我国冬青属植物繁殖技术及应用；在园林绿化应用及繁育技术方面的研究除大叶冬青 、红果冬青、大果冬青等少数几个品种报道较多,特别是大叶冬青研究较深外,其它品种的研究报道极少。为便于进一步深入系统地研究该属植,本文简要总结了国内已有的研究成果,提出了今后的研究方向和重点,对该属资源的合理保护、开发利用等提供参考。
1 有性繁殖技术
111 种子休眠
11111 种子休眠机理的研究
种子休眠一般可分为外源休眠、内源休眠和综合休眠。种子物理透性常引起外源休眠;内源休眠有的因胚发育不完全所致,有的因种子萌发的生理抑制机理,即种子生理休眠;综合休眠是内外源因素相互联系共同控制着种子的休眠,使种子休眠复杂化[5 ] 。冬青属植物种子属综合型深休眠种子,种子发芽十分困难,有隔年发芽的特性[6 ] 。管康林认为,冬青属种子是种胚分化尚未完成的典型。冬青属种子在采收季节时外观虽己成熟,但胚还未发育完成而不能萌发,这些种子通常需要通过较长的低温层积或一定的高温湿润条件才能完成胚细胞的分化与萌发[7 ] 。王宁对冬青种子休眠机理的研究结果表明,冬青属种子的种皮与胚和胚乳中含有抑制物质,这些抑制物质的存在是冬青属种子休眠的原因之一[8 ] 。徐本美等对大果冬青的种子研究表明,大果冬青与大叶冬青种子相近似,都属于综合型深休眠种子,其种胚从形态到生理均未成熟。笔者对狭叶冬青种子休眠与萌发研究发现,狭叶冬青种子种皮致密坚硬,需层积17～19 个月才能发芽;而酸蚀外加激素处理种子,虽然能提高种子发芽率,但不能使种子提前发芽,说明狭叶冬青种子与大果冬青、大叶冬青种子相近似,都属于综合型深休眠种子,其种胚从形态到生理均未成熟 。
11112 解除休眠的方法
解除种子休眠的方法较多,如层积、激素处理、化学药剂处理及一些物理方法。综合型休眠一般要运用两种以上的方法才能有效解除休眠。
化学药剂处理
利用化学药剂( H2 SO4 、KNO3 、HCl 等) 处理冬青属种子,能够加快水分吸收和气体交换,促进种子萌发。如俆本美等用浓H2 SO4 处理大果冬青种子115 h ,出苗率为513 % ,用012 %KNO3 溶液处理115 h ,则出苗率为113 % ,而对照种子则不发芽[12 ] ; 笔者用浓H2 SO4 处理狭叶冬青种子115 h ,出苗率提高5 %[9 ] 。
层积催芽
层积催芽对含萌芽抑制物质而形成生理休眠的种子效果显著。常用的层积有变温层积和低温恒温层积,变温层积通常模拟休眠种子的自然环境条件。冬青属种子则属于这一类,一般先在15～25 ℃下层积一段时间后,再经0～5 ℃层积,比单独用0～5 ℃层积效果好[7 ] 。如大叶冬青种子先经湿沙贮藏1～115 a ,并进行变温处理,沙藏后的种子用40 ℃温水浸泡12 h ,再置于5 ℃低温处理24 h ,再用40 ℃温水浸泡10 h ,取出后用清水浸泡8～10 h ,可提早9 —12 月发芽,发芽率30 %左右[8 ] 。
激素处理
1975 年khan 提出了“三因子学说”,为利用激素打破种子休眠提供了依据。许多研究表明,GA、CK和乙烯是打破种子休眠的促进物质,用外源GA、CK等促进物处理休眠种子,使种子的促进物—抑制物平衡,有利于促进种子发芽。如徐本美等用250 mg/ L GA3 + 012 %KNO3 处理大果冬青种子,在冷变温中层积,可使种子发芽率提高到1711 %,比单一GA3 处理(513 %) 效果明显[12 ] 。
物理方法
对种皮坚硬透性差的种子,可采用夹裂、磨擦等机械处理方法破坏种皮,以增加种皮的透性。冬青属种子也可采用以上方法促进种子萌发。霍山县等以大叶冬青种子为材料将细沙与浸泡过的种子混合,用力摩擦,擦薄种子外皮,或用碱水浸泡核果,使核壳外层有一定的损伤,加速种子的生理后熟并促进发芽[13 ] 。笔者以细沙与浸泡过的狭叶冬青种子混合擦薄种皮,种子发芽较整齐,发芽率也略有提高[12 ] 。冬青属种子属综合型深休眠种子,必须采用以上方法中2 种以上的方法才能有效解除休眠,提高种子发芽率。俆本美等对大果冬青种子的休眠与萌发研究表明,大果冬青在满足了通气及低温需求后,只有再继续添加GA3 及HNO3 混合液后,才能使出苗率增高到1711 %。
112 播种育苗技术
冬青属植物种子发芽困难,大多数种子出苗率低。国内研究结果表明,冬青属植物的发芽率普遍较低。如生产上小果冬青( I lex micrococca Maxim1 ) 出苗率为1210 % ,毛枝冬青( Ilex buergeri Miq1 ) 为918 % ,大果冬青、大叶冬青、狭叶冬青的出苗率分别为1711 %、3010 %和2112 %。冬青属种子的出苗率除受种子休眠影响外,还受播种基质、遮阳措施等因素影响。笔者对狭叶冬青播种育苗研究发现,不同播种基质种子的出苗率有明显差异,腐殖质土的出苗率要优于砂土和黄绵土,苗木质量指标也优于砂土和黄绵土[13 ] 。李晓储等对大叶冬青引种试验发现,大叶冬青幼苗喜阴湿环境,生长较慢,采用金丝垂柳、杜仲、南酸枣等与大叶冬青复层混交,利用伴生树种的侧方遮阴作用,能显著提高大叶冬青生长,比全光照栽培提前2 a进入速生期,树高净生长量较全光照提高19165 %～34120 %[14 ] 。
2 无性繁殖技术
外施的生长调节物质(生长素或类似生长素药剂) 对促进或抑制树木插穗生根具有明显的作用。研究证明,外施的生长调节物质,促进了插穗多种酶的生成或活性加强,使插穗基部的呼吸强度增加,促进了形成层的分裂活动,使基部膨大,形成愈伤组织,有利于形成诱生不定根[15 ] 。关于冬青属植物的组织培养已有报道,但在国内仅见能作为苦丁茶用的经济种类[16 ] 。虽然组织培养解决了种子繁殖困难这一难题,但移栽成活率低。李玉巧等对大叶冬青无根试管苗移栽技术研究指出,无根试管苗基部速蘸生根剂处理以350 mg/ L 处理成活率最佳。生根剂NAA + IBA (等质量浓度混合) 处理成活率最高,为4715 % [17 ] 。梁珍梅等对大叶冬青外植体的愈伤组织诱导与不定芽再生研究结果表明,离体培养基的大叶冬青幼叶外植体在含有TDZ(噻吩隆,浓度011～5μmol/ L)与IAA(浓度011～510μmol/ L)的WPM 培养基上培养,能够产生愈伤组织,当TDZ 浓度不变时,510 μmol/ l 的IAA处理产生的愈伤组织块直径最大;愈伤组织块转培到含有不同浓度TDZ 与IAA 的WPM 培养基上,在510μmol/ lTDZ + 310μmol/ l IAA 的培养基上能出现较多不定芽苗;同时不同的细胞分裂素对大叶冬青不定芽的增殖影响不同,以BA 对大叶冬青叶外植体不定芽苗的处理效果最好,能产生较适宜的增殖系数与高生长,与刘根林等的研究结论一致[18 - 19 ] 。刘德华等以苦丁茶腋芽为外植体进行培养,初代培养以B6 + BA2 mg/ L + IBA015 mg/ L +GA3015 mg/ L 固体培养基诱导腋芽萌发较好;继代以B6 + BA015 mg/ L + ZT012mg/ L + GA 3012 mg/ L 固体培养基能诱导大量丛芽产生;适当剪除叶片并去掉顶芽能促进腋芽萌发;小苗在附加NAA012mg/ L , IBA012 mg/ l 或NAA01l mg/ L ,IBA012 mg/ L 的1/ 2MT ,2B6 培养基上培养10～15 d 有利成苗[20 ] 。冬青属植物扦插较难生根,而利用不同激素及不同浓度处理能提高生根率[21 ] 。常规的扦插育苗成苗速度慢,也不能全年扦插育苗,而采用全光照喷雾扦插育苗,可有效的加快繁殖速度,提高苗木质量。毛志槟等利用全光照自动喷雾装置进行杂交冬青嫩枝扦插试验,结果表明,用不同浓度的NAA、IBA 处理杂交冬青的嫩枝插穗,都能显著提高生根率与根数,且IBA 对地上部分的生长不论浓度高低均有极显著的影响,是杂交冬青扦插繁殖理想的促根剂[22 ] 。陈政宏在全光照喷雾条件下,将插穗用1 号ABT 生根粉溶液浸泡处理,扦插密度250 株/ m2 ,生根率达33 %～ 72 % , 移入营养袋成活率达90 % ,当年扦插育苗可达到苗木出圃标准[23 ] 。另外,扦插成活还受母树年龄、插穗成熟度、扦插基质等因素的影响较大。孟冬梅等通过对影响猫儿刺嫩枝扦插生根的母树年龄、插穗成熟度、扦插基质、扦插季节、生长激素等因子进行系统的试验发现,影响猫儿刺嫩枝扦插生根的主要因子是扦插基质、地表空间水分条件和插穗成熟度。周心铁用“911”生根素100 mg/ L处理红果冬青( I lex1 p urpuea Hassk) 硬枝插穗,扦插成活率达90 %以上[24 ] 。
3 冬青属植物抗性
我国冬青属植物主要分布在长江以南,其进一步的应用推广,尤其是向北方的应用推广,很大程度取决于其抗逆性的强弱。北方冬季的低温环境以及干旱缺水的条件是制约冬青属植物应用推广的主要因子。如何确定冬青属植物抗性强弱的衡量指标、选择出具有较高抗性及适应性的冬青种及品种,是决定该属植物北移应用的关键。冬青属植物的耐低温研究报道较少,仅见张纪林等对国内外引种冬青品种耐低温能力的比较研究[25 ] 。毛志滨等人以不同冬青离体叶片为试验材料,测定其电导率,运用Logistic 方程计算各自的半致死温度,并结合低温处理后叶片中不饱和脂肪酸含量和脂肪酸不饱和指数的变化,比较了7 种国产冬青树种的耐低温能力。其研究结果表明: 大叶冬青、构骨和冬青的耐低温能力较强,为此类具有较强抗寒性的冬青树种向高纬度地区引种以及推广应用提供了试验依据[26 ] 。李淑琴等通过致死性干旱和致死性水涝处理, 用生理生态方法, 对冬青( I lexchi nensis) 、绿冬青( I1 vi ri dis) 和无刺枸骨( I1 cornatavar1fortunei) 进行抗逆性研究。耐涝性结果表明:3 种受淹冬青体耐涝时间约1～2 周,在江南水乡推广利用,耐涝方面不会成为限制因素。耐旱结果表明:3 种冬青均有一定的抗逆性,其中无刺枸骨对水胁迫的适应能力最强,冬青次之,而绿冬青相对较弱。
4 资源开发及应用
411 化学成份及药理活性冬青属中有约20 种,2 变种1 变型供药用,多用于清热解毒,消炎镇咳,祛痰及治疗心血管病。近年来,有关冬青属植物化学成分和药理活性的研究有很大进展。研究结果表明,冬青属植物含有三萜、皂苷、黄酮及多元酚类化合物、其它类型化合物和Fe、Ca 、Mg、K等多种元素,其中三萜类皂苷是近年来冬青属植物化学成分研究的热点,迄今已发现三萜及皂苷共100 余种,黄酮及多元酚化合物59 种及其他类化合物和挥发油等。冬青属植物的叶、根还具有较好的保健、降脂消肥、降压、抗炎、治疗心血管疾病和神经调节的作用。但目前国内对冬青属植物的研究大都集中于枸骨、苦丁茶等少数几个品种,其化学成分仅限于三萜及其皂苷的研究,对其他化学成分研究尚较粗浅[6 ,28 - 31 ] 。
412 绿化中的应用
我国北方绿化树种种质资源较少,特别是常绿阔叶树种极为稀缺。冬青属植物多数为常绿乔木或灌木,具有适应能力强,四季常青,耐修剪等特点。是城市道路绿化、庭院绿化、居民区绿化、花坛和草坪或与其它植物搭配的优良材料,在城市绿化和园林植物配置中具有广阔的开发利用前景。2005 年刘伟祥等对浙江冬青属药用植物种类、分布、生境及药用价值调查的基础上,对该属植物资源的开发利用提出了建议[32 ] 。1999 年祁承经等研究了湖南的冬青科植物,并对该地的冬青进行了分类鉴定、编制了检索表,同时对其分布和地理分布型、经济上的开发利用等进行了全面的论述和研究。
413 其他方面的应用
冬青属植物除具有较高药用及观赏价值外,在造纸、化工等方面也应用较广。1983 年郑朝宗对浙江杭州大学生物系、杭州植物园等单位的标本室所珍藏的标本,以及在浙南地区所采集的该属植物标本进行了系统的鉴定、整理,并对各种的分布及价值进行了描述。如构骨( I lex corn2uta Lindl1et Paxt1) 、小果冬青的树皮能作染料。毛冬青( I le x p ubescen H et Arn) 、铁冬青( I le x rotunda Thunb) 的茎皮可作造纸的糊料。亮叶冬青( I lex vi ri disChamp1et Benth1 ) 的树皮可提取树脂,叶含有少量橡胶[33 ] 。
5 前景展望
冬青属植物具有较高的药用、观赏和食用等价值,特别是作为观赏植物,在园林绿化中开发应用前景广阔。我国冬属植物资源较为丰富,具有很大的开发利用潜力,为了切实保护并利用好这一珍贵的物种资源,还需在以下几个方面进行深入研究:
(1) 中国是冬青属植物分布较集中的地区,资源较为丰富,但该属植物种子繁殖困难,自然更新慢,需要采取有效措施加强野生资源保护,深入开展种子休眠机理研究,以期从根本上解决冬青属培育技术方面的难题,达到保护野生植物种和综合开发利用的双重目的。
(2) 目前我国对冬青属植物繁殖技术方面的研究,仅大叶冬青、大果冬青、毛冬青等少数几个种报道较多,繁殖技术相对成熟;在组织培养技术和生根机理方面的研究,还不够深入。为了切实保护并利用好这一珍贵的物种资源,但在组织培养方面还需进行更深入的研究。
(3) 冬青属植物化学成分丰富,目前国内对冬青属植物的研究大都集中于枸骨、苦丁茶等少数几个品种,其化学成分也仅限于三萜及其皂苷的研究,对其他化学成分研究尚较粗浅。今后应扩大冬青属植物研究品种范围,加强系统化学成分研究,并寻找具有生物活性的化合物。
(4) 冬青属植物多数四季长青、抗逆性强,树木类型从小灌木到树干通直的高大乔木均有, 在园林观赏上潜力很大,但国内仅大叶冬青等少数几个品种在园林绿化中有应用,而在园艺品种筛选、开发和园林应用方面研究甚少,在冬青属植物推广应用上的研究有待进一步加强。
(5) 我国冬青属植物主要分布在长江以南,但少数品种如枸骨、狭叶冬青等树种耐寒能力较强,自然分布可达西秦岭北坡(甘肃省天水市,北纬34°29′) ,笔者引种观察表明,通过引种驯化这些具有较强抗寒性的冬青树种有向高纬度地区推广的可能。因此,有待于加强引种驯化研究,以丰富北方地区绿化树种种质资源。
