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天山野果林退化生態(tài)保育項目啟動兩年來成效顯現(xiàn)

時間:2018-10-22 11:32:22  來源:  作者:

  初秋,新疆伊犁植物園,微風中一片片野果林迎風招展。兩年前,由中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所牽頭、國內十余家科研單位聯(lián)合參與的國家重點研發(fā)計劃項目——“天山野果林退化生態(tài)保育與健康調控關鍵技術”在這里啟動。如今,借助科技的力量,伊犁天山局部區(qū)域一度枯死率高達80%的野果林,正一點點重現(xiàn)昔日生機。

  天山野果林橫跨哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和我國新疆,綿延500余公里。其中,我國境內的天山野果林占世界野果林總面積的近40%。野蘋果、野核桃、野杏、野李……在新疆天山一帶,不僅分布著多種野生果木資源,這里還是多種栽培果樹“祖先”的聚居地。

  “在新生代第四紀冰期來臨之時,天山山脈的谷地和盆地成為中生代野果樹的最后‘避難所’,為地球保留了珍稀的野果林群落。這里的野果林已有上百萬年的歷史,是我國林果業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要種源保障。”中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所副所長張元明說,順著基因組追溯,意大利學者在2010年曾從分子遺傳層面證明——現(xiàn)如今很多栽培蘋果都是新疆野蘋果的后代,比如我們耳熟能詳?shù)狞S元帥、紅富士等。

  大費周章保護這些“老掉牙”的野果林目的何在?以新疆野蘋果為例,作為“老祖宗”,它們最大程度保留了蘋果的原始基因,并在長期進化過程中,積累了豐富的遺傳變異,形成了果實大小、成熟期、品質、風味、抗逆性、抗病性等不同的種下類型近百種。“比如,我們栽培后的蘋果經過多年種植,其基因會慢慢退化,紅富士不再像以前一樣紅,黃元帥的顏色也變淡。這時若想繼續(xù)改善蘋果品質,就需要從野蘋果中找到決定這些性狀的基因,重新培育。”張元明解釋。

  事實上,這些其貌不揚、口感酸澀的野蘋果,不僅是珍貴的戰(zhàn)略生物資源,也是重要的天然基因庫。張元明告訴經濟日報記者,通過充分保護、挖掘野蘋果基因資源,參與本項目研究的山東農業(yè)大學專家近年來培育出新品種——紅肉蘋果,這種新蘋果類黃酮含量非常高,對心血管等疾病具有非常好的食療作用。

  然而,現(xiàn)實讓張元明有些心痛:過去十幾年來,受林下放牧與農田開墾、病蟲害暴發(fā)、氣候干旱等影響,天山野果林生態(tài)系統(tǒng)受損嚴重,出現(xiàn)了大量衰敗和死亡的現(xiàn)象。來自伊犁地區(qū)林業(yè)部門的統(tǒng)計顯示:截至2015年,新源縣野果林因病害枯死率高達80%;鞏留縣也達到60%,且呈現(xiàn)加速蔓延趨勢。近年來,隨著外來物種蘋小吉丁蟲害大面積集中暴發(fā),受害最大的就是野蘋果。

  究竟什么原因導致了野果林退化?

  項目組科研團隊對新疆境內野果林生物多樣性做了詳盡的本底調查,得出結論:多種因素在共同起作用,蘋小吉丁蟲是“壓倒駱駝的最后一根稻草”。張元明介紹,死亡個體主要集中在中等偏小徑級的中幼齡個體;同時,由于林下放牧等人類擾動,導致野果林幼苗缺乏,更新存在嚴重障礙。

  為拯救這個寶貴的原始基因庫,科學家利用COI基因構建了蘋小吉丁蟲系統(tǒng)發(fā)生樹,繪制了其可能的入侵及擴散路徑。他們還探明了蘋小吉丁蟲在野蘋果植株不同部位、枝條的選擇性分布規(guī)律,解析其生活史特征,提出每年7月5日至25日為成蟲防治的關鍵窗口期。

  經過近3年的科研攻關,如今,科研團隊已經在野果林生態(tài)退化過程、病蟲害發(fā)生規(guī)律以及人工輔助恢復措施等方面取得重要成果,“物理措施+生物措施”的退化野果林生態(tài)恢復技術模式取得顯著效果。“目前,我們已完成示范面積3000畝,退化野果林呈恢復態(tài)勢,效果評價與相關生理指標檢測正在進行中。同時,野蘋果優(yōu)異基因資源挖掘與種質創(chuàng)新也在持續(xù)進行。”張元明表示。

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