核桃种质资源保存与利用项目

核桃种质资源保存与利用项目

可行性研究报告

课题可行性研究

一、课题的研究目的与意义

1、课题研究背景

核桃（Juglans regia L.）又名胡桃，系胡桃科（Juglandaceae）核桃属（Juglans）是重要的坚果和木本油料树种，原产中国，是古老的栽培植物之一。核桃种仁营养丰富，含有多种植物脂肪、蛋白质、不饱和脂肪酸、碳水化合物以及磷、钙、铁、钾邓矿物元素和维生素B、C、E，是世界传统的坚果食品。中国核桃品种和种质资源丰富、栽培面积大，是世界上核桃栽培面积最大、产量最多的国家。研究和评价核桃种质资源和遗传多样性，对进一步探讨核桃的起源、传播和进化，开展种质资源的考察搜集，指导制定核桃资源遗传多样性保存措施、确定核桃资源遗传多样性保护范围和保护地点，合理开发利用核桃种质资源，以及指导核桃优异种质的创新和新品种选育均具有重要意义。

二、核桃的生长贸易和现状

（一）世界生产及贸易现状

核桃的分布和栽培遍及世界六大洲的50多个国家和地区，其中以亚洲、欧洲和北美洲的栽培面积和产量最大。根据联合国粮农组织距2001年年统计，全世界核桃总产量为68.5万吨，其中亚、欧和北美三大洲占了总产量的97.14%。据2001年统计，年产万吨以上的国家有17个，其中又以中国、美国、土耳其、伊朗、乌克兰和罗马尼亚为世界核桃生产的六大主产国，但年产20万吨以上的国家只有中国和美国，两国产量占了世界总产量的77%左右。

近年来，世界核桃市场的销售量呈上升趋势，今后10年世界核桃需求量将以每年10%的速度递增，到2010年需求量将达112万吨，尚需增加45万吨。因此，世界核桃生产和贸易的发展空间是较为广阔的。

（二）中国的生产、贸易现状及在世界上的地位

核桃在中国分布广泛，全国24个省（区）都有栽培和分布，其面积和产量均居世界首位，中国栽培面积84万hm2 ，是美国核桃栽培面积的9-10倍，但中国核桃的单位面积产量为0.34t/ hm2 仅为美国核桃单产（3.29t/ hm2）的1/10。

（三）国外该作物种质资源的收集、保存、鉴定及利用现状

当今世界各国普遍采用低温库、种质圃〔等方农场）式保存种质资源，建库和每年维持运转的费特别是发展中国家难以承受的负担。核桃属植物全世界约有23个品种，美国核桃种质资源收集保存在加利福尼亚州戴维斯的国家基因库内，面积大约有12英亩*，有代表性的核桃属资源 399份（1477株）17个种。中国核桃种质资源十分丰富，已有记载的无性系优良品种（系）216农家实生良种164个。

近些年来，随着分子生物学的发展，DNA分子标记技术是一种新兴的技术，美国、德国、英国 RAPD 、ISSR 、SSR和AFLP标记技术应用于核桃遗传图谱的构建、基因定位、亲缘关系分析和品种鉴定等领域。Pollegioni等利用ISSR技术对亚洲、欧洲的栽培核桃不同地理生态型进行了遗传多样性分析，发现了新疆野核桃种自然演化的阶段性和丰富的遗传类型。DNA分子标记技术应用于核桃种质资源上，将为今后种调整核桃产业的品种种植结构，推广优良品，制定品种资源的保育策略以及新品种的登记注册和６．产权奠定基础和提供科学依据。

三、国内核桃种质资源的收集、保存、鉴定及利用

（一）国内核桃种质资源的收集、保存、鉴定及利用现状

１、核桃种质资源的利用

中国丰富的核桃种质资源在育种工作中得到较广泛的应用。利用新疆早实核桃实生种群结实早、增产潜力大等优良特性，作为改良核桃早实性与丰产性育种的主要亲本，取得了丰硕的成果。该项工作仍在中国的核桃育种工作中继续开展。其中，温185 、扎 343、新早丰等中国首批16个国家级核桃品种中，约有80%是由新疆核桃中选育而成的。

华北核桃是核桃品种改良----抗病育种的宝贵基因资源。新疆核桃引人内地，黑斑病、炭疽病、枝枯病等病害发生严重，而华北核桃与新疆核桃品

种的杂交后代在发病程度上有所减轻，部分植株表现出较强的抗性。

2、核桃的引种

20世纪50年代，武汉植物园曾从美国、前苏联和东欧一些国家引 10多个核桃品种和类型。此后，辽宁经济林研究所，中国林科院等单位先后从美国、日本、法国及东欧一些国家引进核桃优良极大品种，极大地丰富了中国核桃的种质资源。

中国引种开1959年，北京林业大学王林教授首次将新疆早实核桃引人北京地区栽培，表现良好。进人20世纪60年代以来，中国各核桃主产区先后开展了引种新疆核桃的工作，相继从其实生后代中选出了优良品种或优株。

2、核桃的杂交育种

杂交育种已成为核桃丰产与提高品质指标的重要手段。培育早实、丰产、优质、抗病、果实兼优的核桃新优品种是核桃杂交育种的目标。２0世纪80年代，刘淑兰等以核桃的叶片、叶柄、叶脉等为外植体，培养诱导出了愈伤组织，从茎尖和胚诱导出了多芽。９ 0年代开始了核桃体细胞胚诱导研究。

（二）与国外的差距

与国外相比，一方面中国虽然拥有丰富的种质资源，但系统地、有目的地通过杂交育种等方法进行品种改良尚未开展好工作，而美国的核桃栽培历史只有100年左右，但由于十分注重科技含量，狠抓核桃生产的良种化、区域化、机械化和商品化，仅用了30年左右就一跃成为和中国并驾齐驱的世界核桃产销大户，并有即将超过之势。

另一方面，核桃分子标记的研究起步较晚，基础差，存在许多缺点、不足。如分子标记种类应用不平衡，RAPD以外的标记研究较少；目前获得的大多数标记是控制果树质量性状的基因；总体来说标记的多态性低，由分子标记提DNA水平上的信息本身不能满足对资源研究的所有要求；遗传图谱的饱和度低，标记间距离大；分子标记研究与育种实践联系不密切等。因此，应该加强国际国内交流合作，将传统育种与分子标记有机结合起来，开展多种分子标记的研究，筛选出多态性高的引物和探针，实现分子标记的自动化，降低实验成本，从而加速核桃种质遗传改良的进程。

（三）存在的问题

１、国外引种研究相对落后国外引种研究是发展中国农业生产重要手段之一。与发达国家相比，中国还存在着差距。据报道，美国、德国、英国等极其重视对核桃种质资源的搜集和交换，巴西作物种质资源从世界各地引种的占７6％，美国则高达80％以上。而中国国家泰安核桃圃保存的142份核桃遗传资源中，仅6.3％是从国外搜集和交换来的，绝大多数为国内搜集的品种２、核桃生产的良种化和产业化程度不高

核桃生产的良种化和产业化是促进核桃快速发展的两个重要因素，美国核桃生产的快速发展是一个最有代表性的典型。要想核桃生产快速发展，就必须在科技保障的基础上狠抓核桃生产的良种化和产业化。

3、投入种质资源管理和研究的科技力量严重不足

近年来，由于受国家投人种质资源的科研经费不足的影响，加上从事种质资源研究的人员创收困难，造成参与核桃种质资源管理和研究的科技人员外流，没有形成稳定专职的从事种质资源研究的科研队伍。

五、今后50年种质资源的研究方向及重点任务

1、建立核桃优种苗木象育基地，加快品种化栽培进程

多年来，阻碍核桃品种化栽培的主要原因一是嫁接技术不成熟，二是品种不定型。２0世纪60年代以来，中国对核桃嫁接技术进行了多方面的研究，各地均取得了一些成功的经验，为核桃的品种化栽培提供了技术保障。但由于中国核桃品种化栽培刚刚起步，嫁接技术难度较大，投人较高，应由政府部门组织建立核桃苗繁育基地，负责品种引进、接穗圃的建立以及优种苗木培育和规划建园等，以加快核桃品种化栽培进程。

2、加强常规育种进程，开展核桃杂交育种究

在今后的核桃育种工作中，要充分利用中国丰富的核桃资源，继续开展核桃优良品种的选育研究，部分地区的特色资源的发掘有待进一步开展，如四川茂演的香核桃等都是宝贵的种质资源。常规的杂交育种在一定时期仍是改良核桃品质的这一重要手段。这一方法在国外的核桃育种中仍占有主导地位。利用中国核桃地理分布差异及核桃不同种间的适应特性，以优质、早实、丰产、抗病作为核桃育种的中心目的开展核桃的杂交育种研究。此外，核桃的早熟性也应该