石榴品種分類研究進(jìn)展

摘 要：石榴是我國廣為栽培的果樹和觀賞植物。對石榴品種分類簡史進(jìn)行了回顧，著重綜合介紹近年來石榴品種分類研究的現(xiàn)狀，包括變種與品種的關(guān)系和基于形態(tài)學(xué)、蛋白質(zhì)標(biāo)記、DNA分子標(biāo)記上的品種分類方法等方面的研究進(jìn)展，對以后的研究方向進(jìn)行了展望，同時對存在的問題提出建議：1)必須盡快進(jìn)行種質(zhì)資源普查，建立種質(zhì)資源圃；2)在品種演化和實際應(yīng)用兼顧的原則下統(tǒng)一石榴品種分類方法，為今后石榴的開發(fā)利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：石榴；品種；分類

中圖分類號：S665.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009－9980(2007)01－94－04

石榴(Punica granatum L.)系石榴科石榴屬落葉灌木或小喬木，原產(chǎn)古波斯，即現(xiàn)在的伊朗、阿富汗，前蘇聯(lián)的高加索等。石榴初春新葉紅嫩，入夏繁花似錦，仲秋碩果高掛，深冬鐵干虬枝，既是營養(yǎng)價值高的果樹，又是觀賞價值好的園林樹種，同時還是珍貴的蜜源、藥用和化工產(chǎn)品原材料，應(yīng)用十分廣泛。在我國經(jīng)過2000多年的栽培，石榴變異類型和品種極多，目前已報道的品種超過200個，但是品種分類體系卻相當(dāng)混亂，給生產(chǎn)應(yīng)用帶來了極大的不便，而石榴分類以及品種之間的親緣關(guān)系研究可為種質(zhì)資源的合理利用及品種改良工作提供有價值的資料。鑒于此，對石榴品種分類研究進(jìn)展作一綜述，以利于以后的研究。

1 石榴品種分類簡史

在最早記載石榴品種的書籍中。應(yīng)是郭恭義撰寫的《廣志》，其中有“安石榴有甜、酸種”之說，說明當(dāng)時依據(jù)風(fēng)味進(jìn)行了酸、甜劃分。至唐代，在詩人李白的詩句“海榴世所希”。指的是當(dāng)時出現(xiàn)不久的重辦紅石榴，花大色艷，特別受人重視。郭蠹駝《種樹書》記載：“河陰石榴，名三十八者，其中只有三十八粒子”，把石榴名稱與石榴子粒聯(lián)系在一起。這一時期主要以記載描述品種特征特性為主。

對石榴品種記載和分類較為詳細(xì)的著作則首推北宋時的《圖經(jīng)本草》：“樹不甚高，附干自地便生作叢，葉綠梗紅，夏間開花，有大紅、粉紅、黃、白四色，有酸、甜、苦三種。千葉者不結(jié)實，單辦者旋開旋實，花放成實。實圓若球，頂有尖辦，大者如杯，小者如卵；皮色斑點，經(jīng)節(jié)則實自裂，中如蜂窩，有黃膜分隔。自列排，牙白者如水晶，紅者如寶珠，淡紅潔白者味甘，深紅者味酸”。該書按照花色、果味進(jìn)行了分類，對開花、結(jié)果性狀及花、果特征做了詳細(xì)的描述，并對果味與子色的關(guān)系進(jìn)行了說明，這在當(dāng)時很了不起，但是卻沒有對品種進(jìn)行命名；同時期，范成大《桂海虞衡志》記載了四季石榴品種及其開花結(jié)果特性。

至明、清時石榴品種亦有增加。《本草綱目》、《群芳譜》、《花鏡》記載有餅子榴、番花榴、千辦白、千辦粉紅、千辦黃、千辦大紅、黃榴、火石榴、四季石榴等品種，清初有“并蒂花者”、“紅花白緣、白花紅緣者，亦異品也”的記載。

以上是中國古代對石榴品種的記載，前人最初依據(jù)石榴果實酸、甜。即果味進(jìn)行分類，然后發(fā)展到花色、子粒、結(jié)實性等性狀，但具體品種極少詳述。由于歷史的局限性，古人不可能對石榴品種資源進(jìn)行全面的調(diào)查、記載和科學(xué)而系統(tǒng)的分類，同時也沒有人為石榴作譜或?qū)Ｖ墙?jīng)過2000多年的栽培和知識的積累，前人的工作為當(dāng)今的石榴研究奠定了基礎(chǔ)。

2 現(xiàn)代石榴品種分類研究

2．1 國外關(guān)于石榴品種分類研究

國外對石榴品種及分類的研究較少，主要是地中海(土耳其、印度、埃及、西班牙、摩洛哥等)、西亞(土庫曼斯坦、阿富汗)、東亞(日本)、北歐(俄羅斯)以及南美洲(美國)等地區(qū)的國家進(jìn)行了研究。Onur等研究石榴不同品種在成熟期時可滴定酸TA的變化在0.13％～4.98％，并依此將石榴品種分為甜類(TA＜1％)、甜酸類(1％＜TA＜2％)、酸類(TA＞2％)。Melgarejo等rn對西班牙40個石榴品種的有機(jī)酸進(jìn)行了測定，并依此把石榴品種分為3類，酸甜SSWV(3.17mg/g<有機(jī)酸＜27.25mg/g)、甜類SWV(有機(jī)酸＜3.17mg/g)、酸類SV(有機(jī)酸＞27.25mg/g)。Mars等將石榴按照果實質(zhì)量和果徑大小分為4個品種群，小果(150～200g，65～74mm)、中果(20～300g，75～84mm)、大果(301～400g，85～94mm)、特大果(401～500g，94～104mm)。Messaoud等采取主成分分析和UPGMA聚類分析研究了突尼斯的11個石榴品種30個樣本，結(jié)果表明果實大小、果皮色、果汁成分中oH是品種主要鑒別依據(jù)，同時對影響石榴品種資源的多樣性因素進(jìn)行了討論。并綜合前人研究提出生物化學(xué)和分子標(biāo)記技術(shù)如原花青素分析、同工酶，RAPD分子標(biāo)記能夠在石榴品種識別上起重要輔助作用。國外還有其他品種分類方法，如根據(jù)果實成熟期分為早熟、中熟、晚熟品種，根據(jù)用途分為果汁類和鮮食類，根據(jù)子粒軟硬分軟子和硬子，根據(jù)果皮分為紅皮、青皮、黃皮3類等。

2．2 國內(nèi)關(guān)于石榴品種分類

2．2．1 石榴種下等級與品種的關(guān)系 石榴在植物分類上屬于石榴科石榴屬，該屬僅有2種，另一種P.protopunica Ralff，原產(chǎn)于索科特拉島(亞丁灣東海中)，具有石榴科原始特征，而石榴作為果樹卻廣為栽培。中國園藝學(xué)家把石榴種下分為7個變種，分別為月季石榴、墨石榴、白石榴、重辦紅石榴、重辦白石榴、瑪瑙石榴和黃石榴。山東、云南、安徽等省植物志也記載了石榴若干變種的分布，這些是從植物分類學(xué)的角度進(jìn)行的研究，是在自然狀態(tài)下生物分類的基本單位。汪小飛等研究認(rèn)為石榴作為引進(jìn)種在國內(nèi)廣泛栽培，形成的諸多品種應(yīng)該是屬于同“種”源，并且基于經(jīng)濟(jì)意義和形態(tài)上的差異，而不是植物分類中的一個分類單位，它是人類在生產(chǎn)實踐中，經(jīng)過培育或為人類所發(fā)現(xiàn)的，是屬于栽培植物的范疇，在新版《國際栽培植物命名法規(guī)》中明確規(guī)定“栽培植物最基本的分類群為品種”，故認(rèn)為石榴在栽培過程中形成的應(yīng)該是品種(eultivar)，而并非變種概念。

2．2．2 石榴品種分類 石榴栽培歷史悠久，品種很多，對資源的調(diào)查與分類研究直接影響著石榴的開發(fā)利用。近年來，對石榴品種資源的調(diào)查和分類研究較多。而品種分類的基礎(chǔ)首先在于品種的鑒定，目前石榴主要是基于形態(tài)學(xué)、生化水平和分子水平這3種類型的標(biāo)記基礎(chǔ)上進(jìn)行的品種分類，尤其是以形態(tài)學(xué)標(biāo)記的品種分類研究最多，而基于細(xì)胞學(xué)標(biāo)記的品種分類未見報道。

1)形態(tài)學(xué)分類 形態(tài)學(xué)標(biāo)記是一種最為傳統(tǒng)的品種鑒定方法，通常是依據(jù)植物的形態(tài)特征，如枝條性狀、葉特征、花色和果實或種子特征等。目前國內(nèi)對石榴品種的分類主要是采取形態(tài)學(xué)分類，但是局限于某些地區(qū)范圍內(nèi)，未在全國范圍內(nèi)進(jìn)行。如曲俊瑤等依據(jù)石榴花朵顏色、花辦單質(zhì)量、果皮色澤、子粒大小、口味酸甜等將山東萊州石榴歸納為11個品種；徐凱等1988—1995年對安徽石榴品種資源進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，依據(jù)石榴風(fēng)味酸、甜將安徽省石榴品種分為酸石榴、甜石榴2大類共計40余個品種；馮玉增等對河南省石榴重點分布區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，以花蕾形狀、花辦顏色、果實形狀、顏色、萼筒形狀等劃分，名稱以果實形態(tài)、經(jīng)濟(jì)性狀或產(chǎn)地定名，研究表明河南省石榴品種(類型)約有32個，并建立了品種分類檢索表；續(xù)九如等，按照成熟時果皮的色澤和口感分，有紅皮、青(綠)皮、白皮、黃皮、粉皮、紫皮及條紋，把陜西臨潼的石榴分為食用型22個品種、觀賞型3個品種。

前人在《中國花經(jīng)》中首次較為系統(tǒng)的根據(jù)石榴的應(yīng)用分為果石榴和花石榴2類，花石榴分為一般種和矮生種：果石榴再依花色、品味、果皮色、子粒色和軟硬進(jìn)行分類。

汗小飛等結(jié)合實地調(diào)查，綜合研究石榴營養(yǎng)器官和繁殖器官的形態(tài)特征的基礎(chǔ)上，對石榴品種分類依據(jù)進(jìn)行了研究，提出石榴品種形成屬于同一種系來源，并結(jié)合品種演化關(guān)系，建立了品種群一品種系統(tǒng)：根據(jù)花辦輪數(shù)、花辦數(shù)、雄蕊辦化程度將石榴品種分為4個品種群，即單辦品種群(1輪，花辦數(shù)為5～8)、復(fù)辦品種群(5～7輪，花辦35枚左右)、重辦品種群(花為7輪以上，花辦50枚以上，雄蕊辦化程度高)和臺閣品種群(花為7輪以上，花辦50枚以上，雄蕊辦化和萼化程度高)，并認(rèn)為花辦、花色、結(jié)實性、果色、果實大小及果質(zhì)量是品種分類主要依據(jù)，而子粒軟硬、萼筒形狀、新葉顏色、莖刺有無等特征可作為次級分類特征，

王伏雄凹、趙先貴等通過光學(xué)顯微鏡及掃描電鏡對石榴的種及白石榴、重辦白石榴、重辦紅石榴、瑪瑙石榴、月季石榴、重辦月季石榴6個變種的花粉形態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出石榴的種下分類有一定孢粉學(xué)依據(jù)，并建立了石榴種及各變種花粉形態(tài)檢索表，認(rèn)為石榴與變種間的花粉形態(tài)存在顯著差異，并據(jù)此討論了石榴種下分類問題，還提出重辦紅石榴與瑪瑙石榴親緣關(guān)系很近，月季石榴應(yīng)分為重辦月季石榴和月季石榴等。

2)蛋白質(zhì)標(biāo)記分類 蛋白質(zhì)標(biāo)記是利用生物化學(xué)方法的一種遺傳標(biāo)記，包括種子貯藏蛋白和同工酶、等位酶等。在石榴方面，丁之恩等采用常規(guī)方法、定性分析與對比實驗方法及在前2種方法基礎(chǔ)上的改良方法對石榴同工酶進(jìn)行試驗研究，結(jié)果表明通過制作丙酮粉將葉片中酶提純和濃縮后，石榴不同品種的譜帶清晰、分辨率大大提高，品種間差別顯著，芽變品種和其母本也能容易區(qū)分。徐迎碧等利用懷遠(yuǎn)玉石子、大笨子芽變新品種、母本4個石榴品種的過氧化物酶(POD)同工酶和酯酶(EST)同工酶進(jìn)行了酶譜測定，結(jié)果表明芽變新品種的白玉和其母本譜帶極為相似，但稍有差異，說明2者親緣關(guān)系極近，變異后遺傳物質(zhì)確實發(fā)生改變，玉石子與大笨子品種的親緣關(guān)系較為接近。熊紅等對石榴9個品種用5種同工酶進(jìn)行酶譜測定，結(jié)果僅酯酶同工酶測出10個譜帶，根據(jù)酯酶同工酶將所測9個品種分為5類，并且提出了傳統(tǒng)上用果皮色澤進(jìn)行品種分類存在一定的局限性。研究表明同工酶是基因表達(dá)的直接產(chǎn)物，在很大程度上能反映植物個體的遺傳差異，但不同種類的同工酶酶譜鑒定物種之間的相似度是不一致的，因此單純利用一兩種同工酶的相似度來判斷物種的親緣關(guān)系是不全面的。應(yīng)由多種同工酶分析來相互印證。

3)DNA分子標(biāo)記分類 分子標(biāo)記是以生物大分子，尤其是指生物體的遺傳物質(zhì)核酸的多態(tài)性為基礎(chǔ)的遺傳標(biāo)記，目前普遍認(rèn)為DNA水平上的多態(tài)性信息對于評判遺傳多樣性來說是最好的，主要有RELP、RAPD、SAP、SSR、AELP、ISSR等分子標(biāo)記。在石榴品種分子標(biāo)記方面，陳延惠等、張四普以4個石榴品種為實驗材料，用SDS I、SDSⅡ、CTABI、CTABⅡ4種方法提取石榴葉片DNA，結(jié)果表明CTAB I是石榴葉片DNA提取的最佳方法：楊榮萍等研究提出SDS微量提取法較適宜石榴葉片DNA提取，加入抗壞血酸及PVP與α-巰基乙醇混合使用能有效地防止DNA在提取過程中的褐化，這為進(jìn)一步RAPD分子標(biāo)記提供了DNA提取方法：鞏雪梅r32)用改良CTAB法更適合于提取石榴成熟葉片的基因組DNA，成功提取出50個石榴品種(系)的基因組DNA，用多態(tài)性較好的32個引物進(jìn)行擴(kuò)增，得到了50個石榴品種(系)的指紋圖譜，可以完全區(qū)分這50個品種(系)，并且找到了16個品種(系)獨有的特異性譜帶，可作為這些品種(系)鑒別的分子標(biāo)記。但目前為止，采用ISSR等其他的分子標(biāo)記用在石榴品種鑒定與分類上尚未見報道。

3 石榴品種分類研究存在的問題及建議

3．1 種質(zhì)資源普查、建立種質(zhì)資源圃

當(dāng)前關(guān)于石榴的研究，基本上集中于栽培的品種，而對野生的分布(僅在西藏果樹資源考察時發(fā)現(xiàn)野生石榴林和老品種、口感差的品種的分布缺乏了解，同時石榴品種“同名異物”和“同物異名”現(xiàn)象也客觀存在，這就要求首先進(jìn)行種質(zhì)資源普查工作，并且對石榴品種種質(zhì)資源進(jìn)行保存。目前全國有些單位已經(jīng)建立了若干品種園，如中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所、云南蒙自農(nóng)業(yè)局石榴研究所、安徽省合肥市植物園，鑒于石榴有耐寒和非耐寒品種，這就要求各研究機(jī)構(gòu)不斷加強(qiáng)交流，加強(qiáng)合作，在豐富品種的同時，分南、北建立2個大型的品種園，為進(jìn)一步研究提供材料。

3．2 品種分類方法的統(tǒng)一

石榴品種資源十分豐富，但“同名異物”和“同物異名”現(xiàn)象嚴(yán)重，并且品種記載比較混亂，缺乏系統(tǒng)整理，不同的研究者大多孤立地研究一個地區(qū)的品種，缺乏全國品種的比較，致使不同地區(qū)、不同研究者記載的品種很難或無法進(jìn)行比較。目前這些現(xiàn)象的存在，極大影響了石榴的生產(chǎn)以及國內(nèi)、國際間的交流。因此，需要按照統(tǒng)一的品種調(diào)查記載表進(jìn)行調(diào)查，拍攝照片，采集標(biāo)本，同時按照新版《國際栽培植物命名法規(guī)》進(jìn)行正確的命名。品種分類系統(tǒng)的建立應(yīng)該品種演化和實際應(yīng)用兼顧，而且以品種演化為主，品種演化序列的建立是以品種間親緣關(guān)系為基礎(chǔ)和依據(jù)的，所以建立合理的品種分類系統(tǒng)必須進(jìn)行品種親緣關(guān)系的研究，學(xué)者應(yīng)該多從細(xì)胞學(xué)、生化水平和分子水平進(jìn)行品種鑒定和品種分類，建立品種分類系統(tǒng)，有利于石榴產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

作者簡介：汪小飛，在讀博士生。