常山胡柚種質資源收集開發利用研究進展

楊 波, 畢旭燦*, 汪麗霞, 王 剛, 楊興良, 王登亮, 劉春榮

(1.常山縣農業特色產業發展中心,浙江 常山 324200;2.衢州市農業林業科學研究院,浙江 衢州 324000)

常山縣位于浙江省西部、錢塘江上游,全域面積10.99萬 hm2,屬亞熱帶季風氣候,四季分明,日照充足,雨量充沛,適合柑橘的種植和生長[1]。常山胡柚(Citrusparadisicv.‘Changshan Pomelo’)是由酸橙與柚的自然雜交后代群體中選育而成的橘柚類良種,國家地理標志產品[2-3]。2022年常山胡柚栽培面積10萬hm2,產量12萬t,常山胡柚鮮果產值8.45億元,一二三產總產值40.82億元。從事常山胡柚生產、加工、物流、銷售、旅游服務等相關從業人員近10萬?！Ｉ胶帧脒x全國100個農產品區域公用品牌,‘常山胡柚’國家地理標志品牌價值達103.97億元。常山胡柚成為當地鄉村振興的支柱產業,常山人民的“搖錢樹”“共富果”。

常山有1 500多年的柑橘栽培歷史,衢(縣)常(山)橘區是我國柑橘栽培北緣地帶著名的老產區,是浙江省主要柑橘產區之一。常山縣柑橘種質資源豐富,共有枳屬、金柑屬和柑橘屬等3個屬,6個種、1個種間雜種群,計79個品種、品系或類型,主要品種有衢橘、早福橘、遲福橘、廣橙、香拋(土柚)、椪柑、毛柑、金橘、紅橙、黃橙、香椽、代代、本地早、漆碟紅、光橘、早橘、黃巖蜜橘、野廣橙、野柑、天臺拋等[4]。胡柚為常山縣特有的地方柑橘種質資源,是在20世紀60年代柑橘品種資源調查中發現的自然雜交實生群體,經過20世紀80年代以來實行品種選育和嫁接繁殖[1,5],成為當地特色柑橘品種,培育成年產值超40億元的的產業規模,從此可看出柑橘種質資源的收集保存開發利用的重要意義。本文總結了常山胡柚種質資源收集保存開發利用的歷史與現狀、工作經驗及存在問題,提出了進一步開發利用的對策建議。

1 常山胡柚種質資源的調查與收集保存

1.1 種質資源的調查

常山胡柚起源于浙江省常山縣青石鎮澄潭村、底鋪村一帶,又名胡柚、壺柑、撫州、壺柚、金柚、常山柚橙。據《衢州府志》(清)記載:“撫州明時惟西安縣西航埠二十里栽之,今遍地皆栽?！睋送茰y,常山胡柚的栽培歷史已有 600 多年。胡柚早期為實生繁殖,多在房前屋后零星種植。浙江農業大學沈德緒等[5]在1961年進行的柑橘品種資源調查報告中稱,常山柑橘栽培面積966.43 hm2,主栽品種衢橘(屬朱紅橘)、香拋(土柚)、廣橙(雪柑)、椪柑占總栽培面積的79.6%,早福橘、遲福橘及其它品種面積占20.4%,并沒有胡柚的栽培面積的記載,可見當時胡柚尚沒有規模生產。這篇報告共調查發現79個柑橘品種類型,將“壺柚”列舉為27個柑橘優良品種類型之一,并指出壺柚具有“生長強健,抗性強,大小年不顯著,栽培管理容易,開始結果早,很豐產,耐貯藏,實生繁殖后代變異不大”等特性,認為“群眾評價很高,頗有發展前途”[5]。20世紀70年代末80年代初,陸續開展了胡柚種質資源的調查,摸清了常山縣胡柚種質資源情況,對主要經濟性狀進行了測定和評價,初步篩選出一批優良單株,提出了進一步開發利用的意見。

1.2 種質資源的收集保存

20世紀80年代以前,常山胡柚長期采用實生繁殖,樹形高大而果實大小性狀不一,且多數品質低下,被稱為“野貨”,該時期主要通過農戶不自覺種植保存[1]。據近年來常山縣農業特色產業發展中心的調查表明,該縣現保存有實生胡柚樹 10多萬株,其中青石鎮澄潭村、底鋪村一帶留存的實生胡柚樹大多樹齡在70年以上,現存的一株樹齡超百年的實生樹被命名為“胡柚祖宗樹”,如今生長健壯,枝繁葉茂,樹高6.9 m,主干周徑1.36 m,冠幅7.2 m×5.8 m,年年掛果累累,產量200 kg以上。20世紀80年代中期以后,常山縣在縣良種場、胡柚良種繁育場、林場和油茶研究所等“三場一所”建立胡柚良種繁育基地,胡柚的種質資源和選育優系收集保存在胡柚良種繁育基地的母本園中。從2001年起,通過實施常山胡柚種質資源保護與開發、省級現代種業發展工程項目“常山胡柚新品種提純復壯及其示范基地建設”、省級胡柚科技示范園建設等項目,建成占地12 hm2的常山胡柚種質資源圃,保存常山胡柚種質資源和酸橙資源材料56份,保存早熟、紅皮果、高糖、密桔型、細皮大果(扁圓型)等常山胡柚優良變異材料18份[1,6]。

2 常山胡柚起源及遺傳背景分析鑒定

浙江農業大學沈德緒(1961)通過果實、枝、葉、花的形態與性狀以及種子解剖后認為,胡柚可能是“香拋(土柚)與甜橙的雜交種”[5]。浙江省柑橘研究所1963年出版的《浙江果樹資源-柑橘》中,指出“據形態表現胡柚可能系柚與橙雜交種”。浙江農業大學吳耕民教授(1987)從胡柚的果實及枝、葉、花的性狀推斷,可能是“柚與甜橙的自然雜交種”[7]。浙江省農業廳經濟作物管理局1991年編的《浙江省水果生產四十年》中提出“常山胡柚系柚子與其他寬皮柑橘自然雜交的后代。果實兼具柚與寬皮橘的特點”。

蔡劍華[8]等(1995)收集了胡柚、香拋(土柚)、甜橙(廣橙)、椪柑和衢橘等常山主要柑橘栽培品種,進行過氧化物同工酶酶譜研究,結果發現胡柚的過氧化物同工酶酶譜具有7條酶帶,除較香拋多2條外,其余5條與柚完全相同,而與柚不同的2條帶卻恰好與甜橙一致,因此其認為胡柚可能是柚與甜橙的自然雜種,但觀察到在胡柚種子中出現約5%的淡綠色胚,是香拋和甜橙種胚所不具備的。陳力耕[9]等(2002)利用 RAPD 分子標記技術對胡柚、椪柑、甜橙、衢橘和柚進行分子鑒定,結合品種表型性狀特征和抗寒性分析,推測常山胡柚可能是先由柚與椪柑或衢橘自然雜交,再與甜橙自然雜交而得到的天然雜種。陳士超[10]等(2006)采用 RAPD 和 ISSR 分子標記技術對胡柚和常山當地柑橘資源進行鑒定,結果表明常山胡柚可能是由柚、甜橙和其他柑橘屬資源通過多重雜交而來。徐昌杰[2]等(2006)通過對常山胡柚的可能親本材料進行 ITS 序列分析發現,常山胡柚有兩個不同序列的 ITS1,其中 ITS1A 序列與柚完全一致,ITS1B 序列與酸橙完全一致,推測常山胡柚是由柚與酸橙雜交而來,這回答了為什么胡柚抗寒性強的問題。毛桑隱[11]等(2023)基因組重測序數據表明,常山胡柚中超過 87.91%的遺傳組分為柚橘雜合,柚純合的遺傳組分為 9.77%,且全基因組序列與酸橙相似度較高,其中與江津酸橙序列相似度達 88.34%,表明常山胡柚是一種酸橙。根據不同位點開發的 4 對InDel 分子標記進行檢測,也印證了常山胡柚與酸橙親緣關系較近。表型與品質數據分析顯示,常山胡柚是經長期栽培馴化的一種品質改良的酸橙。

3 常山胡柚的品種選育及示范推廣

3.1 品種選育

胡柚從“野貨”到‘常山胡柚’品種,起因是一場大凍害。1967年1月常山最低氣溫-9.2 ℃,大多數柑橘品種受到嚴重凍害,大量橘樹凍死,而胡柚的凍害相對較輕,當年及其后幾年胡柚果實頻頻出現在市場和家庭中,經過貯藏后的胡柚酸味減小,風味變好,尤其到春節前后汁多味濃,甜酸適口,風味品質勝過衢橘和椪柑。胡柚的抗凍性、豐產性、耐貯性和貯藏后風味品質更佳的特點受到了關注。在對胡柚種質資源調查的基礎上,針對實生后代群體單株之間差異較大、尤其是果實品質優劣不一、商品性不強等實際情況,在科技、農業等相關部門的推動下,開展了以優良果實品質為主要目標的胡柚良種選育工作,1987年浙江省科委下達了“常山胡柚良種選育和貯藏保鮮技術研究”課題[1]。

貝增明、葉杏元[1]等通過母樹初選、復選以及優株后代無性系鑒定和生產性試驗,選育出82-3、82-4、86-2、88-1等4個胡柚優良株系,2002年通過浙江省林木良種委員會審定,分別定名為常胡1號、常胡2號、常胡3號和常胡4號。2006年開始,俞日梁[6]等對全縣范圍內的具有特殊性狀的胡柚變異單株進行篩選,通過生長結果習性、栽培管理措施的觀察記載和果實品質檢測分析,篩選出23株預選母株,通過高接觀察及果實性狀品質評價,篩選出10個品質較好的初選單株,再經過枳砧嫁接和高接鑒定,最終選出早熟、紅皮果、高糖、密桔型、細皮大果(扁圓型)等類型的優良株系7個。

陳新建、吳文明、楊興良[12-13]等在紅皮果優良株系的基礎上,經品種比較試驗和區域栽培試驗,選育出01-7、脆紅等新品種,于2011年通過了浙江省科技廳科技成果鑒定(科學技術成果登記號:11008047),脆紅于2011年7月獲農業部植物新品種權認定權認證(品種權號CNA20 080 551.7)。與普通胡柚的果實金黃色及果肉橙黃色相比,脆紅果實呈濃橙色,表皮更光滑,果肉橙色,質地脆嫩爽口,香氣濃,可溶性固形物質量分數為12.0%,可食率81.6%。

3.2 優株及新品種的示范推廣

20世紀80年代以前,常山胡柚多采用實生繁殖。20世紀80年代中期以后,常山縣實行“三場一所”定點育苗,在“三場一所”建立了優良株系母本園70 hm2,苗圃10 hm2,至2017年共培育胡柚良種苗木300多萬株。2018年建成占地面積10.67 hm2的常山胡柚種苗繁育中心是集胡柚(柑桔)種質資源保護、新品種選育、優質高產栽培技術示范于一體的智能化種苗繁育基地,新建智能化標準連棟育苗大棚0.7 hm2,年繁育胡柚(柑桔)優質苗10萬株以上,累計培育優質種苗50多萬株,全縣良種覆蓋率95%。

4 常山胡柚資源的開發利用

4.1 資源的特性

常山胡柚樹為常綠果樹,一年四季綠葉不凋。成年結果樹枳砧嫁接的平均樹高2.65 m、平均冠幅2.81 m;實生繁殖的平均樹高4.37 m、平均冠幅3.64 m。葉色濃綠,花白色,成熟果實金黃色?；ㄆ趶?月下旬至5月中旬,果實從5月中下旬初成,到11月下旬12月上旬采摘,掛樹期長達6個多月。胡柚病蟲害發生少,抗旱抗寒性強,耐粗放管理[1,7]。

常山胡柚果實為圓球形或扁球形,單果質量300 g左右,成熟果實果肉中總糖質量分數8.27%～9.24%,總酸質量分數0.52%～1.25%,每100 mL果汁中含18種游離氨基酸總量3 707 mg、維生素C含量37.9～46.6 mg。P、K、Ca、Mg、Fe、B、Zn、Mo、Si元素的含量分別為231、2060、265、6、11、1.5、2.6、0.4、134 μg/mg。胡柚果皮果肉富含檸檬苦素、類黃酮、類胡蘿卜素、膳食纖維、維生素等生物活性物質,其中果皮果肉中的總檸檬苦素含量13.65 mg/100 g,果皮和果肉中的類黃酮含量各為80.6、40.1 mg/g DW,果皮和果肉中的類胡蘿卜素含量各為21.2、6.3 μg/g FW,果皮和果肉中的膳食纖維含量各為44.92%、10.72% DW。胡柚果實中的黃酮類化合物具有較強的抗氧化活性,可有效的清除體內自由基,抑制脂質的過氧化作用。相關研究表明,這些活性物質有較強的抗氧化能力,增強免疫力和抗癌、抗糖尿病、抗心血管疾病、抗菌等活性,以及用于制作止咳化痰的中成藥等作用[14]。

4.2 精深加工研究與食品藥品開發

常山胡柚果實全身都是寶,對常山胡柚果實的精深加工及綜合利用的研究起步于20世紀80年代,進入21世紀后常山胡柚研究院、常山農業特色產業中心與相關高校院所加強產學研合作和科技成果的產業化應用,現已將常山胡柚的精深加工發展成食品(包括功能保健食品)、日化產品、生物醫藥類等三大類68款產品,已形成規?；漠a品有胡柚茶、雙柚汁、衢枳殼、囊胞、胡柚汁、果脯,胡柚青果茶、果酒、果膏、汽水、休閑食品等還處于研發階段。在精深加工產品研發中以市場為導向、以創新為動力,充分注重發揮資源的稟賦特性,對果實“吃干榨盡”,研制開發以特色資源為基礎、科技含量高、工藝先進的適銷對路的拳頭產品,推進常山胡柚的精深加工規?；?、產業化、高值化、綠色化發展,為鄉村產業振興貢獻力量[15]。目前已產業化的常山胡柚精深加工拳頭產品簡介如下。

1)雙柚(胡柚+香橙)汁。雖然雙柚(胡柚+香橙)汁2020年下半年才研制成功,與胡柚汁和胡柚茶比風味口感更佳,既有胡柚的甘甜和微苦,又有香橙的沁脾清香,一經生產上市便供不應求,銷量一路攀升,成為飲料市場的網紅爆款[15],至2023年3月底,總產量達860萬箱,實現總產值6億多元。常山恒壽堂生物科技有限公司等與高校院所在新產品研制過程中,改變以前產品主要加工以利用殘次果品的理念,樹立用專用原料做成精品、做強特色的目標,在原料選擇上將香橙與常山胡柚配比加工,常山胡柚營養豐富和香橙的香氣宜人等優勢互補,克服了胡柚汁味苦、香橙汁太酸等缺點,建有香橙標準化生產基地550 hm2[16],新建4條自動化生產線于2023年10月投產,年新增產能30萬箱,年新增產值0.25億元。

2)胡柚茶。胡柚茶是將胡柚全果切成片用蜂蜜加工成的一種帶果皮的胡柚果醬,食用時既可作果醬使用,也可用水沖泡當茶飲用,因胡柚果肉和果皮中富含糖、有機酸、膳食纖維、香精油、黃酮素、檸檬苦素、維生素C等營養和功能性成分,使胡柚茶具有清涼祛火、鎮咳化痰、潤喉醒酒、舒胃健脾、通便降脂等功效,因而深受中老年消費者喜愛。胡柚茶年產量約7萬t,年產值約2億元,消耗胡柚鮮果8 000 t左右[15]。

3)衢枳殼。枳殼是一種傳統的臨床上常用的中藥,為蕓香科植物酸橙(CitrusaurantiumL.)及其栽培變種的干燥未成熟果實,主要藥效成分是柚皮苷和新橙皮苷,味苦、微酸、性微寒,具有理氣寬中、行滯消脹的功效。常山胡柚每年都有大量的生理落果和疏花疏果得到的小青果,其柚皮苷和新橙皮苷含量高,但以前都是丟棄在地里。2016年,“衢枳殼”(常山胡柚的未成熟干燥果實)收錄入《浙江省中藥炮制規范》2015年版,從此“衢枳殼”成為枳殼家族新成員,推進了常山胡柚小青果的產業化開發[16-19]。據統計,2022年常山縣年產胡柚小青果(鮮重)25 120 t,年產“衢枳殼”藥材6 280 t,年產值1.1億元,帶動了2萬多柚農增收共0.8億元,人均增收約4 000元。

4.3 開發利用

常山胡柚果實品質優良,樹一年四季長綠,樹冠圓頭形,枝葉繁茂,花果香氣濃郁,樹、花、果都有較好的觀賞價值,早期的開發種植模式主要是開墾荒山荒坡種植,成為一種經濟林果,兼作綠化荒山荒坡的綠化樹種,為常山及周邊山區庫區的經濟發展和生態環境保護作出了貢獻,也引入江西、福建、湖南、湖北、四川等地種植。隨著經濟社會的發展和人們生活水平的提高,尤其是美麗城鎮、美麗鄉村建設過程中,常山胡柚的觀賞價值、綠色價值、生態價值越來越受到重視,常山胡柚樹用于庭院綠化樹、行道樹、公園特色景觀樹的場景較多,尤其是受長三角地區消費者喜愛。這類樹要求5～20年生,有主干、樹冠圓頭形(或半圓頭形)、生長健壯,平均市場價格約2 000元/棵,年市場需求量8 000～10 000株,培育、挖樹、運輸、養護等相關產業年產值約3億元[20]。

5 進一步收集保存開發利用的建議

5.1 加強常山胡柚種質資源的調查、收集與保護

常山胡柚是浙江省衢州市特有的地方柑橘種質資源,雖然前后陸續實施了柑橘(包括常山胡柚)種質資源的調查、收集與保護工作,但這些工作不連貫、不系統、重點不突出。由于城鎮化進程加快及其他一些因素,常山胡柚有的種質資源正在減少甚至消亡。亟需開展常山胡柚種質資源專項調查與收集工作,在對已有的柑橘種質資源圃收集保存的常山胡柚種質資源進行疏理和總結的基礎上,開展全覆蓋、系統性、專業化的種質資源的再調查、再收集和再保護,對品質優異、抗逆性強、豐產性好、活性成分含量高、加工性狀突出的常山胡柚特色種質資源嫁接在柑橘種質資源圃進行掛牌保護,為芽變選種、實生選種和雜交育種提供親本材料。對已建的常山胡柚種苗繁育中心進行改造提升,對其中的種質資源圃進行擴建和數字化改造,完善常山胡柚種質資源保護條件[21-23]。

5.2 加強種質資源的評價、鑒定與利用

常山胡柚研究院、常山縣農業特色產業發展中心以產業化應用為目標,聯合浙江大學、華中農業大學、西南大學(中國農科院)柑桔研究所、浙江省農業科學院,對已收集的常山胡柚種質資源及酸橙資源進行表型及基因型鑒定,篩選優異特色種質資源,為新品種選育與生產應用服務。建立常山胡柚種質資源及品種特性評價數據庫,推進柑橘種質資源研究與利用數字化,提高工作效率[23-24]。

5.3 強化新品種選育及登記工作

常山胡柚種質資源調查收集及利用,篩選出較多的優株及變異材料,但真正上升為品種的數量不多,與常山胡柚產業的高質量發展對品種的要求有較大的距離。以選育早熟、高含糖量等優質鮮食品種類型,及加工專用型、藥用專用型等新品種為目標,加強實生選種、芽變選種、雜交育種和分子輔助育種,對選育的材料高接鑒定,通過大棚設施栽培加快育種進程,加強與農業龍頭企業等主體的合作進行品種對比試驗和多點試驗,符合條件的盡快進行品種登記或植物品種權保護。

5.4 加強資源化高值利用的深度研究及全產業鏈開發

堅持科技創新,強化產學研用合作,構建“鮮果精量、加工賦能、三產融合”新格局,集成研究從種苗培育、建園定植、科學整形修剪、土肥水管理、病蟲害綠色防控、采摘貯藏保鮮等精品鮮果優質高產高效栽培技術規程,高效實施浙江省科技尖兵領雁項目“胡柚高值化加工”“胡柚藥用資源綜合利用關鍵技術研究與產業化示范”,深度挖掘常山胡柚精深加工及綜合利用的功能特性,對胡柚飲料類、食品類、保健類、美容日化類、藥用類、芳香類、餐飲料理類、文創類等八大類U系列產品體系80余款產品提檔升級研究及產業化開發應用,重點深化常山胡柚降糖降脂、抗炎抗氧化清肺藥理研究,致力于產業化開發小兒止咳糖漿、衢枳殼配方顆粒等綠色中醫藥產品,建立起常山胡柚“從花到果、從皮到渣”的零廢棄高值化綜合利用技術體系,開辟常山胡柚特色資源全要素鏈、全產業鏈、全價值鏈開發利用道路[15,25]。