遵义阳荷种质资源的生物学特性
2016-04-11邓宽平张永刚杨光秀杨秀伟
谭 凯,邓宽平,2,张永刚,杨光秀,杨秀伟,2*
(1.遵义市农业科学院中药材研究所,贵州遵义563100;2.贵州鑫丰农业科技发展有限公司,贵州贵阳550023)
遵义阳荷种质资源的生物学特性
谭 凯1,邓宽平1,2,张永刚1,杨光秀1,杨秀伟1,2*
(1.遵义市农业科学院中药材研究所,贵州遵义563100;2.贵州鑫丰农业科技发展有限公司,贵州贵阳550023)
为阳荷品种选育及高产栽培提供理论依据,采用随机区组试验研究遵义市不同区域阳荷资源的生物学特性。结果表明:不同地区引种的阳荷种质资源其生物学性状差异显著,花瓣、花轴芽苞片及喙状体顶端颜色是区别阳荷资源品种间变异的一个显著特征。开浅黄色花、紫色花瓣,紫红色花芽苞的阳荷品种在色泽感官、口感及开发利用方面具有明显优势。其中,9号出苗最早,12号出苗最晚,二者相差18d;1号的生育期最长,为234d,20号的最短,为169d,二者相差65d;12号花蕾的生长发育时间最短,仅需36d,10号和16号最长,需49d;总根数、根茎芽数及根茎芽颜色,茎基部颜色、茎秆、叶片长、宽、叶柄长和叶舌长度等方面均存在差异;阳荷花瓣颜色主要有浅紫色带白色花纹、紫色、浅黄色和黄色等4种;阳荷的花形基本一致,为唇形花瓣,唇瓣倒卵形。花瓣向外张开、具有芳香气味,肉果皮红色;种子黑色,被白色假种皮;花期7—10月,果期8—10月。
阳荷;种质资源;生物学;遵义;贵州
阳荷为姜科姜属多年生草本植物,是一种食药兼用的纯天然膳食纤维蔬菜,主要分布于四川、贵州、广西、湖北、湖南、江西及广东等省海拔600~1 500m的地区,常以海拔800m左右区域居多[1]。阳荷属野生或半野生状态下的蔬菜食品,富含蛋白质[2]、氨基酸[3]、多糖[45]、微量元素[7]和膳食纤维素[8]。据本草纲目记载,其具有活血调经、镇咳祛痰、消肿解毒、消积健胃等药用功效[911],尤其对治疗便秘和糖尿病有特效。随着医药大健康产业的兴起,阳荷用途也由食用逐步向药食两用方向转变,具有广阔的开发应用前景。
目前,大部分阳荷资源尚处于半野生半栽培状态[12],仅有小部分人工种植,种植品种混乱且面积小,块根的产量较低。迄今,与阳荷相关的研究相对滞后,前人仅在栽培措施[1314]和内含物(多糖、微量元素、水溶性膳食纤维或药用化学成分)检测等方面有少许研究[4-7,9-11],在阳荷生物学特性、品种选育及品种分类等方面未见相关报道。对阳荷资源进行生育期和形态特征的观察,掌握其生长发育特点可以为阳荷杂种优势利用,亲本的选择、种质资源的利用和创新,新品种的培育和高产栽培提供科学依据。为此,笔者于2014年采用随机区组试验对采自遵义市不同区域20个阳荷资源的生物学特性进行观测。
1 材料与方法
1.1 供试材料
贵州省遵义市不同区域的20个阳荷资源(表1)。于2013-2014年从贵州省遵义市遵义县、绥阳县、余庆县及仁怀市等地采集,每个地区选取1~3个采样点,每个样点采取具有5个完整芽眼(能萌发新植株)的阳荷根茎带回遵义市农业科学院试验地内种植。
表1 遵义市不同区域的阳荷资源Table1 Z.striolatumgermplasm resources from different areas in Zunyi City
1.2 试验方法
试验采用随机区组设计,不设重复,间比排列,临栽时用25%的农用链霉素浸种10~20s,晾干,于2013年11月20日按行距1.2m,株距0.3m,沟深15cm进行播种,覆土厚度5~8cm,每个品系选取5个单株挂牌标记,用于形态学观测。
1.2.1 生育期的观察自阳荷出苗到植株枯萎时期每7d观察1次,主要对其出苗期、芽苞形成期、开花期、结实期及枯黄期进行记录。
1.2.2 形态特征的观察对不同产地阳荷的株高、茎粗、叶长、叶宽、叶片数、叶柄长及叶柄间突出,花芽的颜色变化,开花结实,芽孢(食用)部分的长、宽及颜色等方面进行系统观察。
1.3 数据统计与分析
阳荷出苗时开始进行数据调查记录,运用Excel 2003进行数据分析处理。
2 结果与分析
2.1 遵义市不同区域阳荷的生育期
由表2可知:1)出苗期。不同区域引种阳荷的出苗期虽有不同,但相差不大,基本在3月下旬至4月上旬。其中,9号出苗最早,于3月22日出苗,12号出苗最晚,于4月10日出苗,二者前后相差18d。紫色花和浅紫色花阳荷的出苗期相差相对较大,如紫色花阳荷1号与12号相差16d,浅紫色花阳荷13号与17号相差14d;浅黄色花和黄色花阳荷的出苗期相差较小,如浅黄色花9号与18号相差4d,黄色花阳荷3号与7号相差8d。
2)生育期。不同阳荷的生育期长短不一,1号生育期最长,为234d,其次是19号,为232d,20号最短,为169d。
3)芽苞形成期与开花期。植株的出苗期早并不意味着阳荷花轴芽苞的形成也早,不同地区阳荷的芽孢形成至开花期也存在差异;9号出苗最早,但是1号和13号阳荷的芽孢形成最早,6月4日形成芽苞,1号阳荷于7月15日开花,13号阳荷于7月16日开花,比1号阳荷晚1d;而9号阳荷于7月17日开花,比1号阳荷晚2d;12号阳荷出苗期最晚,于6月22日形成芽苞,于7月28日开花,其开花时间却不是最晚。20个阳荷资源的花期持续时间均较长,浅黄色花和黄色花的阳荷品种集中在7月下旬开花,最晚的7月底开花,一直持续至10月8日结束;所有阳荷资源的开花末期都集中在10月。
2.2 遵义市不同区域阳荷的营养生长与生殖生长
由表3可知,不同地区阳荷资源的营养生长期长短不同,18号的营养生长期最长,需要80d,其次是3号,需要78d;阳荷的花芽(花轴芽苞)形成和花期长短也不同,大部分种类的幼嫩花芽(花轴的形成→花朵的形成→开花)即花蕾的生长发育时间需要40d左右,其中,10号和16号所需时间最长,为49d,12号芽苞形成到开花所需时间最短,为36d。
不同地区阳荷的生长势存在差异,其生长量的差异也较大,其中,8号的生长势最强,其株高为226cm,茎粗为2.34cm,绿叶数为21.3叶;其次是7号株高为205cm,茎粗为2.2cm,绿叶数为19.6叶;20号的生长势最弱,株高为93cm,茎粗为1.21 cm,绿叶数为13.2叶。
表2 遵义市不同区域阳荷的生育期Table2 Growth period of Z.striolatumgermplasm resources from different areas in Zunyi City月/日
表3 遵义市不同区域阳荷的营养生长与生殖生长Table3 Vegetative and reproductive growth of Z.striolatumgermplasm resources from different areas in Zunyi City
2.3 遵义市不同区域阳荷的形态特征
2.3.1 营养器官由表4可知:不同地区阳荷的单株总根数、根茎芽数和根茎芽颜色等均存在差异,9号和14号阳荷在总根数和根茎芽数均最高,9号材料为45根和6个。20号的最低,分别为11根和2个,阳荷地上部分营养器官的形态特征因品种不同而存在差异,茎基部颜色、茎秆、叶片长、宽、叶柄长及叶舌长度等方面也存在不同。其中,4号和18号的根茎基部为红色,其余为白色和浅红色。7号、8号和9号的株高均达2.0m以上,其中,8号的株高、茎粗及叶片数最高,为226cm、2.34cm、24.3叶,生长势最强;20号的株高、茎粗及叶片数最低,为93cm、1.21cm、13.2叶,生长势最弱。
各阳荷品种性状表现为根茎白色,根茎芽尖有白色和红色2种类型;株高0.93~2.26m,茎粗1.21~2.34cm;茎基部白色、浅红色(13号、14号和17号)或红色(4号和18号),茎上部青绿色,被稀疏绒毛且微有芳香味;叶片椭圆披针形或披针形,最大叶长36~56cm、宽8.3~12.3cm,顶端具尾尖,基部渐狭,叶背被极疏柔毛,叶柄长0.4~1.8cm,部分阳荷无叶柄,但具有节间突起(关节突),无明显节间,叶舌2裂、膜质、长1.0~4.2cm。
2.3.2 有性繁殖器官由表5可知,不同区域阳荷有性繁殖器官的形态存在差异,阳荷均为唇形花冠,花瓣向外张开、具有芳香气味。花瓣颜色主要有浅紫色带白色花纹、紫色、浅黄色和黄色4种类型,其中,黄色中的4号和8号为黄色品种的变异。不同地区收集的阳荷资源品种的花瓣顶尖的颜色也不相同,其中3号、5号、6号、7号和15号品种花瓣顶尖表现为黄色,4号和8号品种花瓣顶尖表现为红色,9号、10号、11号、18号和20号品种花瓣顶尖主要表现为白色,2号、13号和14号品种,花瓣顶尖主要表现为红色;17号品种花瓣顶尖表现为紫红色。所有阳荷资源的花形基本一致,为唇形花瓣,唇瓣倒卵形。
表4 遵义市不同区域阳荷营养器官的形态特征Table1 Morphological characteristics of vegetative organs of Z.striolatumgermplasm resources from different areas in Zunyi City
不同区域阳荷的花器官——药隔附属体均为喙状,但是喙状体顶尖的颜色有差别,为白色、紫色和黄色3种;不同材料穗状花轴上着生的花朵数存在差异,花朵数量随花轴的大小而增加,9号着生花朵18~30个,12号着生花朵15~19个,平均相差3~11个不等。不同区域阳荷每一个花轴上平均每隔5~7d开1朵花。从着生花朵的数量可知,不同区域阳荷花轴的大小与产量有一定的关系,而且并不是每个花轴上的花朵都能够完全开花结实。20个阳荷品种在开花结实方面也存在较大差异,其中,开花结实的有4号、5号、9号、13号、14号、17号和19号,4号、5号和9号的结实率好;其余品种开花后只有少数结实,大多数在开花后未完成受精而枯萎。所有阳荷资源的肉果皮为红色;种子黑色,被白色假种皮,花期7-10月,果期8-10月。
不同区域阳荷花芽苞(花轴)的大小、颜色差异明显,阳荷幼嫩花芽苞长5.21~8.41cm、肩宽2.62~3.80cm;花轴长3.4~4.8cm,被3~5枚鳞片,花轴苞片青绿色、紫红色或紫黑色,椭圆形;不同花色说明阳荷品种间存在差异,同一花色的阳荷之间差异不大。其中9号的花轴最长,为3~4.8cm,12号的最短,为2~2.8cm。阳荷品种间嫩芽苞的大小差异较大,种质内差异较小,嫩芽苞在合理采收时期各品种间也存在不同。其中,8号的嫩芽苞平均长度为8.41cm,平均肩宽为3.8cm;16号的表现最差,嫩芽苞平均长度为5.21cm,平均肩宽为2.62cm。阳荷花轴苞片颜色也有不同,所收集的20个资源中大部分为紫红色苞片;但1号、12号和19号为青绿色苞片,4号、8号和18号为紫黑色苞片。
2.4 遵义市不同区域阳荷的分类
根据表4和表5的结果,结合《中国高等植物图谱》和《中国植物志》鉴定得:1号、12号和19号为紫色花带白色条纹的阳荷资源;3号、5号、6号、7号、15号、4号和8号为黄色花资源,其中4号和8号为黄色花阳荷品种的变异,其特征为花瓣顶尖为红色;2号、13号、14号和17号为紫色花阳荷资源;9号、10号、11号、16号和18号为浅黄色花阳荷资源。
3 结论与讨论
20个不同地区引种的阳荷种质资源在同一栽培条件下其生物学特征特性具有显著差异,其株高、花瓣颜色、花轴芽苞片颜色和喙状体顶端颜色是区别阳荷资源品种间变异的一个显著特征。不同性状在不同材料间表现不同程度的多样性,如,不同地区阳荷的出苗期、芽苞形成期、始花期及结实情况等均不相同。
不同地区阳荷无性繁殖植株和有性繁殖器官的性状指标均存在差异:1)阳荷花色分紫花、浅黄色花、紫色花带白色条纹及黄花等4种,不同花色品种间差异较大,而同一花色品种间差异较小。2)花芽外被苞片也不相同,其中,紫花和浅黄色花阳荷的外被苞片为红色,感官效果很好;紫色带白色条纹阳荷的外被苞片为青绿色,黄色花阳荷的外被苞片为紫黑色,感官效果相对较差。浅黄色花、紫色花瓣,紫红色花芽苞的阳荷品种在色泽感官、口感及开发利用方面具有明显优势。
随着社会的发展,种植阳荷和进行阳荷系列产品开发(如阳荷泡菜、阳荷面条,阳荷饮料、休闲阳荷食品)等,有着具大的市场前景,是农村产业结构调整和实现农民增收的致富道路之一。随着医药大健康产业的兴起,阳荷用途也由食用逐步向药食两用方向转变,具有有广阔的开发应用前景。然而阳荷在品种筛选,栽培技术、保健应用上仍处于探索阶段,还存在一些研究开发上的技术难题,因此,需要作更深入的研究,使其在保健蔬菜食品中更合理应用,充分发挥其特有的功能,既可以起到保健作用,又可以提高生态效益和社会效益,创造出更高的价值。
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(责任编辑:王 海)
Biological Characteristics of Zingiber striolatumGermplasm Resources in Zunyi
TAN Kai1,DENG Kuanping1,2,ZHANG Yonggang1,YANG Guangxiu1,YANG Xiuwei1,2*
(1.Institute of Chinese Medicinal Materials,Zunyi Academy of Agricultural Sciences,Zunyi,Guizhou563100;2.Guizhou Xinfeng Agricultural Science anDTechnology Development Co.Ltd,,Guiyang,Guizhou550023,China)
The biological characteristics of Z.striolatumgermplasm resources from different areas in Zunyi City was determined by the random block design to provide the theoretical basis for variety breeding and high-yield cultivation of Z.striolatum.Results:There are obviously differences in biological characters among Z.triolatumgermplasm resources from different areas anDThe color of petal,buds and leaf edge is a distinguishing feature to differentiate variation among different Z.striolatumgermplasm resources.The Z.striolatum varieties with light yellow flowers,purple petals and purple red buds have obvious superiority in color sense,taste and development.The difference in emergence days reaches 18damong different Z.striolatumgermplasm resources.The growth period of No.1and No.20is 234d(the longest)and 169d(the shortest)respectively anDThe difference in growth period is up to 65d.The bud growing development duration of No.12,No.10and No.16is 36d,49dand 49dseparately.There are differences in total root number,radical bud number,radical bud color,basal stem color,stem,leaf length,leaf width,petiole length and leaf ligule length among different Z.striolatumgermplasm resources.The color of Z.striolatumpetals iSLight purple with white stripes,purple,light yellow and yellow mainly.The flower shape of Z.striolatumgermplasm resources is no difference basically anDThe shape of petal and lip iSLip and obovate respectively.The petal with aromatic odor expands outwards.The color of flesh pericarp is red anDThe seed with white aril is black.The flowering and fruit-set duration of Z.striolatum germplasm resources is from July to October and from August to October respectively.
Zingiber striolatum;germplasm resources;biology;Zunyi;Guizhou
S632.9
A
1001-3601(2016)10-0412-0009-06
2016-06-23;2016-10-02修回
科技型中小企业技术创新基金无偿资助项目“珍稀野生蔬菜阳荷新品种选育”(13C26215205306);遵义市科技计划项目“遵义地产阳荷姜种质资源收集与整理”[遵市科合(2013)4]
谭 凯(1963-),男,农艺师,从事中药材高产栽培技术研究工作。E-mail:3282715664@qq.com
*通讯作者:杨秀伟。E-mail:605220375@qq.com