新疆天山野果林保護項目實施初見成效

　　核心閱讀

　　現今人們吃的很多栽培蘋果都是新疆野蘋果的後代，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，對於提高栽培蘋果抵禦倒春寒、保住産量會發揮非常重要的作用

　　一直以來，人們知道新疆的瓜果美味香甜，卻少有人知道那裏的天山野果林。

　　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系統保育與健康調控關鍵技術”項目（以下簡稱天山野果林保護項目），為期5年，由國內十余家科研單位聯合攻關。日前，經過科研人員近3年的努力，項目在生態退化、病蟲害以及人工恢復等研究方面取得了重大進展，併發現了多個基因種質資源。

　　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、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，我國境內的天山野果林佔世界野果林總面積的近40%。

　　天山野果林分佈有野蘋果、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寶庫。

　　“新疆野蘋果是世界栽培蘋果的祖先。”中科院新疆生態與地理研究所副所長、天山野果林保護項目負責人張元明説，“2010年，義大利學者在《自然遺傳學》雜誌發文稱，從分子遺傳層面已經證明，現今人們吃的很多栽培蘋果都是新疆野蘋果的後代，包括黃元帥、紅富士等。”

　　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後“避難所”，為地球保留了珍稀的野果林群落。“這樣算來，天山野果林已有上百萬年的歷史了。”

　　近幾十年來，由於林下過度放牧和農田開墾、病蟲害暴發、氣候乾旱等綜合因素影響，天山野果林分佈區域面積也在逐步萎縮。

　　天山野果林原本分佈區域很廣，從伊犁河谷到整個西天山都有野生果樹分佈。

　　據調查，果樹成片、大量衰敗和死亡的現象主要發生在新疆伊犁地區新源縣。來自伊犁地區林業部門的統計顯示，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。

　　野果林對現代經濟果木的品質改良、優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在市場上售賣的水果相去甚遠，不但個頭小、模樣醜，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略生物資源，也是重要的天然基因庫，對現代經濟果木的品質改良、優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，並在長期進化過程中，積累了豐富的遺傳變異，形成了果實大小、成熟期、品質、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。人工選育栽培後的蘋果品种經過多年種植，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。這時要想繼續改善這些品種的品質，就需要從野蘋果中找到決定這些性狀的基因，重新培育。

　　正在萎縮的天山野果林就是後備的基因庫，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系統重要物種種群復壯關鍵技術，挖掘特殊抗逆遺傳資源，創制農業新種質，為中國野生果樹資源持續利用提供科學支撐。

　　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業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勢，同時還進行了野蘋果遺傳資源挖掘與種質創新

　　天山野果林保護項目啟動後，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”的退化野果林生態恢復技術模式。

　　研究人員首先建立了長期觀測樣地，闡明瞭新疆野蘋果種群年齡和遺傳結構特徵，為野果林退化生態過程研究提供背景數據。

　　項目組研究發現，中亞區域野生蘋果種群密度存在顯著的差異，均以中齡個體為優勢，沒有出現老齡化現象，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，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，受害最大的就是野蘋果。為此，項目組展開研究，利用基因構建了蘋小吉丁蟲系統發生樹，繪製了其可能的入侵及擴散路徑。他們還探明瞭蘋小吉丁蟲在野蘋果植株不同部位、枝條的選擇性分佈規律，解析了蘋小吉丁蟲的生活史特徵，提出每年7月5日—7月25日為成蟲防治的關鍵窗口期。並且，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；採用伐樁、低位修枝和高位修枝技術，激發大量果樹主幹萌條和根蘗苗産生，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，採用人工繁育技術，包括種子的幹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。

　　在進行生態修復的同時，研究團隊還進行野蘋果遺傳資源挖掘與種質創新，發現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，對於提高栽培蘋果抵禦倒春寒、保住産量會發揮非常重要的作用。項目組專家還找到了能夠提高類黃酮含量的基因，以增加其營養保健價值。

　　目前，項目組已完成示範面積3000畝，退化野果林呈恢復態勢，效果評價與相關生理指標檢測正在進行中。同時，野蘋果優異基因資源挖掘與種質創新也在持續進行。