中國枸杞屬種間親緣關系和栽培枸杞起源研究進展

錢丹 紀瑞鋒　郭威　黃璐琦

[摘要] 系統總結了近年來中國枸杞屬有關野生枸杞種間親緣關系的研究狀況，詳細回顧了栽培枸杞起源的時間、地點、方式及祖先種等方面研究所取得的現有證據，總結了枸杞栽培的現狀和存在的問題。認為栽培枸杞是在野生種的基礎上，通過突變和人工選擇發展出不同品種（系）。為尋找栽培枸杞起源的有力證據，充分利用枸杞種質資源，加強對中國枸杞屬的野生資源的考察和評價，利用分子手段研究我國野生枸杞與栽培枸杞間的關系，加強對野生枸杞的研究，野生枸杞資源的挖掘和利用是今后研究的重點。

[關鍵詞] 野生枸杞； 栽培枸杞； 種間關系； 栽培； 起源

Advances in research on relationships among Lycium species

and origin of cultivated Lycium in China

QIAN Dan1，2， JI Ruifeng2， GUO Wei2，3，4， HUANG Luqi2*

（1. Experimental Research Center， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China；

2. State Key Laboratory Breeding Base of Daodi Herbs， National Resource Center for Chinese Materia Medica，

China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China；

3. School of Pharmaceutical Sciences， Shandong University of Traditional Chinese Medicine， Ji′nan 250355， China；

4. Shandong Academy of Chinese Medicine， Ji′nan 250014， China）

[Abstract] The Lycium genus consists of consist of 7 species and 3 variety which are main distributed in Northwest region in China， the cultivated Goji berry appeared about 1 000 years ago. The phylogeny of the wild Goji berry and the domestication of cultivated Goji berry are important scientific and practical value due to the medicinal and economic value. In this paper， a new advances achieved in studies on the phylogeny of wild Goji berry is summarized. The origin of cultivated Goji berry includes when， where， how and ancestral specie were reviewed. The current situation of cultivation and existing problems were summarized. We considered that through mutations and artificial selections， wild ancestors were domesticated to current cultivar groups. To find direct evidence for the origin of cultivated Goji berry， we must rely on genetic analysis in addition to morphological characters. To make full use of the Goji berry germplasm resources， the investigation and mining on wild Goji berry resource should be strengthened in the future.

[Key words] wild Goji berry； cultivated Goji berry； relationship； cultivation； origin

藥材枸杞為茄科植物寧夏枸杞Lycium barbarum L.的干燥成熟果實[1]，具有很高的藥用、營養和經濟價值，是常用大宗中藥材和經濟作物。中國是世界第一大藥材枸杞生產國，栽培面積和總產量均居世界首位。自《詩經》時代以來，枸杞采集已成為民眾生產活動的一個部分而存在[2]，有記載的枸杞栽培就有1 000多年歷史。我國枸杞在長期的栽培馴化過程中，形成了不同的農家品種和不同品種（系）。無論是從學術價值還是實踐價值的角度出發，開展枸杞屬野生資源親緣關系的研究，并明確其與栽培枸杞之間的關系具有重要意義。為此，本文對近年來國內外對以上有關問題的研究進展作一系統總結，提出了存在的問題和加強研究的建議。

1 枸杞屬種間親緣關系

1.1 枸杞屬目前已經鑒定的種 枸杞屬Lycium隸屬于茄科Solanaceae茄族Solaneae枸杞亞族Lyciinae，多為多棘刺漿果類落葉小灌木，從基部多分枝，枝條堅硬而斜升或柔弱而披散。枸杞屬是世界性分布的物種，在全球呈離散性分布，約有80種。主要分布在南美洲，北美洲，少數種類分布于歐亞大陸溫帶，在歐洲、澳大利亞、美國、阿根廷等地常作觀賞植物，由于它們多有叉狀分枝和棘刺，一般用作綠籬?！吨袊参镏尽份d中國枸杞屬野生分布有7種3變種[3]，包括寧夏枸杞L. barbarum Linn.及其變種黃果枸杞L. barbarum Linn.var. auranticarpum K.F.Ching、中國枸杞L. chinense Mill.及其變種北方枸杞L. chinense Mill.var. potaninii（pojark.） A. M. Lu、截萼枸杞L. truncatum Y. C. Wang、新疆枸杞L. dasystemum Pojark.及其變種紅枝枸杞L. dasystemum Pojark.var. rubricaulium A. M. Lu、黑果枸杞L. ruthenicum Murr.、柱筒枸杞L. cylindricum Kuang et A. M. Lu、云南枸杞L. yunnanense Kuang et A. M. Lu等。主要分布于中國西北和華北地區，僅中國枸杞遍布全國各地。陸續有新的枸杞屬野生種質資源發現，如新種小葉黃果枸杞[4]、昌吉枸杞[5]、苦枸杞[6]、清水河枸杞[7]、寧夏枸杞的新變種密枝枸杞[4]等。endprint

枸杞屬物種在我國分布廣泛，環境適應性極強，分布區域包括高原草甸、荒漠、丘陵[8]。其中寧夏枸杞為廣泛栽培的種，主要位于我國西北地區。與寧夏枸杞不同，中國枸杞以野生為主，遍布全國各地。寧夏枸杞的野生近緣植物云南枸杞、截萼枸杞、黑果枸杞、新疆枸杞和柱筒枸杞[9]種群較少，分布較為稀疏零散[10]。

1.2 枸杞屬的遺傳多樣性研究 形態學研究：安巍[11]、趙建華 [12]等對寧夏枸杞的不同品系及其野生近緣種進行了形態上的系統研究，考察了新梢日生長量、落果率、花徑、葉片長度、葉片寬度、葉片厚、葉柄長、節間長、第一花序長、單果質量、果實橫徑、果實縱徑、果實縱徑/橫徑、果肉厚度、果柄長等數量性狀，提出了枸杞植物學數量性狀評價指標。袁海靜等[13]從枸杞種質資源的葉片形狀、葉面形態、枝條硬度、花顏色和花形態等形狀分析，認為由于人們對紅色果實的偏愛，加上育種家不斷強化紅果枸杞的選育。因此，枸杞從野生種到栽培種的演化過程中，其果實顏色從黑色向紅色、黃色變化。葉片的形狀由條狀至條狀披針、披針的演變。樊云芳等[14]用顯微鏡觀察了10份枸杞屬植物的葉片的常規石蠟切片，指出葉肉中柵欄組織和海綿組織的分化存在種間差異。

過氧化物同工酶研究：趙建華等[15]利用過氧化物同工酶分析了不同基因型，不同品種（系）的枸杞屬材料，通過雜合度的比較，發現不同基因型枸杞種質具有豐富的遺傳多樣性。

細胞學研究：枸杞為二倍體植物，染色體數目大多為24，由于不同種源、不同觀察時期、研究者技術熟練程度的不同等因素的影響，對于核型研究的結果各有差異。簡永興等[16]在研究中發現中國枸杞L. chinense染色體數目為24的二倍體，核型為為1B型。栽培的大葉枸杞為染色體數目為48的四倍體，為2B核型。兩者差異較大，作者推測四倍體的產生可能是由于長期營養繁殖的結果。趙東利[17]報道了中寧寧夏枸杞L. barbarum核型為1A，為較為原始的對稱核型，為2n=24，偶見2n=20，22的情況，說明枸杞的體細胞有絲分裂存在非整倍性變異情況。對枸杞屬染色體較為全面的報道是何麗娟[18]的研究，核型大多為“A”型，并根據核型不對稱性，分析了不同枸杞的進化順序，分別為：朝陽枸杞>清水河枸杞>金果枸杞>黑果枸杞>玳瑁枸杞>寧杞1號>北方枸杞。

孢粉學研究：對枸杞屬孢粉學的研究多很零星，唯有樊云芳等[19]對枸杞屬13份材料的花粉進行了掃描電鏡觀察，枸杞屬花粉為長球形或近球形，極面觀均為三裂片圓形，具三孔萌發溝。發現枸杞孢粉學實驗結果與原有的分類系統不完全吻合的現象，枸杞屬花粉表現出的特異性與現行分類系統上的出入為進一步深入研究和探討枸杞屬分類系統提供了富有價值的信息。

分子生物學研究：尹躍[20]運用SRAP和SSR標記對枸杞屬7個種，2個變種，20份新優品系進行了分子鑒定和親緣關系的分析，發現不同產地野生枸杞與寧夏枸杞的栽培品之間存在較大的遺傳差異，親緣關系較遠。寧夏枸杞與09品系枸杞遺傳關系較近，遺傳變異小，遺傳背景相近。李彥龍[21]對中國枸杞屬7個種3個變種，5個品系的材料，使用AFLP方法進行了親緣關系的研究，從聚類結果看，野生種與栽培種能從系統樹中明顯的區分開。3個變種（紅枝枸杞、北方枸杞、黃果枸杞）的聚類結果與傳統的形態學分類存在著明顯的不同。為了避免長期扦插所導致的基因消失，更加有效的保護枸杞種質資源的遺傳多樣性，建議育種家采用雜交育種的手段選育新品種，促進品種間基因滲透。吳莉莉等利用核基因顆粒性結合淀粉合成酶基因（GBSSI）對國產的7個類群的枸杞進行了系統學研究，認為中國分布的枸杞屬植物屬于舊世界類群，清水河枸杞是寧夏枸杞與黑果枸杞雜交的后代[22]。

枸杞屬不同種質之間親緣關系及遺傳基礎的相關研究，是開展枸杞屬資源利用和雜交育種的必要條件。上述研究結果對中國枸杞屬種間親緣關系提供了非常有用的信息。

2 栽培枸杞的起源

枸杞種植和應用歷史悠久，早在1 000多年前就開始了“野生變家種”[23]。栽培種與其野生近緣種在分類上，形態特征十分相似，區別在于植株高矮、葉片差異、果實口味差異等。在自然雜交和人工選擇雙重作用下，在主產區演化形成了許多農家品種，諸如大麻葉、小麻葉、白條枸杞、卷葉枸杞、黑葉枸杞、黃葉枸杞等[24]。

農家品種雖眾多，但各品種良莠不齊，直到鐘勝元成功選育了“寧杞1號”，枸杞育種才邁上了一個新臺階[25]。隨著生產栽培的優化選擇，許多農家品種在生產中逐漸被淘汰。近年來，通過單株育種、雜交育種、倍性育種等育種方式形成了人工選育的主要栽培品種，如寧杞1號、寧杞2號、寧杞3號、寧杞4號、寧杞5號、寧杞6號、寧杞7號、蒙杞1號、三倍體無籽枸杞等多個新品種及眾多品系。并在生產中發揮了重要作用。

2.1 起源的時間和地點 中國是世界上最大最古老的農作物起源地之一，人們何時將枸杞由野生開始馴化，目前尚無準確的文獻考證。唐《千金翼方》中介紹了枸杞的4種栽培方法[23]。根據史籍記載，推測我國枸杞的藥用和栽培應早于唐朝，唐朝時枸杞的人工栽培技術趨于成熟[26]。關于栽培枸杞的最初馴化地在哪里沒有直接的古籍資料的記載，對于栽培枸杞的馴化起源于何時，除去史籍資料和文學作品的記載外，并沒有新的其他的證據。卜慕華是中國作物種質資源研究開創人之一，在其《我國栽培作物來源分類名錄匯編（典種型）》中，枸杞位于第一部分我國史前或土生栽培植物中藥用作物（典型種）中第182位，來源為L. chinese和L. barbarum[27]。筆者認為栽培枸杞起源于中國是毫無疑問的。明確作物的馴化時間、地點及如何演化對于收集種質資源和制訂品種改良策略具有重要意義[28]。在沒有考古證據和史籍文獻的情況下，最好的途徑是利用分子生物學手段研究枸杞栽培品種和野生種間的關系。

2.2 野生祖先種的問題 目前尚未有針對栽培枸杞的野生祖先種的起源問題展開研究的相關報道。一般認為，栽培枸杞是從野生枸杞祖先種馴化而來。盡管如此，迄今尚無可以證實枸杞馴化及改良歷史的分子證據。野生的枸杞是栽培枸杞的祖先，是枸杞種質資源的組成部分。野生枸杞長期處于野外惡劣環境，在自然選擇中形成了豐富的遺傳多樣性，具有很多優良基因，特別是抗蟲害基因和耐非生物脅迫的基因。枸杞栽培品種在長期的選育過程中，其遺傳背景日益狹窄，枸杞育種如要獲得突破，必須尋找新的有益基因，增加其遺傳多樣性，其中有效的途徑就是從野生枸杞資源中挖掘。故展開野生枸杞的相關研究及野生祖先種的研究對于改良枸杞栽培種和進行種質創新具有重要意義。endprint

2.3 起源的方式 在作物的起源過程中，通過選擇增強對人類有益農藝性狀的基因的頻率，并將其最終固定下來 [29]。栽培枸杞馴化已超過了1 000年，其馴化的過程的復雜程度與馴化方式與其他作物相似。我國栽培枸杞的可能起源方式可以歸納為：①從野生種直接馴化和選擇產生；②利用自然雜交，再通過選擇和馴化產生；③在人工控制下雜交產生。也就意味著栽培枸杞的起源是突變選擇和雜交選擇的結果，突變和人工選擇在我國枸杞起源中肯定起著重要作用。但是關于我國栽培枸杞品種的起源方式，至今沒有直接證據，沒有研究者進行相關的深入研究的報道。

2.4 傳播與分布 根據史籍文獻的記載，枸杞產地隨著時代的變遷有所變動。由魏晉時《名醫別錄》載“常山及諸丘陵”，即河北曲陽西北的恒山一帶，至唐《千金翼方》載“甘州者為真”，此后基本未離“出河西，甘州為上”的記載，隨著歷朝歷代的行政區劃的變動，甘州曾隸屬陜西、甘肅等地。至清代，《中衛縣志》中記載“寧安一帶，家種杞園。各省入藥甘枸杞，皆寧產也”?？梢?，古代栽培枸杞子的主產地是由華北向西北變遷，至唐代確立了甘州的道地地位，到明清時寧夏中寧枸杞質優為共識[30]。

3 栽培枸杞的生產現狀及問題

藥材枸杞是我國重要的特色藥用植物資源之一，人工種植品種僅限于寧夏枸杞和少量的北方枸杞。從20世紀后半葉開始，枸杞作為西部重要的經濟植物，栽培規模不斷擴大，種植區域從寧夏擴展至青海、甘肅、新疆、內蒙古、河北和西藏等地。在枸杞長期的栽培種植過程中積累和創造了許多行之有效的栽培和生產技術，但亦存在一些問題。主要問題如下。

枸杞果實發育過程中，花粉直感現象比較突出，多為自交不親和，原有的優良品種在接受了雜種的花粉后會表現出果粒變小，親和性降低而造成落花率增加和產量降低的現象。故在實際生產中，枸杞主要采取硬枝和嫩枝扦插的方式，營養繁殖的方式優點是能保持母本的優良性狀，能夠達到結果早，產量高，便于在生產上迅速推廣。不利的一面是造成枸杞沒有完整的譜系記錄，遺傳基礎不清晰，優良種質的特性難以通過品種間雜交而被遺傳利用。

枸杞為常異花授粉的無限花序植物，年度生育期內連續開花結實，花果同期、營養生長與生殖生長同時進行，營養豐富，常易遭受多種病蟲害。西北主產區為枸杞的傳統栽培區，因其栽培歷史悠久，導致病蟲害現象嚴重。目前，多發性蟲害主要有枸杞木虱、枸杞薊馬、枸杞蚜蟲、枸杞癭螨等。主要病害為枸杞炭疽病、流膠病、根腐病等。目前在生產中，針對病蟲害以化學防治為主，由于病蟲害的高發導致農藥的使用，導致枸杞的農殘超標問題層出不窮，嚴重影響了枸杞的品質 [31]。

4 問題與展望

綜上所述，目前枸杞屬的研究主要集中于枸杞屬種間親緣關系及栽培種寧夏枸杞的研究上。栽培枸杞的起源（包括起源的時間和地點、野生祖先種的問題、起源的方式等細節）無法明確。我國的栽培枸杞已形成了以寧杞1號、寧杞5號、寧杞7號等品種為代表的近百個品種（系）的復雜類群。要探索清楚這樣一個復雜類群的起源和演化是十分困難的，外加枸杞存在種子、根出苗、扦插等多元的繁殖方式，從而使得上述研究更加復雜。

相較于農作物，目前中藥材品種選育工作普遍較為薄弱，枸杞的品種選育和栽培工作已有了很大的進展。但枸杞作為一種古老的栽培作物，具有極其豐富的野生和近緣野生種資源，但枸杞屬野生資源研究不夠，尚未開展基因的挖掘工作。枸杞屬的分子育種、分子標記等研究嚴重滯后于番茄、辣椒等其他茄科作物。盡管人們對于枸杞的人工馴化及品質形成機制已經有一定的認知，但對一些重要問題的認識仍知之甚少。如，枸杞是如何從野生種馴化而來？在馴化過程中都有哪些基因受到嚴格的選擇？優良的果實品質是如何在馴化過程中逐漸形成的？了解枸杞屬植物的起源和分類、枸杞栽培種的祖先以及枸杞栽培種與野生種的親緣關系，對把野生種優良基因轉移到枸杞優良栽培種中并拓寬枸杞栽培種遺傳基礎具有重要的意義。

根據上述觀點建議：第一，加強對中國枸杞屬的野生資源的實地考察，進行廣泛和深入的考察收集野生種和半野生種資源，并查明上述種質資源的分布范圍、生態環境、主要特性等相關信息。加強對枸杞的野生種質的研究，很好的了解其分類學、系統發育學、地理分布狀態等基礎知識，加強對野生種質資源的評價和利用。第二，DNA能提供有關作物起源和進化的豐富信息[32]。在缺乏考古證據和史籍記載的情況下，建議利用分子生物學的手段來研究枸杞栽培品種和野生種之間的遺傳關系，從而明確栽培枸杞起源的時間與地點。第三，實踐證明野生資源蘊藏了豐富而寶貴的遺傳基因，由于長期處于野生狀態，在應對各種不良環境的自然選擇過程中，保持了栽培枸杞不具有或消失的抗逆和其他特異基因。加強對野生枸杞的研究，從中挖掘和利用，為培育新品種奠定基礎。

[參考文獻]

[1] 中國藥典.一部[S].2015：249.

[2] 汪燕平. 從草木到藥材：清代甘肅的當歸、枸杞、肉蓯蓉、鎖陽[D]. 西安：陜西師范大學， 2014.

[3] 中國植物志編委會. 中國植物志. 第67卷. 第1分冊[M]. 北京：科學出版社， 1998.

[4] 陳天云， 蔣旭亮， 李清善，等. 寧夏枸杞屬（茄科）一新種和一新變種[J]. 廣西植物， 2012， 32（1）：5.

[5] 安巍， 王亞軍， 巫鵬舉，等. 枸杞屬一份野生新種質的描述[J]. 中國野生植物資源， 2014， 33（6）：62.

[6] Xie D， Zhang X， Qian D， et al. Lycium amarum sp. nov. （Solanaceae） from Xizang， supported from morphological characters and phylogenetic analysis [J]. Nord J Bot， 2016， 34（5）：538.endprint

[7] 李吉寧， 蔣旭亮， 李志剛，等. 清水河枸杞，寧夏茄科一新種[J]. 廣西植物， 2011（4）：427.

[8] 朱秀苗， 吳學明， 祝靜靜，等. 青藏高原東北部野生北方枸杞資源及開發利用前景[J]. 中國野生植物資源， 2008， 27（2）：37.

[9] 鄭殿升， 楊慶文. 中國作物野生近緣植物資源[J]. 植物遺傳資源學報， 2014， 15（1）：1.

[10] 董靜洲， 楊俊軍， 王瑛. 我國枸杞屬物種資源及國內外研究進展[J]. 中國中藥雜志， 2008， 33（18）：2020.

[11] 安巍， 趙建華， 石志剛，等. 枸杞種質資源果實數量性狀評價指標探討[J]. 果樹學報， 2007， 24（2）：172.

[12] 趙建華， 安巍， 石志剛，等. 枸杞種質資源若干植物學數量性狀描述指標的探討[J]. 園藝學報， 2008， 35（2）：301.

[13] 袁海靜， 安巍， 李立會，等. 中國枸杞種質資源主要形態學性狀調查與聚類分析[J]. 植物遺傳資源學報， 2013， 14（4）：627.

[14] 樊云芳， 石志剛， 王亞軍，等. 十種枸杞屬植物葉片解剖結構比較研究[J]. 北方園藝， 2013（16）：181.

[15] 趙建華， 安巍， 石志剛，等. 枸杞種質過氧化物酶同工酶分析與評價[J]. 江蘇農業科學， 2007（3）：175.

[16] 簡永興， 馬英姿. 枸杞的染色體核型分析[J]. 中國中藥雜志， 1997，22（9）：532.

[17] 趙東利， 徐紅梅， 胡忠，等. 中寧枸杞（Lycium barbarum L. ）的核型分析[J]. 蘭州大學學報：自然科學版， 2000， 36（6）：97.

[18] 何麗娟. 不同種類及種源枸杞染色體核型分析[D]. 蘭州：甘肅農業大學， 2016.

[19] 樊云芳， 安巍， 曹有龍，等. 枸杞屬（Lycium Linn. ）13份供試材料花粉形態研究[J]. 自然科學進展， 2008， 18（4）：470.

[20] 尹躍. 枸杞品種（系）分子鑒定及親緣關系分析[D]. 福州：福建農林大學， 2013.

[21] 李彥龍， 樊云芳， 戴國禮，等. 枸杞種質遺傳多樣性的AFLP分析[J]. 中草藥， 2011， 42（4）：770.

[22] 吳莉莉， 韋若勛， 楊慶文，等. 枸杞屬（茄科）新類群雜交起源初探[J]. 廣西植物， 2011， 31（3）：304.

[23] 孫思邈. 千金翼方[M]//張印生等. 孫思邈醫學全書. 北京：中國中醫藥出版社，2009：743.

[24] 安巍， 章惠霞， 何軍，等. 枸杞育種研究進展[J]. 北方園藝， 2009（5）：125.

[25] 何軍， 曹有龍， 李曉鶯，等. 枸杞育種研究進展[J]. 陜西農業科學， 2006（5）：68.

[26] 安巍. 枸杞栽培發展概況[J]. 寧夏農林科技， 2010（1）：34.

[27] 卜慕華. 我國栽培作物來源的探討[J]. 中國農業科學， 1981， 14（4）：86.

[28] 陶愛芬， 祁建民， 林荔輝，等. 中國主要麻類作物的起源與演化概述[J]. 中國麻業科學， 2016， 38（3）：136.

[29] Wang R L， Stec A， Hey J， et al. The limits of selection during maize domestication [J]. Nature， 1999， 398（6724）：236.

[30] 錢丹， 黃璐琦， 邱玏，等. 枸杞子性味變遷的本草考辨[J]. 中華中醫藥雜志， 2016（5）：1539.

[31] 徐常青， 劉賽， 徐榮，等. 我國枸杞主產區生產現狀調研及建議[J]. 中國中藥雜志， 2014， 39（11）：1979.

[32] 周志欽， 潘開玉， 洪德元. 牡丹組野生種間親緣關系和栽培牡丹起源研究進展[J]. 園藝學報， 2003， 30（6）：751.

[責任編輯 呂冬梅]endprint