4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插繁殖研究

段登文， 何東平， 趙雁， 關(guān)文靈， 孟靜

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院， 云南 昆明 650201)

苦苣苔科屬于核心真雙子葉植物中菊類分支的唇形目[1]，全世界共163余屬3 800余種[2-3]。截至2022年，我國苦苣苔科植物共有45屬808種(含變種)[4]，約占全世界苦苣苔科植物的1/3。云南省苦苣苔科物種數(shù)量位居中國第二，共31屬258種[5]，占國產(chǎn)苦苣苔科植物的29.54%，且云南省地理位置、地形地貌及生境類型復(fù)雜多樣，為苦苣苔科植物生長提供了多樣化生境，但是部分植物易受生境破壞及人為破壞，個體數(shù)量已逐漸減少，有些甚至消亡。如圓葉馬鈴苣苔(Oreocharisrotundifolia)和大花石蝴蝶(Petrocosmeagrandiflora)已被列入《云南省極小種群野生植物保護名錄(2021版)》。

苦苣苔科植物多數(shù)種具有較高的觀賞價值和較強的耐陰性，可作為室內(nèi)盆栽花卉開發(fā)及園林應(yīng)用，且部分植物中含有生物活性成分，具有抗炎、抗肝毒作用。目前，該科植物的杰出代表大巖桐和非洲紫羅蘭已在花卉市場流行多年，已形成產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化模式[6]，且部分種因其觀賞性及其應(yīng)用價值已逐漸被民間喜愛者引種馴化，并在市場上悄然興起，需求量逐漸增加。但野生種數(shù)量遠不能滿足市場需求，且過度開采易造成植物滅絕和種質(zhì)資源嚴重流失等問題。

苦苣苔科植物的繁殖主要采用離體快繁與扦插繁殖2種方式，扦插繁殖作為普遍公認的無性繁殖方法，具有遺傳穩(wěn)定性高、成本低、操作簡單、易于產(chǎn)業(yè)化、繁殖快及不受植物種類和環(huán)境限制的特點[7]。目前，關(guān)于苦苣苔科植物葉插繁殖的研究多集中于報春苣苔屬，如不同基質(zhì)對大根報春苣苔的扦插影響[8]，不同基質(zhì)及葉插方式對4種報春苣苔屬植物的扦插研究[9]，不同扦插方式、生長素濃度及基質(zhì)對報春苣苔屬扦插研究[10-13]。關(guān)于其他屬植物的扦插繁殖研究也有報道，如不同吲哚丁酸(IBA)濃度對5種苦苣苔科植物葉插生根特性的影響[14]，不同生長調(diào)節(jié)劑種類及濃度對革葉粗筒苣苔葉片插穗成活率及生根特性的影響[15]，不同基質(zhì)組合對石山苣苔屬扦插效果的對比分析[16]。

斑葉漢克苣苔(Henckeliapumila)、大苞漏斗苣苔(Raphiocarpusbegoniifolius)、圓葉漢克苣苔(H.dielsii)和紫花苣苔(Loxostigmagriffithii)為云南原產(chǎn)苦苣苔科植物，觀賞、藥用價值高，開發(fā)潛力大。斑葉漢克苣苔葉片具紫斑，可改變常用觀葉植物的單調(diào)局面；大苞漏斗苣苔花冠內(nèi)部有明顯花紋，花朵形態(tài)美麗；圓葉漢克苣苔花朵碩大，適于巖石造景和庭院盆栽；紫花苣苔全草藥用，具有清熱解毒、消腫止痛的功能。但目前這4種植物的植株多來自野外，對其開發(fā)易造成植物資源的流失，且關(guān)于4種植物的葉插繁殖研究未見報道。因此，為了更好地保護其野生資源與開發(fā)利用，本試驗以不同葉片部位和不同IBA濃度對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物進行葉插試驗，探討影響扦插成活的因素，并篩選出最佳組合，為4種植物的推廣應(yīng)用提供參考，也為后期苦苣苔科植物葉插繁殖研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的4種材料均為野外引種，其中斑葉漢克苣苔、大苞漏斗苣苔和圓葉漢克苣苔為多年生小草本，紫花苣苔為半灌木。試驗于2021年6月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院溫室內(nèi)進行，扦插溫度15～26 ℃。

1.2 試驗設(shè)計

選生長健壯且無病蟲害植株，取大小相同的外輪葉，用刀片從葉中部橫切，將試驗材料分為上部葉片和下部葉片2種，IBA為0(清水)、100、300和500 mg·L-14個濃度處理，共8個處理，T1、T3、T5、T7處理分別為上部葉片用0(清水)、100、300和500 mg·L-1濃度的IBA處理，T2、T4、T6、T8處理分別為下部葉片用0(清水)、100、300和500 mg·L-1濃度的IBA處理。每處理7片葉，重復(fù)3次。扦插前將泥炭∶珍珠巖按體積比2∶1混合后，用50%多菌靈可濕性粉劑1 000～1 500倍液噴灑；葉片切割后，將扦插一端置于IBA溶液15 s，斜插后蓋上育苗蓋，其間統(tǒng)一水肥管理。扦插90 d后統(tǒng)計并分析葉插的成活率、子株數(shù)、子株葉片數(shù)及最長根長4個指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2016軟件統(tǒng)計并整理數(shù)據(jù)，用SPSS 26.0軟件進行方差與極差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對4種苦苣苔科植物葉插試驗指標(biāo)的方差分析

以物種種類、葉片部位和IBA濃度3個因素對葉插繁殖成活率、子株數(shù)、子株葉片數(shù)和最長根長4個指標(biāo)進行多因素方差分析。表1結(jié)果表明，物種種類與葉片部位對扦插的子株數(shù)、子株葉片數(shù)與最長根長產(chǎn)生極顯著影響，對成活率影響不顯著；IBA濃度對子株數(shù)與子株葉片數(shù)產(chǎn)生極顯著影響，對成活率與最長根長影響不顯著。因此，影響4種苦苣苔科植物葉插效果的因素排列順序為：物種種類=葉片部位>IBA濃度。物種種類×葉片部位、葉片部位×IBA濃度對子株數(shù)和子株葉片數(shù)2個指標(biāo)產(chǎn)生極顯著或顯著影響，而對成活率和最長根長2個指標(biāo)影響不顯著；物種種類×IBA濃度對葉插的4個指標(biāo)均產(chǎn)生極顯著或顯著影響；物種種類×葉片部位×IBA濃度除對成活率指標(biāo)影響不顯著外，對其余3個指標(biāo)產(chǎn)生極顯著或顯著影響。

表1 各試驗指標(biāo)方差分析

2.2 不同葉片部位與IBA濃度對4種苦苣苔科植物葉插效果的影響

由2.1節(jié)分析可知，葉片部位與IBA濃度對成活率和最長根長2個指標(biāo)影響不顯著，故此處不做進一步分析。以不同葉片部位與IBA濃度對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插繁殖進行研究。斑葉漢克苣苔葉插效果見表2與圖1，8個處理的成活率均高于70%。隨著IBA濃度的增加，上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)和子株葉片數(shù)逐漸減少；下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)無明顯規(guī)律，子株葉片數(shù)逐漸減少。相同IBA濃度下，300 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)顯著高于上部葉片，其余濃度處理均為上部葉片顯著高于下部葉片。T1-1處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多，且顯著高于其他處理。因此，斑葉漢克苣苔最佳葉插組合為T1-1：清水處理+上部葉片。

表2 不同IBA濃度與葉片部位對斑葉漢克苣苔葉插的影響

圖1 斑葉漢克苣苔葉插效果圖(90 d)

大苞漏斗苣苔葉片扦插效果見表3與圖2，8個處理的成活率均高于85%。隨著IBA濃度的增加，上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)先減后增；下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)無明顯變化規(guī)律，子株葉片數(shù)先減后增。相同IBA濃度下，100 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)高于上部葉片，二者差異不顯著；其余濃度處理均為上部葉片高于下部葉片。T2-7處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多，且顯著高于其他處理。因此，大苞漏斗苣苔最佳葉插組合為T2-7：500 mg·L-1IBA+上部葉片。

表3 不同IBA濃度與葉片部位對大苞漏斗苣苔葉插的影響

圖2 大苞漏斗苣苔葉插效果圖(90 d)

圓葉漢克苣苔葉插效果見表4與圖3，8個處理的成活率均為100%。隨著IBA濃度的增加，上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)先減后增；下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)逐漸增加。相同IBA濃度下，500 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)高于上部葉片，二者差異不顯著；其余濃度均為上部葉片高于下部葉片。T3-8處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多，因此，圓葉漢克苣苔最佳葉插組合為T3-8：500 mg·L-1IBA+下部葉片。

表4 不同IBA濃度與葉片部位對圓葉漢克苣苔葉插的影響

圖3 圓葉漢克苣苔葉插效果圖(90 d)

紫花苣苔葉插效果見表5與圖4，8個處理的成活率均高于70%。隨著IBA濃度的增加，上部葉片與下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)和子株葉片數(shù)先增后減。相同IBA濃度下，100 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)和子株葉片數(shù)高于上部葉片，500 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株葉片數(shù)高于上部葉片；其余濃度處理均為上部葉片高于下部葉片。T4-5處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多，且顯著高于其他處理。因此，紫花苣苔最佳的葉插組合為T4-5：300 mg·L-1IBA+上部葉片。

表5 不同IBA濃度與葉片部位對紫花苣苔葉插的影響

圖4 紫花苣苔葉插效果圖(90 d)

2.3 不同因素對4種苦苣苔科植物葉插效果的極差分析

以不同因素對4種苦苣苔科植物葉插繁殖的相關(guān)指標(biāo)進行極差分析。表6顯示，3個因素對葉插繁殖的4個試驗指標(biāo)影響的順序不相同。對于扦插成活率，其順序為IBA濃度>葉片部位>物種種類；對于最長根長，順序為葉片部位>物種種類>IBA濃度，對于子株數(shù)與子株葉片數(shù)，順序均為物種種類>葉片部位>IBA濃度。

3 小結(jié)與討論

葉片扦插是在葉脈處人為造成傷口，產(chǎn)生愈傷組織，從而產(chǎn)生子株的過程。影響扦插成活的因素較多，除材料本身特性外，扦插環(huán)境和插穗處理對成活率均存在影響。本試驗對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物進行葉插研究，結(jié)果表明，3個因素對4種苦苣苔科植物葉插效果影響順序為：物種種類=葉片部位>IBA濃度，這與閆海霞等[13]對3種報春苣苔屬葉插研究(物種種類>葉片部位>IBA濃度=基質(zhì))和對大根報春苣苔扦插研究[17](葉片部位>IBA+NAA濃度>基質(zhì))結(jié)果相似。3個因素對4個試驗指標(biāo)影響的順序不同：對成活率的影響，IBA濃度>葉片部位>物種種類；對最長根長的影響，葉片部位>物種種類>IBA濃度；對子株數(shù)與子株葉片數(shù)和影響，物種種類>葉片部位>IBA濃度。這與閆海霞等[6]對2種報春苣苔屬葉插研究和對大根報春苣苔葉插研究[17]所得結(jié)果不同，存在差異的原因可能是扦插材料自身的特性不同。

表6 各試驗指標(biāo)極差分析

葉片部位是扦插繁殖的一個重要因素，本試驗研究結(jié)果表明，不同葉片部位對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插繁殖效果有顯著影響。斑葉漢克苣苔、大苞漏斗苣苔與紫花苣苔葉插繁殖的最佳葉片部位為上部葉片，這與閆海霞等[8]對大根報春苣苔葉插研究、艾春曉等[9]對4種報春苣苔屬植物葉插研究、戚華沙等[10]對煙葉唇柱苣苔葉插研究及李謙盛等[18]對卡柱苣苔葉插研究結(jié)果相同。而圓葉漢克苣苔葉插繁殖的最佳葉片部位為下部葉片，這與趙偉[19]對3種唇柱苣苔屬葉插研究、呂惠珍等[20]對3種珍稀瀕危藥用苦苣苔植物葉插研究中弄崗報春苣苔和閆海霞等[12]對報春苣苔屬植物葉插繁殖研究中牛耳朵的結(jié)果相同。在相同IBA濃度下，斑葉漢克苣苔、大苞漏斗苣苔和圓葉漢克苣苔上部葉片與下部葉片成活率差異不大，但上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)明顯高于下部葉片，而紫花苣苔下部葉片成活率明顯高于上部葉片，但產(chǎn)生的子株數(shù)較少，這與艾春曉等[9]在苦苣苔科植物葉插研究中所得結(jié)果相同，即兩段式或三段式葉插上部葉片可得到較多子株，其成活率可能取決于營養(yǎng)器官的大小，而子株數(shù)取決于營養(yǎng)器官的傷口大小。造成這種現(xiàn)象的原因可能是植物材料、株齡和葉片大小之間的差異[19]。

除葉片部位外，篩選適宜的植物生長調(diào)節(jié)劑也是扦插成功的關(guān)鍵。試驗中以不同因素對4種苦苣苔科植物葉插繁殖的相關(guān)指標(biāo)進行極差分析，表明IBA濃度是影響成活率的主要因素。在相同葉片部位上，低濃度的IBA對斑葉漢克苣苔與紫花苣苔具有促進作用，這與鄧濤等[14]利用外源IBA對5種苦苣苔科植物的扦插研究結(jié)果一致。而低濃度的IBA對大苞漏斗苣苔與圓葉漢克苣苔扦插效果并不理想，而是在500 mg·L-1IBA時，扦插效果最佳。產(chǎn)生差異的原因可能是苦苣苔科植物物種多樣性豐富，物種之間差異較大。

葉插繁殖是保證其種群數(shù)量和基因純度的重要措施之一，本試驗以不同葉片部位與IBA濃度對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物進行葉插繁殖研究，分析不同因素對葉插效果的影響。研究表明，物種種類和葉片部位是影響4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插的主要因素，除了篩選出4種植物的最佳葉插處理組合外，還得出IBA濃度是影響葉插成活率的主要因素，葉片部位是影響葉插最長根長的主要因素，物種種類是影響葉插子株數(shù)與子株葉片數(shù)的主要因素。研究結(jié)果為后期苦苣苔科植物葉插研究與產(chǎn)業(yè)化育苗提供理論參考。