諸葛菜葉色變異株系的初步觀察

竇 劍，林 玲，陳玉林

［江蘇省中科院植物研究所(南京中山植物園)，江蘇南京 210014］

諸葛菜［Orychophragmus violaceus(L.)O.E.Schulz］為十字花科(Cruciferae)諸葛菜屬的草本植物，早春開花成片，嫩莖葉可食用，種子可榨油［1］。諸葛菜被認(rèn)為是園林、蔬菜和油料兼用，具有較高開發(fā)價(jià)值的新型園林經(jīng)濟(jì)植物［2］。近年來，有關(guān)諸葛菜的研究重點(diǎn)主要集中于其作為油料、觀賞和食用等方面［3］以及分子生物學(xué)分析研究等方面［4～6］，有關(guān)其自然變異的報(bào)道較少［7～8］。自然環(huán)境中的變異植株為創(chuàng)造具有優(yōu)良性狀的諸葛菜新品種提供了方向和途徑。

南京中山植物園內(nèi)分布著生長(zhǎng)良好的散點(diǎn)式諸葛菜居群［7］，據(jù)觀察［2］:中山植物園內(nèi)種植的諸葛菜以種子自播繁殖為主，6月中、下旬萌生幼苗，越冬期間葉片保持綠色，2月下旬出現(xiàn)菜苔，直至3月上旬陸續(xù)開花，4月底開花結(jié)束。2012年4月我們?cè)谀暇┲猩街参飯@內(nèi)的系統(tǒng)園周邊以及樹木園周邊的諸葛菜野生群落中發(fā)現(xiàn)了4個(gè)諸葛菜的葉色變異株系，分別表現(xiàn)為葉片白化以及葉片黃化，并對(duì)這4個(gè)株系的諸葛菜進(jìn)行了就地觀察。為進(jìn)一步弄清其變異機(jī)理、變異性狀的保留固定以及合理利用新種質(zhì)提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以2012年在南京中山植物園內(nèi)發(fā)現(xiàn)的葉色變異植株為觀察材料。

1.2 方法

觀察并描述葉色變異植株的葉片特征、變異部位;比較變異植株與同生境植株的生長(zhǎng)差異，并觀察其開花結(jié)實(shí)情況以及同株變異葉片與正常葉片的對(duì)比差異。

2 結(jié)果

2.1 葉色變異葉片的形態(tài)以及特征

表1 變異葉片的特征及部位

2.2 葉色變異株系的生長(zhǎng)觀察

表2 葉色變異株系的生長(zhǎng)觀察

3 分析與討論

表1的結(jié)果表明:1號(hào)株系和2號(hào)株系的葉片白化特征分別表現(xiàn)在分枝和全株;3號(hào)株系的黃化特征表現(xiàn)為相對(duì)規(guī)律的外圍黃化，4號(hào)株系表現(xiàn)為葉片不規(guī)則黃化。表2的結(jié)果表明:4個(gè)葉色變異株系的長(zhǎng)勢(shì)、分枝數(shù)及花色均有所差異，但葉片均表現(xiàn)為提前衰落;推測(cè)認(rèn)為3號(hào)株系長(zhǎng)勢(shì)健壯且花苞已現(xiàn)，在排除人為拔除的條件下，可結(jié)實(shí)。

在2009～2012年的觀察中，諸葛菜白化或黃化的葉色變異現(xiàn)象每年度均有所表現(xiàn);葉片的白化和黃化可表現(xiàn)在植株的個(gè)別葉片上，也可表現(xiàn)在植株的分枝或全株。2012年觀察到的4個(gè)株系的變異表現(xiàn)符合往年的發(fā)生規(guī)律。有研究［7］表明諸葛菜的很多性狀如莖高、分枝狀況等都是可塑性很大的性狀，不是生物遺傳特性的反映，而花部性狀基本不受環(huán)境因素的影響，可能有其特殊的遺傳變異機(jī)理。故針對(duì)4個(gè)葉色變異株系所表現(xiàn)出的長(zhǎng)勢(shì)、分枝數(shù)的差異，而認(rèn)為4者的差異有可能是環(huán)境因素所造成;根據(jù)3號(hào)株系白色花苞推測(cè)其開白花，認(rèn)為是其遺傳造成，而非環(huán)境因素。變異株系中出現(xiàn)的變異葉片較正常葉片提前衰落的現(xiàn)象，認(rèn)為是白化葉和黃化葉的正常光合能力受影響，導(dǎo)致葉片功能受損而引起早衰現(xiàn)象。

保留和固定葉色突變，是培育彩葉植物的常用方法之一［9－10］。諸葛菜的綠葉期長(zhǎng)，而目前諸葛菜的園林應(yīng)用中缺乏花葉的園藝品種，觀察到的4個(gè)葉色變異株系色彩絢麗，景觀特別，因此園林應(yīng)用潛力較大。有研究［7］認(rèn)為諸葛菜的一些葉部性狀如葉片異形、葉色發(fā)生黃斑等現(xiàn)象可能是由于病蟲害或者發(fā)生了突變。觀察到的4個(gè)株系中1號(hào)、3號(hào)以及4號(hào)株系長(zhǎng)勢(shì)與同生境株系相比無顯著差異或是長(zhǎng)勢(shì)旺盛，2號(hào)株系則是因?yàn)樯L(zhǎng)于水溝邊較為陰濕處的緣故而與周邊植株相比長(zhǎng)勢(shì)較弱，而認(rèn)為4個(gè)株系長(zhǎng)勢(shì)正常。其次，結(jié)合對(duì)4個(gè)株系變異性狀的觀察，認(rèn)為其與病蟲害侵染所產(chǎn)生的癥狀、特征等有所區(qū)別，而初步排除由病蟲害侵染而造成。4個(gè)葉色變異株系均能(推測(cè)3號(hào)株系能夠結(jié)實(shí))開花結(jié)實(shí)，但是這些變異特征是否具有遺傳特性還需進(jìn)行子代觀察分析。

研究［8］表明諸葛菜具有廣泛的變異性，體細(xì)胞組成的多樣性及四倍性是諸葛菜的葉形、株型和花色多樣性的內(nèi)在原因。諸葛菜葉色變異的研究工作中，有必要針對(duì)具備變異性狀的株系進(jìn)行擴(kuò)繁，以開展細(xì)胞水平和分子水平的工作，從而闡明其變異機(jī)理，為合理利用新種質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

［1］周太炎，關(guān)克儉，郭榮麟，等.諸葛菜屬－Orychophragmus Bunge.中國(guó)植物志:第33卷［M］.北京:科學(xué)出版社，1987:40－43.

［2］吳建忠.諸葛菜的特性和在綠化中的應(yīng)用［J］.江蘇綠化，2000(2):20－20.

［3］倪士峰，陳卓，鞏江，等.國(guó)產(chǎn)諸葛菜屬植物研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37(14):6435－6460.

［4］王玲平，周生茂，曹家樹.諸葛菜OvCYP86MF基因的克隆及其特征分析［J］.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，24(4):728－736.

［5］周麗蓉，余研，宋榮秀，等.中國(guó)特有諸葛菜復(fù)合群的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系［J］.云南植物研究，2009，31(02):127－137.

［6］吳林園，高興，彭斌，等.基于3個(gè)DNA序列的不同形態(tài)類型諸葛菜的遺傳分析關(guān)系及后代性狀觀察［J］.植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，19(1):75－79.

［7］張莉俊，秦紅梅，王敏，等.二月蘭形態(tài)性狀的變異分析［J］.生物多樣性，2005，13(6):535－545.

［8］吳沿友，蔣九余，帥世文，等.諸葛菜的細(xì)胞遺傳學(xué)研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1996，9(3):38－41.

［9］王勤華，曹春英，孫日波，等.紅葉椿的組織培養(yǎng)和快速繁殖［J］.植物生理學(xué)通訊，2004，40(1):73.

［10］何冰，劉玲瓏，張文偉，等.植物葉色突變體［J］.植物生理學(xué)報(bào)，2006，42(1):1－7.