云南紅豆杉扦插繁殖技術(shù)

潘惠忠

(福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012)

紫杉醇能抑制癌細(xì)胞的繁殖、擴(kuò)散與遷移，醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)證實(shí)，紫杉醇用于治療包括乳腺癌、肺癌在內(nèi)的多種癌癥，療效顯著、副作用小[1-3]。為獲得紫杉醇，國內(nèi)外學(xué)者們從組織培養(yǎng)法、全合成法等角度進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)組織培養(yǎng)法存在產(chǎn)量小、難以應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)，全合成法又存在投入成本高、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)[4-5]。從紅豆杉(Taxuschinensis)枝葉中直接提取紫杉醇或提取10DAB(紫杉烷類化合物)進(jìn)而合成紫杉醇是目前最有效的紫杉醇獲得途徑[6]。然而天然紅豆杉分布稀疏，受濫砍亂伐影響，數(shù)量瀕危，現(xiàn)已被列為國家一級保護(hù)野生植物[7]。因此，開展紅豆杉紫杉醇原料林建設(shè)，通過采收紅豆杉枝葉提取紫杉醇，可有效保護(hù)紅豆杉野生資源，解決紫杉醇的市場需求和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)營。云南紅豆杉為枝葉中紫杉醇含量較高的紅豆杉品種，且經(jīng)引種試驗(yàn)證明能很好地適應(yīng)福建的氣候特征，適宜作為紫杉醇原料林營建的種質(zhì)材料。但云南紅豆杉種子結(jié)實(shí)量小、種子休眠時間長、發(fā)芽率低、子代分化大[8]。為此，開展保持云南紅豆杉親本原有的高紫杉醇性狀的扦插育苗試驗(yàn)，將有助于高紫杉醇紅豆杉苗木的規(guī)?；嘤?，促進(jìn)紅豆杉紫杉醇原料林及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

扦插試驗(yàn)地位于福州市晉安區(qū)新店鎮(zhèn)上赤橋村福建省林業(yè)科學(xué)研究院苗圃，地理坐標(biāo)為26°9′2″N、119°17′2″E，海拔153.9 m。試驗(yàn)地所在區(qū)域?qū)俚湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，夏長冬短，溫暖濕潤，年平均降水量為1342 mm；最冷月(1月)均溫為10.5 ℃，最熱月(7月)均溫為28.2 ℃，年均氣溫為19.6 ℃，年相對濕度約77%，年均日照時間1700～1980 h。試驗(yàn)地地勢平坦，水電設(shè)施齊全。適宜開展扦插育苗及種苗繁育試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行云南紅豆杉扦插繁殖試驗(yàn)，以母樹樹齡、采穗部位、插穗長度、插穗直徑等為試驗(yàn)因素，每個因素3個水平，每個水平3次重復(fù)，每個重復(fù)100個插穗。

1.3 試驗(yàn)材料

2018年5月中旬，在福建省三明市明溪縣高紫杉醇紅豆杉試驗(yàn)示范林基地根據(jù)試驗(yàn)需求在不同樹齡的云南紅豆杉母樹的主梢上選取當(dāng)年生半木質(zhì)化、生長健壯、無病蟲害、無損傷的枝條制成相應(yīng)規(guī)格的插穗，取穗及制穗的具體規(guī)格及要求見表1。穗條制好后按50根一捆包好后裝筐保濕。采用潔凈的黃心土作為扦插基質(zhì)，采用高錳酸鉀、鏈霉素、多菌靈作為扦插基質(zhì)和插穗的消毒劑，采用市售的生根粉(ABT1號)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)作為植物生長調(diào)節(jié)劑，采用市售的中林高樂高作葉面肥。

表1 云南紅豆杉扦插穗條來源及規(guī)格情況

1.4 試驗(yàn)方法

在育苗大棚內(nèi)深翻、整地，做成寬1 m、高20 cm的畦，在畦面均勻覆蓋15 cm厚過篩的沙壤土作為扦插苗床，在扦插前2 d使用農(nóng)用鏈霉素和25%多菌靈可濕性粉劑500倍混合液澆灌苗床進(jìn)行消毒，并用地膜覆蓋備用。將制好的穗條浸泡在多菌靈800倍液中消毒10 min，撈起瀝干后按株行距10 cm×10 cm進(jìn)行扦插；扦插深度為3～4 cm，扦插時，插穗的芽和葉應(yīng)處于地面上方。扦插完成后，用噴壺立即澆透水，用透光的薄膜拱棚(拱棚上方加蓋遮光度為50%的遮蔭網(wǎng))封閉插床，在拱棚內(nèi)設(shè)置溫、濕度計，通過補(bǔ)水和棚外噴淋降溫使拱棚內(nèi)溫度保持在25 ℃左右，濕度在95%左右。插穗萌發(fā)長出新葉后，每30 d噴1次中林高樂高500倍液進(jìn)行葉面施肥。扦插150 d后調(diào)查云南紅豆杉的扦插成活率。

1.5 正交試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證及植物生長調(diào)節(jié)劑的選擇

2019年5月中旬，按正交試驗(yàn)所得的最佳試驗(yàn)組合選取和制作穗條，然后將穗條基部分別浸泡在質(zhì)量濃度為100 mg·L-1的ABT1、IBA、NAA的溶液中以及清水中6 h后采用完全隨機(jī)設(shè)計進(jìn)行扦插，共4個處理，每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)100個插穗。扦插苗床的設(shè)置、扦插后的管理同2018年的正交試驗(yàn)一致。扦插150 d后調(diào)查云南紅豆杉的扦插成活率，同時測量不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下云南紅豆杉插穗的生根數(shù)及根長。

1.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

采用Excel對紅豆杉生根率、生根數(shù)、根長等數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)v 17.10高級版對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 云南紅豆杉插穗來源及規(guī)格的篩選

正交試驗(yàn)結(jié)果(表2、表3)顯示，當(dāng)插穗來源及規(guī)格一致時，各重復(fù)試驗(yàn)組中的云南紅豆杉扦插成活率差異不顯著(F=3.246，P=0.0656>0.05)；但插穗來源或規(guī)格不同的各試驗(yàn)組中的云南紅豆杉扦插成活率存在極顯著差異(F=82.655，P=0.0001<0.01)；9個試驗(yàn)組合中，大部分組合的扦插成活率在70%以下，僅有2個組合的扦插成活率超過80%。其中扦插成活率最高的試驗(yàn)組，平均成活率高達(dá)91.67%；而成活率最低的試驗(yàn)組，平均成活率僅47.67%。說明不同試驗(yàn)組間扦插成活率的差異分化極大，同時也說明插穗的來源及規(guī)格是云南紅豆杉扦插成功與否的關(guān)鍵。

云南紅豆杉扦插繁殖正交試驗(yàn)結(jié)果還顯示：R采穗部位=29.57>R插穗直徑=15.44>R插穗長度=3.33>R母樹樹齡=1.78。說明母樹樹齡、采穗部位、插穗長度、插穗直徑對云南紅豆杉扦插成活率的影響序?yàn)椋翰伤氩课?B)>插穗直徑(D)>插穗長度(C)>母樹樹齡(A)。而對于采穗部位(B)：K1>K2>K3；插穗直徑(D)：K3>K2>K1；插穗長度(C)：K2>K3>K1；母樹樹齡(A)：K1>K3>K2。表明云南紅豆杉扦穗來源及規(guī)格的最佳組合為A1B1C2D3，即從2年生的云南紅豆杉母樹上選取主干頂梢制成長度為10 cm、直徑0.5 cm的插穗，使用潔凈的沙壤土進(jìn)行扦插育苗，可獲得較高的扦插成活率。

表2 不同來源及規(guī)格的云南紅豆杉插穗扦插成活率方差分析

表3 云南紅豆杉扦插繁殖正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2 正交試驗(yàn)的驗(yàn)證及植物生長調(diào)節(jié)劑的選擇

針對正交試驗(yàn)得出的最佳組合進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)(清水對照組)，同時設(shè)置ABT1、IBA、NAA等植物生長調(diào)節(jié)劑處理試驗(yàn)。由表4、表5可知，4個試驗(yàn)組的扦插成活率均達(dá)到90%以上，其中對照組的扦插成活率為94.67%，而正交試驗(yàn)的9個組合中扦插成活率最高的為91.67%，說明采用正交試驗(yàn)得出的最佳組合是正確的，可以應(yīng)用于云南紅豆杉扦插育苗。不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下，云南紅豆杉扦插生根性狀指標(biāo)表現(xiàn)各異，具體表現(xiàn)為：生根率差異不顯著(P=0.2754>0.05)，平均根數(shù)、平均根長存在極顯著差異(P=0.0001<0.01)。其中使用植物生長調(diào)節(jié)劑的3個組合，云南紅豆杉扦插成活率與對照組差異極小，扦插成活率最高的為使用ABT1的試驗(yàn)組，扦插成活為97.33%，比對照組只高出2.66%；扦插成活率最低的為使用IBA的試驗(yàn)組，扦插成活率為93.00%，比對照組低1.67%。在平均根數(shù)和平均根長方面，使用植物生長調(diào)節(jié)劑的試驗(yàn)組表現(xiàn)各異，但均極顯著高于對照組，尤其是使用ABT1的試驗(yàn)組，平均根數(shù)為8.46條，平均根長為9.97 cm，比對比組的平均根數(shù)(4.75條)、平均根長(5.46 cm)均超出近1倍。

表4 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理下云南紅豆杉扦插生根性狀方差分析

表5 不同植物生長調(diào)節(jié)劑對云南紅豆杉扦插生根的影響

3 結(jié)論與討論

野生紅豆杉是國家一級保護(hù)植物，自然界存量極為瀕危，加之紅豆杉結(jié)實(shí)率低、采摘不易，易被鳥獸啄食，種子難萌發(fā)，在收集保存高紫杉醇紅豆杉種質(zhì)并擴(kuò)大紅豆杉種苗培育的過程中，扦插繁育可保持母株親本性狀，方法簡便易掌握，已成為紅豆杉育苗的首選。筆者選取母樹樹齡、采穗部位、插穗長度、插穗直徑等為試驗(yàn)因素進(jìn)行云南紅豆杉扦插育苗試驗(yàn)，結(jié)果表明，插穗來源或規(guī)格極顯著影響云南紅豆杉的扦插成活率，各因子對云南紅豆杉扦插成活率的影響排序?yàn)椋翰伤氩课?插穗直徑>插穗長度>母樹樹齡。從2年生的云南紅豆杉母樹上選取主干頂梢制成長度為10 cm、直徑0.5 cm的插穗，并使用ABT1 100 mg·L-1溶液處理穗條，使用潔凈的沙壤土進(jìn)行扦插育苗，云南紅豆杉的扦插成活率可達(dá)97.33%，且通過扦插繁殖所育得的云南紅豆杉平均根數(shù)為8.46條，平均根長為9.97 cm。

植物的扦插繁殖是一個系統(tǒng)工程，扦插基質(zhì)、基質(zhì)消毒劑的選擇及處理方式、插穗的來源、制穗的規(guī)格、植物生長調(diào)節(jié)劑的種類、植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度和處理時間都是影響植物扦插成活的因素。湯行昊等[9]對龍腦樟扦插的研究、吳海東等[10]對月季扦插的研究、鄧慧靜[11]對影響扦插成活諸因素的分析中都證實(shí)了這一點(diǎn)。云南紅豆杉的扦插繁殖也不例外，不同試驗(yàn)組中云南紅豆杉扦插成活率分化極大，生根性狀差異顯著。試驗(yàn)中，植物生長調(diào)節(jié)劑的使用并非全都是提高扦插成活率，不同植物生長調(diào)節(jié)劑對根的萌發(fā)生長的促進(jìn)作用也不一樣，說明影響云南紅豆杉扦插成活率的因素多而且錯綜復(fù)雜，任何因子的加入或排除都要持謹(jǐn)慎態(tài)度。因此，針對云南紅豆杉的扦插繁殖，繼續(xù)深入研究和改進(jìn)，并將合理有效的措施進(jìn)行規(guī)范或制成標(biāo)準(zhǔn)體系，將會有效促進(jìn)高紫杉醇紅豆杉種苗繁育，進(jìn)而為云南紅豆杉紫杉醇原料林及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供種苗支持。