文冠果又名木瓜、文登閣、僧燈毛道，隸屬于無患子科文冠果屬，為單種屬。落葉喬木或灌木，原產(chǎn)我國北方，分布在秦嶺、淮河以北，內(nèi)蒙古以南，東起遼寧，西至青海，南至河南及江蘇北部。生于海拔處的荒山坡、溝谷間和丘陵地帶，在甘肅鎮(zhèn)原縣還發(fā)現(xiàn)一株已有600多年的文冠果古樹。文冠果具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆（抗寒、抗旱和抗鹽堿）能力。在絕對氣溫-40℃條件下，有輕微凍梢，但能結(jié)實。除在鹽堿地或積水澇洼地外，到處都能生長，是綠化荒山的先鋒樹種。根系發(fā)達(dá)、根萌蘗性強(qiáng)，也是水土保持及防沙改造環(huán)境的優(yōu)良樹種。文冠果易繁殖、種子營養(yǎng)豐富、種仁含油率高、可入藥，是一種中國特有的珍稀木本油料植物，有北方油茶之稱，具有很高的應(yīng)用價值。此外，文冠果木材紋理致密、結(jié)實耐用，是家具、農(nóng)具和手工藝品的好原料。文冠果花色品種多樣且好看，開花時間相對較長，是珍貴的園林綠化樹種和蜜源植物。根黃色，可以代替染料染布。
    因文冠果具有很多優(yōu)良特性及很高的應(yīng)用價值，我國北方許多地區(qū)如內(nèi)蒙、山西、陜西、河北等省都曾大面積栽培。劉孟軍等編《中國野生果樹》中亦記載了我國現(xiàn)有文冠果，葉的年產(chǎn)量在百萬千克以上。總之，文冠果全身是寶，但開發(fā)利用受以下幾方面的制約：一是群體內(nèi)類型混雜，株間產(chǎn)量懸殊。由于文冠果由野生到人工栽培歷史不長，還保留著許多野生性狀，所以在栽培中單株結(jié)實量差別很大，尚沒有系統(tǒng)地選育優(yōu)良品種；二是優(yōu)樹無性繁殖體系尚未建立；三是對文冠果“千花一果”的生物學(xué)機(jī)制缺少了解，從而缺少改變現(xiàn)狀的對策。因此深入進(jìn)行文冠果生殖發(fā)育分子機(jī)理、藥用機(jī)理及良繁機(jī)制的研究，具有重要的理論和實踐意義。
1文冠果藥用研究
    文冠果種仁含油，為質(zhì)量很高的食用油，該油含有的豐富的亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸等是人體不能合成的，人體內(nèi)缺少時則會發(fā)生脫發(fā)及各種皮膚病。油脂為半干性油，也可制高級潤滑油、噴漆及肥皂等，油中非皂化部分中的淄酸可作液晶材料。葉中含蛋白質(zhì)，高于紅茶。葉中咖啡因含量接近花茶可作飲料。種殼、果殼可作活性炭、糠醛、木糖醇、酒精等化工原料。枝、葉、干、種仁、果柄均可入藥。種仁可制取治療心臟病、血管病、遺尿癥、腹瀉、脫發(fā)、皮膚病、智力低下及老年癡呆癥等藥物。葉中所含楊梅樹皮甙具有殺菌、殺精子、穩(wěn)定毛細(xì)管、止血、降膽固醇作用。花萼片中含有的岑皮甙具有解熱、安眠、抗痙等作用。文冠果皂甙的結(jié)構(gòu)類型屬齊敦果烷型三萜皂甙，從構(gòu)效關(guān)系上看具有較強(qiáng)的抗癌活性。另據(jù)報道，文冠果中具有抑制234蛋白酶活性的成分。目前用于治療艾滋病的方法主要有2種：一是抑制HIV逆轉(zhuǎn)錄酶的活性；另一種是抑制HIV蛋白酶的活性。他們在文冠果的提取物中分離到2個新化合物［化合物3和6（表醅兒茶素）］和另外11個已知的化合物，研究了其化學(xué)成分并分離到抗HIV-1PR活性部位。經(jīng)對抗HIV-1PR活性篩選，發(fā)現(xiàn)化合物是第一個具明顯抑制HIV PR活性的甘遂烷型三萜類化合物。次級部位3的活性最強(qiáng)，經(jīng)超濾進(jìn)一步分得4個部位，第4個部位為活性最強(qiáng)，含量最多，分子量最大，主要是一些以表兒茶素和表5,7,4’-三羥基黃烷-3-醇為單元的縮合鞣質(zhì)。
2文冠果落花落果的機(jī)理研究
    文冠果屬雌雄同株，為總狀花序，花雜性。小花主要有兩種形態(tài)：一種為單性雄花也稱不孕花，表現(xiàn)為雄蕊發(fā)育正常，雌蕊早期萎縮退化，位于雄蕊內(nèi)側(cè)基部。另一種為兩性花，也稱孕花，雌蕊的柱頭、花柱和子房發(fā)育正常，雄蕊為短花絲且花藥不能正常開裂，因此不育。絕大多數(shù)品種可孕花生于一年生枝頂芽萌發(fā)形成的頂花序上，雄花多生于一年生枝側(cè)芽萌發(fā)形成的側(cè)花序上。文冠果開花不久，花瓣剛謝或未謝時，子房尚未膨大就脫落，屬于落花；可孕花授粉以后子房即開始膨大，約!天后，進(jìn)入落果期，幼果除少數(shù)迅速增大外，大多數(shù)生長停滯，逐漸脫落。文冠果座果率之低，在果樹中是罕見的，故稱千花一果，這是造成文冠果低產(chǎn)的一個主要原因，也是當(dāng)前急待探明的重要問題。科研工作者曾從多方面探索了文冠果落花落果的原因，取得了一定進(jìn)展。
2.1樹體營養(yǎng)限制論
    內(nèi)蒙哲理木盟林業(yè)科研所曾報導(dǎo)了花期氣候條件惡劣，樹體生長不良影響授粉受精，從而引起落花；落果原因則是樹體內(nèi)的養(yǎng)料滿足不了全部幼果生長發(fā)育的需要，必然有一部分幼果得不到充足的養(yǎng)料而停止生長，并很快脫落。另外還有機(jī)械、蟲害導(dǎo)致落花落果。
    河南洛陽地區(qū)林研所也曾報導(dǎo)了文冠果的開花習(xí)性，認(rèn)為一方面文冠果的花芽發(fā)育階段有一個花性分化成熟期，花器官在花性分化成熟期的變化影響孕花比例大小，此時花體各部分生長迅速，消耗大量養(yǎng)分，使部分雌蕊子房體停止發(fā)育，不能成熟而變?yōu)椴辉谢ㄒ恍┤苏J(rèn)為文冠果花期較短，柱頭和花藥干縮較快，對授粉不利，影響受精。
   也有人認(rèn)為花粉的萌發(fā)率可能也是影響其落花落果的原因。但余樹勛等對此持不同觀點，他通過實驗發(fā)現(xiàn)人工授粉不能減少落果，因為文冠果的落果是已受精的果實，所以他認(rèn)為，落果現(xiàn)象的形成不屬于授粉或受精問題。周儀和曾偉曾報導(dǎo)了對文冠果雙受精過程的研究。他們認(rèn)為，文冠果的雙受精是正常的，不存在什么障礙，因此受精問題不是其落花落果的直接原因。我們認(rèn)為該觀點較有道理。從可孕花的著生部位不難看出，雌蕊的發(fā)育受營養(yǎng)制約。頂端由于受生長素的調(diào)節(jié)，營養(yǎng)運(yùn)輸具有明顯的頂端優(yōu)勢。頂花序由于營養(yǎng)相對充足，雌花分化比例大，座果的可能性也大，但雌花著生過于密集（) ’, 個），營養(yǎng)明顯不足，易導(dǎo)致落花落果。我們觀察到，多數(shù)幼果胚珠萎縮、褐化，停止生長后很快便脫落。
2.2有性繁殖退化論
    張明中曾提出：文冠果開花繁多，結(jié)果稀少，主要是由于長期生長在野生條件下系統(tǒng)發(fā)育的結(jié)果。從天然串根萌生繁殖力很強(qiáng)的特性來看，由于長期根蘗性的營養(yǎng)繁殖方式的結(jié)果，逐漸取代了它的有性繁殖方式，致使它的器官———花大部分退化了，這正符合拉馬克的“用進(jìn)廢退”的學(xué)說。他認(rèn)為，要改變文冠果“繁花少實”的現(xiàn)象，首先選擇優(yōu)良品種和類型，加以人工栽培，并輔助肥、水、修剪等撫育管理措施，提高結(jié)實量，并擴(kuò)繁，建立優(yōu)良品種采種（條）基地；其次，用有性雜交、輻射育種、化學(xué)誘變等方法，動搖、改變它的遺傳性，從中選取新的優(yōu)良品種。
3文冠果雄性不育
    雄性不育是被子植物中一種普遍的現(xiàn)象，它指雌性生殖器官正常，而雄性生殖器官喪失生育能力，不能產(chǎn)生功能性花粉的現(xiàn)象，包括花粉和孢子的敗育，雄蕊群的畸形、抑制、消失、不開裂或轉(zhuǎn)化等。從生理學(xué)角度上它有功能性不育和結(jié)構(gòu)性不育之分。功能性不育是指小孢子發(fā)育過程中發(fā)生敗育，不能產(chǎn)生有活力的可育花粉；結(jié)構(gòu)性不育是指小孢子發(fā)育過程正常，而花藥不能正常開裂。對于文冠果的雄性不育機(jī)制，我們課題組已有一系列研究報道，特別是對它的生物學(xué)特性、花粉萌發(fā)率及授粉受精等都有較深入的研究。
    王晉華和李鳳蘭等曾對文冠果花芽分化和成花過程進(jìn)行了外部形態(tài)及細(xì)胞學(xué)觀察，亦對其花性別分化即兩性花（孕花）與雄花（不孕花）的發(fā)育情況進(jìn)行了比較。他們注意到文冠果的兩性花的雄蕊實際上是一形似正常但實為不育的雄蕊。一方面不育花粉的多糖含量明顯較雄花正?；ǚ鄣亩嗵呛可?，缺少萌發(fā)力，且不育雄蕊花藥不開裂。在花蕾前期，兩種花在形態(tài)及解剖構(gòu)造上未見差異，但在單核小孢子進(jìn)行第一次有絲分裂后，差異日趨明顯。兩性花中雌蕊發(fā)育正常，雄蕊發(fā)育緩慢，花絲短，絨氈層發(fā)育滯后致使花藥不能在成熟前及時干燥以致花藥不開裂，花粉無萌發(fā)能力，形成敗育的雄蕊。鄭彩霞和李鳳蘭等又對文冠果兩性花花粉敗育原因作了進(jìn)一步研究，認(rèn)為文冠果兩性花花粉敗育的原因可能與花粉中某些細(xì)胞器（如線粒體等）的減少及生理生化代謝上的障礙造成花粉缺乏足夠的營養(yǎng)物質(zhì)等因素有關(guān)。
    彭偉秀和李鳳蘭等對文冠果敗育花藥及花粉發(fā)育進(jìn)行顯微超微結(jié)構(gòu)的觀察發(fā)現(xiàn)：敗育花藥缺少唇細(xì)胞，絨氈層細(xì)胞延緩解體，花粉細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞器及淀粉粒數(shù)量明顯減少，這些異常現(xiàn)象影響花粉的正長發(fā)育。
    彭偉秀等在研究文冠果雄花育性中曾注意到雄花中的雄蕊花絲分長、短兩類，并懷疑此類短花絲花藥是否和兩性花中的短花絲花藥一樣也是不育的。我們課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：!雄花短花絲在后期能發(fā)育成長花絲，花藥在花絲伸長后可正常開裂，且組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)短花絲花粉粒淀粉和糊粉粒與先期長花絲的花粉粒無大的區(qū)別。"對兩性花和雄花花粉的萌發(fā)率再次進(jìn)行研究和熒光觀察發(fā)現(xiàn)，無論兩性花還是雄花（不論花絲長短）的花粉粒均能萌發(fā)，只是兩性花不育雄蕊內(nèi)的花粉萌發(fā)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雄花的花粉。#采用’()* , -./0(雙向電泳，對兩性花花藥、雄花長、短花絲花藥總蛋白進(jìn)行了電泳圖譜分析，發(fā)現(xiàn)兩性花花藥比雄花長花絲花藥和短花絲花藥少一個分子量約為；并基于對以上蛋白多肽的分析認(rèn)為，可能是與雄蕊花藥開裂基因有關(guān)的表達(dá)產(chǎn)物，有可能為開裂基因順式調(diào)控元件的表達(dá)產(chǎn)物，起激活開裂基因表達(dá)的作用。6和6#有可能為與雄蕊花藥開裂基因表達(dá)有關(guān)的反式作用因子，起抑制開裂基因表達(dá)的作用。同時對6!多肽點進(jìn)行了分離、純化，準(zhǔn)備測序。
    可見：兩性花雄蕊敗育的原因可能主要不在于花粉的萌發(fā)率，而可能主要的原因是花藥不能正常開裂。與花藥不開裂的有關(guān)基因，目前我們正在克隆研究之中。
    遺傳變異與育種、優(yōu)樹標(biāo)準(zhǔn)與快繁等方面的研究
    文冠果的遺傳變異與育種
    文冠果處于半栽培半野生狀態(tài)，屬于異花授粉植物，多系自然雜交品種（類型），具有廣泛的遺傳變異基礎(chǔ)。由于后代分離現(xiàn)象嚴(yán)重，單株產(chǎn)量相差懸殊。另外，文冠果花色品種也較多，如白、黃、紅等。彭偉秀和李鳳蘭等曾在北京林業(yè)大學(xué)苗圃內(nèi)發(fā)現(xiàn)一文冠果的同源異型自然變異株，對其進(jìn)行了形態(tài)及解剖觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此花器官變異株的花明顯小于正常株的花，并且不能完全開放，始終呈半開狀?；ㄖ匕甓噍?，僅具花萼和花瓣，不具雄蕊和雌蕊，因為雄蕊和雌蕊全部特化為花瓣，部分特化的內(nèi)輪花瓣上留有花藥的殘跡，花藥內(nèi)的花粉發(fā)育不正常，與此相關(guān)的營養(yǎng)體特征是變異株葉片大、厚且呈墨綠色。文冠果同源異型變異株是自然產(chǎn)生的花器官變異的個體。應(yīng)用扣除雜交技術(shù)對該變異株和野生型植株進(jìn)行了基因組差示雜交，獲得樣本特異片段，片段可以作為進(jìn)一步篩選突變基因的探針，為克隆文冠果花發(fā)育調(diào)控基因奠定了基礎(chǔ)。總之，文冠果遺傳資源十分豐富，如能育成文冠果純合二倍體（即自交系），然后配成優(yōu)良雜交組合，進(jìn)而建立雜交種子園，選擇其雜種優(yōu)勢明顯、后代表現(xiàn)型整齊一致的良種，直接用于育苗造林。通過現(xiàn)有資源的群體選擇，可以選出優(yōu)良個體，然后進(jìn)行無性系繁殖擴(kuò)大苗木數(shù)量投入生產(chǎn)，既可以減少程序，又能縮短育種年限。安守琴等以無性繁殖和子代測定的常規(guī)育種為手段，在文冠果的選育中，通過表型選擇、當(dāng)代鑒定交配設(shè)計的子代測定，對當(dāng)代表現(xiàn)型進(jìn)行了定量分析，對子代的遺傳力、配合力、遺傳增益等遺傳參數(shù)進(jìn)行了測定，在 *個無性系中，選出了當(dāng)代表現(xiàn)及其較優(yōu)良的優(yōu)良無性系以及其最佳組合。二氧化碳激光曾被用于對文冠果種子進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)聚焦的脈沖照射對其出苗及生長結(jié)實都有促進(jìn)作用，激光引起的當(dāng)代變異大多屬損傷效應(yīng)，其中有些變異是可遺傳的（旅大市經(jīng)濟(jì)林實驗站）黑龍江嫩江地區(qū)林業(yè)研究所進(jìn)行文冠果花粉單倍體育種實驗，獲得組培苗并移栽成活。
    文冠果優(yōu)樹標(biāo)準(zhǔn)及快繁技術(shù)
    繁育優(yōu)樹對解決文冠果低產(chǎn)問題有重要意義。選優(yōu)工作實質(zhì)上是表型選擇，只有經(jīng)過子代鑒定或無性系后代鑒定才是可靠的。
    文冠果的種子產(chǎn)量與種子出仁率、種子出油率、單株結(jié)實能力、千粒重之間的遺傳相關(guān)密切，與冠幅、生長點數(shù)、有效結(jié)果枝間的環(huán)境相關(guān)密切。所以優(yōu)樹的標(biāo)準(zhǔn)一般定為：樹齡在10年以上；"樹勢健壯，樹姿開張，樹冠緊湊；結(jié)果枝粗壯，座果序率高，叢狀果序多；單株平均產(chǎn)量高；果大皮薄，籽粒飽滿，種子出仁率和種子出油率高；穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)；抗病蟲害強(qiáng)；(種子產(chǎn)量的遺傳增益和生產(chǎn)能力大)?？衫脙?yōu)樹采取芽接、枝接、高接、埋根等措施，擴(kuò)大無性繁殖，建立文冠果優(yōu)良品種采種（條）基地。文冠果組織培養(yǎng)是解決文冠果種源不足、發(fā)展速度緩慢的一個很好的途徑。張桂琴等報導(dǎo)了對文冠果嫩莖和莖尖組織離體培養(yǎng)的研究，篩選出了適宜的分化、生長、生根培養(yǎng)基。實驗發(fā)現(xiàn)有的培養(yǎng)物能直接形成胚狀體，發(fā)育成小植株。胚性細(xì)胞團(tuán)具有分化率高、繁殖速度快、成苗率高等優(yōu)點，它每月以’&倍的速度擴(kuò)繁，’個嫩莖或莖尖經(jīng)過培養(yǎng)后可繁殖出數(shù)以萬計的文冠果苗。
    王永明和陳穎報導(dǎo)了對文冠果組織培養(yǎng)的初步研究，利用嫩莖、莖尖進(jìn)行離體培養(yǎng)，篩選出適宜的誘導(dǎo)綠苗及生根的培養(yǎng)基，實驗發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo)嫩莖分化速度快，得苗容易。