麻疯树育种与栽培研究进展_综述_

2010, 39(2):90-94.

Subtropical Plant Science

麻疯树育种与栽培研究进展(综述)

李进华1，袁军2，汪利燕3

(1.广西林业科学研究院, 广西南宁 530001；2.中南林业科技大学，湖南长沙 410004；3.广西壮族自治区林业局，广

西南宁 530001)

摘要：近年来，能源植物麻疯树的育种和栽培技术取得了一系列进展。本文从麻疯树种质资源收集、常规与分子育种、适宜区区划以及栽培技术等方面进行综述，并对当前栽培育种研究中存在的问题和今后的发展策略进行探讨。

关键词：麻疯树; 栽培技术; 育种; 研究进展

Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2010.02.025

中图分类号：Q943.2; S794.4 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2010)02-0090-05

Research Progress of Breeding and Cultivation of Jatropha curcas

LI Jin-hua, YUAN Jun, WANG Li-yan

(1.Forestry Academy of Guangxi, Nanning 530001, Guangxi China; 2.Central South University of Forestry and Technology. Changsha 410004, Hunan China; 3.Forestry Bureau of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530001, Guangxi China)

Abstract: The breeding and cultivation techniques of the biological energy plant Jatropha curcas have made headway in recent years. Lots of aspects about Jatropha curca including collection of germplasm, conventional and molecular breeding, planting adaptability assessment and cultivation techniques are summarized systematically in this paper. Some existing problems in breeding and cultivation research and development tactics in the future are also discussed.

Key words: Jatropha curcas; cultivation; breeding; research progress

麻疯树(Jatropha curcas)又称小桐子（云南）、黄肿树（广东）、假花生（广西）、膏桐、黑皂树等，系大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha)多年生落叶灌木或小乔木。麻疯树种仁含油量最高约为60%，其生产的新型燃料具有清洁、高效、加工成本低廉及可再生的优势，因此，麻疯树被公认为目前最具有产业化应用前景的能源植物[1]。近年来，为适应未来能源形势发展和保护环境的需求，科技部和国家林业局都将“生物质燃料油技术开发”列为重点科技支撑计划项目，麻疯树育种与栽培的研究即成热点。本文综述近年来麻疯树育种与栽培方面的研究进展，并对研究中存在的问题和今后的发展策略加以探讨。

1 麻疯树种质资源与育种研究

1.1 种质资源

麻疯树种质资源调查是麻疯树基础研究的重要组成部分，对各地麻疯树资源进行系统的考察、搜集和研究分析，能为麻疯树资源保护、优株选育、杂交育种以及规模化营建生物能源基地提供理论依据。先前的资源调查研究由于技术手段等原因，缺乏详细数据[2-4]，近年来利用高新技术辅助详实数据获取，如印度利用GIS技术调查其东南沿海地区的麻疯树，把资源分为极早熟、早熟、中熟、晚熟、极晚熟等五大类型，发现了Andra Pandesh 地区的高含油量麻疯树种质资源[5]。我国四川、贵州等省已

收稿日期：2009-10-29

作者简介：李进华（1968-），男，广西南宁人，工程师，从事经济林果研究。

第2期李进华,等：麻疯树育种与栽培研究进展(综述) ﹒91﹒

相继成立麻疯树种质资源领导小组，对本省区麻疯树资源进行详细调查。2005～2008年，四川省林科院在群体/家系两个层次上系统地从国内外收集了麻疯树种质资源，包括72个种源，404个家系，在攀枝花、凉山州和重庆等地共进行7个不同地点的种质资源和立地交互作业的苗期子代测定评价研究。2008年6～7月，在云南、贵州和四川的麻疯树适生区的不同立地条件下营造种源试验林和群体/家系保存林，现已选出3个家系13个早实性单株，具有分枝早、单株结果量大的特点；选出21株耐寒单株，自然状况下能忍耐－5 ℃低温；筛选了8～9份优良麻疯树品种，建立了种质资源基地250 hm2，这些优良的基因资源已得到有效的保存和繁殖。同时在四川攀西地区营建麻疯树能源林万余公顷，其中凉山州约13 300 hm2，攀枝花市约6 700 hm2，是我国现有麻疯树资源规模最大的区域[6]。云南、贵州等地的麻疯树资源实地调查也相继有报道，并对其分布地区、分布特点、资源总量、油脂含量及质量等做了相关研究[7,8]。

1.2 常规育种

我国麻疯树资源多处于野生状态，单株结实量、含油量差异大[7]，相关研究大多集中在资源分布状况、不同种源的生态学特性以及优良单株选择等方面[7-9]，而诸如家系选育、无性系选育以及杂交育种等还开展得不多，在物候和花器的结构观测、开花发育动态等方面有少量研究[10-13]。广西省通过审定的第一个麻疯树品种‘优选三号’[14]，籽仁含油高达58.2%～64.3%；2008年由中国科学院杨成源研究员育成的暂命名为“皱叶黑膏桐”的新品种通过了专家组鉴定[15]；同年四川大学吴军等[16]采取单株选择的方法，选育出高油麻疯树品种‘CSC高油63’，其种仁含油量平均为63. 83%。目前我国已经建立了西南地区能源植物数据库，选出3个优良家系和数个优良单株，筛选出8～9份优良的麻疯树品种，同时在攀枝花地区建立了133.3 hm2种苗基地和麻疯树优质高产种植技术体系[17]。这些新品种育成和育种基地的建成，为麻疯树作为重要生物柴油的产业化开发奠定了基础。

1.3 组织培养

麻疯树离体培养技术发展已经比较完善。国外主要以子叶、下胚轴和真叶开展研究，所采用的外植体多为第1～4片真叶，部分研究表明，第3片真叶有较强的分化能力[17-20]。Jha等[21]利用叶片成功培养胚状体，并通过体细胞胚胎发生途径培育出幼苗。我国开展了大量组织培养和快繁研究，利用胚轴、叶柄、子叶、胚乳等作为材料进行离体培养，获得诱导愈伤组织以及快繁的最佳途径[22,23]。陆伟达等[24]利用种子、叶柄、叶片为材料进行愈伤组织培养及快繁实验，探讨BA和IBA浓度与愈伤组织诱导，以及愈伤组织与出芽的关系。陈金洪等[25]研究表明，对麻疯树茎段芽的诱导，不加外源激素也可获得较高的出芽率，外源激素对茎段芽的诱导并不是必要的，适当的激素组合与配比对茎段芽的生长和增殖有明显的促进作用。对胚乳愈伤诱导效果而言，2.0 mg/L的2,4-D效果最好，TDZ可促进胚乳愈伤组织的诱导，用70%酒精处理30 s，然后用10% NaClO处理25 min，灭菌效果最佳，同时对胚乳外植体的生长影响最小[26]。为了保持遗传稳定性，我国科学家还开展了促进腋芽分枝及其生根诱导研究，结果发现，BA在腋芽的诱导过程中表现为主要作用，IBA表现为协同作用[27]。邓君萍等[28]则率先研究了不同抗生素种类及浓度对麻疯树培养的影响，发现用于筛选转化植株的最佳抗生素是卡那霉素，其最佳筛选浓度为10～25 mg/L。2006年任琛等利用花药诱导出愈伤组织[29]，迄今尚未有单倍体培育成功的报道。

1.4 分子育种

随着现代生物技术的发展，对麻疯树传统研究及手段已不能满足现今充分利用麻疯树资源的需求，国内外对麻疯树分子生物学方面的研究也越来越多，在分子标记、分子图谱构建与基因分离、功能表达、基因检测和转基因育种等方面都取得了较大进展[30-32]。欧文军等[33]从麻疯树嫩叶中提取高质量的基因组DNA，建立了适合于麻疯树的既稳定又能扩出最多数量谱带的ISSR最优反应体系。王治涛等以不同发育阶段麻疯树等质量比的胚乳为材料构建麻疯树胚乳cDNA文库，推测的蛋白质序列种类主要包括与贮存蛋白、转录表达调控、脂肪酸合成及信号传导等相关的同源基因序列[34]。Tang等[35]分离克隆了与抗高盐和抗寒性有关的JcERF基因。从麻疯树cDNA中克隆得到的质膜内膜蛋白(PIP)新基因(JcPIP)，其cRNA在非洲爪蟾卵母细胞中异源表达后细胞膨胀率扩大了10倍[36]。麻疯树分子标记育种、基因育种及定向培育研究将是未来育种的主要方向之一。