不同柽柳接种管花肉苁蓉差异性研究

金娜 何彩 刘伟 张勤德 张斌

(武威市林业科学研究院，甘肃 武威 733000)

管花肉苁蓉[Cistanche tubulosa(Schenk)Wight]是草本植物，属于多年生专性寄生植物，其寄主为柽柳属植物[1]。管花肉苁蓉种子萌发对环境条件有特定的要求，若不经过预处理，萌发率极底。故需要一种萌发刺激物质来打破种子的休眠状态才能促使其萌发。有研究表明，加入一定浓度的GA3加NAA加KT混合溶液并将温度控制在23℃左右可显著提高管花肉苁蓉种子的萌发率[2，3]。1～100mg·L-1的氟啶酮溶液对管花肉苁蓉种子有明显的促进作用[4]，10mg·L-1质量浓度的氟啶酮加赤霉素处理36h后的肉苁蓉种子发芽率达到了60%[5]。将管花肉苁蓉种子用蒸馏水浸泡24h，再用1mg·L-1赤霉素处理72h，黑暗条件下，25℃在100mg·L-1氟啶酮溶液中培养21d可有效提高管花肉苁蓉种子萌发率[6]。也有研究表明，管花肉苁蓉种子萌发的诱导物质为还原性的氢醌类物质[7]，故可将柽柳根部中提取的氢醌类物质作为诱导因子研究其对管花肉苁蓉种子的萌发影响。

近年来，对柽柳接种管花肉苁蓉的研究主要集中在管花肉苁蓉侵染寄主细胞及其发育过程、管花肉苁蓉与寄主柽柳之间的关系及其栽培技术研究等方面。苗中芹通过通过透射电镜和光学显微镜观察了管花肉苁蓉从侵染到幼苗发育过程，发现管花肉苁蓉与柽柳根接触前形成吸器，吸器依次从表皮、皮层、韧皮部和木质部侵入柽柳根部，并且首次观察到了管花肉苁蓉的单级生长现象[8]；马东明等用去果皮的管花肉苁蓉种子与柽柳建立了离体接种体系[9]，为研究管花肉苁蓉种子萌发、寄生过程等奠定了研究基础。陈启明对新疆墨玉县自然生长的柽柳与管花肉苁蓉的接种进行了研究，表明水源附近接种率较高、地表覆盖可提高管花肉苁蓉成活率[10]；屠鹏飞等系统阐述了柽柳人工造林技术和管花肉苁蓉栽培、采收加工及包装贮藏技术，为技术人员和农户提供了技术参考[11]；王宏国等对山东省东营市大棚设施栽培管花肉苁蓉研究表明，设施栽培可有效促进柽柳和管花肉苁蓉生长，提高了接种率，并且解决了降水过多导致的腐烂病和冬季冻害问题[12]，但是设施栽培在生产中应用不多，主要是因为大面积的种植会使得生产成本提高，收益降低；建议此方法可用于科研探究活动。杨太新通过对华北平原引种的8种柽柳和接种管花肉苁蓉的研究，得出不同柽柳在华北平原的引种适应性存在显著差异，并且筛选出了甘肃柽柳和甘蒙柽柳适宜作为寄主在当地引种栽培[13]。

在新疆南疆地区、内蒙古阿拉善盟、华北平原盐碱地和山东省黄河三角洲等地区柽柳接种管花肉苁蓉技术已逐渐成熟[14-18]。主要接种成功的柽柳有中国柽柳、甘肃柽柳、甘蒙柽柳和多枝柽柳[19]。截至目前，由于干旱少雨和低温冻害等原因，在甘肃省河西地区柽柳接种管花肉苁蓉技术还未进行大面积推广。此地区柽柳资源丰富，若将柽柳资源开发出来将大大地提高柽柳本身的价值。本研究以从新疆、民勤县引进的9种柽柳和从新疆、内蒙古购买的管花肉苁蓉种子为研究对象，通过比较9种柽柳接种管花肉苁蓉期间柽柳苗木和管花肉苁蓉生长的状况，以期为甘肃省河西地区柽柳接种管花肉苁蓉提供技术参考。

1 材料

管花肉苁蓉种子来源于新疆维吾尔自治区南疆于田县和内蒙古农业大学。从新疆和民勤县引种的9种柽柳为长穗柽柳(Tamarix elongata Ledeb.)、多花柽柳(Tamarix hohenackeri Bunge)、白花柽柳(Tamarix androssowii Litw.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lcdcb)、蜜花柽柳(Tamarix arceuthoides Bunge)、短穗柽柳(Tamarixlaxa Willd.)、细穗柽柳(Tamarix leptostachys Bunge)、刚毛柽柳(Tamarix hispida Willd.)、甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica Nakai)。引进9种柽柳生长于荒漠盐碱地，引种材料为当生枝条，枝条长度30cm，粗度为1.0～1.2cm，每个柽柳引种200个枝条。2018—2022年开展了不同柽柳扦插育苗、组培、接种管花肉苁蓉等试验研究，试验田土壤为沙瓤土。

2 方法

2.1 管花肉苁蓉种子筛选

分别用30目、35目、40目、45目的筛子将管花肉苁蓉种子进行分级筛选，选取种子直径大于0.5mm的用于本试验。

2.2 管花肉苁蓉种子接种前处理

将管花肉苁蓉种子用1mg·L-1赤霉素和10mg·L-1氟啶酮的混合溶液浸泡30～36h后用纱布过滤掉多余混合溶液备用。

2.3 柽柳扦插基质处理

将营养基质与干净的沙土1∶1混合均匀，用0.1%高锰酸钾进行消毒后备用。

2.4 柽柳扦插苗接种

将同2.2步骤做好前期处理的管花肉苁蓉种子与2.3步骤处理的营养土1∶5混合拌种，均匀地撒入准备好的透明塑料花盆中，撒种部位离花盆底部约5cm左右深度，花盆直径为17cm，再将9种不同柽柳插穗用200mg·L-1的生根粉浸泡20min后扦插到花盆中，每盆5株，扦插时注意要使柽柳插穗的下端尽量保持在接种了管花肉苁蓉种子的中间位置，以便提高后期接种成功率。将每个花盆编好号之后，置于温度23～25℃，湿度30%，光/暗周期为12/12h，光强2000lx左右的培养室。180d后观察接种情况。

2.5 石蜡切片制作

将得到的柽柳和管花肉苁蓉体系采用普通石蜡切片法进行切片，用番红固绿染色法进行染色，用Pannoramic 250FLASH(匈牙利3DHISTECH)扫描仪进行切片扫描。

3 结果与分析

3.1 不同柽柳接种管花肉苁蓉生长情况

由表1 可知，引种的9 种柽柳中除短穗柽柳和刚毛柽柳上未成功接种管花肉苁蓉之外，其余7种柽柳均可成功接种管花肉苁蓉；其中，白花柽柳单株柽柳寄生数量和接种率最高分别为5.7个和57%；多枝柽柳接种180d后肉苁蓉平均最大横径最大达到了4.5cm，白花柽柳达到了4.3cm；管花肉苁蓉在这7种柽柳上的的寄生方式都属于末端寄生。

表1 不同柽柳接种管花肉苁蓉差异性比较

3.2 管花肉苁蓉形态和结构观察

从不同柽柳接种管花肉苁蓉结果可知，管花肉苁蓉寄生部位在柽柳根部的中段和末端2个部位，属于末端寄生现象。从管花肉苁蓉外观和形态可以看出，见图1a，管花肉苁蓉幼芽颜色呈淡黄色，外部由鳞片包裹。寄生了管花肉苁蓉的柽柳根与未寄生的柽柳根相比，见图1b，根部明显变粗，说明寄生之后柽柳根部开始大量吸收营养物质，以满足寄生植物的营养需求。

注：EP为柽柳根的外表皮(Epidermis)；En为柽柳根的内皮层(Endodermis)；C为柽柳根皮层(Cortex)；PX为柽柳根的初生木质部(Primary xylem)；SX为柽柳根的次生木质部(Secondary xylem)；PR为韧皮射线(Phloem ray)；XR为木射线(Xylem ray)；Ha为管花肉苁蓉吸器(Haustorium)；HR为寄主根(Host root)；ES为富集物(Enriched substance)。图1 管花肉苁蓉形态和结构

未接种管花肉苁蓉的柽柳根部横切面表皮层完整，导管组织排列整齐，见图1c。但是寄生了管花肉苁蓉的柽柳根部表皮层被挤压变形甚至有的皮层细胞被破坏，见图1d，管花肉苁蓉的韧皮部细胞侵入柽柳根部的韧皮部，最终侵入到木质部，此种寄生方式属于典型的末端寄生方式。没有寄生管花肉苁蓉柽柳根木质部细胞内无富集物质，见图1e，而寄生了管花肉苁蓉的柽柳根韧皮部和木质部细胞均有富集物质，见图1f。

4 讨论与结论

管花肉苁蓉在不同柽柳上生长情况存在差异。从新疆和民勤县沙生植物园引种的9种柽柳中有7种柽柳可以成功接种管花肉苁蓉，单株柽柳寄生数量从高到低依次为白花柽柳、甘蒙柽柳、细穗柽柳、多枝柽柳、密花柽柳、长穗柽柳和多花柽柳，接种率与杨太新等[20]研究结果存在差异，其研究结果中只成功接种了3种柽柳，分别是中国柽柳、甘肃柽柳和甘蒙柽柳，而本研究中成功接种的柽柳达到了7种，其中包括甘蒙柽柳。存在差异的原因可能是以下几点。引进的不同柽柳的适应性存在差异，本研究中引进的柽柳适应性更强，接种成功率更高；采集和购买的管花肉苁蓉种子质量存在差异，市面上管花肉苁蓉种子质量参差不齐，采集时尽量选择完全成熟的管花肉苁蓉，购买种子时要从正规合法经营的单位购种；管花肉苁蓉种子接种前的筛选和前处理方法存在差异，如接种前对种子进行分级筛选，或者用氟啶酮、赤霉素和氟草敏等对种子进行前处理，可提高接种率；接种时间、方法和接种深度的差异，不同研究者运用的接种方法不同，有的采用沟播，有的采用穴播有的用种子纸、刨根涂种[21]，不同引种地需要探索适宜当地的接种时间、方法和接种深度；引种地气候、环境等条件的差异，不同地区有效积温、降水量、土壤结构等都存在差异，引种时需注意以上因素的影响[22]。

与未寄生的柽柳根相比较寄生了管花肉苁蓉的柽柳根部明显变粗，且其韧皮部和木质部细胞含有大量富集物(糖类和脂类物质)这与骆翔等的研究结果一致[23]，但是当管花肉苁蓉生长至一定阶段富集物在寄主柽柳根部慢慢消失，对于富集物消失的时间点、影响因子及作用机理等还需进一步探索。

管花肉苁蓉在柽柳上的的寄生方式属于末端寄生方式，最终都是以破坏皮层细胞的方式侵入寄主细胞，并且与寄主细胞的维管组织相连，吸取寄主水分和养料供本身生长发育需要。但其最终会危害寄主根部细胞，导致寄主衰弱甚至死亡[24]。故在生产中选择寄主时建议选择树势较强，适应性强的树种，必要时进行施肥灌溉等技术手段提高柽柳根系活力[25]，可大幅度提高管花肉苁蓉的产量。因此，建议甘肃河西地区在生产中选用适应性较强和接种率较高的甘蒙柽柳。