美国黑核桃的引种及其研究进展

王晓英

( 泰安市泰山林业科学研究院, 山东 泰安 271000)

黑核桃(Juglansnigra)是原产于北美洲的野生种，隶属于胡桃科(Juglandaceae)核桃属(JuglansL.)，是美国珍贵的自然资源和非常有价值的落叶硬乔木。黑核桃气候适应性强，木材、果壳、果仁价值高，是绿化树木、农林间作或果园种植的优良树种。黑核桃与普通核桃嫁接亲和力强、成活率高，可充分利用黑核桃抗旱、耐盐碱、耐瘠薄的特点，作为普通核桃的高接砧木，既抗逆，又生产木材，还利于结果[1]。果仁风味浓厚，营养丰富，富含蛋白质、脂肪、亚油酸、维生素 A、B、C 及铁、钙等，由于产量满足不了市场需要，黑核桃果仁的销售价格是普通核桃仁的4倍[2]。果壳可以加工成不同粒径的颗粒材料，具有较高的弹性模量和独特的质地特征，广泛用于抛光清洗、轮胎填充料、牙膏填充辅料等[3]。

1 引种栽培

世界各地相继从美国引种了黑核桃种源、品种及优良品系，中国林业科学研究院与洛阳洛宁县林业局自1984年始，陆续从美国引进黑核桃优良品种30个、优良品系100多个，建立了良种园、采穗园、种子园、试验林和种源试验区，经过多年的区域栽培试验和推广，现在其引种范围已经由河南扩大到全国20多个省市，并且许多省的试验种植都要优于原产地[4]。

引种后，我国研究者进行了美国黑核桃的优树选择、种子育苗、嫁接繁育等方面研究。荀守华等[5]以胸径生长量和干形为选择指标，从引进的东部黑核桃中选出速生、干型好的优树7株。裴东等[6]研究结果表明低温层积催芽可促进其当年生苗木生长，且层积时间愈长，苗木的长势愈强。张俊佩等[7]总结出冬季室内枝接、春季大田枝接、夏季大方块芽接、秋季闷芽接的系列嫁接技术。

2 研究进展

2.1 生物学特性

黑核桃组是核桃属中出现较晚而比较进化的一个组[2,8-11]，复叶互生，长20～60 cm，有小叶15～23片，小叶卵披针形，顶叶常退化。雌花序顶生，雄花序着生在侧芽处，坚果骨质多皱，隔壁厚而硬，难开裂，种仁可食。黑核桃是一个分布很广的树种，自然分布跨4～8个气候区，能适应生长季140～280 d，年降雨量635～1 800 mm的地区，可耐-43 ℃低温，对土壤要求不严，可在pH值4.6～8.2的各种土壤上生长。喜光，要求良好的光照条件。深根性，在不同立地条件下，生长量差异很大[2]。

2.2 木材

黑核桃木材坚硬、结构紧密，纹理均匀、花纹优雅、色泽美观，抗震性及防水性好，木材可做乐器、珠宝盆、雕刻艺术品、高档家具、板材及装饰材料，在国际市场上，其价格高于枫木、桦木，且供不应求。段新芳等[12]的测定表明，美国黑核桃的心材解剖特征与国产核桃(J.regia)、核桃楸(J.mandshurica)相比没有区别，而边材的木纤维壁厚、木纤维腔径比和壁腔比、木纤维比量、木射线比量差异均显著或极显著；美国黑核桃与国产核桃、核桃楸以及速生树种杨树、泡桐相比，木材材质好，能满足胶合板生产要求。张俊佩等[13]将引种黑核桃木材物理力学性质与原产地黑核桃木材进行对比，二者整体差异不大，且均高于同产地的核桃楸和核桃，可作为家具用材使用。

2.3 杂交优势

黑核桃具有明显的杂种优势，是重要的核桃砧木及材用核桃资源。李少雄等[14]用美国东部黑核桃和魁核桃为母本，中国铁核桃和普通核桃为父本杂交，获得了F1代优势单株，刘新燕等用F1代无性系进行造林，遗传增益显著，经济效益大，且干形通直、分枝角小，抗寒性较强[15]。‘中宁奇’是中国林业科学研究院从北加州黑核桃与核桃的种间杂交种中选育出的速生核桃品种，作为核桃良种砧木的同时，可作为速生优质硬阔用材树种[16]。

2.4 组织培养

宋锋惠等[17]对黑核桃进行组织培养研究，结果表明获得外植体的最佳方法是用新鲜且经层积处理的种子育苗，再用其实生苗的顶芽或茎段，适合黑核桃茎尖(段)培养的培养基为1/2MS(大量元素用量减半)，外植体接种用流水冲洗，缩短转瓶周期可减轻褐变现象。李建军等[18]筛选出促进腋芽或顶芽的萌发与生长、继代培养试管苗快速生长的激素组合，结果表明MS是试管苗生长的最佳基本培养基。

2.5 次生代谢物及其生物活性

黑核桃体内含有多种次生代谢物质，如胡桃酮、单宁、没食子酸等具有较高药用价值的物质[19,20]，其中多酚类有消炎作用[21,22]，对小鼠自发性乳癌有明显的抑制作用[23]。从黑核桃果皮中分离的化合物1,4-蔡酮在较高浓度时有抗真菌生长作用[24,25]，1,4-蔡酮还对与H IV-1逆转录酶相关的核糖核酶H有抑制作用[26]。

2.6 内生真菌

翟梅枝等[27-29]从黑核桃茎分离得到内生真菌HJ1，对HJ1发酵产物抑菌和除草活性研究，结果表明其发酵液萃取物对测试病原真菌和供试种子生长均有不同程度的抑制作用，乙酸乙酯萃取物的抑菌效果和除草活性最好；HJ1菌体油脂得率为22.26%左右，最佳提取工艺条件:提取温度85℃，提取时间4 h，料液比1∶6，HJ1油脂组成与植物油脂组成相似，可作为制备生物柴油的原料；毛光瑞等[30]对HJ1油脂制备生物柴油的关键技术进行了研究，较好工艺条件下，甲酯含量超过98%，生物柴油得率超过66%，可发展为石化柴油代替品。

2.7 基因转化系统

方宏筠等用黑核桃的幼胚和幼叶为外植体诱导出体细胞胚状体，并用根癌农杆菌介导将nptⅡ和gus基因导入体细胞胚，建立了黑核桃体细胞胚基因转化系统[31]。

3 建议

自中国林业科学研究院实施“黑核桃良种及繁殖、栽培技术引进”项目，从美国和法国引进黑核桃种质资源和技术，在全国大部分地区引种和发展，已取得了一定的成就。按照原产地黑核桃分布区的自然条件，黑核桃适应我国大部分地区，黑核桃一般造林后需40～60 a才能成材，采伐利用，所以不能在短期内出现高的经济效益，虽然黑核桃果仁价值高，但是取仁难，出仁率低，可通过高接核桃，提高坚果产值，实现丰产，以短养长。黑核桃根深干高，寿命长，抗逆性强，病虫害少，是理想的农田防护林和绿化树种，所以在我国发展黑核桃产业有着广阔的前景。

今后，各地区在引种前，首先了解引进品种的特性，因地适宜，有目的的引种，要加强黑核桃的良种选育和栽培技术研究，选育适合我国各地区生长的优良品种，丰富我国的黑核桃种质资源，并进行栽培技术研究，为生产提供优质的苗木和技术支持，促进黑核桃在我国的持续发展。

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