我国凤仙花属植物资源研究和开发现状

2015-09-10朱雪云郭光

江苏农业科学 2015年8期

关键词：育种凤仙花种质资源

朱雪云+郭光

摘要：对我国凤仙花属植物种质资源的调查、研究和开发现状进行了探讨，我国凤仙花属植物资源虽然丰富，但研究、开发和利用的程度尚处于初级阶段，有待进一步加强。

关键词：凤仙花；种质资源；育种；研究进展；开发利用

中图分类号： S681 102 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）08-0195-03

凤仙花属（Impatiens）是凤仙花科（Balsaminaceae）最大的属，该属植物的花器官特别，由1枚旗瓣、4枚翼瓣、1枚唇瓣、2个侧生萼片组成，整体如凤状 [1-2]。凤仙花属植物种类繁多，1年生及多年生，花形奇特且变化多样，花色丰富。该属植物的茎肉质多汁，不耐干旱，对环境要求严格，一般生活在降水量大或湿度较大的林缘、林下、山涧、沟谷中，大多数为区域特有种 [3-4]。部分凤仙花属植物野生种类具有很高的观赏价值。本研究对目前我国凤仙花属植物研究概况进行了整理，以期为凤仙花属植物的开发利用提供依据。

1 我国凤仙花属植物资源研究现状

全球凤仙花属植物有900余种，我国约220种 [4]。我国凤仙花属种质资源在全国各地均有分布，尤以云南省、四川省、贵州省、西藏自治区等省区为多 [4-5]。云南省是我国凤仙花属物种最为丰富的省份，约110种。四川省拥有的凤仙花属植物种类仅次于云南省。罗强报道，四川省凤仙花属植物种类共80个种、1个变种，四川省特有种20种 [6]。近些年来，随着调查研究的深入，新的凤仙花种不断被发现，在浙江省东部地区发现了黄岩凤仙花 [7]、Impatiens yilingiana、I huangyanensis subsp attenuata [8]；在四川省发现了凉山凤仙花 [9]、四裂片凤仙花 [10]；在云南省发现了药山凤仙花 [11]、高大凤仙花 [12]、I oblongipetala [13]；在湖南省发现了I rupestris [14]，在江西省发现了白花凤仙花 [15]；在广东省发现了I yangshanensis [16]、I nanlingensis [17]；在广西壮族自治区发现了I parvisepala [18]、I angulata [19]、变种瑶山凤仙花 [20]；另外在中国和越南边界发现的3种凤仙花，分别是I aconitoides、I purpureifolia、I rugata [21]。这些新种的发现进一步丰富了我国凤仙花种质资源。

由于凤仙花属植物种类丰富，花序、花部特征及生境等均存在巨大的多样性，加之该属植物茎常肉质多汁，花被极薄且质地娇嫩，造成制作、解剖观察标本困难 [22-23]，因此凤仙花属分类很困难，迄今尚未提出一个比较合理的自然分类系统 [24]。国外对凤仙花属植物的分类学研究起步较早。田建平等总结了2006年以前国内外凤仙花属植物系统分类学及生物地理学的研究情况 [22]，当时我国除了鲁迎青等和Tian等对凤仙花属植物少数种类的花粉、种子、叶片形态等进行研究 [25-27]外，该属植物的研究主要集中在植物种类的调查整理方面。近年来，我国学者在探索凤仙花属植物新的分类依据、完善凤仙花属植物分类系统方面做出了努力。高萌通过研究腊叶标本总结了凤仙花属植物形态变异规律，证实凤仙花属植物有价值的分类依据多在花器官，特别是花序类型、侧生萼片的数目及形状、果实形状等具有重要的分类价值 [28]。蔡秀珍等和张雪对10种国产凤仙花属植物的花粉形态进行了观察，认为花粉的种间差异主要表现在花粉粒大小、形状、网脊宽度等方面，花粉特征与植物表型特征具有一定的相关性，具有重要的分类学意义 [29-30]。张硕等对四川省雅安地区13种凤仙花进行孢粉学和SRAP分类研究，认为虽然花粉大小、形状、外壁纹饰对该属植物分类有意义，但花粉形态特征在分类上有局限性，应结合生态学、分子生物学等综合研究 [31]。陈薇等研究结果显示，凤仙花属植物种子表皮微形态特征与植物体的部分表型特征具有相关性，一定程度上反映了类群的分化 [32]，这一结论与田建平的研究结论 [33]一致。高萌等发现，叶表皮的某些形态特征可以作为凤仙花属分类学依据 [34]。一些微观形态特征可以作为凤仙花属植物传统分类依据的有效补充。利用分子生物方法结合聚类分析在一定程度上可以进一步证明凤仙花属植物之间的亲缘关系，因而对该属植物的分类具有重要参考价值。高萌以Marcgravia、Norantea为外类群，对凤仙花属20多种植物的ITS区和atpB-rbcL序列进行了测定并构建分子系统树，结果表明，凤仙花科为单系，水角属是凤仙花属的姊妹群，位于系统树的最基部，证明传统分类学将凤仙花科分为水角属、凤仙花属2个并列属的正确性。蔡秀珍对凤仙花属植物的ITS区和trnL-F 序列进行了测定，且构建了分子系统树，结果显示，果实形态可能是该属分类最为重要的性状，另外唇瓣形状、距的长短等性状亦具有较重要的分类学价值，花梗基部是否具苞片、侧生萼片数目等性状的分类学价值并不显著 [35]。

凤仙花属植物种类繁多，在分布上具有很强的狭域性。对凤仙花属植物进行区系研究有助于了解某个地区凤仙花属植物的种类、区系的性质和特点以及该地区凤仙花属植物的起源、演化等。云南省高黎贡山地区共有凤仙花属植物69种（含变种），主要分布于海拔2 500～3 500 m的地段，该区凤仙花属植物中绝大部分为中国特有，中国特有种多达53种，云南省特有种31种 [36]。四川省西南地区凤仙花属植物共有65种，该区的中国特有种达53种，四川省西南特有种达34种，区域特有现象非常明显 [37]。

2 我国凤仙花属植物开发利用现状

2 1 我国凤仙花属植物育种研究现状

目前，国内凤仙花栽培种除了各地广泛栽培的凤仙花（Impatiens balsamina）外，还有从国外引进的新几内亚凤仙、非洲凤仙、何氏凤仙等。凤仙花属的花卉品种在世界各地都受到欢迎，2006年，凤仙花属的花卉品种单在美国的销售额就达1 55亿美元之多，是花卉销量冠军 [38]。因此，凤仙花新品种开发受到很多国家的重视，也陆续育出了一些品种，如荷兰诺华、美国保尔、日本坂田、瑞士先正达等公司均有凤仙花品种推出。我国凤仙花种质资源相当丰富，为凤仙花育种提供了雄厚的基础。我国凤仙花属植物花形奇特且变化丰富，既反映出该属植物的多样性，又为选育观赏价值高的花卉优良品种提供了丰富的基因资源 [1]。刘娜等认为，我国凤仙花属植物资源丰富，分布广泛，但几乎未被开发利用，现大面积栽培的除观赏并药用的凤仙花外，大多数从国外引进 [5]。金孝锋等提出，野生的凤仙花属植物为园艺花卉的选择提供了优良的种质资源 [39]。王越收集了原产我国的凤仙花属植物38、，2个变种及7个未定名种，并对这些种进行了观赏性状、利用价值综合评价 [3]。余明艳对凤仙花属中群体观赏效果良好的天权凤仙花进行了生物学特性研究 [40]。冯彩等对牯岭凤仙花进行了较为详尽的研究 [41]。程根盛等对婺源凤仙花的生物学特性进行了研究 [42]。张雪对四川省雅安地区的凤仙花属植物进行了调查 [30]。汤泽生等利用卫星搭载方式对凤仙花进行诱变育种，结果显示，利用航天诱变技术可以诱导凤仙花产生较大变异且诱变能够影响多代，通过多代选择育出了西航1号、西航2号2个品种 [43-47]。离子注入法可以使凤仙花发生DNA水平上的变异，为花卉产业的发展提供了新的育种手段 [48]。赵曼祯报道，通过离子注入改变了凤仙花的诸多形态特征实现品种改良，并选育出了春霞、朝阳2个品种 [49]。杜晓华等对凤仙花及茶花凤仙进行多倍体育种，发现利用秋水仙素诱导的四倍体植株的花瓣数目、花径相比二倍体植株均有所增加，提高了单花的观赏价值 [50]。樊梅英等对睫毛萼凤仙花进行人工引种栽培并与野生植株比较观察，发现睫毛萼凤仙花的适应性较强，适于引种栽培 [51]。

2 2 我国凤仙花属植物组织培养研究

凤仙花属植物组织培养体系的建立为该属植物资源的人工保存、保护以及辅助育种提供保障。目前有文献记载的凤仙花属植物组织培养研究主要是有关凤仙花 [52-53]、新几内亚凤仙 [54]以及野生凤仙花中的大旗瓣凤仙花 [55]、睫毛萼凤仙花 [56]等。王越对11种凤仙花的组织培养体系进行了研究，包括丰满凤仙花、锐齿凤仙花、龙州凤仙花、瑶山凤仙花、菱叶凤仙花、鸭跖草状凤仙花、瑞丽凤仙花、红稚凤仙花、华凤仙、新几内亚凤仙花、大旗瓣凤仙花 [3]。其中，除新几内亚凤仙外，其他种类均为我国原产野生种，这一研究为我国凤仙花属植物种质资源的保护、保存、育种打下了基础。王马斌等报道，利用组织培养方法繁殖经过航天诱变产生的凤仙花杂色突变体可以稳定保持其突变性状且长势良好 [57]。由此可知，组织培养技术在保持、繁殖凤仙花突变体方面也具有较大优势。

2 3 凤仙花属植物其他方面的应用

凤仙花属的凤仙花全草、花、果皮、种子、根均可入药，可祛风活血、消肿止痛，用于治疗关节风湿痛、跌打损伤、腰痛、鹅掌风、白带、妇女闭经腹痛及产后瘀血等 [58]。凤仙花具有抗真菌、抗过敏、抑制细菌等功效 [59-62]。凤仙花各器官中含有人体必需的微量元素，对人体正常生理活动、生长发育、增强体力、防止衰老起着非常重要的作用 [63-65]。研究显示，凤仙花在降低反刍动物瘤胃甲烷产量、改善瘤胃代谢模式方面初见成效 [66]。用凤仙花染指甲的习俗在民间流传已久。凤仙花花瓣中含有黄酮类花色素、2-羟基-1，4 萘醌，可以将指甲染红 [2，67]。新几内亚凤仙花瓣中含有花色素苷，被广泛应用于食品、化妆、医药等领域 [6，8]。凤仙花色素值得深入研究、开发和利用，然而这些方面的研究在我国都还处于起步阶段。

3 结束语

目前我国凤仙花种质资源保护、保存、引种驯化、新品种选育以及凤仙花基础性研究等都还处于初级阶段。相比凤仙花资源的丰富程度，我国对凤仙花资源的研究、开发、利用程度还远远不够。

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