隆世良,蔣 宇,鄭紹偉,周大松,黎燕瓊*
(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院,四川 成都 610081;2.廣元市林業(yè)和園林局,四川 廣元 628000)
百合為百合科(Liliaceae)百合屬(LiliumL.)植物,是世界著名的觀賞花卉,并具有較高的藥用和食用價(jià)值[1]。我國南北均有百合分布,但西南地區(qū)、華中地區(qū)和東北地區(qū)是我國百合的3個(gè)集中分布區(qū)[2]。種質(zhì)資源的采集是育種工作的基礎(chǔ),也是防止瀕危物種的滅絕的一種關(guān)鍵性補(bǔ)救措施。國外對野生百合資源的研究較早,美國在20世紀(jì)對其百合資源進(jìn)行了廣泛調(diào)查、記錄,并制定了相應(yīng)的保護(hù)法律。我國對百合屬植物種質(zhì)資源的保護(hù)和研究起步較晚,由于思想觀念落后和保護(hù)意識淡薄,人為流失和破壞比較嚴(yán)重[3]。
四川百合資源豐富,據(jù)四川植物志記載四川百合有25種,6個(gè)變種(四川植物志編輯委員會1991)。其中岷江上游干旱河谷區(qū)是四川獨(dú)具特色的自然地理區(qū)和野生百合的分布帶,也是野生百合屬植物資源相對集中的區(qū)域。了解該區(qū)域野生百合資源現(xiàn)狀,充分發(fā)揮百合資源優(yōu)勢,達(dá)到科學(xué)保護(hù)和利用野生百合資源的目的,針對該區(qū)進(jìn)行了野生百合資源調(diào)查,種質(zhì)資源收集、保存及人工繁育等方面研究,為我國野生百合種質(zhì)資源的保存和應(yīng)用提供重要的技術(shù)支撐。
查閱與調(diào)查研究相關(guān)的著作主要有:《中國植物志》(第十四卷)(中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會編)、《四川植物志》(第七卷)(四川植物志編輯委員會)、《中國高等植物圖鑒》(第五冊)(中國科學(xué)院植物研究所主編)、《四川植被》(四川植被協(xié)作組)、《四川森林》(四川森林編輯委員會)等[4]。
1.2調(diào)查地點(diǎn)和時(shí)間
主要調(diào)查地點(diǎn)為岷江上游干旱河谷區(qū)內(nèi)的理縣(縣城周邊等地、膽雜木溝、小岐山、熊耳山、甘堡、薛城、樸頭、通化)、汶川(雁門、映秀、棉虒)、茂縣(縣城周邊等地、渭門、飛虹)、黑水(白溪、洼底)等地。調(diào)查時(shí)間2017年5月~10月。
1.3.1 線路調(diào)查
線路調(diào)查即是在調(diào)查范圍內(nèi)按不同方向選擇幾條具有代表性的線路進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容主要包括野生百合的生境、生物學(xué)特性、觀賞特性、資源分布及數(shù)量等見圖1。
1.3.2 樣地調(diào)查
樣地調(diào)查則是在調(diào)查范圍內(nèi)選擇典型地段,按不同的植物群落設(shè)置樣地,樣地為10 m×10 m,記錄樣地海拔、坡度坡向、百合所在生境、植物群落等特點(diǎn);并在樣地中隨機(jī)抽取3~4個(gè)1 m×1 m的小樣方,在樣方內(nèi)測量百合的株樹、株高、花的大小,數(shù)量、葉片長度,寬度等生物學(xué)特征。
圖1 調(diào)查線路示意
調(diào)查中在岷江上游干旱河谷區(qū)共發(fā)現(xiàn)三種百合,為岷江百合、川百合和寶興百合。其中在理縣發(fā)現(xiàn)了岷江百合(LiliumregaleWilson)、川百合(LiliumdavidiiDuchartre)和寶興百合(LiliumduchartreiFranch.),在汶川、茂縣和黑水等地都發(fā)現(xiàn)了岷江百合。岷江百合主要分布在海拔 1 500 m~2 200 m的山脊中下部草叢、低矮灌叢及巖石邊,與其他草本植物混生,均不屬于群落的優(yōu)勢種;川百合和寶興百合分布海拔相對較高,主要生長在林緣、草甸或山坡草叢中。
通過設(shè)置樣地對百合群落特征、伴生植物和生境等進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查,由調(diào)查結(jié)果可知,其中岷江百合伴生灌木有14科27屬37種,以豆科和薔薇科居多,伴生草本有28科51屬60種,以禾本科和菊科居多;川百合伴生灌木有6科12屬15種,以薔薇科居多,伴生草本有14科20屬22種,以豆科和菊科居多;寶興百合伴生灌木有15科19屬21種,以薔薇科居多,伴生草本有15科25屬27種,以菊科和毛茛科居多。野生百合主要伴生植物及生境狀況詳見表1。
表1 岷江上游干旱河谷區(qū)野生百合生境及伴生植物調(diào)查表
調(diào)查涉及岷江百合、川百合和寶興百合3種,除岷江百合多分布與岷山上游干旱河谷區(qū)域外,川百合和寶興百合在四川境內(nèi)皆廣為分布。岷江百合多生長于山坡灌叢下、向陽草坡或溝邊、崖壁及巖石縫隙中,其伴生植物多為抗干旱瘠薄的豆科、薔薇科和禾本科植物,該調(diào)查結(jié)果與以往研究結(jié)果較為接近[5]。川百合和寶興百合多生長于林緣及高山灌叢、草叢間,伴生植物以薔薇科、菊科植物居多,川百合和寶興百合生境調(diào)查結(jié)果與以往研究結(jié)果較為接近,但伴生植物分布情況則差異較大[6]。
種質(zhì)資源是指具有一定遺傳物質(zhì),并表現(xiàn)出一定遺傳性狀的植物資源。野生百合種質(zhì)資源主要指百合鱗莖、種子和珠芽。本課題研究在岷江上游干旱河谷區(qū)野生百合種質(zhì)資源調(diào)查的基礎(chǔ)上,合理的收集了部分百合種質(zhì)資源,具體見表2。
表2岷江上游干旱河谷區(qū)野生百合種質(zhì)資源收集情況表
百合品種鱗莖(個(gè))種子(g)珠芽(個(gè))備注岷江百合93115/鱗莖直徑最大可達(dá)10cm以上,種子千粒重約6g,無珠芽川百合3615/鱗莖直徑最大可達(dá)5cm以上,種子千粒重約5g,無珠芽寶興百合3315/鱗莖直徑最大可達(dá)5cm以上,種子千粒重約5g,無珠芽
百合種質(zhì)資源的保存方式主要有3種:遷地保存、低溫保存和離體保存。本研究主要采取了遷地保存鱗莖和低溫保存種子的方式,也是最簡單的方式,適合于百合種質(zhì)資源的中短期保存。本研究在理縣對野生百合種質(zhì)資源進(jìn)行了遷地田間保存和低溫保存,具體情況見表3。
表3岷江上游干旱河谷區(qū)野生百合種質(zhì)資源保存情況表
百合品種田間保存鱗莖保存地點(diǎn)低溫保存種子地點(diǎn)岷江百合√理縣甘堡鄉(xiāng)√理縣川百合√理縣膽雜木溝√理縣寶興百合√理縣膽雜木溝√理縣
2.3.1 鱗莖繁殖情況
岷江上游干旱河谷區(qū)野生百合種質(zhì)資源主要有鱗莖、種子和珠芽,其中利用鱗莖分球繁殖是最高效的。本研究利用2017年年初收集到的百合鱗莖在理縣甘堡鄉(xiāng)和理縣膽雜木溝進(jìn)行遷地保存繁殖,結(jié)果顯示,3種百合成活率皆可達(dá)95%以上,且生長情況良好,當(dāng)年平均生長量明顯高于野生百合,3種百合當(dāng)年便可開花結(jié)果,且有部分鱗莖形成分球,具體情況見表4和表5。
表4 岷江上游干旱河谷區(qū)鱗莖繁殖岷江百合生長情況調(diào)查表
表5岷江上游干旱河谷區(qū)鱗莖繁殖岷江百合結(jié)實(shí)情況調(diào)查表
百合品種結(jié)實(shí)率(%)種莢長(cm)種莢寬(cm)種子數(shù)量(粒)種子千粒重(g)岷江百合52.234.52.11766.15川百合35.583.61.91355.58寶興百合41.332.82.31195.63瀘定百合45.597.53.81815.26
通過以上結(jié)論可知,3種百合通過鱗莖進(jìn)行繁殖,生長情況良好,當(dāng)年即可正常開花結(jié)果,是已知野生百合繁殖最高效的方法。但百合鱗莖必須在野外挖掘,如采集過多,將對野生百合資源造成一定破壞。
2.3.2 種子繁殖情況
利用百合種子繁殖是最直接和簡便的方法,通過對種子的不同處理方式,可以適當(dāng)提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(規(guī)定天數(shù)內(nèi)(20 d)的發(fā)芽率)。本研究采取了溫水浸泡(30 ℃)、低溫冷藏(-5 ℃)和不同光照時(shí)數(shù)等方式對種子進(jìn)行處理,并進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),每次每種百合選取50顆種子,每種3次重復(fù)(見表6)。
表6 岷江上游干旱河谷區(qū)岷江百合種子繁殖情況調(diào)查表
注:表中數(shù)值為平均值±變異系數(shù),數(shù)值后的字母表示在α=0.05水平上的LSD多重比較結(jié)果,同列不同字母表示差異顯著。
由表6可知,3種百合種子發(fā)芽率在無處理的情況下都大于50%,發(fā)芽率較高,而通過不同的處理方式對種子進(jìn)行處理,都會大大提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢,與對照相比,均呈顯著差異。但通過種子繁殖的百合,當(dāng)年成活后,生長量僅10 cm~1 cm,且無法形成種球并開花結(jié)果,因此通過種子繁殖的方式相對鱗莖繁殖要慢很多。
收集到的3種野生百合均可利用鱗莖和種子進(jìn)行繁殖。其中利用百合鱗莖繁殖方式的成活率最高,生長最快,當(dāng)年即可開花結(jié)果甚至鱗莖分球,但鱗莖的收集,會對野生百合資源帶來一定的破壞,應(yīng)在保護(hù)的前提下合理開發(fā)利用。利用百合種子進(jìn)行有性繁殖,是最常規(guī)和最安全的方式,不會對野生資源帶來破壞,且成本較低。野生百合在自然狀態(tài)下種子蟲害率較高,活力種子較少,因此利用溫水浸泡、低溫冷藏等處理方式,可以有效提高百合種子發(fā)芽率。利用百合珠芽繁殖的方式優(yōu)于種子繁殖,且成本低廉,不會帶來資源破壞,但并非所有的百合都有株芽,因此珠芽繁殖受到了很大的限制。綜上所述,野生百合最優(yōu)的繁殖方式是鱗莖繁殖,其次是種子繁殖,再次是珠芽繁殖。野生百合種質(zhì)資源保存的目的是利用,只有更好地保存其種質(zhì)資源,才能充分利用野生百合種質(zhì)資源進(jìn)行種質(zhì)創(chuàng)新,且更好地保護(hù)野生百合資源[8]。不同的野生百合種類有不同的自然分布區(qū),應(yīng)在最適宜生長的分布區(qū)進(jìn)行人工栽培,遷地保存種質(zhì)資源,針對單一的研究區(qū)域不應(yīng)貪大求全,只需保存當(dāng)?shù)剡m生種即可。
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