紫薇品種選育、育苗、栽培與生理研究綜述

甘小燕 楊裕振 蘭曉橋

摘 要： 紫薇具有良好的觀賞價(jià)值和凈化空氣能力，深得大眾的青睞。本文主要總結(jié)并介紹了紫薇品種選育、育苗技術(shù)、栽培技術(shù)與植物生理等方面的相關(guān)研究進(jìn)展，并對紫薇未來研究趨勢進(jìn)行了展望。為今后紫薇在園林生態(tài)、遺傳育種、城鄉(xiāng)美化和栽培實(shí)踐等方面提供參考。

關(guān)鍵詞： 紫薇;品種選育;育苗;栽培技術(shù);植物生理

中圖分類號：S685.99文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-3020（2021）03-0059-05

Summary of Cultivar Breeding and Seedling Cultivation of Lagerstroemia indica

Gan Xiaoyan Yang Yuzhen Lan Xiaoqiao

（Hubei Ecology Polytechnic College Wuhan 430200）

Abstract： Lagerstroemia indica has good ornamental values and the ability to purify air，which gains widespread popularity among people.Cultivar breeding，seedling production，cultivation of Lagerstroemia indica are mainly summarized and introduced，as well as the related research on plant physiology and conservation in the gardening practice.The future research trends about Lagerstroemia indica are prospected.It can provide references for future research on Lagerstroemia indica in landscape ecology，genetic breeding，rural and urban beautification and gardening cultivation practice.

Key words： Lagerstroemia indica;cultivar breeding;seedling production;cultivation;plant physiology

紫薇Lagerstroemia indica千屈菜科Lythraceae紫薇屬Lagerstroemia落葉灌木或小喬木，高可達(dá)7 m。紫薇屬植物在全世界約有55種，原產(chǎn)于東南亞直至大洋洲，主要分布于中國及南亞地區(qū)[1]，現(xiàn)廣植于熱帶和亞熱帶地區(qū)。國內(nèi)現(xiàn)有紫薇約18種，廣泛分布于我國華北、華南、西南地區(qū)[2]。紫薇花色鮮艷美麗，花期長，具有良好的觀賞價(jià)值;壽命長，樹齡有達(dá)200年[2]。葉片還具有良好滯留TSP和滯留PM5-10的能力[3]，不僅具有植物造景美化功能，在城市空氣環(huán)境質(zhì)量提升中也發(fā)揮著重要作用。由于紫薇的觀賞價(jià)值和生態(tài)價(jià)值深得大眾的青睞，目前國內(nèi)已經(jīng)有9個(gè)省份的12座城市將紫薇列為市花[4]。

本文概述了近10年來在紫薇的品種選育、育苗栽培及養(yǎng)護(hù)等方面的相關(guān)研究，并對紫薇的遺傳和光合生理研究作了簡要梳理。

1 紫薇品種選育

近年來，國內(nèi)在種質(zhì)資源和品種分類研究上取得了大量的研究成果[5-6]。在國內(nèi)紫薇品種進(jìn)行調(diào)查基礎(chǔ)上，研究人員收集多品種、不同花色性狀作為評價(jià)指標(biāo)，篩選出觀賞價(jià)值較高的紫薇品種，進(jìn)一步建立了更加完善的紫薇品種觀賞性狀評價(jià)體系[7]。研究者們進(jìn)一步從葉色、花色、抗病蟲害、耐水濕和生長速度等評價(jià)指標(biāo)綜合考慮，兼顧了觀賞性、生態(tài)適應(yīng)性與生長特性，王瑩等[8]應(yīng)用層次分析模型，從8個(gè)紫薇品種中篩選出適樹適地的優(yōu)良彩葉紫薇品種，為紫薇品種選擇提供了理論參考。

紫薇新品種具有開花早、花期長、色彩艷、花徑、花序長和花序著花數(shù)多的特點(diǎn)，具有更高的園林觀賞價(jià)值。廣泛收集多種源、多品種紫薇種子，園林工作者采用自然雜交實(shí)生選育法開展混合種子育苗，培育出遺傳性狀穩(wěn)定、適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、觀賞價(jià)值高的紫薇新品種淡爪紫環(huán)Lagerstroemia indica ‘Danzhao Zhihuan和紅環(huán)淡紫Lagerstroemia indica ‘Honghuan Danzi[9]。王曉明等[10]以‘紅花紫薇為對照，進(jìn)行美國紫薇新品種品比試驗(yàn)，3個(gè)美國品種‘紅火箭‘紅葉和‘紅火球4 a時(shí)，樹高和地徑顯著高于‘紅花紫薇。從‘溫江大紅實(shí)生苗中選育出的‘蜀紫粉[11]，從紫薇品種Lagerstroemia indica‘Pocomoke開放授粉得到的半同胞家系中選育出的‘玲瓏[12]等品種，具有花期長，花色艷的特點(diǎn)。四倍體新品種‘紫馨和‘銀蝶，其葉片、花徑和果徑相比二倍體顯著增大[13]。紫薇品種‘Dynamite和福建紫薇雜交獲得的F1代群體性狀發(fā)生廣泛分離，并且出現(xiàn)大量超高親個(gè)體，有利于選擇生長快、花色鮮艷、抗性強(qiáng)的優(yōu)良單株[14]。運(yùn)用綜合評分法按照10%入選率，對‘Dynamite和福建紫薇雜種F1代綜合評價(jià)評分，篩選出9株著花密度、花序及生長性狀兼優(yōu)的優(yōu)良單株，形狀高于對照及群體平均值[15]。多倍體葉片果實(shí)種大、抗逆性強(qiáng)和遺傳性豐富等優(yōu)勢，聶碩等[16]以二倍體紫薇品種與四倍體紫薇為親本，分別進(jìn)行雜交試驗(yàn)，雜交品種中經(jīng)過倍性檢測中成功檢測到三倍體，三倍體紫薇新品種具有花色艷麗的特點(diǎn)。從紫薇和大花紫薇雜交組合中已經(jīng)選擇出優(yōu)良雜種ZD6（紫葉紫薇），兼有兩個(gè)品種的優(yōu)良特征[17]。

分子遺傳研究方面，經(jīng)過系統(tǒng)的調(diào)查分類，國內(nèi)紫薇核心種質(zhì)資源庫已經(jīng)建立[18]，基于AFLP分子標(biāo)記技術(shù)探討國內(nèi)紫薇種質(zhì)資源間的親緣關(guān)系[18]。喬中全等[19]利用ISSR標(biāo)記技術(shù)對美國的30個(gè)紫薇品種和中國的8個(gè)栽培品種進(jìn)行親緣關(guān)系分析，表明ISSR能從分子水平上較為準(zhǔn)確地體現(xiàn)紫薇品種間的親緣關(guān)系。SNP標(biāo)記表明，國內(nèi)外85份紫薇種質(zhì)資源遺傳多樣性豐富，不同類群間存在較高的基因流[20]。

近年來，紫薇分子遺傳育種，從理論與實(shí)踐得到進(jìn)一步拓展。AGL19基因在紫薇花的不同部位表達(dá)量存在差異[21]。以紫薇腋芽為受體材料，研究人員建立了不依賴愈傷組織的紫薇高效遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)體系[22]，不同品種間的雜交親和性關(guān)系，也取得了進(jìn)展[23]，為紫薇重要性狀基因的功能驗(yàn)證及分子育種、紫薇的新品種選育奠定了基礎(chǔ)。

2 紫薇育苗技術(shù)

近年來，紫薇育苗新技術(shù)發(fā)展較快。徐濤等[23]通過不同浸種時(shí)長和不同水溫度組合，研究不同催芽方式對紫薇種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢最適條件，發(fā)現(xiàn)催芽方式對紫薇種子的萌發(fā)和早期幼苗生長具有顯著影響：55 ℃恒溫水浴30 min浸種，發(fā)芽率最高;40 ℃恒溫水浴24 h，種子發(fā)芽勢最高。

利用不同外源激素輔助育苗，不同程度上可促進(jìn)紫薇發(fā)芽率。通過不同基質(zhì)與生長素對紫薇新品種侖山1號Lagerstroemia indica Lunshan 1st嫩枝扦插的育苗試驗(yàn)，生長素組合1/2萘乙酸（NAA）+1/2吲哚丁酸（IBA）（濃度1 500 mg/L），基質(zhì)配比為1/3蛭石+1/3珍珠巖+1/3泥炭時(shí)，嫩枝扦插效果最佳[24]。赤霉素（GA）溶液濃度<300 mg/L時(shí)，發(fā)芽效應(yīng)較弱;CAS溶液濃度>300 mg/L時(shí)，紫薇種子的萌發(fā)會受到抑制[25]。CAS溶液紫薇種子進(jìn)行處理的最適濃度（300 mg/L）時(shí)，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長和芽長顯著高于對照。經(jīng)過研究大花紫薇Lagerstroemia speciose的扦插生根，蒙芳等[25]發(fā)現(xiàn)6月下旬，以ABT-1生根粉（300 mg/L）水溶液浸泡嫩枝插穗基部2 h進(jìn)行扦插，效果較好。當(dāng)NAA濃度為1 mg/L、5 mg/L和10 mg/L時(shí)，紅火箭、紅火球、百日紅等品種的發(fā)芽率>85%;萌發(fā)時(shí)間縮短3～5 d;20～100 mg/L的IBA 可顯著提高種子發(fā)芽勢[27]。通過消毒處理、培養(yǎng)基和植物生長調(diào)節(jié)劑的種類和對試，建立了紫葉紫薇‘紫玉再生體系[28]，為紫薇栽培品種的苗木快繁提供理論依據(jù)。紅葉紫薇嫩枝扦插IBA的最適濃度為1.0 g/L;硬枝扦插IBA的最適濃度為1.5 g/L;發(fā)現(xiàn)嫩枝扦插根系質(zhì)量高于硬枝扦插，且生根更快[29]。孫宜等[30]研究不同濃度的Rhizopon生根粉劑（主要成分IBA）對7個(gè)美國引進(jìn)紫薇新品種嫩枝扦插的影響，總結(jié)出適應(yīng)不同品種的生根劑濃度。

種子資源收集過程中，植物繁殖體的采集和保險(xiǎn)一直是困惑植物工作者的問題。針對紫薇硬枝插穗運(yùn)輸耗時(shí)較長、枝條活性難以保存等問題，如何保存收集的紫薇硬枝并使其有效生根的問題是紫薇硬枝繁殖的技術(shù)關(guān)鍵。經(jīng)過對比實(shí)驗(yàn)，針對保存方式、儲藏方式和沙藏時(shí)間對插穗生根的不同影響，鄭麗梅了提出泡沫箱+保鮮膜+冰鎮(zhèn)密封運(yùn)輸，理想時(shí)長可達(dá)2個(gè)月，提高了紫薇種質(zhì)資源收集運(yùn)輸過程中繁殖枝條的保存效率[31]。

3 紫薇栽培與養(yǎng)護(hù)

紫薇多適宜半陰生，喜生于肥沃濕潤的土壤上，也能耐旱，不論鈣質(zhì)土或酸性土都生長良好[2]。為促進(jìn)生長，實(shí)現(xiàn)園林特定服務(wù)目標(biāo)，研究人員在植物營養(yǎng)上研究并總結(jié)出大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。段士凱[32]總結(jié)了移植后苗木施肥復(fù)壯、入冬前基肥抗病抗寒、花后根外追肥、花芽分化期多施用磷肥和鉀肥等技術(shù)措施，確?；ㄆ诤突ㄙ|(zhì)。王昊等[33]開發(fā)復(fù)色紫薇專有的施肥模式：施肥方法和花期追肥配比是影響復(fù)色紫薇性狀最主要的2個(gè)因素，獲得較好的促花增色效果。研究施肥對5 a生紫薇生長和開花特性的影響，楊彥伶等[34]總結(jié)出施肥對紫薇的生殖生長高于營養(yǎng)生長，即開花影響作用更明顯。P是影響幼齡紫薇營養(yǎng)生長及開花質(zhì)量最主要因素，NP和NPK處理對幼齡紫薇生長及開花具有明顯促進(jìn)作用。吳宇等[35]以紫薇為研究對象，將草炭、珍珠巖、園林廢棄物堆肥以不同配比混合組成7種基質(zhì)配方，對不同配方基質(zhì)理化性質(zhì)和紫薇苗木的生長形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測定。得到試驗(yàn)的最優(yōu)基質(zhì)配比為泥炭55%，珍珠巖25%，園林廢棄物堆肥20%。水培具有易管理利生根、病蟲害少、潔凈衛(wèi)生和成苗率更高等特點(diǎn)[36]。水培紫薇營養(yǎng)液不同配方，以改良霍格蘭配方1/80倍濃度，培養(yǎng)的紫薇葉片SOD和CAT活性最高，最適宜紫薇桿插苗生長[37]。

以5 a盆栽日本復(fù)色矮紫薇Lagerstroemia indica L.苗為試驗(yàn)材料，從園林修剪角度出發(fā)設(shè)計(jì)不同修剪強(qiáng)度和留芽數(shù)量，誘導(dǎo)紫薇花期的物候期變化，可促進(jìn)紫薇二次開花，延長花期約55 d[38]?？刂谱限鄙L期的修剪強(qiáng)度與修剪時(shí)間，隨后二次輪剪，也可有效延長花期[39]。

以小葉紫薇幼苗為試材，經(jīng)過田間試驗(yàn)，15%多效唑（PP333）在最適濃度為1 200 mg/L時(shí)，可以有效抑制新生枝條，為紫薇園林苗圃或城市景觀養(yǎng)護(hù)開辟了節(jié)約型的小葉紫薇化學(xué)修剪途徑[40]。適宜濃度的多效唑還可提高葉片葉綠素含量，促進(jìn)小葉紫薇幼苗枝干增粗，矮化效果明顯[40]。

隨著生態(tài)環(huán)保意識的加強(qiáng)，人們對古樹名木的保護(hù)意識越來越強(qiáng)。采取穩(wěn)固樹身、局部截冠、樹體清腐、殺蟲滅蟻、空洞填充、防水處理和折桿嫁接等綜合措施，魏小浪等[41]有效保護(hù)了五峰土家族自治縣長坡村川黔紫薇Lagerstroemia excelsa古樹。

4 紫薇生理研究

植物生理學(xué)研究植物生命活動規(guī)律，闡明植物在各種環(huán)境條件下進(jìn)行生命活動的規(guī)律和機(jī)理，為植物科學(xué)具體應(yīng)用提供理論依據(jù)。

肖杰等[42]研究了不同紫薇品種幼苗光響應(yīng)特性，提出園林造景中，根據(jù)紫薇的喜光性、耐陰性、光補(bǔ)償點(diǎn)（LCP）和光飽和點(diǎn)（LSP）進(jìn)行生境選擇，改善品種光合效率，提升品種生態(tài)價(jià)值和觀賞價(jià)值;在兼顧“光合效率”，“水分利用”和“環(huán)境適應(yīng)”原則下，經(jīng)過實(shí)生苗、扦插苗對比，選擇適地紫薇品種[43]。紫薇金葉品種“金幌”在不同光照變化條件下，葉色變化的光合指標(biāo)和酶活性響應(yīng)高光照[44]。王瑩等[45]研究紫葉紫薇新品系葉色變化理化因素，提出色素含量及比例、光照花色素苷合成影響、葉綠素合成酶的活性和總酚含量及比例對紫薇不同葉位葉片著色的影響。為探明葉片的呈色機(jī)制，園林植物造景配置中如何改變外界環(huán)境因子，達(dá)到調(diào)節(jié)相關(guān)色素的目標(biāo)提供了參考。牛賀雨等[46]利用不同60Co-γ射線輻射劑量處理大花紫薇種子，發(fā)現(xiàn)60Co-γ輻射處理有利于大花紫薇光合色素的產(chǎn)生與積累，有利于大花紫薇生長過程中光合系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和能量的積累。ZD（紫葉紫薇）能維持青花青素的合成、積累和調(diào)整，與其類黃酮-花青素生物合成途徑有關(guān)的基因在葉片中活性水平較高有關(guān)[47]，使人工控制花青素的生物合成，開發(fā)紫薇葉色新品種的未來可期。

紫薇不同生長階段的紫薇莖干水含量變化與空氣相對濕度呈正相關(guān)，與總輻射和空氣溫度呈負(fù)相關(guān)[48]，從理論上指導(dǎo)不同生長時(shí)期合理配置有限的水資源和灌水實(shí)踐。同時(shí)一種基于紫薇莖干含水率參數(shù)變化，可建立早期診斷和預(yù)警紫薇病蟲害等級，國內(nèi)紫薇莖干水監(jiān)測模型平均識別率達(dá)到98%[49]，是植物保護(hù)未來發(fā)展趨勢。

5 研究展望

隨著技術(shù)的進(jìn)步，紫薇品種選育、育苗栽培和植物生理觀賞研究相互交叉，宏觀與微觀層面研究相互關(guān)聯(lián)。植物生理學(xué)是林學(xué)學(xué)科的主要學(xué)科領(lǐng)域，與園林實(shí)踐密切相關(guān)。從微觀上，近年來，植物生理學(xué)研究取得了重大發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，為大規(guī)模解析植物各種復(fù)雜的生理過程奠定了基礎(chǔ)[50]，為紫薇品種選育、新品種開發(fā)、遺傳育種、植物營養(yǎng)和植物保護(hù)與綠色栽培創(chuàng)造了條件。如從紫薇中分離多種吡咯生物堿，其中的化合物已表現(xiàn)出弱的細(xì)胞毒作用，對人類結(jié)腸癌細(xì)胞IC50值為28.4 μmol/L[51]。電導(dǎo)法低溫脅迫條件下，紫薇新品種（白色巧克力）枝條相對電導(dǎo)率發(fā)生變化，低溫半致死溫度最低可達(dá)-37.96 ℃[52]，實(shí)驗(yàn)研究為紫薇良種北移奠定了理論基礎(chǔ)。

從宏觀層面，應(yīng)開展區(qū)域性試驗(yàn)，結(jié)合種植地的地理生態(tài)因子，開展新品種研發(fā)和保持優(yōu)良性狀穩(wěn)定性，提升紫薇優(yōu)良品種的核心競爭力。深層次研究紫薇品種的園林應(yīng)用形式，從植物栽培養(yǎng)護(hù)和園林景觀配置上提升紫薇景觀效果。

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（責(zé)任編輯：鄭京津）