菲油果引种培育技术研究进展
2017-05-30杨燕燕李承想袁德义高丙利
杨燕燕 李承想 袁德义 高丙利
摘要综述了菲油果在我国的引种栽培现状、开发利用前景及快繁技术的研究进展,讨论了菲油果在我国产业化发展的瓶颈,并提出应对措施,以期为菲油果的开发利用提供借鉴。
关键词菲油果;繁育;研究进展
中图分类号S667.9文献标识码
A文章编号0517-6611(2017)10-0159-03
Research Progress of Introduction and Cultivation Technology of Feijoa sellowiana
YANG Yanyan1,LI Chengxiang1,YUAN Deyi2 et al(1.Huzhou Modern Agricultural Biotechnology Industry Innovation Center,Shanghai Institute of Life Sciences,Chinese Academy of Sciences,Huzhou,Zhejiang 313000; 2.Central South University of Forestry and Technology,Changsha,Hunan 410004)
AbstractResearch progress of introduction and cultivation,development and utilization prospect and rapid propagation of Feijoa sellowiana were described,and the bottleneck problems of the industry development of Feijoa sellowiana in China were discussed,and the corresponding measures were put forward,in order to provide reference for the development and utilization of Feijoa sellowiana.
Key wordsFeijoa sellowiana;Breeding;Research progress
菲油果(Feijoa sellowiana Berg.)系桃金娘科(Myrtaceae)菲油果属(Feijoa)多年生木本植物,有费约果、肥吉果、菠萝番石榴、凤梨番石榴、巴西番石榴等别称。菲油果为常绿小乔木,株高一般为2~3 m,原产于巴西和乌拉圭,其人工栽培最早始于1887年[1],先后被引种到瑞士、法国、美国、意大利、新西兰等国家。随着国外大规模的引种栽培、良种选育及商品化栽培生产,菲油果的果实质量也从原产地的不足50 g上升到260 g[2-3],作为一种新兴水果出现在新西兰、澳大利亚等国外市场中。近年来,我国也有部分地区进行了菲油果的引种栽培,但由于国内目前对于菲油果的研究应用尚处于起步阶段,种苗获得主要靠进口,市场缺口极大,种苗供不应求,因而限制了菲油果在我国的推广。笔者综述菲油果引种培育技术研究进展,以期为菲油果的开发利用提供借鉴。
1菲油果在我国的引种栽培现状及开发利用前景
目前菲油果在我国的引种地区主要有浙江省、江苏省、四川省、湖南省、天津市、上海市等。引种的菲油果品种主要有Anatoki、Kakariki、Barton、Coolidge、Mammoth、Unique、Apollo、Gemini、Triumph等,包含了早、中、晚熟3类品种。菲油果适应性较强,喜光、耐寒、耐旱、耐热、耐盐碱[4-6]、耐涝[7],适宜我国华南、西南地区种植。
菲油果是四季常绿树种,叶片可吸附灰尘,净化空气,且叶片富含酚类物质、黄酮、VC,抗氧化能力强,可用来开发天然抗氧化剂、抗肿瘤药品、抗炎药品及保健品[8-11];枝条耐修剪,且修剪后会散发出清新的气味,可用作花坛、绿篱、庭院绿化、盆栽、景观树种等,丰富绿化树种的种类[12];其花色鲜艳,花香怡人,易吸引蜜蜂、蝴蝶、蚂蚁等昆虫,方便传粉,花可供观赏,并且富含花青素,有多种保健功能,既可直接食用,又可开发保健品、药品;果实香甜可口,有菠萝和草莓的混合香气[13],常吸引鸟类、昆虫采食,果实采收方便。其新鲜果实中碘化合物的含量为1.65~3.90 mg/kg,为百果之首,因此被称为“智慧果”,鲜果中含有VC 280~350 mg/kg、糖100~160 g/kg、有机酸3~14 g/kg、蛋白质9 g/kg、脂肪2 g/kg、钾1 660 mg/kg、钠50 mg/kg、钙40 mg/kg、镁80 mg/kg、磷100 mg/kg、铁0.5 mg/kg,具有很高的营养价值[14-16],可用来开发鲜果、果酱、罐头、果冻、饮料、天然香料、食品添加剂等产品,是一种集绿化、观赏、食用于一体的重要经济树种,具有广阔的发展前景。
2菲油果的繁殖技术
菲油果的繁殖方式分為有性繁殖和无性繁殖,有性繁殖即为种子繁殖,无性繁殖分为组织培养、扦插繁殖、压条繁殖、嫁接繁殖等。
2.1种子繁殖
种子繁殖成本低、繁殖系数大、方法简单易行,获得的实生苗健壮、根系发达、抗性强。高超等[17]研究发现,贮藏时间、浸种时间、激素的种类及浓度对菲油果种子的萌发率具有一定影响。种子的萌发率随贮藏时间的延长而显著降低,种子浸泡36 h,萌发率较高,达86%。10 mg /L IAA溶液与150 mg /L GA3可使种子提早萌发,加快萌发速度,可一定程度提高萌发率。张猛等[18]也证实了这一点,发现果实采收后,立即取出种子,清水中漂洗24 h,11 d即可出苗,出苗率高达93%,且随着贮藏时间的延长,出苗率降低,并且种子于4 ℃冰箱贮藏优于留果贮藏。笔者研究发现,菲油果采收后立即取出种子,冲洗干净后,于蒸馏水中浸泡18~24 h,室温20 ℃育苗,10 d可出苗,20 d达到出苗高峰期,30 d出苗率可达95%,无需用激素进行催芽处理。种子育苗时需准备育苗盘,将育苗盘用800倍KMnO4喷洒消毒,育苗基质以沙子、细土、泥炭土以1∶1∶1混合均匀,高温高压灭菌,将基质装盘,浇透水,将处理过的种子均匀撒播在基质表层,喷洒适量1 000倍多菌灵溶液,覆膜后于15~25 ℃无阳光直射的温室内发苗,待出苗率达50%时,将膜揭开,并转移到散射光下,待苗高3 cm,长出4片真叶时,即可移至穴盘或网袋中,育成穴盘苗或网袋苗。菲油果变异较大,种子繁殖难以保持母树的优良性状,为了解决这一难题,无性繁殖技术便成为研究热点。
2.2组织培养菲油果的叶片、茎段、茎尖、种子、雄蕊、雌蕊、花等可作为组织培养的材料。菲油果叶片、茎段材料中含有大量多酚物质,极易褐化,且内生菌较多,乙醇、升汞、次氯酸钠等消毒剂消毒时间略长则易导致材料褐化,消毒时间略短,材料极易受污染[19],这是组织快繁的一大技术难关。曾艳玲等[20]以顶芽下的1~2个侧芽为材料,流水冲洗30 min,蒸馏水冲洗2~3次,依次用乙醇、0.1%升汞采用二步消毒法,出芽率为0,污染率为20%~40%,愈伤率为20%~40%,褐化率为20%~80%。而以种子培育的无菌幼苗带芽茎段为材料,则出芽率为100%,无污染、无褐化,并筛选出最优启动培养基组合为MS+6-BA 0.5 mg/L,增殖壮苗培养基组合为MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.2 mg/L,生根培养基组合为1/2MS+IBA 0.5 mg/L。邓文韬[1]分别用0.1%、0.2%升汞处理带芽茎段6、9、12 min,污染率可控制为6%~22%,并筛选出适宜的培养基组合为MS+6-BA 2 mg/L+IBA 1.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L。以花器官作为外植体诱导愈伤,污染率为0~6%,褐化率为0~9%,出愈率为40%~100%,筛选出花瓣愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+KT 1.0 mg/L + 2,4-D 1.0 mg/L;子房愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L + 2,4-D 1.0 mg/L;花药愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+KT 0.5 mg/L + 2,4-D 1.0 mg/L。用菲油果种子进行体细胞胚胎发生时,种子灭菌的最佳方法为1.0% NaClO浸泡12 h。蒋建平等[21]先用 75%乙醇消毒1 min,无菌水清洗1 次,再用2%洁尔敏消毒15 min,无菌水清洗1 次,最后用5%NaClO加数滴吐温80消毒13 min,无菌水清洗4次,该方法用于种子消毒,污染率为0,而用于茎段消毒则污染率高达95%~100%,增殖培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+IBA 0.1 mg/L,增殖系数为2.15~3.50,生根培养基配方为1/2 MS+ IBA 0.5 mg/L。刘洪章等[22]筛选出菲油果外植体的最佳消毒方式为70%乙醇打湿,新梢、茎段分别用0.1%升汞消毒4、6 min,然后接种到1/2 MS+DTT 100 mg/L+VC 100 mg/L+硫酸链霉素 100 mg/L +羧苄青霉素 250 mg/L,获得正常生长的外植体数高达95%。王丹等[23]研究发现,菲油果的子房、花瓣、花萼、雄蕊愈伤组织诱导最优培养基分别为MS+ 2,4-D 1.0 mg/L+ KT 0.5 mg/L;MS+ 2,4-D 1.0 mg/L+ NAA 0.1 mg+ KT 1.0 mg/L;MS+ 2,4-D 1.0 mg/L+ KT 1.0 mg/L;MS+ 2,4-D 2.0 mg/L+ NAA 0.1 mg/L。经对比试验发现,上述茎段、茎尖的消毒方法均不理想,顶芽较茎段易褐化,半木质化枝条比全木质化枝条消毒率高,但极易褐化,难以获得无褐化污染且发芽的材料。总体来看,种子作为外植体较易获得无菌苗,先将种子用蒸馏水浸泡18 h,然后用75%乙醇消毒30 s,无菌水冲洗5次,再用0.1%升汞处理7 min,无菌水冲洗5次,接种至MS培养基,第12天开始陆续发芽,其他外植体消毒、抗褐化技术仍有待进一步研究,无菌苗增殖系数也需进一步提高。
2.3扦插繁殖
菲油果属于极难生根树种,在扦插繁殖过程中,常用一定浓度的生根剂促进生根。研究报道,母株繁殖方式、插穗成熟度及生根剂的种类、生根剂的浓度、处理时间、扦插基质对插穗的生根率均具有一定影响。邓文韬等[1,24]以蛭石为基质,采用菲油果半木质化嫩枝为插穗,经IBA 200 mg/L浸泡2 h生根效果最佳,平均生根率为88.60%,平均根数为7.30条,平均根长为17.40 cm。张猛等[25]研究发现,2年生实生苗半木质化插穗生根性状明显优于其他处理,生根率为78.95%,插穗的平均根数为6.67条,平均根长为15.80 cm。以珍珠岩+腐叶土为基质,采用菲油果嫩枝插穗,经IBA 1000 mg/L 浸泡10 min,生根效果最佳,生根率为95.20%,插穗的平均根系数量为4.40条,平均根长为14.30 cm。王春等[12]则采用蛭石+苇末+珍珠岩为基质,采用嫩枝扦插,经NAA 8+ABT6 1 500 mg/L速蘸2 s后扦插。经对比试验发现,菲油果扦插取2年生半木质化枝条,插穗长度为5~10 cm,留至少1个芽,并将插穗上部修剪为平口,下部修剪成45 °斜口,于1 000 mg/L IBA或ABT溶液中速蘸10 s,扦插容器一般为穴盘或网袋,扦插前用800倍KMnO4对穴盘、网袋、苗床消毒,如有条件可对基质进行高温高压灭菌,条件有限则采用KMnO4消毒,基质装盘、装袋,浇透水,先在基质上插孔,然后将处理过的插穗插入孔中,并轻轻将基质压实,使插穗下部与基质紧密贴合,然后喷洒适量1 000倍多菌灵溶液,用塑料薄膜覆盖,每10 d浇1次水,并结合防病喷施多菌灵、代森锰锌等,也可喷洒适量葉面肥,60 d后获得根系良好的扦插苗,1年后定植,2年结果[26]。
2.4其他繁殖方式
菲油果的无性繁殖方式还包括嫁接繁殖、压条繁殖等。国内关于这方面的研究极少,只有邓文韬[1]采用切接、撕皮接2种方式进行嫁接,该法适用于新品种的引进和扩繁,经比较发现,于5月中旬选取带4~6个芽的健壮无病虫害当年生半木质化枝条做接穗,成活率最高可达34%。压条繁殖可分为低位压条和空中压条,2年生以上的菲油果木质化程度高、枝条较硬,采取低位压条枝条易折断,故可选择空中压条,但国内外关于这方面的报道也较少。1890年法国著名植物学家及园艺学家Edouard Andre从巴西引种的小苗即为空中压条苗。Fachinello等[27]通过近1年的压条试验研究发现,距地10 cm刻伤枝条,2个月后用土覆盖,经培育可得到根系发达、新梢生长良好的植株。Mielke等[28]通过研究压条的多项生理指标变化,也证实了压条繁殖的可行性。压条繁殖全年皆可进行,一般以4—5月为佳,选取生长健壮、无病虫害的枝条,在距枝条顶端15 cm处轻轻环刻,为避免韧皮部愈合,可环刻3 mm,在伤口处涂抹激素,促进伤口愈合、生根,然后准备长15 cm、宽10 cm的塑料膜,缠绕在环刻处,扎紧下端,将基质填充到塑料膜中,并使环刻处位于塑料膜中部,浇足水后,将上端扎紧,并整理成漏斗状,以便后期浇水,也可待环刻处愈合后再进行压条处理。虽然空中压条工序较繁琐,繁育周期一般长达5~6个月,但相对于扦插、嫁接等方法成活概率较高,如果能扩大繁育,也可在一定程度上缓解菲油果种苗供不应求的现状,因此是一种可行的方法。
3展望
菲油果是集绿化、观赏、食用于一体的重要经济树种,在我国的引种栽培历史较短,研究范围局限,导致菲油果的三大重要功能未能充分发挥。若能打破种苗短缺的限制,加大推广力度,实现商品化生产栽培,先发展绿化,再带动其他产业,并逐步开发其各项经济价值,必有广阔的发展前景。因此,当务之急是先攻克菲油果的快速繁殖技术,并将其大范围推广。随着菲油果在我国的引种栽培,种质资源圃也不断的建立和完善,由于其种子繁殖易产生变异,为了保持母树的优良性状,应保证自花授粉,在品质优良的母树上采集接穗,扩大繁殖,同时关注芽变体,选育出适宜我国种植的优良品种,建立具有自主知识产权的品系,使菲油果在未来的綠化建设、园林景观、食品产业中占有一席之地。
参考文献
[1]
邓文韬.菲油果苗木繁殖技术研究[D].长沙:中南林业科技大学,2011.
[2] CANHOTO J M,CRUZ G S.Histodifferentiation of somatic embryos in cotyledons of pineapple guava (Feijoa sellowiana Berg) [J].Protoplasma 1996:191(1):34-45.
[3] 任少雄,王丹,张猛,等.世界各国费约果育种进展及主要栽培品种[J].中国南方果树,2008,37(5):30-32.
[4] 张瑜.菲油果抗寒性研究[D].长沙:中南林业科技大学,2012.
[5] 张猛.费约果引种适应性及扦插生根机理的研究[D].雅安:四川农业大学,2009.
[6] 王丹,刘仁道,任少雄.食用、观赏兼用果树新种类费约果引种的气候适应性分析[J].中国南方果树,2007,36(6):39-41.
[7] 孙敏红,袁德义,刘长虹.不同土壤含水量对菲油果幼苗生长及生理生化特性的影响[J].中国农学通报,2012,28(16):197-201.
[8] 罗娅,曹会娟,邱静,等.不同基因型和发育阶段对费约果叶片生物活性物质含量及抗氧化能力的影响[J].植物生理学报,2015,52(2):259-265.
[9] 曹会娟.费约果叶片生物活性物质分析及原花青素分离纯化工艺的研究[D].雅安:四川农业大学,2014.
[10] 马泽刚.费约果叶片有效成分及其提取工艺的研究[D].绵阳:西南科技大学,2015.
[11] 丁振柱,黄仁华,王丹.费约果叶片总黄酮提取工艺优化及其抗氧化活性研究[J].食品与生物技术学报,2011,30(3):371-375.
[12] 王春,尹庆平,陈慧芳,等.菲油果扦插繁殖[J].中国花卉园艺,2015(22):41-43.
[13] 张猛,汤浩茹,王丹,等.费约果果实香气成分的GC-MS分析[J].食品科学,2008,29(8):489-491.
[14] 袁德义,邹锋,崔明杰,等.菲约果果实主要营养成分及游离氨基酸分析[J].江西农业大学学报,2011,33(2):239-242.
[15] 崔明杰.菲油果的生长发育特性研究[D].长沙:中南林业科技大学,2010.
[16] RUBERTO G,TRINGALI C.Secondary metabolites from the leaves of Feijoa sellowiana Berg.[J].Phyto chemistry,2004,65(21):2947-2951.
[17] 高超,袁德义,邓文韬,等.菲油果种子萌发试验研究[J].种子,2011,30(9):8-10.
[18] 张猛,王丹,范理璋,等.种子贮藏方法和播种期对费约果出苗的影响[J].北方园艺,2010(11):48-49.
[19] 黄俊轩,魏佳,杨静慧,等.北方温室栽培费约果生长特性研究[J].北方园艺,2011(14):51-53.
[20] 曾艳玲,袁德义,范晓明,等.菲油果离体快繁再生无菌植株研究[J].经济林研究,2012,30(4):97-100.
[21] 蒋建平,卜顺法,李彪,等.菲油果种苗的组织培养技术研究[J].上海农业科技,2015(3):96-97,92.
[22] 刘洪章,刘艳军,杨恩芹,等.费约果外植体消毒处理方法[J].安徽农业科学,2011,39(16):9546-9547.
[23] 王丹,周丽娟,黄海涛,等.费约果不同花器官愈伤组织培养初报[J].北方园艺,2008(12):169-172.
[24] 邓文韬,张日清,袁德义.植物生长调节剂对菲油果嫩枝扦插生根的影响[J].中南林业科技大学学报,2011,31(3):160-163.
[25] 张猛,王丹,任少雄,等.费约果母株繁殖方式和插穗成熟度对扦插生根的影响[J].林业科技,2009,34(3):59-61.
[26] 韩玉洁,殷丽青,张于卉,等.费约果的引种栽培及其应用[J].上海交通大学学报(农业科学版),2009,28(6):631-634.
[27] FACHINELLO J C,NACHTIGAL J C.Vegetative propagation of Feijoa sellowiana Berg.through stool layring[J].Scientia agricola,1992,49:37-39.
[28] MIELKE M S,FACHINELLO J C,NACHTIGAL J C,et al.Physiological behavior of Feijoa