山梅花属种质资源研究进展及应用前景

2022-09-05田如男

中国野生植物资源 2022年8期

沈晨，田如男

（南京林业大学风景园林学院，江苏南京210037）

山梅花属（Philadelphus）隶属于虎耳草科（Saxifragaceae）绣球花亚科（Hydrangeoideae），与溲疏属（Deutzia）同属于山梅花族（Trib.Philadelpheae），该属的模式种是欧洲山梅花，模式标本采自湖北宜昌。本属共有植物70 多种，产于北温带，有广泛的适应性，间断分布于东亚、北美东部和西部到中美洲以及欧洲东南部和西亚。我国山梅花属植物共有22 种17 变种，全国几乎均有分布，但主要产于西南部各省区。山梅花属植物多为直立多年生落叶灌木，稀常绿，常生于海拔1 200～1 700 m 的林缘灌丛中，高度可达1.5～3.5 m。小枝对生，具白色髓心，栗褐色树皮常片状脱落。单叶对生，叶全缘或有锯齿，离基3 至5 出脉，无托叶，叶无星状毛。多为总状花序，花朵数量至多可达30 朵，常下部分枝呈聚伞状或圆锥状排列，稀单花。雄蕊多数，雌蕊一枚，花丝锥形，分离［1］。花色普遍为淡雅的白色，花瓣4～5枚，花朵数量多且美丽，香气宜人，具橙子与茉莉的混合气味。含多数种子，种子细小，微有翅。花期为5～7月，花期较长。山梅花属植物有很好的观赏特性且部分种有药用功效，因此具有推广应用的价值。我国山梅花属种质资源丰富，但是对其研究仍较少，应用程度较低。因此，通过对我国山梅花属植物的种质资源现状及其分类、种植资源研究进展和应用价值三方面进行系统总结，力求为今后研究山梅花属植物资源，促进其发展应用提供一定参考。

1 我国山梅花属种质资源现状

1.1 种质资源分类

我国山梅花属种质资源组成、分类及其分布见表1。按照花柱形态、花药长度、花序上的花朵数量差异下分四个系，分别是太平花系（Ser.Pekinenses）、山梅花系（Ser.Incani）、云南山梅花系（Ser.Delavay-ani）和绢毛山梅花系（Ser.Sericanthi），按花梗和花萼外面有无被毛区分太平花系（Ser.Pekinenses）和山梅花系（Ser.Incani），按叶下面有无被柔毛区分云南山梅花系（Ser.Delavayani）和绢毛山梅花系（Ser.Sericanthi），其中太平花系种最多，占我国该属种质资源的36.4%，绢毛山梅花系次之，山梅花系种最少，仅有3种［1］。

表1 我国山梅花属种质资源组成、分类及其分布Tab.1 Composition，classification and distribution of germplasm resources of Philadelphus in China

1.2 种质资源调查

我国山梅花属种类数量约占到该属植物总数量的31%，广布南北各地，主要从西南地区向东北地区分布。山梅花属植物在西南地区主要分布在云南［2］（10 种），四川［3］（7 种）；中部地区主要分布在湖北［4］（5 种），河南［5］（5 种2 变种），安徽［6］（4 种1 变种）地区；北方地区以山西［7］（6 种），陕西［8］（5 种1 变种），辽宁［9］（4 种），河北［10］（3 种1 变种）和吉林［11］（3种）等地居多；南方地区中浙江［12］（4 种1 变种）种类分布最多。此外，一些地区有山梅花属植物分布但数量较少，如福建［13］（1种），湖南［14］（1种），广西［15］（1种），黑龙江［16］（2种）等地。

一些学者对山区中山梅花属植物分布情况进行了野外调查，白雪娇等［17］在长白山25 hm2的阔叶红松混交林中选取600 个样方（5 m × 5 m）作为灌木普查的基础，发现东北山梅花（Philadelphus schrenkii）个体数量最多，占到总数的40.6%。樊守金［18］对泰山木本植物种类进行野外调查，共发现山梅花属植物3 种，分别为欧洲山梅花、山梅花和太平花。

1.3 种质资源引进

我国山梅花属种质资源虽然丰富，但是大部分仍处于野生状态，在城市园林应用中出现的频率仍不高，较为常用的有太平花、东北山梅花和欧洲山梅花。许多优良的培育品种没有得到有效的应用，目前市面上见到的山梅花属品种多为欧洲引进，本研究在收集资料的基础上，整理并总结了我国近年来引进的常见山梅花属植物品种［19］（见表2）。

表2 我国引进的山梅花属品种资源Tab.2 Resources of introduced species of Philadelphus in China

2 种质资源研究进展

2.1 植物分类学研究

截至目前，关于山梅花属分类学的研究还较少，现有的一些研究主要针对个别种，系统的研究还较少。Larry 等［20］基于质体基因序列，并与rbcL和形态学数据结合分析了绣球花亚科（Hydrangeoideae）的系统发育关系，发现在绣球花亚科中，有两个部族，即山梅花族（Trib.Philadelpheae）和绣球花族（Trib.Hydrangeeae），认为山梅花族包括3 个主要进化枝：（1）山梅花属（Philadelphus）+木银莲属（Carpenteria），（2）溲疏属（Deutzia）+黄山梅属（Kirengeshoma），（3）沙黛梅属（Fendlerella）+林黛梅属（Whipplea）。Zhang 等［21］对丽江山梅花（Philadelphus calvescens）叶绿体基因组进行测序，研究其在虎耳草科中的系统发育关系，分析认为山梅花属与溲疏属亲缘关系较近。Yue 等［22］采用细胞核和叶绿体DNA 标记对山梅花属进行系统发育分析，认为山梅花属是一个附生群，与单型属木银莲属（Carpenteria）嵌套在一起。Qin 等［23］对太平花和丽江山梅花进行叶绿体基因测序，发现其与绣球科的其他物种相比，同茶花常山（Carpenteria californica）有更多的亲缘关系。 Park 等［24］使用单变量分析东北山梅花及其变种和太平花的形态特征，分辨其中明显的区分特征，发现太平花与东北山梅花类群相比区别在于具有无毛的花盘、花萼、花梗和叶片。

2.2 繁育技术研究

对于山梅花属植物的繁育研究目前主要集中在播种和扦插，对于组织培养的研究还未有涉及。高建发［25］认为播种地的选择很重要，播种时应靠近水源，选择背风向阳、地下水位高及肥沃的中性或微酸性土壤作为育苗地。郭赞等［26］建议八月上旬采种并密封干燥保存，并于第二年早春用温水浸泡种子后进行播种，按照行距15 cm、株距3～5 cm，将种子条播于床面，表面覆薄土即可，对硬枝扦插和嫩枝扦插两种扦插方法进行研究发现以15～20 cm的枝条进行扦插为宜。崔贵峰等［27］研究了不同浓度萘乙酸处理对山梅花插条存活率的影响，发现浓度在100～200 mg/L 时，插条成活率随着浓度的增加逐渐提高，在200 mg/L 时插条成活率最高可达到78.2%。刘赢男等［28］采用正交试验法对4 种山梅花植物花粉的生命力进行试验，确定了4 种山梅花的最佳花粉萌发条件，通过对比试验发现在常温（20℃）、冷藏（3℃）和冷冻（-23℃）3 种贮藏温度下，3℃低温冷藏为花粉的最佳贮藏温度。

2.3 生态适应性研究

山梅花属植物在地理上是自然界分布最广的属之一，在生态上是栖息地中最多样的类群之一，喜温暖有光照的环境，耐寒耐热，耐寒最低可到4区，其抗性好，病虫害少，对土壤的要求不高，但是怕涝。袁金凤等［29］通过人工模拟降温对9种常见小灌木进行低温胁迫试验，发现在9种小灌木中，山梅花的抗寒能力位于第三，仅次于小花溲疏和紫叶小檗。刘嘉翔［30］对河北省3种常见花灌木进行耗水特性和抗旱性实验，结果表明，3 种灌木在正常水分、轻度干旱、中度干旱下的日耗水量由大到小顺序为胡枝子（Lespedeza bicolor）＞金银忍冬（Lonicera maackii）＞太平花，3 种灌木对干旱胁迫均具有中等抗性。曹玲等［31］在温室盆栽试验中，通过建立土壤镉（Cd）浓度梯度，分析一年生的山刺玫（Rosa davurica）、东北山梅花、东北槭（Acer mandshuricum）和金银忍冬（Lonicera maackii）的幼苗对土壤Cd 污染的耐受性，实验结果表明耐受性强弱为：山刺玫＞东北山梅花＞金银忍冬＞东北槭。因此，种植山梅花属植物不仅能够适宜多种环境，还可以节约灌溉用水，减轻园林养护压力。Prysedskyj［32］研究了空气中氟、硫和氮工业污染物对10种乔灌木植物的过氧化物酶和多酚氧化酶活性的影响，发现尽管高浓度的污染物导致欧洲山梅花酶的活性被抑制了，但酶的功能没有改变，说明欧洲山梅花对大气污染物具有显著的抗性。

3 应用价值分析

3.1 生态价值

Kang 等［33］对大熊猫栖息地和自然保护区人工林进行对比，发现山梅花是人工林地块和大熊猫栖息地地块中的优势灌木种，山梅花属植物对于大熊猫栖息地植物群落多样性恢复具有重要意义，可作为先锋树种用于自然保护区的生态修复。罗文志等［34］对齐齐哈尔大学旱柳山梅花林进行负离子浓度检测，发现旱柳山梅花林光合作用能力强，负离子浓度高，对于人体有很好的康养疗效。Wu 等［35］对中国北方14 种木本景观树种夏季（叶）和春季（花）的生物挥发性有机化合物（Biological volatile organic compounds，BVOC）排放进行了分析，发现太平花的花会释放出大量的醇类或萜烯氧化物，是绿地中具有芳香和保健作用的BVOC 的主要排放源，可归类为保健类植物用于城市保健绿地植物选择和种植配置。 Anişoara 等［36］对雅西市23 种观赏木本植物（13种乔木和10种灌木）进行抗性研究，发现欧洲山梅花具有中等抗性，并发现其具有降低一些大气污染物浓度、降低噪音水平、调节城市小气候、改善土壤条件、促进土壤固结的作用。Ana-Lourdes等［37］测定了西班牙西南部废弃铅（Pb）矿附近植物体内的Pb 含量，发现欧洲山梅花（Philadelphus coronarius）和窄叶梣（Fraxinus angustifolia）是积累这种金属浓度最高的物种，说明山梅花属植物具有富集重金属的作用，可以用来治理重金属污染。

3.2 经济价值

山梅花属的植物有清热利湿等功效，根茎叶入药可治疟疾、挫伤、头痛、膀胱炎和黄疸型肝炎等，我国用其治疗疾病有悠久的历史。一些学者对山梅花属常见植物进行化学成分及生物活性测定发现，在植物叶片和枝干中含有萜类、苯型化合物、脂肪酸衍生物等挥发性成分以及糖类、黄酮、香豆素等化学成分，提取物具有显著的镇痛抗炎活性［38-41］，这说明山梅花属植物具有很好的医药价值。

此外一些山梅花属植物由于花朵中含有芳香油，散发出迷人的香气，因此人们用其花朵来制香的历史也很悠久。在古代，帕提亚人就用其花来配制发香，而现代工业上常用其来制香膏，调合香精。 Szilvia 等［42］采用水蒸气蒸馏法分离了欧洲山梅花干叶鲜叶、干枝鲜枝和干花鲜花中的挥发油成分，发现不同部位之间油提取物成分差异较大共鉴定出2 种烷烃、5 种醇、3 种醛、1 种酮、1 种脂肪酸、1种脂肪酯、5 种芳香素、2 种香豆素、4 种单萜烃、30种含氧单萜、4 种倍半萜烃、8 种含氧倍半萜、1 种二萜烃和3种含氧二萜。

3.3 园林观赏价值

山梅花属植物先长叶后开花，最后达到花叶共赏的效果，花量大，花朵素雅美丽又带有芳香，花期多在少花的初夏，且花期长，是优良的观赏花木。最早发现其优点的是小亚细亚、东亚以及中美洲的早期居民，人们将其种植在自己的花园中。在我国的栽种历史中，最早可以追溯到宋仁宗时期，太平花作为特殊贡品常栽植在皇家庭院中，据传宋仁宗还赐名“太平瑞圣花”。近代以来欧洲园艺发展迅速，对山梅花属植物的品种培育和园艺栽培有了更多的研究，不少优良园艺品种受到园艺爱好者的欢迎，然而在我国城市园林中，山梅花属植物的身影还较少见到。山梅花属植物既有优良的观赏特性又可以适应多种生存环境，是优秀的城市园林植物之选，应当在城市园林中多加应用，丰富城市园林观赏植物种类。例如金叶山梅花和花叶山梅花不仅花朵美丽芬芳，而且叶子色彩奇特，能够达到既观花又观叶的效果；一些山梅花属植物具有垂吊质感，将其种植在驳岸周边，可以软化驳岸线条，使景观变得自然和谐；一些种类较耐修剪且株型紧凑，可以对其进行整型，打造出不同的姿态。