APP下载

钟花樱品种选育与培育技术研究进展

2019-03-24胡晓敏叶超宏叶小玲陈端妮张晓明

福建林业科技 2019年4期
关键词:樱花

胡晓敏,叶超宏,叶小玲,陈端妮,朱 军,张晓明

(1.韶关市旺地樱花种植有限公司,广东 韶关 512000; 2.英德市旺地樱花种植有限公司,广东 英德 513000; 3.广州天适集团有限公司,广东 广州 510335; 4.广州旺地园林工程有限公司,广东 广州 510335; 5.广州红树林生态科技有限公司,广东 广州 511453)

钟花樱(CerasuscampanulataMaxim.)为蔷薇科李亚科樱属的直立乔木,又称福建山樱花、寒绯樱、山樱花等[1]。其花期2—3月,花绯红色为主,台湾有白色变种[2]。野外常生于海拔100~600 m的山谷、林中及林缘,我国浙江、福建、台湾、广东、广西、江西等地均有分布[1,3],日本冲绳地区也有栽培。早春时节,钟花樱满树繁花,偶见花叶同放,嫩绿与绯红点缀枝头,观赏价值足以媲美东京樱花等品种,可广泛用于园林绿化。此外,钟花樱的木材、花果以及含有的萜类化合物均具有一定的开发利用价值[4-6]。随着我国旅游业的发展,国内多地兴起樱花种植热潮,需求量的大幅增长加快了钟花樱的学术研究进程。本文简要概述了近年来钟花樱在生物学特性、机理性研究、新品种选育、群落特征与遗传多样性等方面的研究进展,并对我国钟花樱发展中存在的问题进行探讨。

1 生物学特征

钟花樱为落叶性灌木或小乔木,高3~8 m,树皮黑褐色,老化后呈片状剥落,有水平方向排列的线状皮孔[1]。小枝灰褐色或紫褐色,嫩枝绿色、无毛;叶片卵形或卵状椭圆形,薄革质,长2~7 cm,宽2~3.5 cm,先端渐尖,基部圆形,边有急尖锯齿,叶柄顶端常有腺体2个,单叶螺旋状互生,揉碎有杏仁味;托叶线形细裂状,早落[1,7]。冬末春初开花,花呈下垂性开展,单生或3~5朵成伞形花序,花萼钟形,花瓣粉红色、绯红色居多,半开状[1,7]。花期2—3月,果期4—5月,核果卵球形,果小可食[1]。

钟花樱主要有先花后叶、花叶同放2种类型,始花到盛花期约18~23 d,盛花到终花期约35~40 d;其单花开放时间不稳定,开花持续时间约5~10 d,气温高则开放快,凋谢也快[8]。张琳等[9]连续多年观测冲绳地区花期,发现在高海拔或者较冷地区的钟花樱在12月或1月遇到低温会提前开花。黄俊婷[10]总结了福州国家森林公园的钟花樱开花物候:在同一树冠层面,枝条开花时间依次为西方位、北方位、南方位、东方位;在同一方位,下层较上层早1~3 d。此外,黄冠凤等[11-12]分析、比对了钟花樱的花器发育A类基因的APETALA1和APETALA2,并预测了蛋白质功能区块和结晶模型,促进了其花期生长发育研究。

钟花樱喜光照充足和温暖的环境,可在低海拔地区种植,具有较强的适应性和抗污能力,在华东、华南地区均可栽培[13]。樱属植物不耐高温、忌积水等特性使得较多樱花品种无法在南方地区种植,但钟花樱具有良好的适应性,加上较耐高温等特点得以在南方地区推广种植,其中部分改良品种在南亚热带地区(如台湾南部)的花期比纬度更高的北部地区更长、更繁茂[14]。

2 机理性研究

樱属植物种子多具有形态和生理双重性休眠,钟花樱种子的生理休眠特性受到种胚外部构造及其内脱落酸(abscisic acid,ABA)、赤霉素(gibberellins,GAs)含量变化影响[15-16],解除种子休眠需同时满足2个条件,即内果皮和种皮中ABA含量降低和胚中GAs含量增加[14]。鲁建宇[17]、张尧雯[18]等推测暖层层积能降低胚轴中ABA含量,并通过大量增加表现ABA反应负调控者(PP2CA、RACK1基因)和抑制1-磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶来减少胚轴ABA敏感度,从而解除休眠,但此时GAs含量过低仍会限制种子发芽。此外,Lee Chung-Shu等[19]首次进行钟花樱种子休眠的蛋白质组学研究,通过电喷雾四级杆飞行时间串联质谱法(Electrospray ionization Quadrupole-Time of Flight Mass Spectrometry,ESI-Q-TOF-MS)分析鉴定多个蛋白点,得出变温层积是打破种子休眠的关键。

钟花樱通过调节内源激素平衡,提高ABA类生长抑制物质含量,降低GAs、吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)等生长促进类物质含量来启动抗逆相关基因表达,改变代谢途径,从而提高抗寒性[20]和抗旱性[21]。Zhang Ying-Hui等[22]发现在低温胁迫(1 ℃ 72 h)下,会显著提高钟花樱应激反应相关的84个unigenes中DRP、MYB、HSP、GPX和GA20-ox基因表达量,而降低TIL和CDPK转录水平。

3 新品种选育

钟花樱单瓣花形态分化程度较低,但个体间各性状变异系数大,择优潜力较大[23]。目前,国内的钟花樱新品种选育仍处在起步阶段,仅有少数报道,台湾选育有重瓣品种‘八重寒绯樱’(C.campanulatacv.Double-flowered)[24-25]和郑郁善等[26]于2010年优选出的3株重瓣单株,台湾纯白色变种的发现填补了钟花樱发育进化系统的空缺[2]。日本对钟花樱杂交育种研究较深入,日本本土虽无原生钟花樱,但经多年引种选育后,现已获得多个杂交品种,其中广泛应用的有河津樱(Cerasus×kanzakura′Kawazu-zakura′)、阳光樱(Cerasus′Youkou′)、椿寒樱(Cerasus′Introrsa′)等[27]。国内尚未有选育出钟花樱杂交品种的报道,但有学者[28]对台湾原生樱花和钟花樱的杂交亲和性进行了研究,结果初步显示钟花樱与雾社樱(Cerasustaiwaniana)的杂交亲和性低,与阿里山樱(Cerasustransarisanensis)的杂交亲和性和杂交可行性高,为国内本土钟花樱杂交选育提供了新的思路。

4 群落特征与遗传多样性

钟花樱为阳性树种,群落组成较简单,但地区间差异较大。吕月良[29]、陈璋[30]等调查了闽、赣、粤3省钟花樱群落,认为其群落是由以壳斗科、樟科、山茶科为主,在迹地上更新的植物种类构成的杂木林,具明显的亚热带常绿阔叶林特点,处于干扰后的次生演替阶段,且种群已处于衰退模式。该结论与许克福[31]、王贤荣[32]等对江西崇义种群发展分析相同。

钟花樱物种具有较高的遗传多样性,遗传多样性能反映物种适应环境的能力及被改造、利用的潜力。陈璋[33]分析了闽、赣、粤11个居群226个单株的17个表型性状指标,得出其天然居群内的变异远大于居群间的变异,居群分化较小,且表型变异具有梯度规律性,观赏性状表现尤为突出;苏倩[34]认为群体间的遗传距离与地理距离有极显著的正相关性,且福建省取样群体多样性总体要高于粤、赣、台的取样群体。在树种起源方面,温英杰等[35]用PAPD技术证实了原产于台湾的白花钟花樱和重瓣钟花樱为钟花樱的变种,并非源起于日本。此外,顾宇[36]首次利用流式细胞术对多个樱属品种进行核型分析,结果表明钟花樱为四倍体,但李祯[37]认为其为二倍体,且染色体数目为2n=16;结果的差异可能与收集的样品品种有关,仍需进一步对野生居群进行采样研究。柳雨德[38]利用高通量测序技术(Next-Generation Sequencing,NGS)测定钟花樱全叶绿体基因组,开发出通用于樱属植物的13个cpSSR和14个nSSR分子标志,并推断台湾钟花樱遗传结构可划分为北部群、东北部群和西部群,族群内有近亲交配现象存在。

5 繁育与栽培技术

播种、扦插和嫁接是钟花樱传统的繁育方法。变温冷藏春播能有效提高种子发芽率[39-41],结合湿度控制发芽率可比即采即播提高194.0%[40];在生产中还可采用赤霉素等植物生长调节剂浸泡种子、更换播种基质如河沙∶椰糠=1∶1等方法提高发芽率和成活率[42-43]。扦插育苗时以嫩枝、半木质化枝条的中上部作插穗,用生根剂如ABT生根粉、吲哚-3-丁酸(Indole-3-butyric acid,IBA)等处理后扦插于以黄心土或黄心土与河沙混合的介质中,春季用ABT7生根粉500 mg·L-1溶液处理插条20 s后扦插成活率可达96.67%[44-47]。嫁接成活率主要取决于砧穗间的亲和力和嫁接处组织的愈合能力,陈璋[48]研究表明以食用樱桃为砧木嫁接钟花樱成活率最高(84%),其次是本砧嫁接(59%);研究表明宜在冬至后20 d左右嫁接,接穗随采随用,或在4 ℃条件下冷藏20 d内嫁接,及袋栽砧木可有效提高嫁接保存率。

钟花樱组培技术主要有2条途径:一是以茎段或茎尖等为材料的直接器官发生途径,15 ~ 30 d诱导率83.8%~94.4%,20~25 d增殖系数3.6~7.44,15~30 d生根率82.2%~97.4%[49-52];二是以叶片等为材料,诱导经愈伤组织再分化的间接器官发生途径,分化率可达60.7%,增殖系数5.4,生根率92%,移栽成活率达98%[53]。组培培养基多采用MS和1/2 MS培养基,添加单一或配比的萘乙酸(1-naphthylacetic acid,NAA)、IBA、苄氨基腺嘌呤(BA)等植物生长调节剂[49-53]。移栽基质则采用泥炭土、珍珠岩、蛭石等混合基质[49-52]。

栽培技术研究多集中在容器选择、种植地选择和移栽技术方面,对于施肥和病虫害防治多沿用樱属植物治理方法[54],未进行种针对性的研究。轻基质容器育苗在生产中能有效提高发芽率和幼苗保存率,并获得较高收益[55-57]。基质采用黄心土、草炭土、谷壳和鸡粪等混合配比,单一基质不利于幼苗生长[57]。在种植地选择上,坡形比坡位影响大,上坡位的凹坡有利于树高生长,下坡位凹坡则有利于米径生长[58]。钟花樱应在树叶落尽后的休眠期移植,宜采用裸根法并重剪,若在抽梢或生长旺盛期移植需将叶片全部摘除并带土球[59-60]。

6 园林应用

钟花樱开花时间较其它樱花品种早,花色也更加浓艳,是不可多得的早春观花乔木之一。其种植形式可采用孤植、列植、丛植、群植等。黄俊婷[61]比较了福州植物园樱花园中钟花樱的配置效果,认为钟花樱在景观配置时,需考虑与搭配树种的色彩、季节变化以及景观基调的和谐统一,并注意道路和地形变化;通过置石或水体搭配亦可有效丰富空间层次。近几十年来,台湾大量种植钟花樱和其改良品种,推广应用“钟花樱+八重寒绯樱”嫁接种苗,打造了诸如阳明山、阿里山、南投奥万大森林园区等多个旅游观赏景区[26]。钟花樱部分园艺品种也已在闽粤多地作为道路绿化树种推广种植[62]。

7 存在问题

在城市园林绿化项目中,生物多样性和品种本土化已成为主要的发展重心。作为乡土树种,钟花樱拥有开花早、适应性广、观赏价值高等优点,开发潜力巨大,是园林景观不可多得的优良树种之一。近年来,我国在钟花樱遗传、生理方面的研究较少,主要集中在育苗和栽培技术。目前钟花樱播种技术较成熟,但播种苗后代性状分化大,难以保持母株的优良特性。为进一步推广种植钟花樱优良种质,应加强无性系苗的生产技术研究并加大推广力度。扦插、嫁接虽然能保持母株的优良特性,但受季节、母株穗条数量等条件限制,难以在短期内大规模扩繁,且相关技术环节还需要进一步深入研究。钟花樱组培技术目前已初具雏形,但仍存在试验材料未经过选育,不同产地、取材部位、基因型对组培技术影响较大,普遍存在褐化和玻璃化等问题,且尚未有工厂化育苗报道,有关组培技术环节、发根机理等仍待进一步研究。

丰富的种质资源是钟花樱资源开发应用的前提条件,积极开展钟花樱资源的普查,同时加大保护和引种力度,可为后期良种选育打下坚实的基础。针对钟花樱野生群落的衰落现象,应及时适度干扰或开辟林窗,因地制宜地引种保护野生种质资源。同时,我国新品种选育方法仍较单一,育种效率较低,可考虑利用基因工程或太空诱变育种等方法加快选育进程。在开展钟花樱繁育技术研究的同时,应加强其生长发育机制、分子生物学等方面的研究,并运用现代生物技术优化树种性状,缩短育种时间,以满足规模生产和推广应用需求。

猜你喜欢

樱花
樱花绽放春意盎然
樱花公园春烂漫
赏樱花
樱花
樱花站
红枫湖樱花
灿烂樱花
一束《樱花》馨香二十余年
일상생활중국어- 우한대학교에 가서 벚꽃을 구경轻轻松松聊汉语——一起去武大赏樱花
樱花之春