荚蒾属植物研究进展

王海英, 徐宏琳, 祁晶蕊, 鲍秀颖, 卞大伟, 李绍臣

(1. 吉林龙湾国家级自然保护区管理局, 吉林 通化 135100; 2. 吉林农业大学, 吉林 长春 130118; 3. 呼伦贝尔市住房和城乡建设局综合保障中心, 内蒙古 呼伦贝尔 021000; 4. 吉林省林业科学研究院, 吉林 长春 130033)

荚蒾属(Viburnum)为忍冬科(Caprifoliaceae)灌木或小乔木,落叶或常绿,该属植物大多拥有独特的花型,花白色,花序为球状或周围为大型不孕边花。核果椭圆形,大多以红色为主,其中不乏有紫色、蓝色、黄色等观赏价值高的颜色[1],其除了具有观赏性外,还可食用、药用、制作色素等,应用前景广阔。

1 资源概况

荚蒾属植物在观赏植物资源中占据非常重要的地位,因其适应性较强、观赏价值高,被世界园艺界誉为“万能的绿化树木”[2]。目前,全世界荚蒾属植物资源约有200种,主要分布在亚热带以及温带地区,其中亚洲、北美洲、南美洲以及欧洲等地为分布密集区,北美洲分布最密集的国家有美国、墨西哥和加拿大,南美洲以委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地分布最密集。亚洲是荚蒾属植物分布最为密集的地区,其中在我国分布最为广泛,多达74种,以西南地区分布最多[1]。

2 繁殖技术研究

2.1 种子繁殖

植物繁育中最基本的方式便是种子繁殖,利用雌雄授粉相交结成种子,以此来繁衍后代。虽然国内对荚蒾属植物的繁育研究较国外起步晚,但是也取得了许多研究成果。荚蒾属植物大多种子的种皮厚且普遍具有休眠特性,播种当年基本不能萌发,对育苗产业的发展起到了一定阻碍作用。许多学者为了打破种子休眠机制,进行了大量研究[3]。高玉艳[4]在进行鸡树条荚蒾种子休眠试验中发现,种子经变温处理后发芽率为95.5 %,从种子处理到发芽结束能够持续5个月左右,播种后1个月左右出苗。金飚等[5]在进行琼花种子萌发特性的试验中指出,不同的播种时间、存储方式、播种深度以及播种基质均对种子萌发和发芽产生影响,干燥环境下播种时间较早,其发芽率较高,播种时间最晚为6月,否则种子当年就不能萌发,最佳播种基质为珍珠岩和蛭石。李长海等[6]在对细枝荚蒾、蒙古荚蒾、朝鲜荚蒾等6种荚蒾种子休眠特性的研究中发现,种子需先在温度20～30 ℃处理3个月以上,再在3～5 ℃处理2个月以上才能够打破休眠,用该方法处理的种子发芽率达到90 %。焦成罡[7]对鸡树条荚蒾种子发芽能力进行了研究,在相对高温(8～23 ℃)变温条件下,对种子进行120 d左右的沙藏层积处理,发芽率可达92 %。

2.2 嫁接繁殖

嫁接是指人工干预自然繁殖状态的一种简单、省时的无性繁殖方式[8],是将一个植株的芽或枝接到另一株带有根系且具有亲和力的植株切口处,将接穗下部的形成层和砧木上部的形成层对接并扎紧,经过愈合生长后成为一个新的植株[9]。嫁接的繁殖系数较高,不仅可以保持亲本的优良遗传特性,还可以通过嫁接来增强品种抗逆性、提高品种产量、改善品种质量,因此,繁殖观赏植物常采用嫁接的方法。目前,在植物嫁接繁殖过程中主要采用枝接、芽接和根接等方法。马娇等[10]对绣球荚蒾进行嫁接试验时指出,砧木嫁接的高度对成活率影响极大,砧木高度在25～45 cm时,其生长半年与生长1年后的成活率最高。张林等[11]在研究荚蒾‘蒂娜’和‘年宵价’嫁接试验时指出,荚蒾‘蒂娜’利用琼花作为砧木时能够快速繁殖,经过对幼苗长时间地生长观察,发现除接口处表皮颜色不同外其他无任何差异,表明荚蒾‘蒂娜’与琼花亲和力较强,琼花适宜做荚蒾‘蒂娜’的砧木。

2.3 扦插繁殖

扦插繁殖是快速繁殖的一种重要方式,目前在荚蒾属植物繁育方法中应用最多,对于该属植物扦插繁殖的研究主要集中在基质配比、激素浓度、枝条部位、扦插时间等几个方面。罗凤霞等[12]在对鸡树条荚蒾和大花荚蒾扦插繁育研究中发现,扦插时间、插穗类型和激素浓度都对成活率影响较大,6月扦插的成活率高于5月,带拐插穗的鸡树条荚蒾和大花荚蒾扦插成活率最佳,可达93.35 %,IBA质量浓度为50～100 mg·L-1时成活率最高,平均可以达到87.2 %。王大平等[13]在研究水杨酸溶液对常绿欧洲荚蒾扦插生根的影响时指出,不同浓度的水杨酸溶液对扦插生根率具有显著影响,其中以0.7 %的水杨酸溶液处理效果最好,生根率可达83.3 %。陈碧华等[14]在研究季节对绣球荚蒾生根影响时发现,夏季扦插生根率最高,达到92.5 %,其次为秋季,生根率为75.8 %,第三为冬季,生根率为67.2 %,最差为春季,生根率仅为50.3 %。陈献志等[15]在进行日本荚蒾扦插繁殖试验时指出,叶绿素荧光技术可以作为快速确定植物最佳扦插条件的技术,当扦插温度为20 ℃、IAA激素浓度为0.1 %时,植株具有较好的光合生理功能。另外,殷万利、史喜兵、兰发正、宋洪文等[16-19]分别对香荚蒾、枇杷叶荚蒾、珍珠荚蒾、朝鲜荚蒾进行了扦插繁殖试验,得出了提高扦插生根率的最佳方法。

2.4 组织培养

植物组织培养是指在非自然环境下对植物的组织、离体器官或细胞进行人工培育再生成完整植株的技术[20]。荚蒾属植物繁殖方式除了常规的种子繁殖和扦插繁殖外,组织培养技术目前也被大量应用到实际生产中。杜姝睿等[21]对香荚蒾进行组织培养快繁技术研究时发现,愈伤组织诱导培养以MS+6-BA 0.5 mg·L-1+2,4-D 2.0 mg·L-1为最佳培养基,愈伤组织分化培养的理想培养基为1/2MS+6-BA 0.4 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1,将不定芽和试管苗的茎段基部切口在质量浓度为5 mg·L-1NAA溶液中浸泡5 min后,接种到1/2MS+IAA 0.2 mg·L-1培养基上进行生根的方法,是不定芽生根培养和试管苗生根继代培养的最佳方法。邓源等[22]在研究地中海荚蒾时发现,丛生芽增殖的培养基以MS+6-BA 0.2 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1最为适宜,1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1+糖20 g·L-1为诱导生根的适宜培养基。甄雪花[23]以欧洲荚蒾的幼茎为外植体进行了组织培养研究,何婷等[24]对4种忍冬科植物进行了组织培养和快速繁殖研究。

3 应用价值

3.1 园林应用研究

荚蒾属植物凭借独特的花型、玲珑的果实、妖娆的树形以及颜色多变的叶片,成为园林绿化中非常重要的一类四季观赏树木,该属植物资源丰富、抗性较强、用途广泛、经济价值突出,应用前景广阔[25]。

3.1.1 园林孤植树

孤植树是指植物可以单独成景以供人们观赏的植物,孤植强调以‘个体美’为目的,即植物个体的形态特点突出,成为独立的景观。这类用树一般为主景树,大多选择生长健壮、树体高大、主干明显、树冠开阔、树姿优美、花繁叶茂、果实艳丽的植物。常配置在空旷的大草坪或者广场上,以蓝天、白云、碧水和绿草作为背景衬托,突出植物的姿态和色彩,突显优良观赏性状。用于孤植的荚蒾属植物可以选择蝴蝶荚蒾、合轴荚蒾、南方荚蒾、绣球荚蒾、香荚蒾等。

3.1.2 园林造景树

园林造景用树一般在树木花朵、果实、枝干以及叶片等方面具有一定的观赏价值,可以很好地营造自然氛围、美化环境空间、协调周围环境。造景用树要求植物枝繁叶茂、冠体丰满、果实累累,可以将这类植物或对植、或丛植、或群植在道路两旁、水体边缘、公共绿地等地点,能够形成较好的景观效果,带给人们美的享受。用于造景的荚蒾属植物可以选择茶荚蒾、宜昌荚蒾、坚荚蒾、蝴蝶荚蒾等作为园林造景用树[26,27]。

3.1.3 庭院绿化树

庭院绿化包含单位公共绿地、居住小区绿地和家庭小院绿地,由于生活质量的逐步提高,人们越来越重视庭院绿化。在庭院内设置水池、山石、汀步等园林小品,再搭配上各种观赏性强的植物进行点缀,不仅能够营造出幽雅、安静的环境氛围,满足人们休憩、游览、娱乐的需求,还能起到吸滞粉尘、改善庭院环境、调节局部地区小气候的作用。荚蒾属植物种类丰富,不同种类的观赏性状不同,想要欣赏奇特花型,可以选择栽植欧洲荚蒾、绣球荚蒾、烟管荚蒾、琼花等;想要欣赏果实颜色,可以选择栽植地中海荚蒾、齿叶荚蒾、皱叶荚蒾、合轴荚蒾等;既想观花又想观果,可以选择栽植蝴蝶荚蒾,在盛夏时节就能看到树上挂满殷红的果实[28,29]。

3.1.4 盆景栽培树

盆景是将园林景观缩小化展现在花盆中的一种艺术,通过艺术创造来真实地再现自然。盆栽植物要选择体型较小、耐修剪、容易造型、枝条可塑性强、对光照要求较少的植株,并且在花朵、叶片、果实或形态中的某个方面能够吸引目光的种类。荚蒾属植物大多种类可以满足盆景需求,常用于盆栽的有蝴蝶荚蒾和琼花等,通过修剪、嫁接、拉枝等技术塑造出别具一格、丰富多彩、趣味无穷的盆景栽培作品,既具画意,又富有自然特色[26]。

3.2 其他应用研究

荚蒾属植物不但在园林绿化方面价值极高,在药用和工业发展等方面也具有极大的经济价值。张琳[30]在对鸡树条荚蒾进行小鼠氨水引咳试验时发现,鸡树条荚蒾的果实具有缓解咳嗽的作用,在急性毒性的试验中发现鸡树条荚蒾的果实无毒。李彦冰等[31]在对鸡树条荚蒾果实的研究中发现,果实可延长小鼠的咳嗽潜伏期。陈炳华等[32]在对吕宋荚蒾果实进行红色素提取、纯化和性质分析时发现,其最佳提取剂为酸性乙醇,最适合作为天然的可食用色素。黎彧等[33]在对南方荚蒾进行红色素提取时发现,有机提取剂是工艺提取的最优条件。袁云香[34]通过正交试验发现了蝴蝶荚蒾花中总黄酮最佳提取工艺条件。杜凤国等[35]对鸡树条荚蒾果实的营养成分含量进行了研究,通过氨基酸自动分析仪、等离子发射光谱和高效液相色谱仪等仪器,对果实内的氨基酸含量以及微量元素进行测定,并对其营养价值进行评价,进而为其开发和利用提供了参考。通过学者们的研究发现,荚蒾属植物具有极高的药用价值,且部分种是色素提取的优良材料。除此之外,其果实不仅可以作为水果食用,还可以用来酿酒以及制作饮料,刘爱群等[36]通过对云南地区荚蒾果实的研究探索出了制作饮料和酿酒的最佳工艺。综合来看,随着荚蒾属植物资源的不断开拓,其药用价值及经济价值也将不断提升。

4 展望

我国荚蒾属植物资源十分丰富,但其在园林中的应用并不多,相关研究多集中在一些常见种,一些特殊种尚未被发掘。应加强对其植物资源的搜集与利用,构建健全的种质资源圃,对其药用价值及经济价值进行深入研究与挖掘,对种子的休眠机制进行深入探讨,完善组织培养体系,在多地进行引种适应性及抗逆性测试,为今后良种培育与推广提供技术支撑。