阿尔泰植物园保存的沙棘（Hippophae rhamnoides L.）品种与类型的生态及再生性能

《Journal of Zoological and Botanical Gardens》：Ecological and Regenerative Performance of Hippophae rhamnoides L. Cultivars and Forms Maintained at the Altai Botanical Garden

　　

沙棘（Hippophae rhamnoides L.）是欧亚大陆一种重要的多用途灌木，因其生态韧性、营养特性和经济重要性而备受重视。本研究考察了源自哈萨克斯坦东部并在阿尔泰植物园（ABG）保存的沙棘种群的再生能力、耐寒性、生产力及营养繁殖效率。1981年至2024年间，在自然条件和引种条件下对5个自然种群（Kendyrlyk、Kaindysu、Tersayryk、Shetlasty和Karatal Sands）进行了评价。研究人员对68个克隆类型进行了繁殖，并评估了其寿命、产量稳定性和形态性状。结果表明，沙棘具有高度的生态可塑性和对哈萨克斯坦东部剧烈大陆性气候的适应性，能够在?38至?44 °C的冬季低温下无损伤存活。长寿基因型（最长32年）表现出持续的生产力，单株产量为3.7–14.5 kg（4.6–17.5 t/ha）。大果品种如‘Yubileinaya Kotukhova’、‘Shetlastinka’和‘Asem’的100粒浆果质量可达95.8 g。采用绿枝扦插进行营养繁殖被证明非常有效，经HB-101处理后生根率最高可达90%，超出对照处理14.7%。由根蘖形成的稳定灌丛持续了近四十年，证实了强大的克隆稳定性和适应能力。这些发现凸显了源自哈萨克斯坦东部的沙棘种质资源在培育适合大陆性气候的耐寒、高产新品种方面的巨大潜力。本研究强调了在ABG进行迁地保护的重要性，并为旨在提高这一具有生态和经济价值的物种的生产力与可持续性的进一步遗传学、生物化学和育种研究奠定了基础。

**论文解读：阿尔泰植物园中沙棘品种与类型的生态及再生性能研究**

沙棘（*Hippophae rhamnoides* L.）是欧亚大陆重要的多用途落叶灌木，兼具生态修复、营养保健和经济开发价值。其自然分布区涵盖欧洲西北部至阿尔泰山、中国西部和北部及青藏高原，常形成稳定灌丛以固土保水。然而，过度采收和生境破碎化正威胁其野生种群，尤其在中亚山区，适应特定生态型的遗传资源亟需保护。已有研究多关注俄罗斯、中国等地的沙棘育种，但哈萨克斯坦东部阿尔泰山区的地理种群在耐寒性、果实品质和克隆繁殖能力方面的系统评价仍相对匮乏。阿尔泰植物园（ABG）自1981年起开展沙棘引种驯化和选育工作，积累了长达四十余年的观察数据。本研究旨在系统评估源自哈萨克斯坦东部的5个自然种群在引种条件下的再生能力、耐寒性、产量稳定性、果实特征及营养繁殖效率，为筛选优良品种和迁地保护提供科学依据。

研究人员于1981至1988年对哈萨克斯坦东部的Kendyrlyk（KE）、Kaindysu（KA）、Tersayryk（T）、Shetlasty（SH）和Karatal Sands（KS）5个自然种群进行野外调查，并在ABG开展长期栽培试验。从120个被鉴定类型中筛选出68个具有旺盛不定芽形成的克隆形式，建立了两代种质保存群体（1981–2024年）。研究采用了系统方法学：按Kondrashov（1977）方法进行形态描述；通过克隆后代测定法分析基因型和表型变异；利用Iroshnikov（1973）标准化尺度评估变异程度；统计处理使用方差分析（ANOVA）和t检验（R软件），并在MS Excel中计算标准误（SEM）、变异系数（CV）和试验精度（P%）。营养繁殖试验采用10–15 cm长的当年生半木质化枝条，以45°角斜切插于温室沙床中（温度25–33 °C，弥雾保湿），并比较HB-101（0.02%）、Ecogel（0.01%）、异生长素（0.015%）及清水对照的处理效果。全部实验材料均来自ABG统一立地条件，未施用化肥和化学药剂，确保了比较的一致性。

结果部分包含四个核心发现。**第一，沙棘自然种群的再生能力与耐寒性**。在全部种群中，1–5年生幼株平均占种群个体数的53.0%，表明其具有高度营养更新潜力。SH种群幼株密度最高（5173株/ha，占79.8%），T种群为72.6%，KE种群为65.0%，而KA种群因放牧和采伐等人为干扰仅占30.7%；KS种群因沙质土壤限制根蘖定植仅占22%。68个克隆形式按寿命分为短寿型（≤15年，占40%）和长寿型（≥16年，占60%），最长个体存活达32年。在1989、2000–2006、2010–2012等极端冬季（最低温?38至?44 °C）中，未观测到冻害损伤，证实了优异的耐寒性。**第二，引种沙棘的产量、生产寿命和果实特性**。定植后第3–4年进入生殖成熟期，产量稳定期持续16–23年。SH和KE基因型单株产量最高（5.2–14.0 kg），KS类型最低（2.5–3.8 kg）。高产期（8–18年生）单株产量为3.7–14.5 kg，折合4.6–17.5 t/ha（1250株/ha）。代表品种‘Yubileinaya Kotukhova’和品系KE-14-81等产量均超过10 kg/株。果实100粒重范围29.0 g（SH-19-82）至95.8 g（‘Yubileinaya Kotukhova’）；大果型（>41 g/100果）比例从第一代的6.7%增至选择品种的43.7%，世代间平均单果重提高8–9 g。果实颜色（黄、橙、红等）、果柄长（4.8–12.5 mm）和果穗密度（19.2–70.3果/10 cm枝）等形态性状在栽培下保持稳定。**第三，引种种群中克隆灌丛的形成与稳定性**。1980–1990年代引入的5个沙棘类型形成了总面积10,575 m2的3个灌丛（每个335–580 m2），通过根蘖持续向外扩展，自1986年以来38年间密度和规模保持相对稳定。灌丛内植株与母株基因型相同，形态和生理高度一致，部分个体在5–8年生时已进入繁殖期。**第四，引种条件下沙棘绿枝扦插的营养繁殖效率**。最佳采穗期为六月下旬，插后两周形成愈伤组织，一个月内发育出5–8 cm的根系。不同品种和处理的平均生根率中，‘Yubileinaya Kotukhova’最高（89.8%），其次为‘Asem’（84.1%）、‘Plakuchaya’（83.1%）和‘Fakel’（78.7%）。HB-101处理的总体平均生根率（81.2%）比对照高14.7%，比异生长素和Ecogel分别高7.7%和4.8%。个别基因型的生根率可达80.2%–90.2%，而‘Krasnoplodnaya KE-14-81’（4-27）最低（62.7%）。HB-101还能促进两年生幼苗在近地表12 cm处形成气生根，覆土后可提高移栽成活率和幼苗质量。

讨论部分指出，沙棘种群中幼株占优势（最高54%）表明根蘖更新是其在严酷环境下维持种群稳定的关键策略，与欧亚其他地区的研究一致。KA种群再生能力下降与人为干扰密切相关，反映了人类活动对沙棘种群恢复的抑制作用。引种试验中68个克隆形式的长期存活（超过三十年）证实了物种的高度适应性。在?44 °C极端低温下无损伤记录，与俄罗斯和中国报道的?45 °C耐寒性相当。产量数据（3.7–14.5 kg/株）与西伯利亚及欧洲育种计划的结果相符，而‘Yubileinaya Kotukhova’的果实大小（95.8 g/100果）可与最佳中国品种媲美。形态性状的稳定性（如红色果实、果柄长度）支持基因型与环境兼容性。低果实脱离力（70–100 g）和长果柄（4.8–12.5 mm）使这些类型特别适合机械采收和手工效率提升。绿枝扦插生根率高达89.8%，与北半球其他研究中的最佳水平（80–90%）一致。HB-101诱导的气生根现象对苗圃生产具有实际价值。持续近四十年的灌丛稳定性证明，营养繁殖能确保遗传保真和生态成功，且自然选择在海绵状环境中持续塑造适应性基因型。整体而言，哈萨克斯坦东部的沙棘种质在耐寒性、产量、果大性和易繁殖性方面具备与俄罗斯、中国及欧洲品种相当甚至更优的组合性状，是大陆性气候区生态修复和商业化栽培的重要遗传资源。

**结论**：哈萨克斯坦东部的野生沙棘种群表现出高生态可塑性，在阿尔泰植物园长期栽培条件下，植物存活率超过85%，果实产量为5.2–9.8 t/ha。通过绿枝扦插的营养繁殖确保80–92%的生根率，证实这些基因型适合大规模克隆繁殖。在1981–2024年的两代栽培中，植物保持高耐寒性（损伤指数<1.5）和稳定生产力，成功适应了大陆性气候。在所研究的种群中，Shetlasty（SH）和Kendyrlyk（KE）类型最有前景，兼具强再生能力和高坐果率，由此培育出‘Yubileinaya Kotukhova’、‘Asem’和‘Shetlastinka’等品种。这些发现的实际意义在于，哈萨克斯坦东部种质可作为培育耐寒、高产、易繁殖品种的来源，适用于北部和山区的商业种植园及生态恢复。这些基因型代表了未来选育耐寒、高产栽培品种的宝贵育种材料。后续工作将集中于多环境试验和优良克隆的基因组学表征，以鉴定与生产力、耐冷性和生化成分相关的等位基因，支持沙棘遗传资源的可持续改良与保护。