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(中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所海南分所國家中醫(yī)藥管理局沉香可持續(xù)利用重點研究室, 海南 ???570311)
白木香又名土沉香、莞香(Aquilariasinensis(Lour.)Spreng)屬瑞香科(Thymelaeaceae)沉香屬(AquilariaLam)植物[1],是國產(chǎn)沉香的正品植物資源[2]。沉香具行氣止痛、溫中止嘔、納氣平喘的功效[2],在醫(yī)藥、日化、宗教等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,且需求量大,價格昂貴[3]。由于過度伐樹結(jié)香和自然環(huán)境的破壞,導(dǎo)致包括白木香在內(nèi)沉香屬野生植物資源瀕臨滅絕,1999年白木香被列入國家二級瀕危保護植物[4],2004年包括白木香在內(nèi)所有沉香屬植物均被列入《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》附錄Ⅱ。
為了保護沉香野生植物資源,保障沉香產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,近年來,海南、廣東、廣西等省大力推廣白木香種植,種植的面積和規(guī)模越來越大[5-6],據(jù)不完全統(tǒng)計,目前僅海南省種植的白木香就在500萬株以上。人工種植的白木香大多由野生資源馴化而來,在種植過程中仍然存在不少的問題:白木香種苗的繁育多以家庭作坊為主,種源來源多樣化,種質(zhì)退化,優(yōu)良品種缺乏等問題嚴重[7-8]。這些因素導(dǎo)致人工種植的白木香差異很大,進而導(dǎo)致沉香產(chǎn)量和品質(zhì)參差不齊。
前人在白木香種質(zhì)的遺傳多樣性方面做了大量的研究[8-9],發(fā)現(xiàn)不同栽培種群內(nèi)不同植株在形態(tài)特征方面具有較明顯的差異[8,10-11]。按葉的形態(tài)特征,大致將白木香分為大葉、中葉和小葉種[10]。但是白木香不同種質(zhì)在發(fā)芽率和后期苗木生長等方面是否存在差異仍不清楚。本研究首先對白木香不同種質(zhì)的葉片和果實多樣性進行了比較研究,然后對其幼苗的生長特性進行跟蹤觀察,以期為今后培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的白木香種質(zhì)以及規(guī)?;N植提供一定的理論參考和技術(shù)保障。
表2不同種質(zhì)葉片和果實的測量指標及發(fā)芽率
指標種質(zhì)123456均值葉重(g)0.41±0.10d0.89±0.12a0.83±0.10b0.61±0.10c0.36±0.05d0.37±0.06d0.56葉寬(cm)3.55±0.43c5.09±0.49b5.70±0.47a5.26±0.33b3.22±0.40d3.60±0.30c4.39葉長(cm)8.32±0.66c10.53±0.60a9.46±0.41b9.18±0.47b8.43±0.47c7.68±0.63d8.75葉脈(n)95.50±10.11a85.45±11.41b85.90±7.68b83.80±9.60b77.60±7.94c76.25±7.60c84.58葉柄(cm)0.54±0.07b0.56±0.08ab0.54±0.06b0.53±0.07b0.60±0.05a0.46±0.13c0.52果重(g)2.47±0.19a2.35±0.17a1.79±0.14c1.33±0.12d1.82±0.36c2.08±0.09b1.98果長(cm)4.43±0.17b3.95±0.13c2.90±0.13e3.82±0.21d2.78±0.25e4.76±0.29a3.77果寬(cm)2.11±0.07b2.29±0.09a1.94±0.07c1.73±0.07e1.87±0.16d2.09±0.07b2.01果柄(cm)1.07±0.17cd0.97±0.23d1.36±0.12a1.24±0.16b1.00±0.15d1.15±0.20bc1.13發(fā)芽率(%)36E69B95A3397A43D62C
注:同行數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(p<0.05),大寫字母表示差異極顯著(p<0.01),n=20。
2015年6月29日,在海南演豐、海南定安2個白木香種植基地,采用單株獨立采集的方式,共收集6種不同白木香種質(zhì)成熟的果實和葉片,祥見表1。
表1供試材料
編號采樣地樹齡(年)胸徑(cm)葉型果型1海南定安68.5小葉菱形2海南定安614大葉橢圓3海南演豐1518.2大葉橢圓4海南演豐1513.2大葉菱形5海南演豐1516小葉橢圓6海南演豐1516.3小葉菱形
分別取不同種質(zhì)成熟的果實和葉片,各20枚;用游標卡尺測定果實的長、寬,果柄長度,葉片的寬度、長度,葉柄長度等;并用電子天平測量果實和葉片的重量。
采集的果實陰干2 d后,采用營養(yǎng)杯直接穴播的方式,每個營養(yǎng)杯內(nèi)1粒種子,每份種質(zhì)播種400粒。2016年 7月2日播種,30 d后統(tǒng)計其發(fā)芽率。2016年8月至2017年1月,每隔2個月選取生長一致的白木香苗20株,分別測量株高、冠幅、葉片數(shù)。并用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。種植實驗在海南省儋州市海南香樹白木香育苗基地內(nèi)進行。
考察發(fā)現(xiàn),不同種質(zhì)白木香果實和葉片的表型具有較大差異,甚至同一居群內(nèi)亦有所不同。
從表2可以看出,白木香葉片的平均重量為0.56 g,大葉種(2、3、4號)的葉片重量顯著高于小葉種(1、5、6號),甚至在大葉種之間也存在顯著差異。葉片平均長度為8.75 cm,平均寬度為4.39 cm,大葉種的長、寬也普遍高于小葉種,而且同一葉型的種質(zhì)間也存在著顯著差異。平均葉脈條數(shù)為84.6條,平均葉柄長度為0.52 cm,部分不同種質(zhì)間的葉脈條數(shù)和葉柄長度差異顯著,但有些小葉種卻高于大葉種。果實的平均重量為1.98 g,讓人不解的是,同為菱形果1號和4號種質(zhì),一個果實最重為2.47 g,一個僅為1.33 g。果實平均長度為3.77 cm,平均寬度為2.01 cm,平均果柄長為1.13 cm;雖然在果實長度、寬度與不同種質(zhì)間未找到明顯的相關(guān)性,但是在果實的長寬比方面,橢圓形果實(2、3、5號)的長寬比普遍低于菱形果(1、4、6號)。
由表2還可看出,采自海南演豐的3、4、5、6號種質(zhì)來源母樹樹齡均為15年,發(fā)芽率由高到底依次為5(小葉橢圓果)>3(大葉橢圓果)>6(小葉菱形果)>4(大葉菱形果)。具有橢圓果形的5號和3號發(fā)芽率較高,均在95%以上,最高達97%;具有菱形果的6號和4號發(fā)芽率不超過50%,其中4號僅為33%。另外采自海南定安的橢圓果形種質(zhì)發(fā)芽率較菱形果種質(zhì)高33%。從表2可以看出,不同果形種質(zhì)的發(fā)芽率差異極大,橢圓果的發(fā)芽率普遍高于菱形果,而以大葉菱形果的發(fā)芽率最低。
3號種質(zhì)和2號種質(zhì)均為大葉橢圓果形,采種母樹樹齡分別為 15年和6年,發(fā)芽率分別為95%和69%。6份種質(zhì)平均發(fā)芽率為62%,海南定安收集的2份種質(zhì)平均發(fā)芽率為52.5%,海南演豐收集的4份種質(zhì)平均發(fā)芽率為67%,因此采種母樹的樹齡也是影響發(fā)芽率的重要因素之一。
具有橢圓果的小葉種質(zhì)(5號)比大葉種質(zhì)(3號)發(fā)芽率高2%;而具有菱形果的小葉種質(zhì)(6號)比大葉種質(zhì)(4號)高10%。因此小葉型種質(zhì)發(fā)芽率均比大葉型種質(zhì)發(fā)芽率高。
總之,白木香不同種質(zhì)的發(fā)芽率差異極顯著,果形、采種母樹樹齡以及葉形是影響白木香發(fā)芽率的重要因素,尤其樹齡超過10年健壯母樹上的小葉橢圓形果種質(zhì)發(fā)芽率最高。
雖然白木香不同種質(zhì)的發(fā)芽率差異十分顯著,但是不同種質(zhì)的幼苗生長動態(tài)類似。本研究發(fā)現(xiàn),發(fā)芽率最高的5號種質(zhì)(小葉橢圓果)幼苗在播種初期(90 d)表現(xiàn)出了較優(yōu)異的生長特性。播種后35 d,白木香幼苗平均株高為7 cm,5號種質(zhì)最高,達7.98 cm,4號種質(zhì)最低(6.19 cm)。播種后90 d,平均株高為10.97 cm;5號種質(zhì)最接近平均值,1號種質(zhì)最高,為14.12 cm,6號種質(zhì)最低,為7.87 cm。 播種后150 d,平均株高為13.54 cm,5號種質(zhì)為13.47 cm,1號種質(zhì)最高(14.87 cm)。6號種質(zhì)在播種后150 d,株高超過了平均值(13.67 cm)。播種后190 d,平均株為14.88 cm,5號種質(zhì)最低,為14.88 cm,2號種質(zhì)最高,為16.13 cm。
圖1 白木香不同種質(zhì)的株高增長動態(tài)
圖2 白木香種質(zhì)的冠幅生長動態(tài)
葉片數(shù)呈現(xiàn)出和株高相似的生長特性。播種35,90,150,190 d,平均每株葉片數(shù)分別為4.8、10.8、12.48、15片。5號種質(zhì)在播種后35 d時,平均葉片數(shù)最多(6.1片),到了播種后90 d,它的葉片數(shù)(11.73)略高于平均數(shù)(10.8),此后它的葉片數(shù)略低于平均數(shù)。
在播種35,90,150,190 d,總的平均冠幅數(shù)分別為5.9,8.57,9.84,11.63 cm。值得注意的是,5號種質(zhì)(小葉橢圓果形)在播種35 d后冠幅較大(5.89 cm),此后冠幅一直低于平均值。
圖3 白木香種質(zhì)的葉片數(shù)的生長動態(tài)
白木香所產(chǎn)的沉香是珍稀的藥材和名貴香料[2-3]。因過度的伐樹結(jié)香,導(dǎo)致其野生資源遭到嚴重破壞,目前已無完整的野生居群[4]。人工種植的白木香大多由野生資源馴化而來,大都保留了原本的形態(tài)特征[6]。白木香不同種質(zhì)的果實表型差異顯著,有的白木香種質(zhì)的果實比較飽滿,呈橢圓形;有的種質(zhì)果實比較扁長,呈菱形。果實長寬比更能反映出果實形態(tài)上的差異,長寬比大說明果實狹長,反之則說明果實圓鈍飽滿[6],本研究結(jié)果表明,橢圓形果實的長寬比確實普遍低于菱形果。黃崇才研究發(fā)現(xiàn),大葉種果實長度最短,小葉種的果實寬度最短[6],但在本研究中沒有發(fā)現(xiàn)這種對應(yīng)關(guān)系。
雖然文獻中將白木香分為大葉、中葉和小葉種等3種不同的類型[10],但一線的種植人員還是習慣將白木香分為大葉種和小葉種2種類型。本研究結(jié)果表明,大葉種從葉片重量,葉片寬度和葉片長度等方面普遍高于小葉種,例如大葉種(2、3、4號種質(zhì))的葉片重普遍在0.6 g以上,而小葉種(1、5、6號種質(zhì))普遍在0.4 g以下;而在葉脈條數(shù)、葉柄長度等與種質(zhì)類型之間沒有發(fā)現(xiàn)這種相關(guān)性。
本研究發(fā)現(xiàn),小葉橢圓形果在發(fā)芽率表現(xiàn)特別突出,在苗木生長初期具有一定的優(yōu)勢。橢圓形果實圓鈍飽滿,與菱形果相比它們可能在種子中積累了更多的營養(yǎng)物質(zhì)來保障種子正常發(fā)芽和苗木早期生長[6]。
樹齡與發(fā)芽率有一定的相關(guān)性,從6年生的母樹上采收的2份種質(zhì)平均發(fā)芽率為52.5%, 而從15年生母樹上采收的4份種質(zhì)平均發(fā)芽率為67%,更為明顯的是同為大葉橢圓種類型2號種質(zhì)和3號種質(zhì),發(fā)芽率相差近30%,說明以10~15年樹齡白木香為采種母樹有一定科學道理[12]。
綜上所述,白木香不同種質(zhì)類型間具有豐富的表型多樣性。從發(fā)芽率和苗木早期生長情況來看,橢圓果和小葉可能是比較優(yōu)良的品種;采種時,還要兼顧樹齡。 白木香葉片和果實等表型特征與苗木生長動態(tài)的相關(guān)性,還需要進一步研究。
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(本欄目責任編輯:周介雄、戴燚)