斯里兰卡肉豆蔻(Myristica fragrans Houtt.)形态与分子特征解析及种质资源保护策略

本研究针对斯里兰卡重要经济作物肉豆蔻缺乏系统评价的问题，由佩拉德尼亚大学等机构联合开展首次全国性种质资源调查。通过形态学定量(15项)/定性(10项)性状分析结合SSR分子标记技术，鉴定出8株高产精英树，建立物种分布模型(SDM)发现潜在新种植区，为该国肉豆蔻种质保护与育种改良提供关键科学依据。

　　

在斯里兰卡郁郁葱葱的中央高地，肉豆蔻(Myristica fragrans Houtt.)作为殖民时代引入的珍贵香料，已成为当地农民重要的经济来源。这种浑身是宝的植物，其干燥种皮（肉豆蔻衣/mace）和种仁（肉豆蔻/kernel）不仅是烹饪香料，更是制药和化妆品行业的重要原料。2022年数据显示，斯里兰卡肉豆蔻产业创造超2400万美元出口额，但令人担忧的是，自18-19世纪引入以来，这个重要作物从未进行过系统性种质评价。种植者长期依赖家庭花园中未经鉴定的母树进行繁殖，导致遗传基础狭窄、产量参差不齐等问题日益凸显。

为破解这一困局，佩拉德尼亚大学农业生物学系Dimanthi Jayatilake领衔的研究团队，在《BMC Plant Biology》发表了首份斯里兰卡肉豆蔻综合评估报告。研究团队采用多学科交叉方法，首先对主要种植区（康提、马特莱和凯格勒）97株成年树进行31项形态学表征，结合6个SSR(简单序列重复)标记进行分子分析，并运用最大熵模型(Maxent)预测适生区。通过系统研究，不仅揭示了该国肉豆蔻种质的真实多样性水平，更筛选出具有高产潜力的精英树，为后续育种计划奠定基础。

关键技术方法包括：1)从三大主产区采集97份样本建立研究队列；2)采用改良CTAB法提取DNA并进行SSR标记分析；3)基于15个生物气候变量构建物种分布模型；4)运用Johnson转换处理非正态分布数据，通过PCA(主成分分析)和PCoA(主坐标分析)解析多样性模式。

形态学特征分析

研究团队发现参试植株在叶片形态（长度6.98-31.26cm）和果实特征（鲜重30.54-124.10g）等方面呈现显著变异。特别值得注意的是，90.7%果实成熟时分裂为两半，57.7%的肉豆蔻衣呈现松散附着特征——这对加工环节极为有利。通过Tukey检验筛选出8株精英树，其中NM023表现最为突出，其干肉豆蔻衣(DMW)、干坚果(DNW)和干种仁(DKW)重量分别达2.088g、13.296g和10.198g，显著高于群体平均水平。

分子遗传多样性

使用Myr28等6个SSR标记分析显示，每位点等位基因数5-7个，多态信息含量(PIC)0.681-0.763。尽管存在遗传变异，但PCoA分析表明这些变异仅导致浅层分化（前三个主成分解释30.49%变异），印证了引种历史短和遗传基础狭窄的现状。

性状相关性

研究发现果实外部特征与关键经济性状相关性较弱，鲜果重(FFW)仅与干坚果重(DNW)呈中度相关(r=0.60)，这意味着无法通过外观特征准确预测产量潜力。

物种分布模型

模型(AUC=0.986)显示除现有种植区外，库鲁内格勒和努沃勒埃利耶部分地区同样适宜种植，主要受最干月降水量(BIO14)和年温度范围(BIO7)驱动。

这项研究首次系统揭示了斯里兰卡肉豆蔻种质资源的"基因瓶颈"现象——尽管存在形态和分子水平的变异，但整体遗传分化程度较浅。这种状况与长期依赖有限母树繁殖的种植模式密切相关。研究提出的8株精英树为该国建立首个肉豆蔻育种核心群体提供了物质基础，而SDM模型则为产业扩张指明方向。特别值得注意的是，该研究采用的形态-分子联合分析策略，为其他热带香料作物的种质评价提供了范本。未来需要通过引入外来种质拓宽遗传基础，同时结合基因组学手段深入解析重要性状的形成机制，才能真正释放这个"黄金香料"的产业潜力。