柑橘育种citrus breeding

运用果树育种的原理和方法， 研究柑橘的遗传变异， 培育柑橘新品种的一门科学技术。对改善柑橘品种的结构和布局、提高产量、增进品质、增强抗性、延长供应期具有重要的意义。
发展简史 人工选择促进了柑橘品种的进化和发展。公元前3世纪中国已有柑橘品种的记载。1178年韩彦直著《橘录》描述了27个柑橘品种的性状、特点和选种方法， 是关于柑橘育种的最早著述。有计划的柑橘育种始于1893年， 由美国施文格(W. T. Swingle)和韦伯(H. S. Webber)率先进行。起初以抗病育种为目标，3年后， 致力于抗寒育种。1914年美国以宽皮柑橘、甜橙、葡萄柚为亲本， 育成了许多橘橙和橘柚杂种。与此同时， 苏联也开展了旨在育成抗寒品种的柑橘杂交育种， 培育了10余万株杂种实生苗和珠心苗。从20世纪20年代起， 除美国、苏联外， 日本、印度尼西亚、菲律宾等国相继开展了柑橘杂交育种研究。1935年，美国哈森用X射线照射种子，首次将辐射引变应用于柑橘育种。20世纪40年代， 美国还开始了多倍体育种和珠心系选种，获得了三倍体杂种和优良新生系。20世纪70年代起， 美国和日本先后开展了柑橘育种的生物技术研究。中国的柑橘育种始于20世纪30年代末。1939年， 章文才等从四川省实生甜橙中选出锦橙、先锋橙等优良品种。1950年在中国开展了广泛的选种活动。1957年江西省新干县橘棉研究所、1959年浙江省黄岩柑橘研究所、1962年中国农业科学院柑橘研究所，相继开展了柑橘的有性杂交。20世纪70年代起， 中国的柑橘育种还包括辐射育种、多倍体育种和生物技术研究， 已有10多个研究单位从事这方面的工作。
育种目标 柑橘育种的目标是培育优良的宽皮柑橘、甜橙、葡萄柚和柚。共同适用于这四类鲜销品种的优良性状是抗病、抗寒、丰产、稳产、早结果、外观美、风味佳， 适应生产和消费的需要。丰产品种要求每年花量适中，花质量好，坐果率高， 连年稳产； 也要注意培育树冠紧凑、植株矮化、适于密植、早结果、早丰产、盛果期长的品种。优质主要是指果实外观美、色泽鲜艳、果实较大、果皮光滑、梗端无颈、果顶无乳突， 肉质细嫩化渣， 汁多味浓， 甜酸适口， 维生素C含量高， 富有香气， 无核或少核。制汁用甜橙良种除要求丰产稳产外， 尚需果大皮薄， 汁多核少， 风味浓郁， 有香味无异味， 出汁率高。加工橘片罐头的良种则要求果实大小均匀，囊瓣组织饱满紧密， 具香味，甜酸适度， 糖液清晰， 成品质量高。为改变目前中熟种比重过大的品种结构， 重点应选育10月上旬以前成熟的特早熟和1月至5月成熟的晚熟品种。北亚热带产区要注重选育抗寒良种， 要求温州蜜柑能耐-13℃, 橘类能耐-12℃, 甜橙类能耐-7～-9℃; 南亚热带产区则侧重选育抗黄龙病品种； 中亚热带则以选育抗溃疡病品种为主。
育种途径
杂交育种 柑橘类果树不仅品种间容易杂交， 而且种间以及柑橘属与其近缘属之间都能杂交， 其杂交第一代即有较大的分离。因此， 杂交育种在柑橘育种中占有最重要的地位。在90多年的世界柑橘杂交育种史上， 已培育出了众多的新品种。其中较为著名的有美国的奥兰多橘柚， 明尼奥拉橘柚， 韦尔金橘， 鲁宾逊橘、李橘、诺瓦橘和圣勃斯特橘； 日本的晚熟品种清见、甜泉、夏鲜和美枫； 意大利的早熟橘柚马普等。中国农业科学院柑橘研究所用伏令夏橙作母本， 以江南柑和朱砂柑的混合花粉授粉杂交获得的杂种“1232”，结果早、丰产，果实红色， 优质， 维生素C含量高， 富含香气， 耐贮， 种子单胚； 浙江省农业科学院柑橘研究所用瓯柑与改良橙杂交获得的杂种439，丰产、优质、耐贮。这两个有性杂种均已开始生产栽培。但是， 大多数柑橘品种存在的种子多胚现象， 是杂交育种的一大障碍， 为了提高有性杂种的获得率， 必须选好亲本和采取相应的措施。选择单胚品种作母本， 是获得杂种最简便有效的方法。单胚品种间杂交后代全为单胚型杂种， 单胚与多胚品种杂交， 后代的单胚杂种和多胚杂种约各占一半。中国已知的单胚品种有柚子和枸橼的全部品种， 北京柠檬、宽皮柑橘中的槾橘、瓯橘，南丰蜜橘， 圆红香柑， 韦尔金橘， 克里曼丁橘， 自然杂种红橘广柑以及罗浮金柑等。当单胚品种不能满足育种目标的要求时， 也可选用平均胚数少于5个的类型或单、多胚混合型作母本。由于柑橘珠心胚的形成既受遗传因素控制， 又受环境条件影响， 因此， 当用多胚品种作母本时， 如在萌芽期到末花期将植株进行高温处理， 或在蕾期用γ射线照射， 均能明显减少胚数， 提高杂种获得率。此外， 选择系统发育历史短的品种作亲本，或在亲缘关系较为远缘的品种间杂交，较易获得杂种， 且杂交后代分离也广。
柑橘种子较难贮藏， 容易霉烂或干缩， 为使杂交种子发芽好，出苗齐， 宜在播种时从果实中取出种子。需经贮藏的种子， 先用1%的8-羟基喹啉硫酸盐浸一下， 表面干后放入聚乙烯袋内， 在1.5～7.5℃温度下可贮存4～5个月。剥去内外种皮， 或横切种子将近合点端的子叶去除约一半， 于25～30℃温度下催芽，2～5天即可萌发。对多胚的种子可采取人工分离培养法，即将种子表面消毒， 在无菌条件下取出胚， 移植到改良的怀特氏或MS培养基上， 添加1ppm吲哚乙酸和100ppm酪朊水解物，使不成熟的胚或小形胚发芽成功。柑橘的杂种实生苗童期长， 结果晚， 为提早结果， 进行鉴定，应注意加强幼苗管理， 创造良好的生育条件，使杂种苗尽快形成树冠， 增加分枝级数， 加速形成达开花结果阶段的高级枝序。迄今在实生苗和成年树之间， 尚未发现足以为选择和淘汰幼苗提供依据的相关性， 仅在耐病虫性和抗寒性方面具有相同的趋势， 据此可行预先选择。近年来， 用纸层析、薄层层析、气相色谱、液相色谱、同工酶等分析技术， 对杂种苗和珠心苗的鉴别有一定效果。但尚未进入实用阶段。
实生选种 实生繁殖的柑橘群体中常发生自然变异， 这种变异包括珠心胚实生变异、有性变异两个方面。中国的柳叶橙、冰糖橙、大红橙、奉节脐橙等优良品种（系）都由实生选种获得。柑橘的种子有单胚与多胚之分，因此实生后代的变异大小与胚数密切相关。单胚品种的种子由合子胚发育而成， 其后代因基因重组而发生分离和变异， 如单胚性的柚类经实生繁殖后产生很多变异， 并且常产生与橘类、橙类天然杂交的橘柚、柚橙等。而多胚品种的实生后代多由珠心胚发育而成， 基本上表现母树的遗传性。但由于珠心胚实生具有复壮、不带病毒和偶发变异等特点， 因而在选育新生系和培育无病毒母本方面广为应用。美国已选育出华盛顿脐橙、伏令夏橙、葡萄柚和柠檬等品种的新生系， 均比老系丰产、优质、抗病。80年代推广的兴津早生温州蜜柑，是从宫川珠心胚实生中选育而成，树势强、丰产、早熟，鲜食和加工兼优。目前， 珠心胚实生选种仍是美国、日本、苏联、意大利等国的重要育种方法。
芽变选种 柑橘发生芽变的频率较高。各柑橘主产国的主栽良种很多选自芽变。其中最著名的有华盛顿脐橙、西班牙的索尔斯蒂安娜甜橙， 意大利的塔罗科和摩洛血橙， 以色列的沙莫蒂甜橙等品种。中国近年选育的茶山、元红、川红等温州蜜柑， 少核本地早、新本1号本地早、少核锦橙0号和100号、浦市无核橙、晚熟蕉柑， 台湾的大春系蕉柑等均是优良的芽变株系。柑橘常见的芽变有植株的高矮， 叶片的形状和大小， 果实的色泽、形状、大小、成熟期、产量和品质等方面。一般劣变较多，优变较少。在温州蜜柑上，已发现有早熟系、晚熟系、菱叶系、大叶系、小叶系、柳叶系、不结果系、大果系、小果系、果面有沟系、扁平系、乳头系、红色系、黄色系等， 以上除早熟系、晚熟系、扁平系和红色系外，均为劣变。但有些芽变常以嵌合体形式存在， 其无性后代多表现出复杂的变异分离现象， 须经纯化后， 才能使变异性状稳定并为生产利用。
辐射育种 最成功的例子是美国的亨茨用热中子处理哈德逊葡萄柚的种子，育成了无核、深色的星路比葡萄柚。美国的赫恩用γ射线4 000～5 000伦琴(R)照射甜橙、葡萄柚和橘橙花蕾； 日本的立川忠夫用γ射线2000～3000伦琴(R)照射金柑、夏柑、伊予柑和八朔的花粉，授粉后都产生了无核果。中国农业科学院柑橘研究所和广西省新光农场也分别用γ射线辐照处理， 获得了红橘和雪柑的少核突变体。
多倍体育种 主要致力于培育三倍体无核品种。1926年有人首先利用自然四倍体金豆与来檬杂交得到三倍体的来檬金柑。美国用二倍体的无核柚与四倍体的葡萄柚杂交，育成了三倍体的奥洛勃兰柯葡萄柚。此外， 日本的岩政正男和中国农业科学院柑橘研究所用单胚的二倍体品种作母本与二倍体父本杂交， 从产生的小种子中获得了三倍体植株。
现代生物技术 用组织培养技术创造新品种， 20世纪80年代以来进展较快。中国农业科学院柑橘研究所通过胚乳培养， 首次获得三倍体植株。福建农学院最早诱导成四季橘的花药单倍体植株。以色列将沙莫蒂甜橙的原生质体培育成植株。日本、美国、以色列等国用体细胞杂交先后获得了四倍体杂种。
遗传研究 柑橘类品种是高度杂结合的， 遗传基础复杂， 对遗传规律较少研究。迄今所知， 表现为简单遗传的性状寥寥无几， 仅明确枳的三出复叶对柑橘属的单身复叶是显性； 果实的苦、麻味常呈显性遗传；在柠檬中控制幼叶红色的显性基因是杂合的； 种子多胚性受1～2个显性基因控制。其它大多数经济性状呈数量遗传， 如果实大小， 形状、色泽、品质、成熟期和抗性等。大多数柚子品种和某些甜橙、宽皮柑橘、柠檬的品种自交不亲和， 所有自交不亲和的品种互相杂交， 得到的后代也全部为自交不亲和，且其中有1/4～1/2是杂交不亲和的；自交不亲和品种与自交亲和品种杂交， 其后代或是全部自交亲和， 或者发生分离。温州蜜柑等品种的雄性不育特性可以通过杂交遗传给后代。由染色体区段互换和染色体不配对而导致无核的伏令夏橙、刘勤光橙等品种， 与其它品种杂交约产生一半的易位杂合体后代， 表现出花粉败育。实生苗童期长短因种类而异， 柑橘属内以橘类最短， 依次为柑类、橙类和柚子， 童期短的品种间杂交其后代童期也短。杂种优势和近交衰退明显， 在柑橘属内， 自交和近交常产生弱的后代，较远缘的杂交多产生强旺后代，用柚子作亲本与其它种杂交， 其后代生长特别快。
迄今为止， 柑橘育种的主要障碍仍然是实生苗童期长， 结果晚； 大多数柑橘品种存在珠心胚现象， 使杂交育种难于成功， 以及在幼龄实生苗阶段难于区分有性苗和珠心苗； 由于遗传基础复杂， 多数性状呈数量遗传， 使遗传分析难于进行。因此， 对柑橘遗传和育种的研究仍需进行长期的努力， 才能更有效地创造出符合多种需要的优良新品种。