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中国姜科野生资源的收集繁育与应用

2017-11-10熊秉红禹玉华李素文刘春艳林泽明

中国野生植物资源 2017年5期
关键词:根茎种质开花

熊秉红 ,禹玉华,李素文,刘春艳,李 璟,林泽明,周 悦,胡 丰

(1.中国科学院华南植物园 广东省应用植物学重点实验室,广东 广州 510650;2.佛山市顺德区中国科学院华南植物园经济植物育成中心,广东 佛山 528313;3.广东陈村花卉世界有限公司,广东 佛山528313)

中国姜科野生资源的收集繁育与应用

熊秉红1,禹玉华1,李素文1,刘春艳2,李 璟2,林泽明2,周 悦3,胡 丰3

(1.中国科学院华南植物园 广东省应用植物学重点实验室,广东 广州 510650;2.佛山市顺德区中国科学院华南植物园经济植物育成中心,广东 佛山 528313;3.广东陈村花卉世界有限公司,广东 佛山528313)

姜科植物是姜目植物中最具特色的一个类群,具有很高的应用价值。本文从姜科野生植物资源的分布入手,对国内姜科野生植物资源进行收集,并对其繁殖技术进行研究,以期为该科植物的开发应用提供参考。

姜科植物;野生资源;收集;繁育;应用

姜科(Zingiberaceae)植物大多为多年生、陆生草本植物,通常具芳香、匍匐或块状的根状茎或根的末端膨大呈块状。姜科植物中的姜(Zingiberofficinale)作为调味品可谓家喻户晓,砂仁(Amomumvillosum)、益智(Alpiniaoxyphylla)、高良姜(Alpiniaofficinarum)、姜黄(Curcumalonga)、莪术(Curcumaphaeocaulis)、郁金(Curcumaaromatica)等作为中药材也已广为人知。姜科植物的应用价值很早就引起了国内专家学者的关注和重视,但对姜科植物野生资源的引种、繁育和应用缺乏系统地研究[1-2]。本文通过对国内姜科植物野生资源收集,并对其繁育技术进行研究,以期为该属植物的开发利用提供参考。

1 姜科植物种质资源分布

姜科全世界有52属约1 300种,广布于热带和亚热带地区,种类多样化中心在热带亚洲。美洲仅有Renealmia1属,非洲有Aframomum、Aulotandra、Renealmia和Siphonochilus4属。在亚洲,姜科植物最北可以分布至日本(北纬33°),海拨高度最高可以分布至喜马拉雅山的4 800 m处。我国有20属226种,主要分布于西南部和东南部省区,其中尤以云南、海南和两广为盛[3-4]。

2 姜科植物种质资源收集

中国科学院华南植物园从20 世纪70 年代起就进行姜科植物的种质资源的引种和相关研究,已收集到我国姜科植物18属116种(表1)[5-6],其中,山姜属(Alpinia)收集25种,豆蔻属(Amomum)收集17种,凹唇姜属(Boesenbergia)收集3种,姜黄属(Curcuma)收集11种,茴香砂仁属(Etlingera)收集4种,舞花姜属(Globba)收集4种,姜花属(Hedychium)收集15种,大豆蔻属(Hornstedtia)收集2种,山柰属(Kaempferia)收集4种,大苞姜属(Caulokaempferia)收集1种,偏穗姜属(Plagiostachys)收集1种,直唇姜属(Pommereschea)收集1种,苞叶姜属(Pyrgoophyllum)收集1种,喙花姜属(Rhynchanthus)收集1种,象牙参属(Roscoea)收集4种,长果姜属(Siliquamomum)收集1种,土田七属(Stahlianthus)收集1种,姜属(Zingiber)收集20种。已经收集到的种类种植于华南植物园姜园、濒危保育基地和温室中。

续表1

续表1

序号品种拉丁名属名花期繁殖应用前景96土田七Stahlianthusinvolucratus土田七属Stahlianthus2-4月易栽培易开花药用97川东姜Zingiberatrorubens姜属Zingiber4-5月易栽培易开花98匙苞姜Z.cochleariforme姜属Zingiber4月易繁殖99珊瑚姜Z.corallinum姜属Zingiber3-5月易栽培易开花100多毛姜Z.densissimum姜属Zingiber1-3月易栽培易开花101侧穗姜Z.ellipticum姜属Zingiber5-6月易栽培易开花102古林姜Z.gulinense姜属Zingiber6-7月易繁殖103长舌姜Z.longiligulatum姜属Zingiber4-5月易栽培易开花104襄荷Z.mioga姜属Zingiber5-7月易栽培易开花105斑蝉姜Z.monglaense姜属Zingiber5-6月易繁殖106紫姜Z.montana姜属Zingiber4-5月易栽培易开花107光果姜Z.nudicarpum姜属Zingiber5-7月易繁殖108姜Z.officinale姜属Zingiber2-4月易繁殖药用109圆瓣姜Z.orbiculatum姜属Zingiber4-5月易栽培易开花110弯管姜Z.recurvatum姜属Zingiber5-7月易繁殖111红冠姜Z.roseum姜属Zingiber5-6月易栽培易开花112阳荷Z.striolatum姜属Zingiber4-5月易栽培易开花野生蔬菜113版纳姜Z.thorelii姜属Zingiber5-7月易繁殖114盈江姜Z.yingjingense姜属Zingiber2-4月易栽培易开花115云南姜Z.yunnanense姜属Zingiber4-5月易繁殖培116红球姜Z.zerumbet姜属Zingiber5-7月易繁殖野生蔬菜

3 姜科植物繁育技术

3.1 生长特性

姜科植物多为多年生、半阳性植物,大多能忍受较强的光照并具有较强的耐阴性,管理较为粗放,在热带、亚热带地区的园林中已有较多的应用。姜科植物在野外布置时最好种植在稀疏的林下,也可片植或丛植在水池边。

3.2 有性繁殖

姜科植物除了一些栽培种和杂交种外,一般都能以种子繁殖后代。但在实际操作时要注意掌握好果实采收的时间。一般中熟淡黄色果实和成熟黄褐色果实里的种子有较高的发芽率。为了保证出苗快而整齐,播种前一般都要进行催芽。催芽多用水浸、层积等方法。另外姜科种子的种皮透水性差,且具有假种皮,所以一般在播种前,可以先将种子同洁净的细沙混合包在纱布里,置于水中进行揉擦,除去假种皮。

3.3 无性繁殖

3.3.1 分株繁殖

姜科植物一般都能借助于根茎进行分株繁殖。采用根茎进行分株繁殖时,选取生长健壮、多分蘖芽的植株,依自然长势从植株根茎的空隙处利刀切断连接处,待切口干燥后,分开种植。

3.3.2 分球繁殖

姜科花弃大多具有块状或球状根茎,所以也可采用分球的繁殖方法。分球一般在秋季休眠后,将根茎、球茎从母球上挖出并分割,然后各自培育成独立的新株。

3.3.3 珠芽繁殖

姜科花卉中舞花姜属的一些种在其花序苞片的腋内常有珠芽,取下珠芽播入保温、保湿的插床内,这些珠芽能发芽形成新的植株。由珠芽形成的植物生长整齐度高,且可以保持母本的优良性状。

3.3.4 扦插繁殖

姜花属植物中常用繁殖技术是扦插繁殖。操作时通常在花后或果实成熟后将叶茎切成带节的茎段。选择阴湿的地方或利用荫棚做插床,将茎端插入基质中,在一般管理条件下,成苗率可达70%以上。

3.4 组织培养

利用组织培养技术能进行姜科花卉的大规模繁殖。一般采用吸芽、花序轴、幼茎作为外植体。目前我国组培成功的姜科花卉有10多种,包括姜荷花(Curcumaalismatifolia)、白姜花(Hedychiumchrysoleucum)、红姜花(Hedychiumcoronarium)、姜黄(C.longa)、黄姜花(Hedychiumflavum)、花叶良姜(Alpiniasanderae)、火炬姜(Etlingeraelatior)、花叶艳山姜(Alpiniazerumbet‘Variegata’)、郁金(C.Aromatica)、山柰(Kaempferiagalanga)、圆瓣姜花(H.formosana)、海南砂仁(Amomumlongiligulare)、金姜花(Hedychiumgardnerianum)等[7—9]。

4 姜科植物的应用

4.1 重要的林下经济植物

姜科植物是组成热带雨林和季风常绿阔叶林下草本的重要成分之一,大多数是常绿的,生长在潮湿荫蔽的环境,它是一个具有多种用途的资源植物类群,是被栽培和利用最多的植物之一[10]。如砂仁(A.villosum)普遍在林下成片种植,生姜(Zingiberofficinale)也有规模生产栽培,已成为我国重要的经济植物来源之一,为地方经济的发展与贫困地区的脱贫致富发挥了一定的作用。

4.2 重要的民族药用植物

姜科是一个的著名药用植物科,已经整理的姜科药用植物约500 种,很多种类被作为药用[11],如姜黄(C.longa)、莪术(C.phaeocaulis)、郁金(C.aromatica)、白豆蔻(Amomumkravanh)、草豆蔻(Alpinakatsumadai)、砂仁(A.villosum)、高良姜(A.officinarum)等。此外还有黑果山姜(Alpinianigra)有行气、解毒的作用,用于治疗食滞和蛇虫咬伤;小良姜(Alpiniaofficinalis)根入药;毛姜花(Hedychiumvillosum)根茎祛风止咳;大苞姜(Caulokaempferiayunnanense)根茎入药消肿止痛;舞花姜(Globbaracemosa)果实用于健胃;华山姜(Alpiniachinensis)根茎入药,温中暧胃、散寒止痛等。

4.3 重要的庭园植物

姜科植物既也是美丽的花卉、还是重要的调料和野生蔬菜,自然成了庭园植物的重要组成部分[12—13]。适合庭园栽培的有20 余种,如九翅砂仁(Amomummaximam)的果和嫩茎可食用;姜花(Hedychiumcoronerium)嫩茎可食;黄姜花(H.flavum)花黄色,极芳香,根茎入药;紫色姜(Zingiberpurputeum)药用根茎,也作姜的代用品;山柰(K.galanga)药用、调料及观赏;海南山七(Kaempferiarotunda)幼茎食用,根茎作调料及药用,花美丽供庭园观赏;姜黄(C.longa)、郁金(C.aromatica)庭园观赏,根茎药用;红豆蔻(Alpiniagalanga)庭园观赏,果入药;月桃(A.zerumbet)庭园观赏,果入药;节鞭山姜(A.conchigera)庭园观赏,果入药也作米酒香料。

5 结 语

姜科野生植物资源丰富,分布广泛、种类繁多、形态各异、色彩多样,是开发新型栽培品种的重要资源。姜科野生植物在国外已广为开发利用,如泰国收集了野生姜科植物品种达200多个,并按姜属、山姜属、姜黄属、姜花属等不同的属种分门别类建园进行保护、试种、培育和供游人观赏[14—15]。但我国姜科植物应用的系统研究和植物新品种的培育工作尚在起步阶段。近年来随着森林的砍伐,姜科植物赖以生存的环境破坏日益严重,许多种类已十分稀少,一些生境较窄、地理分布范围较小的特有种、地方种已处于濒危状态。对姜科植物资源的保护和合理开发利用已刻不容缓[16]。因此,姜科植物的研究必须进一步加强。

第一,重视姜科植物的种质资源收集、整理、创新和利用。虽然我国姜科植物地方品种较多,但由于地域限制,遗传背景相对狭窄,远远不能满足育种需要。为此,今后应在广泛整理国内姜科植物种质资源的同时,加大国外姜种质的引进,开展姜科植物种质资源的鉴定、评价和创新利用研究,包括对产量品质性状、抗逆抗病虫能力等主要性状的改良,为姜科植物育种提供特征明确的优良种质。

第二,加强生物技术在姜科植物育种上的应用。姜科植物栽培品种开花结实困难,难以进行有性杂交育种。因此,应加强生物技术育种在姜科植物上的应用研究,包括进一步完善姜科植物离体器官及原生质体培养与植株高频再生技术体系,利用细胞融合技术进行品种间体细胞杂交,以及重要性状关键基因克隆和高效遗传转化体系,以加强品种间基因的交流,创造姜科植物新种质。同时,通过对姜科植物种质资源的鉴定评价与优选,定向培育不同用途的专用姜科植物品种。

第三,健全姜科植物良种繁育与技术推广体系。姜科植物长期无性繁殖的特点,以及目前姜科植物的栽培现状,易导致良种种性退化。因此,在加强姜科植物种质创新与新品种选育的同时,应加强姜科植物良种繁育技术研究,建立品种优选与良种多级繁育技术体系,防止品种混杂退化。此外,可采取跨区域协作,异地繁种等,建设姜科植物良种繁育基地,有效控制姜科植物瘟病等毁灭性土传病害的传播和蔓延,促进姜科植物产业持续健康发展。

[1] 吴德邻,陈忠毅.极有开发前途的野生姜科花卉资源[J].植物杂志,1988(2):24-25.

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StudiesonCollection,BreedingandApplicationofZingiberaceaePlantsWildResourcesinChina

Xiong Binghong1,Yu Yuhua1,Li Suwen1,Liu Chunyan2,Li Jing2,Lin Zeming2,Zhou Yue3,Hu Feng3

(1.South China Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Guangdong Provincal Key Laboratory of Applied Botany,Guangzhou 510650,China; 2.Shunde Economic Plant Breeding Center of South China Botanical Garden,CAS,Foshan 528313,China;3.Guangdong Chencun Flower World Limited Company,Foshan 528313,China)

Zingiberaceae plants are the most characteristic in Zingiberales and have high application value.On the basis of the distribution of Zingiberaceae plants,the Zingiberaceae plants were collected at home,and breeding technology were studied,so as to provide the reference to the application of Zingiberaceae plants.

Zingiberaceae plants; wild resources; collection; breeding; application

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.05.012

2017-01-18

顺德区科技项目和佛山市现代种业发展项目;广东省中央地方特色产业中小企业发展基金项目;广东省中国科学院全面战略合作专项资金项目(2013B091500070);广东省协同创新与平台环境建设专项资金项目(2014B040404042)和广东省协同创新与平台建设专项资金项目(2016B090923022、2016A020227017)。

熊秉红,男,高级工程师,主要从事植物种质资源收集与产业化利用等方面的研究工作。E-mail:wdxiongbh@163.com

Q949.9

A

1006-9690(2017)05-0053-05

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