劉麗杰，金 慧，尹 航，趙 瑩，賈 翔，秦立武，肖 影

（吉林省長(zhǎng)白山科學(xué)研究院/長(zhǎng)白山生物群落與生物多樣性吉林省聯(lián)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 吉林，延邊 133613）

短果杜鵑（）是杜鵑花科、杜鵑花屬常綠小灌木，葉片較大呈綠色，花朵為白色，具有很高的觀賞價(jià)值。短果杜鵑與其他杜鵑不同，具有耐寒、抗病的優(yōu)點(diǎn)。但是短果杜鵑在全世界范圍內(nèi)的分布都非常狹窄，除了日本之外，只在我國(guó)東北長(zhǎng)白山地區(qū)生長(zhǎng)，生長(zhǎng)的地區(qū)海拔偏高，數(shù)量非常少，目前我國(guó)的短果杜鵑只有100 多株，是非常珍貴的瀕危植物。2013 年9 月2日，短果杜鵑被列入《中國(guó)生物多樣性紅色名錄——高等植物卷》、《中國(guó)第二批珍稀瀕危植物名錄》。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)短果杜鵑以及繁殖的研究已經(jīng)迫在眉睫，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的基本戰(zhàn)略，對(duì)于保護(hù)瀕危植物具有重要意義。

1 瀕危植物短果杜鵑生境特征概述

短果杜鵑（杜鵑花科、杜鵑花屬）是一種非常珍貴的瀕危植物，分布范圍十分狹窄，在我國(guó)范圍內(nèi)僅生長(zhǎng)在東北長(zhǎng)白山地區(qū)，并且還只生長(zhǎng)在海拔1000～1300m 的針葉混交林之中，主要地段為長(zhǎng)白山附近的朝鮮族自治縣、長(zhǎng)白山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)等。短果杜鵑在土壤偏酸性且肥沃的地方生長(zhǎng)，不喜歡高溫，耐寒性較強(qiáng)。在東北的植物群落中，短果杜鵑株型比較大，是一種大型的杜鵑花科瀕危植物。短果杜鵑葉片較大，整個(gè)株體婀娜多姿，花朵潔白無(wú)瑕，整株短果杜鵑十分優(yōu)美，是非常難得的觀賞植物。

短果杜鵑屬于常綠灌木，整株植物最高可以達(dá)到5m，胸徑的寬度為4～8cm，新生的花枝是棕綠色，比較老的花枝是暗灰色?；ㄖΡ容^集中，葉子呈現(xiàn)卵狀長(zhǎng)圓形或者長(zhǎng)圓形，長(zhǎng)度約為7～12cm，寬度越位2.5～6cm，整個(gè)葉片的邊緣呈現(xiàn)反曲，葉端較鈍，中脈的部分比較突出，葉子背面的主脈相對(duì)突出，上面葉子綠色的顏色較深，下面葉子的綠色顏色比較灰，葉子表面有短毛呈氈狀。葉柄的長(zhǎng)度為1～2cm，一株上的花朵數(shù)量約為7～12朵，花朵潔白，生長(zhǎng)在整株的頂端，花朵的直徑最大可以達(dá)到3cm，花梗的長(zhǎng)度在3～3.5cm之間。

短果杜鵑的果實(shí)呈現(xiàn)長(zhǎng)圓形，果實(shí)的長(zhǎng)度在1.5～2cm之間，顏色為褐色，果實(shí)成熟之后1/3的頂部會(huì)開(kāi)裂。短果杜鵑的種子顏色為棕褐色，長(zhǎng)度在1～2mm 之間，數(shù)量較多且集中。短果杜鵑通常生長(zhǎng)在溝谷或者水源旁邊苔蘚層相對(duì)較厚的腐爛的倒木、比較厚的巖石以及臺(tái)地之上。短果杜鵑的根部經(jīng)常串生，在地表的淺層橫走，伴隨著新的株體。短果杜鵑在生長(zhǎng)的過(guò)程中經(jīng)常有很多伴生的植物，例如紅皮云杉、單側(cè)花、水冬瓜赤楊等。

短果杜鵑是中國(guó)北方亞熱帶植物相的組成部分，并且由于長(zhǎng)白山歷史上潮濕的亞熱帶氣候而受到現(xiàn)代海洋的影響，而夏季的溫度和濕度季風(fēng)使它得以維持。由于來(lái)源少，分布窄，國(guó)家將其列入中國(guó)第二批珍稀瀕危植物。短果杜鵑對(duì)于研究長(zhǎng)白山植物階段性植物的形成和演化及其與亞熱帶北部中國(guó)植物階段性植物的密切關(guān)系具有重要價(jià)值。同時(shí)，該物種也是花卉裝飾和香料化學(xué)工業(yè)的重要來(lái)源，需要積極地引入、馴化和繁殖，以增強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)并擴(kuò)大該物種的來(lái)源。

2 均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化短果杜鵑高效快繁體系

2.1 理論依據(jù)

由于短果杜鵑的繁殖率極低，很多學(xué)者針對(duì)短果杜鵑的繁殖進(jìn)行了研究，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，如果短果杜鵑通過(guò)愈傷組織進(jìn)行芽苗分化的方式能夠提高短果杜鵑的增值系數(shù)。但是這種通過(guò)愈傷組織進(jìn)行繁殖的方法的周期相對(duì)較長(zhǎng)，由于連續(xù)增殖還容易導(dǎo)致短果杜鵑的變異和退化，因此必須對(duì)短果杜鵑的繁殖方法進(jìn)行改善。本文采用均勻設(shè)計(jì)法對(duì)短果杜鵑高效快繁體系進(jìn)行優(yōu)化，均勻設(shè)計(jì)法主要采用腋芽增殖對(duì)短果杜鵑的根系進(jìn)行培育，具有繁殖系數(shù)高、成苗速度較快的特點(diǎn)。均勻設(shè)計(jì)法與愈傷組織法相比進(jìn)一步成苗的概率更大，還具有很強(qiáng)的遺傳穩(wěn)定性。均勻設(shè)計(jì)法可以與多元統(tǒng)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在正交設(shè)計(jì)的指出之上進(jìn)行試驗(yàn)，從而得到在多種因素影響下仍可以廣泛推廣的行之有效的短果杜鵑培育。

2.2 材料與方法

2.2.1 外植體材料的處理 短果杜鵑外植體材料通常在4 月初進(jìn)行處理，由于短果杜鵑生長(zhǎng)環(huán)境的特殊性，在長(zhǎng)白山北部海拔較高地區(qū)生長(zhǎng)，取短果杜鵑正在休眠之中的枝條，在實(shí)驗(yàn)室之內(nèi)以水培的方式對(duì)腋芽的萌發(fā)進(jìn)行促進(jìn)。當(dāng)腋芽萌發(fā)了之后就會(huì)開(kāi)始生長(zhǎng)，腋芽長(zhǎng)度達(dá)到2.0cm的時(shí)候就要將腋芽剪下來(lái)，在超凈的工作臺(tái)之上，使用濃度為75%的酒精進(jìn)行涮洗，涮洗的時(shí)間不能超過(guò)60s，涮洗結(jié)束之后用飽和的次氯酸鈉溶液進(jìn)行浸泡，浸泡的時(shí)間不能超過(guò)10min，浸泡結(jié)束之后用無(wú)菌的水反復(fù)沖洗，沖洗的次數(shù)位10次，沖洗完成之后用無(wú)菌的濾紙將段位杜鵑腋芽的表面水分吸干，在浸泡等過(guò)程中容易出現(xiàn)腋芽的損傷，要將損傷的部分切除，將腋芽整體進(jìn)行切割，切割為一葉一段，得到的外植體材料備用。

2.2.2 短果杜鵑腋芽萌發(fā)生長(zhǎng)及莖段生根培養(yǎng)基的篩選 本文實(shí)驗(yàn)使用的培養(yǎng)基為改良的MS（1/4 大量元素、1/3 微量元素、1/3 鐵鹽和1/3 有機(jī)成分），pH 值為5.5，溫度保持在24℃左右，光照的強(qiáng)度和周期分別為1100lx、10h/d，附加瓊脂粉和蔗糖。取處理好的外植體嫩莖段，將外植體嫩莖段接種到附加不同濃度的IAA、IBA、NAA 和GA 的改良MS 培養(yǎng)基上培養(yǎng)腋芽，腋芽順利生長(zhǎng)之后選擇最合適的培養(yǎng)基。

2.2.3 高效快繁體系的建立 本文建立高?？旆斌w系的方法為節(jié)培法，使用的材料為被切割的一葉一段，將其轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基之中，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2.4 數(shù)據(jù)分析 本實(shí)驗(yàn)使用的是均勻設(shè)計(jì)法，進(jìn)行前期的規(guī)律設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析與處理，合理使用均勻設(shè)計(jì)軟件。

2.3 結(jié)果與分析

（1）短果杜鵑腋芽生長(zhǎng)及莖段生根最佳培養(yǎng)基篩選。本文首先進(jìn)行了預(yù)備試驗(yàn)，預(yù)備試驗(yàn)的結(jié)果顯示，在改良之后的MS 培養(yǎng)基之中，短果杜鵑腋芽、莖段生根培養(yǎng)需要控制在規(guī)定的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的濃度范圍之內(nèi)。在控制范圍以下，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不能促進(jìn)短果杜鵑的生根和腋芽的生長(zhǎng)。如果植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的濃度過(guò)高，幼苗的根部可能會(huì)腫脹或產(chǎn)生卷曲，從而抑制腋芽的生長(zhǎng)并繼續(xù)生長(zhǎng)根。移植這樣的幼苗時(shí)，其根與腋芽一起從根部脫落，并且移植的存活率幾乎為零。為了提高短果杜鵑的再生率，作者采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，每次處理接種30次。同時(shí)，我們研究了多種MS培養(yǎng)基和交叉配比濃度對(duì)短果杜鵑腋芽生長(zhǎng)和生根的影響。

將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行均勻設(shè)計(jì)軟件處理，構(gòu)建回歸方程，對(duì)回歸方程進(jìn)行分析，回歸方程具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。將方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)值為15，部分方程的顯著性不強(qiáng)，將顯著性不強(qiáng)的組要進(jìn)行提出。提出了剔除之后的回歸方程進(jìn)行后續(xù)計(jì)算，回歸方程的各項(xiàng)均呈現(xiàn)顯著。同歸反復(fù)計(jì)算，短果杜鵑腋芽萌發(fā)生長(zhǎng)及生根培養(yǎng)基最佳的數(shù)據(jù)為：改良的MS培養(yǎng)基+0.15mg/L+IBA 0.30mg/L+GA 3.00mg/L。

（2）本文構(gòu)建的高效快繁體系主要使用節(jié)培法，通過(guò)節(jié)培法的使用進(jìn)行短果杜鵑繼代快繁。當(dāng)短果杜鵑的莖段生根的苗長(zhǎng)度到3.0cm的時(shí)候，需要在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行后續(xù)操作，培養(yǎng)瓶之中會(huì)預(yù)留部分花莖和葉片，將苗干剪下并且進(jìn)行一葉一段的切割，將切割后的部分進(jìn)行轉(zhuǎn)接，放置到改良的MS 培養(yǎng)基+0.15mg/L+IBA 0.30mg/L+GA 3.00mg/L 的培養(yǎng)基中進(jìn)行生根和增值培養(yǎng)。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，短果杜鵑的增值周期為1個(gè)周期35天，每一個(gè)培養(yǎng)瓶中的增值倍數(shù)都達(dá)到了45倍。

（3）當(dāng)培育的苗跟生長(zhǎng)到2.0cm 的時(shí)候，要將試管苗去除，使用5.00mg/L 殺毒礬溶液對(duì)短果杜鵑苗上殘留的瓊脂進(jìn)行清洗，再用清水反復(fù)清洗，將清洗之后的短果杜鵑苗放入混合的基質(zhì)之中，混合基質(zhì)主要是細(xì)河砂、泥炭土以及腐爛的松針。由于短果杜鵑的生長(zhǎng)需要保證光照，因此必須采用具有很強(qiáng)透光性的塑料薄膜對(duì)混合基進(jìn)行覆蓋，從而達(dá)到保持濕度、溫度和光照的目的。短果杜鵑培養(yǎng)的過(guò)程中，溫度要控制在18℃左右，濕度必須保持在75%作用個(gè)，每天都要對(duì)混合基進(jìn)行8h的自然關(guān)照，并且要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行通風(fēng)和換氣，每天早晚都要進(jìn)行噴水。通過(guò)試驗(yàn)表明，使用煉苗和移栽的方式，短果杜鵑的試管苗成活概率顯著提高，成活率超過(guò)了95%。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)實(shí)，改良的MS 培養(yǎng)基+0.15mg/L+IBA 0.30mg/L+GA 3.00mg/L 能夠顯著提升短果杜鵑試管苗的成活率。成活后的短果杜鵑試管苗的遺傳性能穩(wěn)定，生長(zhǎng)的速度較快，成苗率非常高。均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化短果杜鵑高效快繁體系能夠進(jìn)一步縮短短果杜鵑的繁殖周期，使短果杜鵑的增值倍數(shù)得到顯著提升，這種優(yōu)化方法非常方便，資金投入少，可操行較強(qiáng)，短果杜鵑的增值效果顯著，具有推廣的價(jià)值。

近年來(lái)國(guó)外很多國(guó)家對(duì)高山杜鵑已經(jīng)進(jìn)行了馴化，這種園藝栽培種在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都很受歡迎。但是國(guó)內(nèi)外對(duì)于短果杜鵑的引種研究都不充分，本文使用了均勻設(shè)計(jì)法對(duì)短果杜鵑的快繁體系進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)與分析，對(duì)于長(zhǎng)白山短果杜鵑的繁殖、育苗、開(kāi)發(fā)與利用提供參考建議。

4 結(jié)語(yǔ)

短果杜鵑是杜鵑家族的一種常綠小灌木，是在中國(guó)國(guó)家一級(jí)受到保護(hù)且急需保護(hù)的稀有珍貴植物。即使在嚴(yán)寒季節(jié)，葉子仍然是綠色和明亮的，而花朵是白色的，整株短果杜鵑非常漂亮，可以馴服作為觀賞花卉。短果杜鵑對(duì)研究長(zhǎng)白山植物階段性植物的形成和演化及其與亞熱帶北方植物性植物的密切關(guān)系具有重要的研究?jī)r(jià)值。短果杜鵑也是一種裝飾花，可以種植在庭院中進(jìn)行綠化和觀察。短果杜鵑也是香水化學(xué)工業(yè)中的重要成分，花朵可以提取香水。但是，短果杜鵑在中國(guó)的分布區(qū)域非常狹窄，盡管僅分布在東北部，但數(shù)量不到200 株。由于短果杜鵑生長(zhǎng)在沒(méi)有霜凍的地區(qū)，種子很小，不成熟且難以發(fā)芽、扦插繁殖和生根率幾乎為零，需要拯救的是瀕臨滅絕的物種。由于其在長(zhǎng)山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)中的分布，其開(kāi)發(fā)和使用受到限制。本文通過(guò)對(duì)短果杜鵑的分析，通過(guò)均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化短果杜鵑高效快繁體系，對(duì)短果杜鵑的繁殖進(jìn)行了深入研究。