莢蒾屬植物研究進展

王海英, 徐宏琳, 祁晶蕊, 鮑秀穎, 卞大偉, 李紹臣

(1. 吉林龍灣國家級自然保護區(qū)管理局, 吉林 通化 135100; 2. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 吉林 長春 130118; 3. 呼倫貝爾市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局綜合保障中心, 內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000; 4. 吉林省林業(yè)科學(xué)研究院, 吉林 長春 130033)

莢蒾屬(Viburnum)為忍冬科(Caprifoliaceae)灌木或小喬木,落葉或常綠,該屬植物大多擁有獨特的花型,花白色,花序為球狀或周圍為大型不孕邊花。核果橢圓形,大多以紅色為主,其中不乏有紫色、藍色、黃色等觀賞價值高的顏色[1],其除了具有觀賞性外,還可食用、藥用、制作色素等,應(yīng)用前景廣闊。

1 資源概況

莢蒾屬植物在觀賞植物資源中占據(jù)非常重要的地位,因其適應(yīng)性較強、觀賞價值高,被世界園藝界譽為“萬能的綠化樹木”[2]。目前,全世界莢蒾屬植物資源約有200種,主要分布在亞熱帶以及溫帶地區(qū),其中亞洲、北美洲、南美洲以及歐洲等地為分布密集區(qū),北美洲分布最密集的國家有美國、墨西哥和加拿大,南美洲以委內(nèi)瑞拉、哥倫比亞、厄瓜多爾和秘魯?shù)鹊胤植甲蠲芗?。亞洲是莢蒾屬植物分布最為密集的地區(qū),其中在我國分布最為廣泛,多達74種,以西南地區(qū)分布最多[1]。

2 繁殖技術(shù)研究

2.1 種子繁殖

植物繁育中最基本的方式便是種子繁殖,利用雌雄授粉相交結(jié)成種子,以此來繁衍后代。雖然國內(nèi)對莢蒾屬植物的繁育研究較國外起步晚,但是也取得了許多研究成果。莢蒾屬植物大多種子的種皮厚且普遍具有休眠特性,播種當年基本不能萌發(fā),對育苗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了一定阻礙作用。許多學(xué)者為了打破種子休眠機制,進行了大量研究[3]。高玉艷[4]在進行雞樹條莢蒾種子休眠試驗中發(fā)現(xiàn),種子經(jīng)變溫處理后發(fā)芽率為95.5 %,從種子處理到發(fā)芽結(jié)束能夠持續(xù)5個月左右,播種后1個月左右出苗。金飚等[5]在進行瓊花種子萌發(fā)特性的試驗中指出,不同的播種時間、存儲方式、播種深度以及播種基質(zhì)均對種子萌發(fā)和發(fā)芽產(chǎn)生影響,干燥環(huán)境下播種時間較早,其發(fā)芽率較高,播種時間最晚為6月,否則種子當年就不能萌發(fā),最佳播種基質(zhì)為珍珠巖和蛭石。李長海等[6]在對細枝莢蒾、蒙古莢蒾、朝鮮莢蒾等6種莢蒾種子休眠特性的研究中發(fā)現(xiàn),種子需先在溫度20～30 ℃處理3個月以上,再在3～5 ℃處理2個月以上才能夠打破休眠,用該方法處理的種子發(fā)芽率達到90 %。焦成罡[7]對雞樹條莢蒾種子發(fā)芽能力進行了研究,在相對高溫(8～23 ℃)變溫條件下,對種子進行120 d左右的沙藏層積處理,發(fā)芽率可達92 %。

2.2 嫁接繁殖

嫁接是指人工干預(yù)自然繁殖狀態(tài)的一種簡單、省時的無性繁殖方式[8],是將一個植株的芽或枝接到另一株帶有根系且具有親和力的植株切口處,將接穗下部的形成層和砧木上部的形成層對接并扎緊,經(jīng)過愈合生長后成為一個新的植株[9]。嫁接的繁殖系數(shù)較高,不僅可以保持親本的優(yōu)良遺傳特性,還可以通過嫁接來增強品種抗逆性、提高品種產(chǎn)量、改善品種質(zhì)量,因此,繁殖觀賞植物常采用嫁接的方法。目前,在植物嫁接繁殖過程中主要采用枝接、芽接和根接等方法。馬嬌等[10]對繡球莢蒾進行嫁接試驗時指出,砧木嫁接的高度對成活率影響極大,砧木高度在25～45 cm時,其生長半年與生長1年后的成活率最高。張林等[11]在研究莢蒾‘蒂娜’和‘年宵價’嫁接試驗時指出,莢蒾‘蒂娜’利用瓊花作為砧木時能夠快速繁殖,經(jīng)過對幼苗長時間地生長觀察,發(fā)現(xiàn)除接口處表皮顏色不同外其他無任何差異,表明莢蒾‘蒂娜’與瓊花親和力較強,瓊花適宜做莢蒾‘蒂娜’的砧木。

2.3 扦插繁殖

扦插繁殖是快速繁殖的一種重要方式,目前在莢蒾屬植物繁育方法中應(yīng)用最多,對于該屬植物扦插繁殖的研究主要集中在基質(zhì)配比、激素濃度、枝條部位、扦插時間等幾個方面。羅鳳霞等[12]在對雞樹條莢蒾和大花莢蒾扦插繁育研究中發(fā)現(xiàn),扦插時間、插穗類型和激素濃度都對成活率影響較大,6月扦插的成活率高于5月,帶拐插穗的雞樹條莢蒾和大花莢蒾扦插成活率最佳,可達93.35 %,IBA質(zhì)量濃度為50～100 mg·L-1時成活率最高,平均可以達到87.2 %。王大平等[13]在研究水楊酸溶液對常綠歐洲莢蒾扦插生根的影響時指出,不同濃度的水楊酸溶液對扦插生根率具有顯著影響,其中以0.7 %的水楊酸溶液處理效果最好,生根率可達83.3 %。陳碧華等[14]在研究季節(jié)對繡球莢蒾生根影響時發(fā)現(xiàn),夏季扦插生根率最高,達到92.5 %,其次為秋季,生根率為75.8 %,第三為冬季,生根率為67.2 %,最差為春季,生根率僅為50.3 %。陳獻志等[15]在進行日本莢蒾扦插繁殖試驗時指出,葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)可以作為快速確定植物最佳扦插條件的技術(shù),當扦插溫度為20 ℃、IAA激素濃度為0.1 %時,植株具有較好的光合生理功能。另外,殷萬利、史喜兵、蘭發(fā)正、宋洪文等[16-19]分別對香莢蒾、枇杷葉莢蒾、珍珠莢蒾、朝鮮莢蒾進行了扦插繁殖試驗,得出了提高扦插生根率的最佳方法。

2.4 組織培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)是指在非自然環(huán)境下對植物的組織、離體器官或細胞進行人工培育再生成完整植株的技術(shù)[20]。莢蒾屬植物繁殖方式除了常規(guī)的種子繁殖和扦插繁殖外,組織培養(yǎng)技術(shù)目前也被大量應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。杜姝睿等[21]對香莢蒾進行組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究時發(fā)現(xiàn),愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)以MS+6-BA 0.5 mg·L-1+2,4-D 2.0 mg·L-1為最佳培養(yǎng)基,愈傷組織分化培養(yǎng)的理想培養(yǎng)基為1/2MS+6-BA 0.4 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1,將不定芽和試管苗的莖段基部切口在質(zhì)量濃度為5 mg·L-1NAA溶液中浸泡5 min后,接種到1/2MS+IAA 0.2 mg·L-1培養(yǎng)基上進行生根的方法,是不定芽生根培養(yǎng)和試管苗生根繼代培養(yǎng)的最佳方法。鄧源等[22]在研究地中海莢蒾時發(fā)現(xiàn),叢生芽增殖的培養(yǎng)基以MS+6-BA 0.2 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1最為適宜,1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1+糖20 g·L-1為誘導(dǎo)生根的適宜培養(yǎng)基。甄雪花[23]以歐洲莢蒾的幼莖為外植體進行了組織培養(yǎng)研究,何婷等[24]對4種忍冬科植物進行了組織培養(yǎng)和快速繁殖研究。

3 應(yīng)用價值

3.1 園林應(yīng)用研究

莢蒾屬植物憑借獨特的花型、玲瓏的果實、妖嬈的樹形以及顏色多變的葉片,成為園林綠化中非常重要的一類四季觀賞樹木,該屬植物資源豐富、抗性較強、用途廣泛、經(jīng)濟價值突出,應(yīng)用前景廣闊[25]。

3.1.1 園林孤植樹

孤植樹是指植物可以單獨成景以供人們觀賞的植物,孤植強調(diào)以‘個體美’為目的,即植物個體的形態(tài)特點突出,成為獨立的景觀。這類用樹一般為主景樹,大多選擇生長健壯、樹體高大、主干明顯、樹冠開闊、樹姿優(yōu)美、花繁葉茂、果實艷麗的植物。常配置在空曠的大草坪或者廣場上,以藍天、白云、碧水和綠草作為背景襯托,突出植物的姿態(tài)和色彩,突顯優(yōu)良觀賞性狀。用于孤植的莢蒾屬植物可以選擇蝴蝶莢蒾、合軸莢蒾、南方莢蒾、繡球莢蒾、香莢蒾等。

3.1.2 園林造景樹

園林造景用樹一般在樹木花朵、果實、枝干以及葉片等方面具有一定的觀賞價值,可以很好地營造自然氛圍、美化環(huán)境空間、協(xié)調(diào)周圍環(huán)境。造景用樹要求植物枝繁葉茂、冠體豐滿、果實累累,可以將這類植物或?qū)χ?、或叢植、或群植在道路兩旁、水體邊緣、公共綠地等地點,能夠形成較好的景觀效果,帶給人們美的享受。用于造景的莢蒾屬植物可以選擇茶莢蒾、宜昌莢蒾、堅莢蒾、蝴蝶莢蒾等作為園林造景用樹[26,27]。

3.1.3 庭院綠化樹

庭院綠化包含單位公共綠地、居住小區(qū)綠地和家庭小院綠地,由于生活質(zhì)量的逐步提高,人們越來越重視庭院綠化。在庭院內(nèi)設(shè)置水池、山石、汀步等園林小品,再搭配上各種觀賞性強的植物進行點綴,不僅能夠營造出幽雅、安靜的環(huán)境氛圍,滿足人們休憩、游覽、娛樂的需求,還能起到吸滯粉塵、改善庭院環(huán)境、調(diào)節(jié)局部地區(qū)小氣候的作用。莢蒾屬植物種類豐富,不同種類的觀賞性狀不同,想要欣賞奇特花型,可以選擇栽植歐洲莢蒾、繡球莢蒾、煙管莢蒾、瓊花等;想要欣賞果實顏色,可以選擇栽植地中海莢蒾、齒葉莢蒾、皺葉莢蒾、合軸莢蒾等;既想觀花又想觀果,可以選擇栽植蝴蝶莢蒾,在盛夏時節(jié)就能看到樹上掛滿殷紅的果實[28,29]。

3.1.4 盆景栽培樹

盆景是將園林景觀縮小化展現(xiàn)在花盆中的一種藝術(shù),通過藝術(shù)創(chuàng)造來真實地再現(xiàn)自然。盆栽植物要選擇體型較小、耐修剪、容易造型、枝條可塑性強、對光照要求較少的植株,并且在花朵、葉片、果實或形態(tài)中的某個方面能夠吸引目光的種類。莢蒾屬植物大多種類可以滿足盆景需求,常用于盆栽的有蝴蝶莢蒾和瓊花等,通過修剪、嫁接、拉枝等技術(shù)塑造出別具一格、豐富多彩、趣味無窮的盆景栽培作品,既具畫意,又富有自然特色[26]。

3.2 其他應(yīng)用研究

莢蒾屬植物不但在園林綠化方面價值極高,在藥用和工業(yè)發(fā)展等方面也具有極大的經(jīng)濟價值。張琳[30]在對雞樹條莢蒾進行小鼠氨水引咳試驗時發(fā)現(xiàn),雞樹條莢蒾的果實具有緩解咳嗽的作用,在急性毒性的試驗中發(fā)現(xiàn)雞樹條莢蒾的果實無毒。李彥冰等[31]在對雞樹條莢蒾果實的研究中發(fā)現(xiàn),果實可延長小鼠的咳嗽潛伏期。陳炳華等[32]在對呂宋莢蒾果實進行紅色素提取、純化和性質(zhì)分析時發(fā)現(xiàn),其最佳提取劑為酸性乙醇,最適合作為天然的可食用色素。黎彧等[33]在對南方莢蒾進行紅色素提取時發(fā)現(xiàn),有機提取劑是工藝提取的最優(yōu)條件。袁云香[34]通過正交試驗發(fā)現(xiàn)了蝴蝶莢蒾花中總黃酮最佳提取工藝條件。杜鳳國等[35]對雞樹條莢蒾果實的營養(yǎng)成分含量進行了研究,通過氨基酸自動分析儀、等離子發(fā)射光譜和高效液相色譜儀等儀器,對果實內(nèi)的氨基酸含量以及微量元素進行測定,并對其營養(yǎng)價值進行評價,進而為其開發(fā)和利用提供了參考。通過學(xué)者們的研究發(fā)現(xiàn),莢蒾屬植物具有極高的藥用價值,且部分種是色素提取的優(yōu)良材料。除此之外,其果實不僅可以作為水果食用,還可以用來釀酒以及制作飲料,劉愛群等[36]通過對云南地區(qū)莢蒾果實的研究探索出了制作飲料和釀酒的最佳工藝。綜合來看,隨著莢蒾屬植物資源的不斷開拓,其藥用價值及經(jīng)濟價值也將不斷提升。

4 展望

我國莢蒾屬植物資源十分豐富,但其在園林中的應(yīng)用并不多,相關(guān)研究多集中在一些常見種,一些特殊種尚未被發(fā)掘。應(yīng)加強對其植物資源的搜集與利用,構(gòu)建健全的種質(zhì)資源圃,對其藥用價值及經(jīng)濟價值進行深入研究與挖掘,對種子的休眠機制進行深入探討,完善組織培養(yǎng)體系,在多地進行引種適應(yīng)性及抗逆性測試,為今后良種培育與推廣提供技術(shù)支撐。