第三章 园艺植物种质资源的考察与搜集

第一节 园艺植物种质资源的考察

第二节 园艺植物种质资源的搜集

第三节 园艺植物引种

园艺植物种质资源极其丰富。世界各地自然条件错综复杂，气候、地理、土壤、生境和人们的生活要求各异，由此形成的种质资源，既有长期以来经自然选择和人工选择培育出的许多地方名优品种，也有遍布世界各地的野生园艺植物种质资源。园艺植物种质资源的考察和搜集是最基础性的工作。

第一节 园艺植物种质资源的考察

种质资源考察（exploration of germplasm resources）指查清和整理一个国家或一个地区范围内种质资源的数量、分布及特征特性的工作。它是整个种质资源工作中最艰苦的阶段，然而它也是开展园艺种质资源其它方面工作必不可少的前提。建国以来，我国对园艺植物种质资源组织了多次不同规模的考观察，特别是1978年以后考察工作取得了极大的进展。先后对横断山地区、川东北地区、陕西大巴山地区以及三峡库区的植物种质资源进行考察，发现许多珍贵的园艺植物资源。

一、种质资源考察的目的

1．摸清园艺植物种质资源储量与利用情况

种质资源储量包括总储量、经济储量和经营储量；利用情况包括直接及间接利用价值、利用现状。在考察中发现的优良栽培品种、品系经鉴定后，有推广价值的可直接引种推广，不能直接推广的则作为育种原始材料，如‘上海四月慢’白菜就是在种质资源调查基础中发现而直接推广的。野生植物中还有许多能被利用的园艺植物资源，它们也是考察的重要对象。一些野生植物资源可直接利用，如长白山的山葡萄就是在考察中发现的，现已利用来酿造优质山葡萄酒。野生植物还是抗性育种和砧木资源的重要来源。

2．为园艺发展规划和品种区划提供依据

通过考察才能了解和掌握一个地区园艺植物生产的概况，当地与园艺生产有关的自然条件，当地栽培的园艺植物种类和品种。依此制定发展规划，包括当前、近期和远期规划。另外，通过考察有关自然条件、园艺植物种类和品种、以及它们的表现，为新品种的引进提供重要参考数据，增加引种成功的可能性。

3．为园艺植物起源和演化的研究提供数据

通过对一些重要地方园艺植物野生种和近缘野生植物的考察，可发现植物起源和演化的新线索，不断丰富园艺植物起源、演化理论。如在考察我国云南西双版纳时发现的红河大翼橙，表明我国西南河谷地区有野生柑桔原始种，由此证实柑桔的原始中枢在中国。另外，在西藏察隅地区发现有野生菜豆，由此推论，我国西南地区可能也是菜豆的起源地之一。

4．为园艺植物的编志积累素材

园艺植物的编志需要大量的素材。而积累素材除了查阅现有的文献资料外，更多的和更直接可靠的是通过考察。《中国果树志》等园艺植物志，便是完成在大量考察成果基础上的。

二、考察前的准备工作

进行园艺植物种质资源考察，特别是大规模的考察活动，必须事先制定周密的计划，做好各项充分的准备，这是考察取得满意成果的前提。考察前需做好以下几方面工作：

1．制定考察计划

在制定计划前，要查阅已有的有关资料。计划包括考察的目的、任务、组成人员、考察路线、时间、经费预算以及物资设备等，其中考察目的极为重要。没有明确的考察目的，不可能得到满意的效果。考察任务是为使考察有条不紊地进行而安排的行动措施。

2．组建考察队

园艺植物种质资源考察是复杂的科技工作，涉及到多种学科。因此，一个综合考察队应由蔬菜学、果树学、观赏植物学、药用与芳香植物学、植物分类学、植物生态学、地理学、植物遗传学、植物病理学等学科的工作者组成。考察队的人数应根据考察任务、对象和活动范围而定。规模大的考察，需要人员较多，可安排7 ~ 10名有学科的人员。非常重要的考察活动人员更多，如1998年底的雅鲁藏布大峡谷的科学考察，考察队成员多达50多人。单一种质资源考察组以3 ~ 4人为宜。对没参加过考察的人员，需进行适当的技能培训。

3．确定考察地点

园艺植物种质资源考察必须要先确定好该去的地区，否则，如果漫无目的，或去了不适当的地区考察，结果将会费尽财力、物力、人力，却无所收获，徒劳而归。园艺植物种质资源考察应把重点放在以下四种地区：

（1）园艺植物初生起源中心和次生起源中心。

（2）园艺植物最大多样性地区。

（3）尚未进行过园艺植物种质资源调查和考察的地区。1998年我国派出一个由50多个专家和新闻工作者组成的科考队，深入西藏雅鲁藏布大峡谷进行考察，这一地区以前没进行过植物种质资源及其他科学考察。

（4）园艺植物种质资源遭受损失和威胁最大的地区。我国三峡地区由于特殊的地理和生态条件，蕴藏着丰富的植物种质资源，随着三峡水库即将完工蓄水，高峡出平湖，不仅三峡独特优美的风景将成为历史，库区丰富的植物种质资源和库区的文物一样被没入水中，抢救三峡植物种质资源迫在眉睫。国家于1986 - 1997年多次组织植物种质资源考察队赴库区考察。

确定考察地区后，参加考察的人员，还应查阅与所考察地区有关的图像、文字资料和计算机数据库，了解该地区地形、植被、土质、水文、气候等方面的信息，以及社会结构、民族分布、生活习惯、经济状况、社会变迁情况、耕地面积、作物种类、栽培方式、主要病虫害发生情况的背景资料。这对确定考察点和考察路线很重要。

4．时间安排

考察时间必须安排紧凑、井井有条。既要有充分的时间去完成考察任务，又要从经费开支和工作进程的角度着想，不能把时间拉得太长。具体时间长短须根据考察的范围、目的而定。

5．经费预算

执行一项资源考察活动必须有一定的经费开支。对此在考察前应作出预算，包括总经费预算和分项开支预算。预算必须切合实际，既要保证考察活动顺利进行，又要符合当时财政实力所允许的额度。各项经费预算都要仔细论证，避免在财力上造成浪费。

6．物资设备的准备

野外考察植物种质资源所需准备的物资设备包括交通工具、收集样本用具、有关的调查记载表格、考察时用的仪器设备、工具与容器、生活用品（包括药品）等。

三、园艺植物种类与品种考察

这是园艺植物种质资源考察最关键的一环，主要记载被考察地野生与栽培园艺植物的种类（包括变种）和品种、它们的形态特征和生物学特性、经济器官及其利用价值等。

1．观察记载内容

不同种类的园艺植物性状差别很大，在植物种质资源考察过程中，观察记载的内容和描述符（descriptors）数量都有所不同，如苹果记载19项，茄子21项，葡萄、豇豆各26项。但各类园艺植物种质资源考察都应观察记载以下信息：

（1）种质生境信息　（A）地理位置——包括考察点的自然和行政区域（写明省、县、乡、村及小地名）、经纬度、海拔高度、离最近城镇的方向和距离（如Kunming 32 W），以及地势、坡向、坡度等；（B）水土状况——包括土壤类型、土层厚度、水文条件等；（3）气候条件——包括年均温、月均温、最高温、最低温、无霜期、太阳辐射量、降雨量等；（4）生态条件——包括植被状况、伴生植物（野生资源）、间作物（栽培品种）等。

（2）资源本身的信息　（A）种质类别——野生种、栽培种的亚种、变种及地方品种、育种材料、育成品种等；（B）种质来源——野外、农田、市场、科研单位等；（C）种质名称——原名、学名、别名、地方名等；（D）种质编号——考察时的临时编号；（E）利用价值——包括现实的利用价值如产量、品质、用途、贮运特性等，潜在的利用价值如野生资源被当地居民利用情况、可开发利用的植物体部位、栽培植物的某种特殊用途；（F）利用情况——包括在当地作物中所占比重、栽培历史、分布情况等；（G）植物学特征——包括根的类型与分布，茎的类型与大小，植株高度，分枝情况，叶的种类、形态与着生方式，花的形态特征，果实类型与形态，繁殖方法，种于形态等。（H）生物学特性——包括生长习性、开花、结果习性、生育周期以及对主要胁迫（如病虫害和各种逆境）的反应。

（3）其他相关信息　（A）考察者及其所属单位；（B）影像资料——对于某些主要的种质材料采集点，应及时摄影、摄像，制作影像资料。一些种质样本，特别是采集后往往因失水而变形的样本，也应及时做好影像记录。

2．采集样本

采集种质样本要考虑地点的选择、采样技术和采样数量。（1）地点的选择。采集种质样本的地点主要是栽培品种的生产田和野生种的自然生境。采样点的数目和间隔距离依以下因素而定：地区内植物多样性、分布方式、目标种质在群落中的密度、个体的变异情况等。（2）采样技术。由于种质中变异的发生频率是不均衡的，种质样本的采体应是有选择性的。若采用随机方法，则许多珍贵材料往往被遗漏。（3）采样数量。采样的目标是在最小的样本数目中获得最大的变异性。适宜的样本数目依多样性程度而定。地方品种、野生种和野生近缘种都是比较混杂的群体，采集各种种质材料的数量应尽量多些。一般在一个考察地区内，多设点比在同一点上多取种质量好。按照Marshall（1975）提出的取样低限原则，假设在一个大群体中目标基因r的频率稍高于0.05，要使r漏取的几率小于0.05，取样数应符合以下不等式：（1 - 0.1）n ≤0.05，即n ≥ ln 0.05 / ln 0.9，n ≥ 28.43。式中0.1为每一个个体（或种子）携带r基因的几率（2 × 0.5）。

四、标本与资料的整理

1．样本编号

采集到的各种标本都要随时挂上标鉴并编号。同一材料的各种标本编号要一致。同时填写原始记录卡。编号时每一份资源材料一个采集号，保证在各种情况下不重不乱、清晰明了。

2．标本制作

考察中采集的标本应及时烘干、压制。标本存放过程上中随时注意防潮、防虫、防鼠、防鸟。最好存放在设施比较齐全的标本馆内。

3．原始记录卡

考察中所采集的标本不能完全反映种质材料的所有性状、产地、生态环境等。而这些方面的情况对于种质资源的鉴定和研究起着很大的作用。所以，在野外考察时，应仔细观察，并把观察结果逐一记入原始记录卡。各种园艺植物的标本采集原始记录卡可以不同。记录卡应突出反映各种质材料的特色内容。

4．影象资料

对于某些主要的种质材料采集点，应及时摄影摄象，制做彩色图片、幻灯片及录像带。一些种质样本，特别是采集后往往因无水而变样的样本，也应及时做好影像记录。这些影像资料有助于我们对种质资源的鉴定与分类。另外，有些植株高大的园艺植物，在考察时只能采集植株的一部分作为标本，对这种种质材料必须做影像记录以表现植株全貌。主要采集点的全景影像资料，能反映出种质材料对地理和生态环境的适应性，为种质的研究及进一步的考察工作提供重要依据。

五、考察总结

在整个考察过程中，应经常进行小结。发现不足，可及时回到考察点进行检查，以便及时加以补充。考察结束后，全面总结考察工作撰写总结报告。这是个非常必要的过程。它使考察过程所获得的资料和材料完整化、系统化、理论化。作为整个考察工作的结晶，考察报告应尽可能详细，以便为当前和今后种质资源利用提供参考。

报告的内容大致包括如下几项：（1）考察的依据和目的；（2）考察的地区、对象与时间；（3）被考察种质资源所处的自然与生态环境；（4）当地农业生产情况；（5）所考察园艺植物在当地种植面积、海拔分布情况、品种及其更潜历史；（6）野生种及野生近缘植物的群落与伴生植物，它们的利用价值、地理和海拔分布范围，今昔变化情况；（7）所获样本及其特征特性，它们在植物分类上的地位和在植物起源演化，遗传育种等科学研究上的利用价值等；（8）对当地农业生产和园艺植物种质资源开发利用及保护工作的综合评价与建议。（9）本次考察的经验与教训。

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第二节 园艺植物种质资源的搜集

种质资源搜集（collection of germplasm resources）是指对种质资源有目的的汇集方式，包括普查、专类收集、国内征集、国际交换等。对经过考察或信息渠道了解、掌握的园艺植物种质资源，不论是野生植物、地方的或人工创造的品种，都应进行合理搜集，妥善保存这些搜集品，深入研究它们，以便更有效地加以利用，同时减少流失，保护植物遗传多样性。自1971年到1996年，我国从40余个国家（地区）经入14科48属72种（包括变种）11 410份蔬菜种质资源。从40个国家和地区共引进果树种质资源1 680份，涉及28科36属131种。

一、种质资源搜集的对象

种质资源搜集的对象包括：（1）目前正在栽培的品种，尤其是那些濒临灭绝种的优良稀有地方品种；（2）过去栽培但现生产已淘汰的品种；（3）栽培园艺植物的野生近缘种；（4）特殊的种质资源，如突变体育种系、纯合自交系、远缘杂交的中间类型等；（5）对人类可能有潜在利用价值的野生植物。

二、种质资源搜集的原则

1．全面性

搜集种质资源材料的种类要齐全，尤其是地方品种和野生种，它们往往是类型很多的群体。考察时注意仔细观察，将观察到的园艺植物种质材料都采集到。只有这样，收集品才能真正反映种质资源的完整性。特殊种质由于稀少，往往容易遗漏，一些利用价值尚不明确的材料可能是珍贵种质，这些种质材料在收集时不可遗漏。每份种质材料收集、种子或繁殖材料的数量，应根据任务和园艺植物种类而定，通常一份种子收集品要求有200 ~ 2500粒不等。

2．完整性

搜集的种质资源标本要求完整，特别是园艺植物的花和果实，它们是植物学分类的重要依据。采集果树和木本观赏植物标本时，由于植株外形较大，不能采集完整植株，只采集完整的带花和果实的枝条即可。对于雌雄异株的植物，雌株和雄株分别采集。先开花后长叶的植物，要分两次采集标本。

3．代表性

采集的每个标本、种子或无性繁殖材料，应来自群体植株，这样才能代表该种质资源的特征特性。要尽可能保持所收集的每份材料内充分表现该种质资源的遗传变异度。同时应注意避免非遗传变异因素的干扰。采集的种子或无性繁殖材料，应是正常发育，且充分成熟的。

三、种质资源搜集方法

1．种质资源的征集

植物种质资源的征集，一般是指国内通过国家行政部门或农业科研单位，向全国或某地区、某单位发公文或公函，由当地人员组织搜集种质资源，并送往主持单位。

（1）通过行政部门发公函征集　由行政机构印征集通知，统一表格，发往全国各地，或某些特定地区，对征集工作提出具体要求，如搜集的种子量、标本数、标本大小、标本取材部位等等。这是计划经济体制下的种质资源收集方式。1955年，由国家农业部发出“从速调查收集农家品种，整理祖国农业遗产”的通知发至全国各县，各县再通知各区、乡、村。以县为单位，将收集的种子和种质资源标本加以整理，除去重复，补充遗漏，并晒干、包装好，送省有关业务单位。这次征集活动收集到近50种大田作物的约20万份品种。1979年，召开“全国农作物品种资源科研工作会议”之后，国家科委和农业部联合发出关于开展牧草、饲料作物品种资源补充征集的通知。1982年，再次发出“补充征集通知”。这些通知行政手段实施的征集工作，在我国植物种质资源工作中具有深远的历史意义，使我国在短时期内，把分散于全国各地的植物种质资源收集起来，并陆续入库（圃）保存。征集而保留下来的种质材料数量约占全国现有资源的一半。

（2）发函通信征集　植物遗传资源或育种工作者，通过适当的媒介了解到新近育成的植物新品种、新类型或发现的新材料后，及时而有目的的地发函或通信联系，向有关单位或个人征集。在征集种质资源样本的同时，最好将有关该种质资源特征特性的资料一并索取到。

2．种质资源的考察搜集

每一次植物种质资源考察工作，必然伴随着种质资源的搜集。这是目前搜集和积累园艺植物种质资源的主要方式之一。我国自20世纪80年代以来开展的大规模种质资源考察活动，搜集到不少园艺植物种质资源。随着种质资源工作的发展，园艺植物种质资源搜集应针对一些重点地区及特定种类。

我国自20世纪70年代末以来对横断山地区、川东北地区、陕西大巴山地区、神农架地区、雅鲁藏布大峡谷以及三峡库区的植物种质资源考察，搜集到了大量的珍贵的园艺植物种质资源材料。今后的种质资源搜集不限于国内重点地区，跨国界收集活动将日益频繁，国际间的种质资源考察搜集将开展广泛的合作。搜集的对象从过去主要以粮食与农业植物种质资源为主，转到更广泛的范围。森林植物、园艺植物、药用植物及芳香植物种质资源的搜集将日益受到重视。

四、建立种质搜集品档案

1．文字资料档案

文字资料档案包括搜集品登记簿、检索卡和资料档案。（1）搜集品登记簿。搜集者先对种质搜集品进行临时编号（即搜集号），并记录在簿。登记簿上的记载项目包括搜集号、植物种类、材料名称、搜集者、搜集时间，搜集途径、来源地、原产地、搜集数量以及主要特征特性等。（2）检索卡。每份种质材料应制备编号顺序卡、名称卡、原产地卡和分类卡四套检索卡。编号顺序卡将所有引入的材料按由小到大的顺序编号排列；名称卡按开头字母（或笔划）顺序排列；原产地卡以产地产地名称为第一级分类顺序，以材料名称为第二级排列顺序；分类卡依科、属、种、亚种、变种、品种的顺序进行编号。每种卡片上都应有编号、名称、来源地和产地。以上检索卡均可采用计算机数据库管理（见第四章第四节）。（3）资料档案包括影像资料、历年评价鉴定结果等。影像资料包括有关种质搜集品的照片、幻灯片、摄影胶片、录像等（参见第一节）。历年评价鉴定结果是设立一张卡片，将历年来对该材料评价鉴定的结果填入卡片中，以便随时查阅。这部分档案资料可与检索卡一并输入计算机，采用数据库管理，从而更方便、有效。当搜集品中某一类园艺植物种质达到相当数量，而且主要性状也已有鉴定结果时，应汇总编印种质资源搜集品目录。

2．实物标本档案

实物标本档案包括原始种子、果实标本、苗木标本等。为了妥善保存这些珍贵的实物标本，应建立设施条件较好的标本馆，长期保存收集种质的种质实物标本（包括引种的实物标本）。这不仅可以用于园艺植物的分类研究，而且还可以在多年以后，特别是在出现混杂的情况下，作为原始样本用以核对。

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第三节 园艺植物引种 

园艺植物引种（Introduction of horticultural plants）是指把园艺植物栽培品种或野生资源从分布地区引入到新的地区栽培或作为育种原始材料。由此可见，引种包括生产引种和植物种质资源引种。我们这里介绍的是国际间的种质资源引种。从国外引入的种质材料，试种表现优良的，在入库保存的同时，可直接在生产推广应用。引入的优良品种和具有珍贵性状的材料，都可作为育种的原始材料（如作为杂交亲本），提供间接利用。通过不断地引入世界各地的园艺植物种质资源，使本国的园艺植物多样性日趋丰富，为促进本国园艺的发展提供最基本且最重要的物质资料。

从整个园艺发展史来看，现今世界各国栽培的多种园艺植物及其品种类型，大多数是通过相互引种，并不断加以改良、衍生，逐步发展起来的。美国是本土原产栽培植物很少的国家，由于一个世纪以来从世界各地大量引种，它现在拥有的植物种质资源占世界世界各国首位。我国栽培的园艺植物有不少是从国外引入，其中蔬菜有扁豆、葫芦、刀豆、葱、韭、大蒜、菠菜、丝瓜、茄子、甘蓝、莴苣以及近年来大量引入的稀有蔬菜；北方果树有苹果、西洋梨、葡萄、甜樱桃等；南方果树有香蕉、凤梨、芒果、夏橙、血橙、柠檬、草莓、香瓜梨等；木本观赏植物有龙柏、五针松、樱花、红槭、雪松、广玉兰、香柏、铅笔柏、墨西哥柏、池杉、落羽杉、悬铃木、南洋杉、凤凰木、白千层等；草本观赏植物有千日红、含羞草、矮牵牛、茑萝、一串红、万寿菊、三色堇、唐昌蒲、景天科多浆植物及多种观叶植物等。

有些从国外引进的种质资源对我国园艺植物育种产生了重大的作用。如1974年从美国引入的Manapal Tm-2 nv番茄品种，经中国农科院和全国几个主要相关科研单位的试种鉴定、转育和配制杂交组合，育成的高抗TMV番茄品种和杂种一代达40 ~ 50个。

一、引种基地

美国、俄罗斯、日本等国都建有完善的植物引种基地。如美国从1898年正式制定植物引种规划，在全国先后建立了100多个植物引种单位。植物种质资源的引种基地一般包括植物园、树木园、药用植物园、研究所及试验站、各类种质圃。中国农科院品种资源研究所是我国国家栽培植物引种中心，它与中国农科院果树研究所、蔬菜花卉研究所以及各省（市、自治区）农科院园艺研究、果树研究所及蔬菜研究所组成园艺植物引种基地网。

二、引种程序

首先，确定引种目标。开展调查研究，将原产地或分布地引种地的农业气候指标进行比较，以估计引种适应性，同时还要分析与引种对象相近的植物引种表现情况，并总结前人引种的经验教训。其次，制定引种规划。规划应根据引种目标提出引种实验、引种规范与范围、设备条件、人员组成、完成年限、社会效益预测与经济效益预测等。按规划要求，每年订出实施方案，包括植物的种类、数量、时间及引种地点。国外种质资源要经过严格、周密、认真的实验方可引入。引种实验包括物候期、生长发育习性观察研究、适应性实验、栽培技术实验及生产力测定最后给以总的评价，并建立齐全的技术档案。

三、引种途径

国际间的引种途径较多，大致可分为以下4种：（1）派科学家赴园艺植物遗传资源丰富的国家实地考察；（2）建立国际关系交换植物种质资源, 或通过IPGRI等国际组织协调进行种质交换；（3）在驻外使馆中设专员负责了解所在国的植物遗传资源情报资料，并执行引种任务；（4）从CGIAR下属的国际农业研究中心引种。各研究中心，涉及到园艺植物的主要是国际植物遗传资源研究所（IPGRI）和国际马铃薯中心（CIP）等，它们从世界各地收集种质资源材料，并无偿分给各国，特别是发展中国家。

四、引种任务

为了充分发挥国外引种的作用，同时防止国外危险性病、虫、杂草随引种传入本国，世界上很多国家都设有引种归口管理机构，并制定有统一的管理制度。凡从国外引入的种质材料，一律送交归口管理机构进行统一检疫、编号、登记、译名、编目录及档案资料。这样有利于引入种质资源的检疫、查对，全面鉴定并提供给全国利用，植物种质资源引种主要有以下任务。

1．及时掌握情报并积极引入

通过各种渠道去了解世界各国及一些有关的国际性组织园艺植物种质资源情况和育种动态，以便不失时机地积极引入，这是引种的先导。在决定进行国际旨种前，还应对国内的情况进行适当调查、确信是本国其它地区没有引种的目标种质材料。

2．严格检疫

参见第五章第五节。

3．建立引种档案

引种单位首先对所引入的每份资源材料进行临时编号（即引种号），并记录在簿。登记簿上的项目包括引种号、作物种类、材料名称、引入时间、引入途径、来源国、原产地（起源中心）、引入材料数量以及特征特性等。

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