分子遺傳層面已經(jīng)證明，現(xiàn)今人們吃的很多栽培蘋果都是新疆野蘋果的后代，包括黃元帥、紅富士等?！?/p>
張元明介紹，在新生代第四紀冰期來臨之時，天山山脈的谷地和盆地成為中生代野果樹的最后“避難所”，為地球保留了珍稀的野果林群落?！斑@樣算來，天山野果林已有上百萬年的歷史了?！?/p>
近幾十年來，由于林下過度放牧和農(nóng)田開墾、病蟲害暴發(fā)、氣候干旱等綜合因素影響，天山野果林分布區(qū)域面積也在逐步萎縮。
天山野果林原本分布區(qū)域很廣，從伊犁河谷到整個西天山都有野生果樹分布。
據(jù)調(diào)查，果樹成片、大量衰敗和死亡的現(xiàn)象主要發(fā)生在新疆伊犁地區(qū)新源縣。來自伊犁地區(qū)林業(yè)部門的統(tǒng)計顯示，至2015年新源縣野果林因病害枯死率高達80%。
野果林危在旦夕，拯救和保護迫在眉睫。
野果林對現(xiàn)代經(jīng)濟果木的品質(zhì)改良、優(yōu)良品種的篩選及分子遺傳育種都具有重要意義
野果林的各類野果其實和現(xiàn)在市場上售賣的水果相去甚遠，不但個頭小、模樣丑，口感也極其酸澀難咽。
但可別小瞧這些其貌不揚的野果，它們可是價值不菲!這些野果不僅是珍貴的戰(zhàn)略生物資源，也是重要的天然基因庫，對現(xiàn)代經(jīng)濟果木的品質(zhì)改良、優(yōu)良品種的篩選及分子遺傳育種都具有重要意義。
以新疆野蘋果為例，新疆野蘋果是新生代第三紀古亞熱帶大葉樹種闊葉林的孑遺植物，其最大程度保留了蘋果的原始基因，并在長期進化過程中，積累了豐富的遺傳變異，形成了果實大小、成熟期、品質(zhì)、風味、抗逆性、抗病性等不同的種下類型近百種。
項目組專家認為，目前國際蘋果市場品種單一，其適應性、抗逆性和口感風味等遺傳基礎極其狹窄。未來蘋果的遺傳改良離不開豐富的新疆野蘋果基因資源。人工選育栽培后的蘋果品種經(jīng)過多年種植，其基因也會慢慢退化。比如，紅富士不再像以前那樣紅，黃元帥的顏色也變淡。這時要想繼續(xù)改善這些品種的品質(zhì)，就需要從野蘋果中找到?jīng)Q定這些性狀的基因，重新培育。
正在萎縮的天山野果林就是后備的基因庫，拯救和保護好它意義重大。
2016年，天山野果林保護項目正式啟動，從國家層面吹響了拯救天山野果林珍貴基因庫的號角。天山野果林保護項目旨在闡明天山野果林資源保育原理，提出退化野果林生態(tài)系統(tǒng)重要物種種群復壯關鍵技術，挖掘特殊抗逆遺傳資源，創(chuàng)制農(nóng)業(yè)新種質(zhì)，為中國野生果樹資源持續(xù)利用提供科學支撐。
通過充分保護、挖掘野蘋果基因資源，參與本項目研究的山東農(nóng)業(yè)大學陳學森教授近年來培育出新品種——紅肉蘋果。這種新蘋果類黃酮含量非常高，對心血管等疾病具有很好的食療作用。
退化野果林呈恢復態(tài)勢，同時還進行了野蘋果遺傳資源挖掘與種質(zhì)創(chuàng)新
天山野果林保護項目啟動后，項目組對野果林做了深入考察與研究，提出了“物理措施+生物措施”的退化野果林生態(tài)恢復技術模式。
研究人員首先建立了長期觀測樣地，闡明了新疆野蘋果種群年齡和遺傳結(jié)構(gòu)特征，為野果林退化生態(tài)過程研究提供背景數(shù)據(jù)。
項目組研究發(fā)現(xiàn)，中亞區(qū)域野生蘋果種群密度存在顯著的差異，均以中齡個體為優(yōu)勢，沒有出現(xiàn)老齡化現(xiàn)象，但幼苗缺乏且更新存在嚴重障礙。此外，研究表明，種群中中幼齡個體死亡率高發(fā)，且與蘋小吉丁蟲的侵染率格局高度一致。
近年來，隨著外來物種蘋小吉丁蟲害大面積集中暴發(fā)，受害最大的就是野蘋果。為此，項目組展開研究，利用基因構(gòu)建了蘋小吉丁蟲系統(tǒng)發(fā)生樹，繪制了其可能的入侵及擴散路徑。他們還探明了蘋小吉丁蟲在野蘋果植株不同部位、枝條的選擇性分布規(guī)律，解析了蘋小吉丁蟲的生活史特征，提出每年7月5日—7月25日為成蟲防治的關鍵窗口期。并且，查清了野蘋果病害病原菌多樣性，從病害樣品分離出了33種真菌，篩選了2個主要致病菌的防治農(nóng)藥。
針對這些導致野果林退化的病灶，項目組建立了幼苗保育封育圍欄，完成封山禁牧圍欄2萬畝;采用伐樁、低位修枝和高位修枝技術，激發(fā)大量果樹主干萌條和根蘗苗產(chǎn)生，退化種群得到一定程度的恢復。同時，直接焚燒受危害的枯枝，以免病蟲害擴散。
此外，采用人工繁育技術，包括種子的干藏技術和種子的催芽方法，還建成了50畝的苗圃基地，可提供新疆野蘋果幼苗100萬株等，極大地提高了幼苗存活率。
在進行生態(tài)修復的同時，研究團隊還進行野蘋果遺傳資源挖掘與種質(zhì)創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)了多個重要的基因資源。
項目組正在開展野生果樹抗寒資源的研究，對于提高栽培蘋果抵御倒春寒、保住產(chǎn)量會發(fā)揮非常重要的作用。項目組專家還找到了能夠提高類黃酮含量的基因，以增加其營養(yǎng)保健價值。
目前，項目組已完成示范面積3000畝，退化野果林呈恢復態(tài)勢，效果評價與相關生理指標檢測正在進行中。同時，野蘋果優(yōu)異基因資源挖掘與種質(zhì)創(chuàng)新也在持續(xù)進行。
編輯：畢婷
