人工栽培條件下滇重樓生長發(fā)育過程觀察

尹芳園　趙錚　侯秀麗　王斌　耿開友　王定康

摘要：對人工栽培條件下滇重樓的主要物候特征進(jìn)行觀察，并對其主要形態(tài)特征進(jìn)行觀測；通過繁育試驗研究人工栽培滇重樓的繁育特性，并對相同種植條件下不同來源的滇重樓開花物候進(jìn)行對比。結(jié)果表明，當(dāng)年不進(jìn)行生殖生長與當(dāng)年進(jìn)行生殖生長的群體之間的部分形態(tài)特征存在明顯差異，滇重樓自花授粉親和，但異花授粉更有利于結(jié)籽，不同來源地的滇重樓開花物候存在明顯差異。

關(guān)鍵詞：滇重樓；生長發(fā)育；人工栽培；觀察

中圖分類號： S567.23+9.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0312-04

滇重樓（Paris polyphylla var. yunnanensis）隸屬于延齡草科（Trilliaceae）重樓屬（Paris），主要分布于云南、貴州、四川等地，生長于海拔1 400～3 100 m的常綠闊葉林、云南松林、竹林、灌叢、草坡背陰處或陰濕山谷中，為陰生植物[1]。滇重樓適宜生長條件是：年平均氣溫12.6 ℃左右，年平均降水量826～900 mm，冬季嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨量充沛，氣候涼爽，腐殖質(zhì)層豐富的酸性土壤[2]。重樓屬植物光能利用率低，使傳統(tǒng)藥用部位的根莖生長緩慢[3]，且重樓種子具有“二次休眠”的生理特性[4-6]，使得種子萌發(fā)率、繁殖率低，資源再生慢；同時，隨著人們對重樓資源需求的增加，野生重樓遭到掠奪式采挖，其原生生境遭到嚴(yán)重破壞，分布區(qū)域已被分隔成島嶼化，威脅其繁殖，致使重樓資源日趨枯竭[7]。一些科研院所開展了對重樓屬植物遷地保護(hù)、引種馴化和栽培工作，這些工作對重樓的繁殖、資源保護(hù)、育種起到了積極的作用，但尚不能扭轉(zhuǎn)重樓資源短缺的局面。目前，對滇重樓的研究多集中于藥用價值、有效成分提取及野外資源探查等方面[7-8]。本研究對不同來源地、人工栽培滇重樓的生長發(fā)育過程進(jìn)行觀察，并對栽培條件下的滇重樓繁育特性進(jìn)行初步研究，旨在為其引種馴化、繁殖育種及栽培管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

滇重樓的主要物候期觀察、形態(tài)特征及生態(tài)習(xí)性觀測在昆明學(xué)院農(nóng)學(xué)院進(jìn)行，位于102°43′E、25°03′N，年均氣溫15.1 ℃，年均降水量 1 075 mm，海拔1 891 m，屬低緯度高原山地季風(fēng)氣候。試驗材料于2014年3月10日種植在遮陰棚中，遮陰率約為75%，株行距15 cm×25 cm，正常水肥管理。

滇重樓的繁育試驗及不同來源地的滇重樓開花物候?qū)Ρ仍谠颇鲜∞r(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所藥材種質(zhì)資源圃內(nèi)進(jìn)行，該資源圃位于25°11′N、102°59′E，海拔1 995 m，年均氣溫14.26 ℃，年均降水量957.12 mm，土壤為山地紅壤，基礎(chǔ)養(yǎng)分水平：全氮含量2.38 g/kg、全磷含量0.75 g/kg、全鉀含量14.15 g/kg、水解氮含量185.30 mg/kg、速效磷含量10.25 mg/kg、速效鉀含量272.80 mg/kg、有機(jī)質(zhì)含量50.60 g/kg，pH值5.96～6.27。遮陰率約為50%，株行距10 cm×15 cm，正常水肥管理。其中用于繁育試驗的材料全部選自該資源圃內(nèi)來源于云南省個舊市的滇重樓。

1.2 方法

1.2.1 主要物候期觀察 每天對出苗的滇重樓進(jìn)行觀察，記錄每株植株的出苗、展葉、展花、莖停止長高、花粉囊裂開、花粉囊枯萎（因為缺乏傳粉者，所有栽培在昆明學(xué)院的滇重樓均未結(jié)實，所以沒有果裂期）日期。

1.2.2 形態(tài)特征觀測 隨機(jī)選取當(dāng)年進(jìn)行生殖生長和不進(jìn)行生殖生長的滇重樓各10株，掛牌標(biāo)記，每天觀察，記錄植株的生長發(fā)育情況及典型形態(tài)特征，同時測量、記錄完全出土?xí)r的芽高、 始展葉時的莖高、最大莖高、最大花梗長、最粗地徑。觀測持續(xù)到標(biāo)記植株地上部分開始枯萎時結(jié)束。

1.2.3 繁育試驗 2014年5月10—31日，選擇生長良好、花期一致的滇重樓植株各20株，用藍(lán)色塑料牌掛牌標(biāo)記，參照Dafni描述的方法[9]進(jìn)行如下處理：處理1，對照；處理2，蕾期套袋，待花開放后，人工進(jìn)行自花授粉；處理3，蕾期去雄，待花開放后，人工進(jìn)行異花授粉；處理4，蕾期去雄套袋，無任何授粉；處理5，授粉期人工增加異花授粉。在試驗期間，對套袋的花朵適時進(jìn)行檢查，揭袋換氣以防霉變，檢查換氣后迅速將套袋重新套上以防昆蟲訪花。7月初在套袋植株心皮明顯膨大、花絲枯萎時去袋結(jié)束試驗。10月下旬果實成熟時分株分朵收集各處理植株的果實并觀察果實及種子特征，用游標(biāo)卡尺測量果實直徑，計算結(jié)籽率。

1.2.4 不同來源地的滇重樓開花物候 本研究中滇重樓植株來源地分別為：云南省保山市瓦渡鄉(xiāng)、云南省個舊市、云南省鎮(zhèn)康縣南傘鎮(zhèn)、貴州省興義市七舍鎮(zhèn)、廣西百色市靖西縣、貴州省安順市西秀區(qū)、云南省西雙版納州勐?？h勐遮鎮(zhèn)、 貴州省畢節(jié)市織金縣貓場鎮(zhèn)、云南省普洱市景谷縣、普洱市墨江縣。 從上述10個來源地的滇重樓植株中分別隨機(jī)選擇生長良好的20株掛牌標(biāo)記。從5月10日開始，每2 d觀察1次滇重樓的開花情況，分別記錄展花總數(shù)、花粉囊開裂總數(shù)、花粉囊枯萎總數(shù)，根據(jù)開花比例計算其開花物候期，劃分指標(biāo)為：展花期以花萼展開達(dá)5%，初花期以花粉囊裂開達(dá)5%，盛花期以花粉囊裂開達(dá)95%，枯花期以花粉囊枯萎達(dá)60%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 滇重樓的主要物候期

栽培群體中出苗總數(shù)為39株，其中21株為營養(yǎng)生長，當(dāng)年不開花（以下統(tǒng)稱為營養(yǎng)群體）；18株為生殖生長，正常開花（以下統(tǒng)稱為生殖群體）。圖1展示了栽培滇重樓的主要生長發(fā)育期，其中A1、 A2是剛出土3 d的植株；B1、B2是展葉期的植株，B1植株花蕾初現(xiàn)，當(dāng)年即開花，B2植株未見花蕾，當(dāng)年只進(jìn)行營養(yǎng)生長；C、D是處于展花期的植株，C植株花藥初裂，D植株花藥完全裂開；E植株花粉囊枯萎、花粉散盡。endprint

大多數(shù)滇重樓在種植后第3～4周出苗，少數(shù)植株出苗時間略有推遲，營養(yǎng)群體比生殖群體出苗、展葉稍早。出苗后（9.1±2.0） d開始展葉、展花，展葉后（6.2±3.2） d花粉囊裂開，花粉囊裂開（27.1±5.8） d后花粉囊枯萎，出苗后（42.7±5.4） d莖停止長高，莖停止長高后（129.8±15.9） d地上部分開始枯萎。滇重樓的主要物候期見圖2。

2.2 滇重樓的形態(tài)特征

該種植地人工栽培的滇重樓葉5～8枚輪生，單葉長4.0～12.5 cm、寬2.4～4.8 cm，綠色，倒卵狀披針形，先端漸尖或急尖，基部楔形至圓形，偏革質(zhì)，光滑無毛，全緣，具1對明顯的基出脈，葉柄紫紅色、長0.80～1.81 cm。莖下部1/2～2/3處紫紅色、上部綠色，或全部紫紅色，光滑無毛?；ü那o頂抽出，頂端著生1朵兩性花；萼片4～6片，綠色，卵狀披針形，長3.0～3.7 cm，寬1.05～1.60 cm，花瓣與萼片同數(shù)，互生，黃綠色，與萼片近等長，條形，在中部以上稍變寬，花梗長4.5～12.1 cm。雄蕊10～13枚，排成2～3輪，花藥長0.9～1.3 cm，花絲很短，僅為花藥的1/4～1/3，花絲基部與花瓣合生；藥隔突出于花藥之上，長1～2 mm。雌蕊由柱頭、花柱、子房組成，花柱短、紫色，花柱基增厚、角盤狀；花始開時柱頭直立，后逐漸向外卷；柱頭與花瓣同數(shù)。子房上位，近球形，具棱，1室，花始開時子房為白綠色，后逐漸變?yōu)榫G色。

從表1、表2可見，滇重樓營養(yǎng)群體與生殖群體的芽完全出土?xí)r的芽高、地上莖最粗時的地徑差異不顯著，始展葉時的地上莖高、最高時的地上莖高差異極顯著。所有栽培群體的芽完全出土?xí)r的平均芽高為（2.71±0.06） cm，當(dāng)年進(jìn)行生殖生長的植株花芽已在莖頂端長成，包藏在未展開的葉叢內(nèi)，并且展葉時花也緊隨著展開，莖及花梗也不斷伸長。所有栽培群體的地上莖最粗時的平均地徑為（5.78±0.24） mm。營養(yǎng)群體始展葉時的平均地上莖高為（0.07±0.02） cm，地上莖最高時的平均地上莖高為（8.14±0.34） cm；生殖群體始展葉時的平均地上莖高為（1.72±0.15） cm，地上莖最高時的平均地上莖高為（12.27±0.93） cm。

2.3 滇重樓的果實特征及繁育特性

2.3.1 果實及種子特征 蒴果球形，綠色，不規(guī)則開裂。種子多數(shù)，卵球形，外種皮鮮紅色。

2.3.2 繁育特性 由圖3可見，不同處理下的滇重樓果實的直徑有明顯差異。

由圖3、表3可見，處理3（蕾期去雄并人工進(jìn)行異花授粉）的果實直徑最大，其次是處理5（授粉期人工增加異花授粉）。處理3、5的滇重樓果實直徑明顯大于其他3個處理，在平均結(jié)籽數(shù)、平均結(jié)籽率指標(biāo)上也明顯大于其他3個處理，且均與其他處理存在顯著差異。

2.4 不同來源地的滇重樓開花物候

來源于個舊市、靖西縣、安順市、景谷縣的滇重樓于5月10日進(jìn)入展花期，5月17日進(jìn)入初花期，5月31日進(jìn)入盛花期，6月21日進(jìn)入枯花期；來源于保山市、勐海縣、墨江縣的滇重樓于5月10日進(jìn)入盛花期，5月31日進(jìn)入枯花期；來源于織金縣的滇重樓于5月10日進(jìn)入初花期，5月24日進(jìn)入盛花期，6月21日進(jìn)入枯花期，其盛花期時間略長；來源于興義市的滇重樓于5月17日進(jìn)入展花期，5月24日進(jìn)入初花期，6月7日進(jìn)入盛花期，6月30日進(jìn)入枯花期；來源于鎮(zhèn)康縣的滇重樓于6月7日進(jìn)入展花期，6月14日進(jìn)入初花期，6月21日進(jìn)入盛花期，7月12日進(jìn)入枯花期（圖4）。

3 結(jié)論與討論

3.1 滇重樓開花物候

受昆明市氣候影響，在3、4月份（滇重樓的出苗及展葉期），種植陰棚內(nèi)溫度、濕度變化不大，白天溫度、濕度分別為24.0～34.5 ℃、21%～40%，屬于高溫干燥的氣候；5月份溫度、濕度忽高忽低，白天溫度、濕度基本分別維持在13～28 ℃、35%～58%，屬于溫暖濕潤的環(huán)境，正好也是滇重樓的開花期；6、7月份溫度、濕度變化不大，白天溫度、濕度分別為20～27 ℃、55%～70%，溫暖濕潤，是滇重樓各器官的快速生長期。3月份晝夜溫差10～17 ℃，之后逐漸縮小，到7月份晝夜溫差僅5～9 ℃；滇重樓的出苗期晝夜溫差大，白天高溫干燥，夜晚低溫干燥，而滇重樓種子萌發(fā)、根生長發(fā)育、頂芽萌發(fā)的適宜溫度為18～20 ℃，出苗適宜溫度為20 ℃，地上部植株生長適宜溫度為16～20 ℃，地下部根莖生長適宜溫度為14～18 ℃[10]，所以白天溫度過高導(dǎo)致出苗率低，少數(shù)植株出苗時間略有推遲；花粉囊裂開時期環(huán)境溫度、濕度分別為 15～28 ℃、35%～55%，晝夜溫差10 ℃左右，高溫低濕有利于花粉囊裂開。6、7月空氣濕度高，土壤夜潮，能滿足滇重樓生長發(fā)育對土壤含水量的需求[11]，有利于滇重樓各器官的快速生長。

不同來源地的滇重樓開花物候存在一定差異，10個不同來源地的滇重樓開花物候聚為5類，其差異可能與地域土壤、氣候、海拔等相關(guān)，它們也可能是多葉重樓、滇重樓、七葉一枝花的不同過渡類型[1]。盡管如此，將不同來源地的滇重樓引種到昆明地區(qū)都能正常生長、開花、結(jié)實，這為滇重樓的引種馴化提供了有力支撐。

3.2 滇重樓繁育特性

在不同授粉方式下，滇重樓植株結(jié)籽率差異十分顯著。授粉期人工增加異花授粉的滇重樓平均結(jié)籽率最高，是僅異花授粉的1.2倍，是自然授粉的21倍，是僅自花授粉的134倍。蕾期去雄并人工進(jìn)行異花授粉的滇重樓結(jié)籽率次之，說明異花授粉大大提高了滇重樓的結(jié)籽率。滇重樓在自然條件下的結(jié)籽率很低，僅為（2.80±1.71）%，說明由于受到棚的隔離，傳粉昆蟲不能有效進(jìn)入棚內(nèi)，導(dǎo)致傳粉者數(shù)量不足，使得其傳粉效率非常低。蕾期去雄不授粉的滇重樓植株結(jié)籽率為0，說明滇重樓不存在無融合生殖現(xiàn)象。蕾期套袋僅自花授粉的滇重樓植株獲得一定的結(jié)籽率，說明滇重樓自交親和，但其結(jié)籽率很低，明顯低于自然對照組，說明滇重樓以異花傳粉為主。通過增加人工異花授粉，可有效提高滇重樓植株的結(jié)籽率，增加種子產(chǎn)量。endprint

蕾期去雄并人工進(jìn)行異花授粉處理的果實直徑最大，但其結(jié)籽率為（49.94±2.53）%，低于在授粉期人工增加異花授粉處理[（59.06±2.00）%）]，說明其果實直徑大，只因為結(jié)籽數(shù)量多，而結(jié)籽數(shù)量多是由于胚珠數(shù)多所致，而并非結(jié)籽率高。

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