馬贊留
(江蘇遠(yuǎn)景建設(shè)工程有限公司,江蘇南通 226500)
紫薇(Lagersteoemia indica)屬于千屈菜科紫薇屬植物,其株型優(yōu)美,花色絢麗,葉色隨著季節(jié)不斷地變化,具有較高的觀賞和應(yīng)用價值,受到廣大園林工作者的喜愛。因此,紫薇是園林育種的優(yōu)良材料,具有巨大的前景。本文從彩葉紫薇的育種現(xiàn)狀、繁育技術(shù)現(xiàn)狀進行綜述,并根據(jù)彩葉紫薇的現(xiàn)狀進行了總結(jié),為今后彩葉紫薇的研究提出了建議,以期為彩葉紫薇新品種的培育和繁育提供資料。
紫薇原產(chǎn)于中國,主要分布在華東、華中、華南及西南。150年前,紫薇屬植物被引種到美國南部,進而揭開了國外紫薇屬植物的育種研究工作[1]。近幾年來,國內(nèi)外在彩葉紫薇種質(zhì)資源和品種選育上獲得了大量的研究成果。其中,國外主要通過選擇育種、雜交育種、誘變育種等手段,培育出了紅葉紫薇、紅火球紫薇、紅火箭紫薇[2]、屋久島紫薇[1]、“黑鉆”系列紫葉紫薇[3]、“Ebony”系列紫葉紫薇[4]等優(yōu)良彩葉紫薇品種,并陸續(xù)被引進中國進行研究和推廣。美國“三紅”紫薇(紅葉、紅火箭、紅火球)是由湖南省林業(yè)科學(xué)院依托國家林業(yè)和草原局“948”項目從美國引進的紫薇品種,具有生長快、觀賞性佳等特點[2]。
徐煒杰等[5]在溫州進行美國紅葉紫薇的一種栽培試驗,并通過對葉、花的物候期及品種形態(tài)特種、生長情況進行觀測和分析,判斷其在溫州地區(qū)的應(yīng)用前景。王曉明等[6]以美國紫薇“紅火箭”、“紅葉”以及“紅火球”為試驗材料,通過對當(dāng)?shù)亍凹t花紫薇”品種進行對比,發(fā)現(xiàn)3個美國紫薇品種生長速度較快,開花較早,花徑、花序長和花序著花數(shù)較優(yōu),具有極佳的觀賞效果。同樣,“Ebony”系列、“黑鉆”系列紫葉紫薇以及屋久島紫薇是也被我國進行了大量的研究。馮露等[7]以“Ebony Embers”紫葉紫薇品種為試驗材料,進行了其呈色生理及光合特性的研究。王瑩等[8]以6個“黑鉆”系列紫薇品種、屋久島紫薇以及紅葉紫薇為試驗材料,運用層次分析法,進行了8個彩葉紫薇品種觀賞性、適應(yīng)性以及生長特性進行綜合評價,為江蘇南通地區(qū)彩葉紫薇品種的應(yīng)用提供了參考。秦波等[9]以屋久島紫薇與紫薇品種的BC1群體為試驗材料,進行葉片轉(zhuǎn)錄組分析,并對其SSR分子標(biāo)記進行了序列分析。
我國作為紫薇的發(fā)源地,擁有大量的紫薇物種資源。但是育種工作起步較晚,育種研究相對較少,直到20世紀(jì)末才開始大規(guī)模的紫薇人工定向育種。近幾年來,我國科研人員通過實生選育、雜交育種、誘變育種等技術(shù)手段,培育出了“紅云”“金幌”“紫韻”“丹霞”、“侖山1號”“屋久島紫薇1號”“彩霞”“紫金”等優(yōu)良彩葉紫薇品種。其中,“屋久島紫薇1號”是從美國引種的屋久島紫薇實生苗木中選育出的。另外,王瑩等[10]通過雜交手段培育出一個紫葉紫薇新品系“紫晶1號”,并進行了轉(zhuǎn)錄組測序與分析。
但是,對我國彩葉紫薇新品種的研究多體現(xiàn)在園藝性狀的觀察和栽培技術(shù)上,在生理特性、分子生物學(xué)等方面的研究較少。其中,喬東亞等[11]以紫薇金葉品種‘金幌’為試驗材料,進行了葉色變化相應(yīng)高光照的生理特性的研究,對其葉片葉綠素含量、光合特性等生理指標(biāo)進行了測定和分析。王淑安等[12]對紫薇金葉突變體的葉片進行轉(zhuǎn)錄組測序和分析,篩選出大量與胡蘿卜素和葉綠素合成相關(guān)基因,為金葉突變體的呈色機理提供了資料基礎(chǔ)。張恩亮等[13]以彩葉紫薇品種“金幌”等紫薇品種(系)為試驗材料,進行了EST-SSR標(biāo)記的分析。
彩葉紫薇因其絢麗多彩的葉片,具有較高的觀賞價值和應(yīng)用價值。加上彩葉紫薇育種技術(shù)的不斷發(fā)展,繁育技術(shù)的研究也在不斷地突破。彩葉紫薇繁殖較容易,主要采用播種、扦插、嫁接以及組培等方式繁殖。播種繁殖能夠一次性得到大量健壯、整齊的實生苗,產(chǎn)生的側(cè)枝較少,但是會產(chǎn)生性狀分離,且葉色容易產(chǎn)生變異。播種一般包含種子采集、催芽、播種、苗期管理等過程。紫薇播種方法以及注意事項已有相關(guān)報道進行了詳細(xì)介紹[14-15]。
另外,科研人員在提高播種效率方面也進行了相關(guān)的研究。徐濤等[16]以紫薇種子為材料,采用不同水溫、不同浸泡時間的催芽方式進行處理,研究其對紫薇種子萌發(fā)的影響,發(fā)現(xiàn)不同的催芽方式對種子的萌發(fā)和早期幼苗的生長具有顯著的影響,其中55℃恒溫水浴30 min下種子發(fā)芽率最高,40℃恒溫水浴下種子發(fā)芽勢最高。彭夢婕等[17]選用不同劑量的60Co-γ射線輻射“紅火箭”紫薇種子,研究其對紫薇種子萌發(fā)的影響,發(fā)現(xiàn)60Co-γ輻射能夠有效地促進紫薇種子的萌發(fā),最佳輻射量為100 Gy。
扦插是無性繁殖方式,能夠保留紫薇母本的生長特性和觀賞特性,具體包括硬枝扦插和嫩枝扦插。其過程包含苗床準(zhǔn)備、基質(zhì)的選擇和處理、扦插時間、扦插、扦插苗管理等方面。有研究表明不同的扦插時間、基質(zhì)選擇、激素處理以及扦插枝條的處理均對彩葉紫薇扦插苗的成活率產(chǎn)生很大的影響。
張昌財?shù)萚18]以不同時段美國紅火球紫薇當(dāng)年生嫩枝進行扦插試驗以比較不同時段嫩枝扦插的生長效果,發(fā)現(xiàn)以當(dāng)年生至8月中旬的嫩枝即時扦插效果最好。邱國金等[19]以彩葉紫薇“侖山1號”嫩枝為試驗材料,研究不同基質(zhì)與生長素對扦插苗的影響,發(fā)現(xiàn)生長素濃度為1 500 mg/L、生長素組合1/2萘乙酸+1/2吲哚丁酸、基質(zhì)1/3蛭石+1/3珍珠巖+1/3泥炭的方案最佳。孫宜[20]以火紅紫薇嫩枝進行扦插試驗,以篩選出最佳的基質(zhì)類型、生根劑濃度、插穗部位,發(fā)現(xiàn)最佳組合為泥炭土為扦插基質(zhì)、生根劑濃度為2 500 mg/L以及枝條選擇中下段插穗。
植物組織培養(yǎng)能夠打破季節(jié)和自然環(huán)境對彩葉紫薇培育的限制,具有繁殖系數(shù)大、周期短、遺傳性狀穩(wěn)定等優(yōu)點,能夠拓展彩葉紫薇育種途徑,提高成功率。因此,加快彩葉紫薇組織培養(yǎng)技術(shù)的建立具有重要的意義。
目前,關(guān)于彩葉紫薇組織培養(yǎng)的研究主要集中在培養(yǎng)基的篩選、紫薇植株再生體系的建立等方面。饒丹丹等[21]建立了“紫玉”紫薇組織快繁體系,篩選出最適增值基本培養(yǎng)基為改良DKW+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.25 mg/L。蔡能等[22]建立了“紫韻”紫薇組培快繁技術(shù)體系,篩選出適合的增殖培養(yǎng)及生根培養(yǎng)最佳配方分別為WPM+BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L和1/2MS+NAA 0.2 mg/L+AC300 mg/L。陳紅等[23]以屋久島紫薇紫葉為外植體,進行了屋久島紫薇子葉愈傷組織誘導(dǎo)及植株再生技術(shù)的研究,篩選出了愈傷組織誘導(dǎo)的適宜培養(yǎng)基組合、愈傷組織增值的適宜培養(yǎng)基、愈傷組織分化的最適培養(yǎng)基。
嫁接、分株、壓條等方式也是人們常用的彩葉紫薇繁殖方式[24]。
21世紀(jì)以來,我國在紫薇育種工作上取得了很大的進展,但是仍存在諸多不足。首先,我國紫薇的分類命名工作未完善,無法進行資源整合。因此,我們應(yīng)在現(xiàn)有紫薇資源基礎(chǔ)上,建立統(tǒng)一的紫薇資源信息平臺,建立種質(zhì)資源庫,引入國外優(yōu)良彩葉品種,為今后的彩葉紫薇選育和培育提供基礎(chǔ)。其次,加強彩葉紫薇分子生物學(xué)的研究。彩葉紫薇品種鑒定和親緣關(guān)系的研究能夠為紫薇遺傳學(xué)提供依據(jù),為彩葉紫薇育種提供幫助。再次,加強紫薇育種技術(shù)的研究。目前,國內(nèi)外在紫薇分子機理的研究領(lǐng)域不斷地突破,分子標(biāo)記技術(shù)的日漸成熟,功能基因的不斷挖掘,將傳統(tǒng)分子育種技術(shù)與現(xiàn)代分子育種技術(shù)相結(jié)合,縮短育種周期,提高了育種效率。最后,加強彩葉紫薇組培再生體系的研究。彩葉紫薇的再生體系的建立能夠提高育種效率,對彩葉紫薇的育種具有深遠(yuǎn)的意義,是未來育種必然的趨勢。