段登文, 何東平, 趙雁, 關文靈, 孟靜
(云南農業(yè)大學 園林園藝學院, 云南 昆明 650201)
苦苣苔科屬于核心真雙子葉植物中菊類分支的唇形目[1],全世界共163余屬3 800余種[2-3]。截至2022年,我國苦苣苔科植物共有45屬808種(含變種)[4],約占全世界苦苣苔科植物的1/3。云南省苦苣苔科物種數(shù)量位居中國第二,共31屬258種[5],占國產(chǎn)苦苣苔科植物的29.54%,且云南省地理位置、地形地貌及生境類型復雜多樣,為苦苣苔科植物生長提供了多樣化生境,但是部分植物易受生境破壞及人為破壞,個體數(shù)量已逐漸減少,有些甚至消亡。如圓葉馬鈴苣苔(Oreocharisrotundifolia)和大花石蝴蝶(Petrocosmeagrandiflora)已被列入《云南省極小種群野生植物保護名錄(2021版)》。
苦苣苔科植物多數(shù)種具有較高的觀賞價值和較強的耐陰性,可作為室內盆栽花卉開發(fā)及園林應用,且部分植物中含有生物活性成分,具有抗炎、抗肝毒作用。目前,該科植物的杰出代表大巖桐和非洲紫羅蘭已在花卉市場流行多年,已形成產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化模式[6],且部分種因其觀賞性及其應用價值已逐漸被民間喜愛者引種馴化,并在市場上悄然興起,需求量逐漸增加。但野生種數(shù)量遠不能滿足市場需求,且過度開采易造成植物滅絕和種質資源嚴重流失等問題。
苦苣苔科植物的繁殖主要采用離體快繁與扦插繁殖2種方式,扦插繁殖作為普遍公認的無性繁殖方法,具有遺傳穩(wěn)定性高、成本低、操作簡單、易于產(chǎn)業(yè)化、繁殖快及不受植物種類和環(huán)境限制的特點[7]。目前,關于苦苣苔科植物葉插繁殖的研究多集中于報春苣苔屬,如不同基質對大根報春苣苔的扦插影響[8],不同基質及葉插方式對4種報春苣苔屬植物的扦插研究[9],不同扦插方式、生長素濃度及基質對報春苣苔屬扦插研究[10-13]。關于其他屬植物的扦插繁殖研究也有報道,如不同吲哚丁酸(IBA)濃度對5種苦苣苔科植物葉插生根特性的影響[14],不同生長調節(jié)劑種類及濃度對革葉粗筒苣苔葉片插穗成活率及生根特性的影響[15],不同基質組合對石山苣苔屬扦插效果的對比分析[16]。
斑葉漢克苣苔(Henckeliapumila)、大苞漏斗苣苔(Raphiocarpusbegoniifolius)、圓葉漢克苣苔(H.dielsii)和紫花苣苔(Loxostigmagriffithii)為云南原產(chǎn)苦苣苔科植物,觀賞、藥用價值高,開發(fā)潛力大。斑葉漢克苣苔葉片具紫斑,可改變常用觀葉植物的單調局面;大苞漏斗苣苔花冠內部有明顯花紋,花朵形態(tài)美麗;圓葉漢克苣苔花朵碩大,適于巖石造景和庭院盆栽;紫花苣苔全草藥用,具有清熱解毒、消腫止痛的功能。但目前這4種植物的植株多來自野外,對其開發(fā)易造成植物資源的流失,且關于4種植物的葉插繁殖研究未見報道。因此,為了更好地保護其野生資源與開發(fā)利用,本試驗以不同葉片部位和不同IBA濃度對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物進行葉插試驗,探討影響扦插成活的因素,并篩選出最佳組合,為4種植物的推廣應用提供參考,也為后期苦苣苔科植物葉插繁殖研究提供理論依據(jù)。
供試的4種材料均為野外引種,其中斑葉漢克苣苔、大苞漏斗苣苔和圓葉漢克苣苔為多年生小草本,紫花苣苔為半灌木。試驗于2021年6月在云南農業(yè)大學園林園藝學院溫室內進行,扦插溫度15~26 ℃。
選生長健壯且無病蟲害植株,取大小相同的外輪葉,用刀片從葉中部橫切,將試驗材料分為上部葉片和下部葉片2種,IBA為0(清水)、100、300和500 mg·L-14個濃度處理,共8個處理,T1、T3、T5、T7處理分別為上部葉片用0(清水)、100、300和500 mg·L-1濃度的IBA處理,T2、T4、T6、T8處理分別為下部葉片用0(清水)、100、300和500 mg·L-1濃度的IBA處理。每處理7片葉,重復3次。扦插前將泥炭∶珍珠巖按體積比2∶1混合后,用50%多菌靈可濕性粉劑1 000~1 500倍液噴灑;葉片切割后,將扦插一端置于IBA溶液15 s,斜插后蓋上育苗蓋,其間統(tǒng)一水肥管理。扦插90 d后統(tǒng)計并分析葉插的成活率、子株數(shù)、子株葉片數(shù)及最長根長4個指標。
用Excel 2016軟件統(tǒng)計并整理數(shù)據(jù),用SPSS 26.0軟件進行方差與極差分析。
以物種種類、葉片部位和IBA濃度3個因素對葉插繁殖成活率、子株數(shù)、子株葉片數(shù)和最長根長4個指標進行多因素方差分析。表1結果表明,物種種類與葉片部位對扦插的子株數(shù)、子株葉片數(shù)與最長根長產(chǎn)生極顯著影響,對成活率影響不顯著;IBA濃度對子株數(shù)與子株葉片數(shù)產(chǎn)生極顯著影響,對成活率與最長根長影響不顯著。因此,影響4種苦苣苔科植物葉插效果的因素排列順序為:物種種類=葉片部位>IBA濃度。物種種類×葉片部位、葉片部位×IBA濃度對子株數(shù)和子株葉片數(shù)2個指標產(chǎn)生極顯著或顯著影響,而對成活率和最長根長2個指標影響不顯著;物種種類×IBA濃度對葉插的4個指標均產(chǎn)生極顯著或顯著影響;物種種類×葉片部位×IBA濃度除對成活率指標影響不顯著外,對其余3個指標產(chǎn)生極顯著或顯著影響。
表1 各試驗指標方差分析
由2.1節(jié)分析可知,葉片部位與IBA濃度對成活率和最長根長2個指標影響不顯著,故此處不做進一步分析。以不同葉片部位與IBA濃度對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插繁殖進行研究。斑葉漢克苣苔葉插效果見表2與圖1,8個處理的成活率均高于70%。隨著IBA濃度的增加,上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)和子株葉片數(shù)逐漸減少;下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)無明顯規(guī)律,子株葉片數(shù)逐漸減少。相同IBA濃度下,300 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)顯著高于上部葉片,其余濃度處理均為上部葉片顯著高于下部葉片。T1-1處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多,且顯著高于其他處理。因此,斑葉漢克苣苔最佳葉插組合為T1-1:清水處理+上部葉片。
表2 不同IBA濃度與葉片部位對斑葉漢克苣苔葉插的影響
圖1 斑葉漢克苣苔葉插效果圖(90 d)
大苞漏斗苣苔葉片扦插效果見表3與圖2,8個處理的成活率均高于85%。隨著IBA濃度的增加,上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)先減后增;下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)無明顯變化規(guī)律,子株葉片數(shù)先減后增。相同IBA濃度下,100 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)高于上部葉片,二者差異不顯著;其余濃度處理均為上部葉片高于下部葉片。T2-7處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多,且顯著高于其他處理。因此,大苞漏斗苣苔最佳葉插組合為T2-7:500 mg·L-1IBA+上部葉片。
表3 不同IBA濃度與葉片部位對大苞漏斗苣苔葉插的影響
圖2 大苞漏斗苣苔葉插效果圖(90 d)
圓葉漢克苣苔葉插效果見表4與圖3,8個處理的成活率均為100%。隨著IBA濃度的增加,上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)先減后增;下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)逐漸增加。相同IBA濃度下,500 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)高于上部葉片,二者差異不顯著;其余濃度均為上部葉片高于下部葉片。T3-8處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多,因此,圓葉漢克苣苔最佳葉插組合為T3-8:500 mg·L-1IBA+下部葉片。
表4 不同IBA濃度與葉片部位對圓葉漢克苣苔葉插的影響
圖3 圓葉漢克苣苔葉插效果圖(90 d)
紫花苣苔葉插效果見表5與圖4,8個處理的成活率均高于70%。隨著IBA濃度的增加,上部葉片與下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)和子株葉片數(shù)先增后減。相同IBA濃度下,100 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)和子株葉片數(shù)高于上部葉片,500 mg·L-1IBA濃度的下部葉片產(chǎn)生的子株葉片數(shù)高于上部葉片;其余濃度處理均為上部葉片高于下部葉片。T4-5處理產(chǎn)生的子株數(shù)與子株葉片數(shù)最多,且顯著高于其他處理。因此,紫花苣苔最佳的葉插組合為T4-5:300 mg·L-1IBA+上部葉片。
表5 不同IBA濃度與葉片部位對紫花苣苔葉插的影響
圖4 紫花苣苔葉插效果圖(90 d)
以不同因素對4種苦苣苔科植物葉插繁殖的相關指標進行極差分析。表6顯示,3個因素對葉插繁殖的4個試驗指標影響的順序不相同。對于扦插成活率,其順序為IBA濃度>葉片部位>物種種類;對于最長根長,順序為葉片部位>物種種類>IBA濃度,對于子株數(shù)與子株葉片數(shù),順序均為物種種類>葉片部位>IBA濃度。
葉片扦插是在葉脈處人為造成傷口,產(chǎn)生愈傷組織,從而產(chǎn)生子株的過程。影響扦插成活的因素較多,除材料本身特性外,扦插環(huán)境和插穗處理對成活率均存在影響。本試驗對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物進行葉插研究,結果表明,3個因素對4種苦苣苔科植物葉插效果影響順序為:物種種類=葉片部位>IBA濃度,這與閆海霞等[13]對3種報春苣苔屬葉插研究(物種種類>葉片部位>IBA濃度=基質)和對大根報春苣苔扦插研究[17](葉片部位>IBA+NAA濃度>基質)結果相似。3個因素對4個試驗指標影響的順序不同:對成活率的影響,IBA濃度>葉片部位>物種種類;對最長根長的影響,葉片部位>物種種類>IBA濃度;對子株數(shù)與子株葉片數(shù)和影響,物種種類>葉片部位>IBA濃度。這與閆海霞等[6]對2種報春苣苔屬葉插研究和對大根報春苣苔葉插研究[17]所得結果不同,存在差異的原因可能是扦插材料自身的特性不同。
表6 各試驗指標極差分析
葉片部位是扦插繁殖的一個重要因素,本試驗研究結果表明,不同葉片部位對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插繁殖效果有顯著影響。斑葉漢克苣苔、大苞漏斗苣苔與紫花苣苔葉插繁殖的最佳葉片部位為上部葉片,這與閆海霞等[8]對大根報春苣苔葉插研究、艾春曉等[9]對4種報春苣苔屬植物葉插研究、戚華沙等[10]對煙葉唇柱苣苔葉插研究及李謙盛等[18]對卡柱苣苔葉插研究結果相同。而圓葉漢克苣苔葉插繁殖的最佳葉片部位為下部葉片,這與趙偉[19]對3種唇柱苣苔屬葉插研究、呂惠珍等[20]對3種珍稀瀕危藥用苦苣苔植物葉插研究中弄崗報春苣苔和閆海霞等[12]對報春苣苔屬植物葉插繁殖研究中牛耳朵的結果相同。在相同IBA濃度下,斑葉漢克苣苔、大苞漏斗苣苔和圓葉漢克苣苔上部葉片與下部葉片成活率差異不大,但上部葉片產(chǎn)生的子株數(shù)明顯高于下部葉片,而紫花苣苔下部葉片成活率明顯高于上部葉片,但產(chǎn)生的子株數(shù)較少,這與艾春曉等[9]在苦苣苔科植物葉插研究中所得結果相同,即兩段式或三段式葉插上部葉片可得到較多子株,其成活率可能取決于營養(yǎng)器官的大小,而子株數(shù)取決于營養(yǎng)器官的傷口大小。造成這種現(xiàn)象的原因可能是植物材料、株齡和葉片大小之間的差異[19]。
除葉片部位外,篩選適宜的植物生長調節(jié)劑也是扦插成功的關鍵。試驗中以不同因素對4種苦苣苔科植物葉插繁殖的相關指標進行極差分析,表明IBA濃度是影響成活率的主要因素。在相同葉片部位上,低濃度的IBA對斑葉漢克苣苔與紫花苣苔具有促進作用,這與鄧濤等[14]利用外源IBA對5種苦苣苔科植物的扦插研究結果一致。而低濃度的IBA對大苞漏斗苣苔與圓葉漢克苣苔扦插效果并不理想,而是在500 mg·L-1IBA時,扦插效果最佳。產(chǎn)生差異的原因可能是苦苣苔科植物物種多樣性豐富,物種之間差異較大。
葉插繁殖是保證其種群數(shù)量和基因純度的重要措施之一,本試驗以不同葉片部位與IBA濃度對4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物進行葉插繁殖研究,分析不同因素對葉插效果的影響。研究表明,物種種類和葉片部位是影響4種云南原產(chǎn)苦苣苔科植物葉插的主要因素,除了篩選出4種植物的最佳葉插處理組合外,還得出IBA濃度是影響葉插成活率的主要因素,葉片部位是影響葉插最長根長的主要因素,物種種類是影響葉插子株數(shù)與子株葉片數(shù)的主要因素。研究結果為后期苦苣苔科植物葉插研究與產(chǎn)業(yè)化育苗提供理論參考。