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金蒲桃研究现状及开发利用展望

2020-12-26张沛健尚秀华高丽琼张国武方良

桉树科技 2020年4期
关键词:熊猫金黄树种

张沛健,尚秀华,高丽琼,张国武,方良

金蒲桃研究现状及开发利用展望

张沛健,尚秀华*,高丽琼,张国武,方良

(国家林业和草原局桉树研究开发中心,广东 湛江 524022)

金蒲桃是我国南方地区优良的园林景观树种。本文综述了金蒲桃的生物学特性、繁育栽培技术及开发利用等方面的研究进展。针对我国金蒲桃研发中存在的问题,对金蒲桃的应用前景进行了展望,为进一步提高金蒲桃的开发利用价值提供理论参考。

金蒲桃;研究现状;繁育栽培;开发利用

金蒲桃(),别名金黄熊猫、澳洲黄花树,为桃金娘科(Myrtaceae)黄蕊木属()植物,常绿乔木,原产澳大利亚,是澳洲特有的代表植物之一,为昆士兰州凯恩斯市的市花[1-2]。其树形挺拔,花、叶均具观赏性,花色独特、花姿优美,属特殊的珍奇花木,适宜做园景树、行道树及房前屋后等非规划林地造林,幼株可盆栽,是优良的园林景观绿化树种,具有较高的开发价值,目前在我国福建、广东、广西等地区有栽培[3-4]。本文介绍了金蒲桃的研究进展,并对其开发利用前景进行了探讨,旨在为金蒲桃的进一步研究提供参考。

1 生物学特性

1.1 形态特征

金蒲桃树形呈圆锥形,主干明显,高10 ~ 12 m,最高可达20 m,树皮粗糙鳞片状,叶对生、互生或丛生枝顶,披针形,全缘,革质,叶表光滑,嫩叶暗红色,冬季叶片红色[5],揉搓有番石榴气味;花开初期为黄绿色,然后变为黄色,近凋谢时转为金黄色,花瓣已退化,只有圆形萼片和花蕊,雌雄蕊丝状放射伸出,总状花序有4 ~ 7朵,生于顶叶腋或苞腋,常有7 ~ 13个花序组成密集的团簇状,排成伞房花序,吸引眼球;果为球形蒴果,萼筒在幼果期开裂脱落,蒴果熟时4裂;种子三角状、肾形,扁平[3]。

1.2 分布及生态习性

金蒲桃原产澳大利亚,主要分布于昆士兰东北部沿海地区,在东南亚的新几内亚、印度尼西亚和菲律宾等国家和地区也有广泛分布[6]。目前在我国引种的范围有限,仅在南方地区的广东、福建、广西、海南等省区有栽种,尚未大面积推广种植。

金蒲桃性喜光照充足、温暖湿润的气候环境,对栽培土质要求不严,在排水良好和肥沃土壤生长较好,生长适温为22 ~ 32℃,花期长,可全年有花,盛花期为11月至次年2月。繁殖容易,可以种子或扦插繁殖,具有易成活、抗性强、生长快的特点。在热带和亚热带地区,播种苗在2 ~ 3年内便可以开花;在温带地区生长良好,但开花不显著[7]。

2 研究现状

国内外关于金蒲桃的研究报道较少,近年来正逐渐展开,国外主要对金蒲桃的生长特性、开花影响因素以及叶片精油含量等进行了研究,国内则主要集中于金蒲桃的景观效果、适应性、繁殖栽培和逆境生理等方面[8]。

2.1 引种适应性

通常判断树种引种成功的标准为:在未经特殊防护措施下能正常生长发育、能够繁殖更新和保持原有的经济价值[9]。金蒲桃作为外来引种的树种,其适生性受到学者们的关注和研究。吴盈莹等[5]通过对金蒲桃种源地与引种地的气候差异分析,认为金蒲桃在深圳地区生长良好,能正常开花结果,生长期未出现明显病虫害,认为可在深圳市及邻近地区推广栽培。陈国彪[10]对金黄熊猫树在福建南亚热带引种适应性和抗逆性研究表明,金黄熊猫树适合在福建南亚热带气候区极端低温不低于−1.5℃、海拔300 m以下的地段种植,但不宜在山谷、低洼等有寒流沉积的地段种植,这与吴建宇等[3]研究的抗逆性表现基本一致。王丽娟等[11]研究表明金黄熊猫在黔南州虽然能成活且能越冬,但未见花开。因此,金蒲桃在引种栽植时要注意地域和气候状况。由此可知,金蒲桃是我国南方地区比较容易引种成功的树种,但有一定的局限性,是华东、华南地区值得推广的优良树种。

2.2 繁殖技术

2.2.1 种子繁殖

金蒲桃一般采用新鲜种子进行发芽繁殖。许冰[12]探讨了打破金黄熊猫树种子休眠期,提高发芽率和成苗率的播种育苗技术,研究表明用40℃温水浸种30 min后加20 g 高锰酸钾再浸泡30 min,可有效促进种子发芽,提高发芽率;4月下旬或11月下旬较适合播种,此时发芽率可达55%以上且苗木生长良好。申凯歌等[13]对金黄熊猫在广州市生长结实表现及其果实与种子特征研究表明,金黄熊猫单株间生长表现差异较大,植株病虫害轻,结实量差异大,果实成熟度不一致;同一个单株及单株间果序大小差异极大;500个单果横径、纵径、质量、种子粒数、种子质量变异系数均在10%以上,单果萼片3 ~ 8裂,子房室数3 ~ 4(稀5)室;种子棕褐色,类三角形、肾形,千粒质量3.34±0.07 g,种子长、宽变异系数在13%以上。由前人研究可知,金蒲桃虽然种子繁殖容易,但变异较大,不利于保持优良的遗传性状。

2.2.2 扦插繁殖

扦插繁殖周期较短,操作简便,苗木比较健壮,对病虫害、干旱、冻害的抵抗力强,繁育成本低,可明显加快良种繁育进程,并且扦插快繁技术可以使植物提早开花,保持母本优良特征[14]。目前,国内对金蒲桃扦插的相关研究越来越受到关注。申凯歌等[15]通过对3 a生金黄熊猫植株进行促萌及扦插试验表明,早春进行顶梢摘心可促发较多萌条,且萌条生长快;主干30 cm处截干促萌的萌条数量高于其他处理,且中部截干所抽发的萌条生根率高,可达86%,不同高度促萌的萌条扦插生根率依次为中部>下部>上部,穗条分段扦插对扦插效果影响不大。和东文等[16]从不同枝条长度、不同生根剂浓度、不同基质及不同季节等因素对金蒲桃展开扦插对比试验,认为最佳扦插基质为黄心土,最佳长度为18 cm,最佳季节为春季,最佳生根剂为康益牌生根粉,但总体上生根效果不太理想,该结果与吴建宇[17]的研究结论基本一致。张沛健等[8]研究认为金蒲桃是一种扦插相对比较容易的植物,生根率相比前二者研究有较大进步,1 000 mg·L-1NAA 浸泡 30 min和500 mg·L-1NAA 浸泡 10 min是适宜金蒲桃扦插较好的处理组合。

2.2.3 组培繁殖

组培快繁技术具有苗木繁殖速度快、生产周期短且能保持母株优良性状的优点,适宜规模化生产,因此开展金蒲桃组织培养研究对其推广应用意义重大。黄健斌等[18]首次对黄金蒲桃组织进行了初代培养的研究,并成功诱导出大量丛芽,认为培养的最适植物生长调节剂组合为0.5 mg·L-16-BA + 0.1 mg·L-1NAA,其芽诱导率高达91.3%,每个茎段平均丛生芽数为3.2,为进一步建立该树种完整的组培快繁体系奠定了基础。陈齐明[4]对金蒲桃诱导、继代增殖、生根、炼苗移栽等进行了系统研究,结果表明金蒲桃带芽茎段最佳消毒处理75%酒精浸泡1 min,再用0.1% HgCl2液浸泡20 min;较适宜的腋芽诱导培养基为MS + 6-BA 1.0 mg·L-1+ NAA 0.5 mg·L-1+ 白糖30 g·L-1+ 卡拉胶5.8 g·L-1,诱导率达90.78%;继代增殖最佳培养基配方为MS + 6-BA 0.6 mg·L-1+ NAA 0.3 mg·L-1+ IBA 0.1 mg·L-1+ 核黄素1 g·L-1+ 白糖30 g·L-1+ 卡拉胶5.8 g·L-1,继代增殖系数达3.58 倍;根诱导最佳培养基配方为MS + IBA 0.6 mg·L-1+ ABT 0.2 mg·L-1+ 白糖30 g·L-1+ 卡拉胶5.8 g·L-1+ 活性炭 0.2 g·L-1,生根率可达94.5%,初步建立了金蒲桃的组培快繁体系。

2.3 逆境生理及生长特性

金蒲桃抗逆生理及生长特性方面的研究国内外均有报道。兰建彬等[19]研究黄金蒲桃对低温逆境胁迫的生理响应结果表明,在自然降温和模拟降温条件下,黄金蒲桃叶片的脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均比对照增加,且在自然最低温度和低温胁迫时间延长时达到最大值。抗寒性研究说明黄金蒲桃具有一定的抗寒性,基本可以在重庆永川地区安全越冬生长。廖浩斌等[20]研究认为金蒲桃幼苗在水淹条件下能存活超过13周,耐水能力评价分为18.0,为耐水淹能力一般的树种。陈雪梅等[21]研究与廖浩斌略有不同,研究认为金蒲桃具有很强的耐水能力,不同程度的水淹胁迫下成活率均为100%,仅部分呈现轻微受害;不同程度水淹胁迫均抑制了金蒲桃的株高增长,促使其基部膨大,产生不定根;0 cm、+2 cm和+4 cm水淹胁迫处理组出现不定根植株的比例分别为 66.67%、66.67%和75.00%;水淹胁迫促使金蒲桃根冠比下降,叶生物量比增加,说明金蒲桃耐水能力良好,可以很好地适应滨水环境,在湿地及水体绿化中有良好的应用前景。陈雪梅等[22]通过遮阴处理对金蒲桃生长量及光合参数的影响研究,表明遮阴处理后,金蒲桃在生长特性、生物量分配和光合参数上表现出对遮阴弱光的适应,说明金蒲桃是一种能广泛应用于各种光照条件的优良景观树种。

AHMAD NAZARUDIN等[23]对马来西亚吉隆坡大都会黑风公园(MBP)和曼萨拉(PBM)两个地点的金蒲桃生长性状和开花情况进行了研究,表明两个地点的胸高直径和冠层直径有差异,树高和相对叶绿素含量没有变化;叶面积和叶面积指数只有在降雨量较大的情况下才有差异;花丰度有显著差异,与MBP不同,PBM的树木一年四季开花。土壤性质、降雨和单株情况(营养期或花期)可能会导致物种生长和开花的变化,该研究认为金蒲桃能够适应恶劣的城市环境,适合作为城市园林绿化树种应用。AHMAD NAZARUDIN等[6]对金蒲桃物候生长阶段的研究表明金蒲桃有七个主要的生长阶段,分别是芽的发育、枝叶的发育、枝的伸长、花序的出现、开花、果实的发育和成熟或果实和种子的成熟,对金蒲桃物候阶段的鉴定有利于研究人员对其进行管理实践和开花诱导的研究。

2.4 化学成分研究

LIU等[24]从金蒲桃的叶片中提取分离得到4个新的肉桂酰-间苯三酚,介绍了这些新化合物的分离、结构解析、可能的生物合成途径和细胞毒活性。化合物1和2是首个以恶唑为单位的天然间苯三酚的例子。利用核磁共振波谱数据和单晶x射线衍射对其结构进行了鉴定,化合物3对MDA-MB-231和SGC-7901细胞具有中度的细胞毒活性,其ic50值分别为25.26±0.35和31.2±0.94。LIU等[25]从金蒲桃叶片中还分离并鉴定了3对二聚苯丙基-间苯三酚对映体(+)-和(−)-金蒲桃黄酮A - C[(+)和(−)-1 - 3]及其假定的生物合成前体。化合物1以前所未有的双苯基丙酰苯并[b]环戊[e]三环主链为特征,化合物2和3代表了1-(环戊基甲基)-3-(3-苯基丙酰基)苯支架的第一个例子。通过光谱分析、x射线衍射分析和电子圆二色性(ECD)计算确定了1-3的结构和绝对构型。(+)-2和(-)-2均表现出中度的抗菌活性,其中包括多种耐药菌株。LIU等[26]通过手性分离,从

金蒲桃植株中分离得到(+)-和(-)-黄酮F和G( (+)-和(-)-1和2)。化合物1和2具有肉桂基三酮-黄酮加合物的新型碳骨架。通过详细的光谱分析和化学计算,阐明了它们的绝对构型,并对(+)-和(-)-1和2的抗菌和抗炎活性进行了评价。

3 金蒲桃的应用前景

3.1 金蒲桃的观赏性

金蒲桃株形挺拔,其花、叶、果均有较高的观赏价值。整体叶色亮绿,随季节变化明显。花初开时黄绿色,随着开花时间延长,转为黄色,盛花期时满树金黄,亮丽壮观,凋谢时为金黄色,其鲜黄色的小花聚生在枝条的顶端,排成伞房花序,整团花序远观有如绒球,远看仿佛一个个憨态可掬的熊猫脸,故称为"金黄熊猫",是花色特殊的珍奇花木[7]。果为杯状球形,随着成熟逐渐由绿色变为褐色,远看整树的球果,非常引人注目。

3.2 金蒲桃在园林中的应用

随着人们对环境的需求越来越高,园林植物景观既要体现自然和人文的高度统一,又要使人们在欣赏时能产生意境美。金蒲桃能够呈现出独特的姿态及具有优良的景观效果,值得在园林绿化中推广应用。

在园林中,金蒲桃适宜孤植、群植来观赏,由于其树干通直,株形挺拔、枝叶繁茂,管理粗放,病虫害少,可做行道树、园路树等;因其高大挺拔、树形和叶形都具有较高观赏价值,色彩醒目,可点缀于广场、交叉路口、桥头、草坪、亭台角隅等处,也可作为主景树搭配多种植物营造组合景观,适宜成为空间主体的园景树;金蒲桃由于秋季叶色变化和开花效果,大片的金黄色花朵绚丽夺目,在秋季蔚为壮观,可营造独特的群体效果,是非常美的风景树。在现代园林、景观中一般都配置较多水景,金蒲桃耐水能力良好,可以很好地适应滨水环境,在湿地及水体绿化中有良好的应用前景。另外,金蒲桃适应性强,耐贫瘠,易成活,生长快,非常适合在中国南方地区用作生态修复的先锋树种,可有效减少化肥、农药的使用,也可与其他乡土树种进行间植,对山体纯林植被、裸露山体进行生态修复。总之,要根据实际需要合理的运用金蒲桃树种,发挥其应用的园林绿化价值。

4 展望

金蒲桃作为一种特色的景观园林树种,开发利用前景十分广阔。由于其为外来引种树种,对栽培区域和气候的要求有局限性,所以应注意适地适树的原则,方可充分发挥金蒲桃在绿化、美化、净化环境中的作用。

近几年,随着金蒲桃需求市场的紧俏,以及优良和高品质苗木的缺乏,运用栽培技术对其株型、花期进行多种方向的培育,增加金蒲桃各方面的观赏价值,应予以大力推广。另外,金蒲桃优良种的繁殖系数低,变异性大,易出现品种退化现象。因此,今后开展金蒲桃良种选育及栽培利用研究具有非常重要的意义,可为我国景观植物利用提供新的优良花木资源,对满足景观树种的市场需求也呈现出广阔的应用前景。

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Research Status ofand Prospect for Development and Utilization

ZHANG Peijian, SHANG Xiuhua, GAO Liqiong, ZHANG Guowu, FANG Liang

()

is an excellent landscape tree species in southern China. In this paper the biological characteristics, breeding and cultivation techniques, development and utilization ofare reviewed. In view of the problems existing in the research and development ofin China, the prospects for further development ofare discussed to provide a theoretical reference for further improving the development and utilization value of.

; research status; breeding cultivation; exploitation and utilization

S685.99

A

10.13987/j.cnki.askj.2020.04.09

广东省林业科技创新项目“金蒲桃种质资源收集筛选及繁育利用研究”(2017KJCX030)

张沛健(1985— ),男,工程师,主要从事森林培育研究,E-mail:zhangpeijian5445@163.com

尚秀华(1984— ),女,助理研究员,主要从事林木抗逆性研究,E-mail:shxhhz@163.com

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