长江中游地区野生百合资源调查及利用前景

唐艳平,刘秀群,傅 强,刘 佳,陈龙清

(华中农业大学园艺林学学院园艺植物生物学教育部重点实验室,湖北武汉 430070)

百合 (L ilium)是百合属植物的总称,可被用作鲜切花、盆花或直接在园林中栽培观赏,还具有食用与药用价值。百合在荷兰鲜切花的排名已上升第 5位,有球根花卉之王的称号[1]。中国是百合属植物的自然分布中心之一。全球百合属植物 115个种,起源于我国的有 55个种、18个变种[2]。野生百合在我国的分布范围很广,尤其西南和华中地区分布较多[3]。

近 30年来,国内许多学者开展了野生百合资源调查工作。赵祥云等[4]从 1981年开始着手秦巴山区野生百合资源的调查工作,发现有 11种野生百合分布,周繇[5]调查长白山区共有野生百合资源 9个种 2个变种,并伴有明显的垂直分布特征。雷家军等[6]对辽宁省的野生百合资源进行了调查,共有 9个种。吴学尉等[7]对云南省百合资源重新进行了调查,总计 25个种 9个变种。广西[8]、江苏[9]两省的科研所也对当地进行了野生百合资源的调查工作,基本摸清了百合属分布状况。以上的调查工作分布我国的西北、东北、西南、华南等地。而对于长江中游地区野生百合资源的分布状况未见报道,随着三峡工程的建设和旅游业的发展,三峡地区野生百合的生态环境受到严重影响,加上大量采挖,致使这一地区的百合资源受到了严重的威胁。因此开展长江中游地区野生百合资源的调查研究,弄清野生百合的分布情况,并针对其资源及分布状况提出合理的保护和利用策略,对百合资源的可持续利用和生物多样性保护具有重要的现实意义,同时为百合产业的进一步发展奠定基础。

1 调查地区、内容和方法

1.1 调查地区

调查地域为长江中游地区,包括重庆三峡地区(巫山、巫溪、奉节 )、宜昌地区 (宜都、五峰、巴东、秭归 )、恩施地区 (鹤峰、宣恩、咸丰、利川、恩施市 )、神龙架自然保护区及鄂东地区〔湖北大别山自然保护区 (英山、罗田天堂寨),黄石〕,江西庐山等地。

1.2 调查内容和方法

本调查分 4次进行,采取线路调查法并结合走访当地居民的形式,分别于 2004年 7月、2005年 7月、2008年 7月和 2009年 7月在百合开花期和果期,赴上述地区调查野生百合的种类、分布及生长条件,对调查材料的形态指标、生境、观赏特性及应用评价进行详细记录,并拍照,同时用 GPS定位;以傅书遐主编的《湖北植物志》、傅立国等主编的《中国高等植物》和陈心启等主编的《中国植物志》百合属的各种野生百合的描述为鉴定依据。

2 结果与分析

2.1 长江中游地区野生百合资源的分布

经调查,长江中游地区有野生百合资源 14个种和 3个变种分布,野百合 (Lilium browniiF. E.Brown exMiellez var.brownii)、百合 (L.browniiF.E.Brown exMiellez var.viridulumBaker)、宜昌百合(L.leucanthum (Baker)Baker)、渥丹 (L.concolor Salisb.var.concolor)、有斑百合 [L.concolorSalisb.var.pulchellum (Fisch.)Regel]、滇百合 (L.baberianum Coll. et Hemsl)、大 理 百 合 (L. taliense Franch.)、药百合 (L.speciosumThunb.var.gloriosoidesBaker)、湖北百合 (L.henryiBaker)、南川百合(L. rosthorniiDiels)、宝兴百 合 (L. duchartrei Franch.)、山丹 (L.pum ilumDC.)、川百合 (L.davidiiDuchartre)、条叶百合 (L. callosum Sieb. et Zucc.)、乳头百合 (L.papilliferumFranch.)、绿花百合 (L. fargesiiFranch.)和卷丹 (L. tigrinum Ker Gawler)(表1),并附有部分野生百合照片 (图版1)。

2.1.1 水平分布

调查表明野百合、百合和卷丹 3种百合分布范围最广,几乎遍及长江中游所有调查地区。宜昌百合主要分布在重庆三峡地区、宜昌地区和恩施地区。其他百合只在调查范围内的局部地区有零星分布,其中渥丹、有斑百合和条叶百合仅在湖北大别山自然保护区天堂寨有分布,并且都生长在林缘石缝间;药百合仅在江西庐山有分布;滇百合、湖北百合、南川百合、宝兴百合和川百合在重庆巫山县有分布;绿花百合在重庆巫山和湖北大别山自然保护区有分布。大理百合、山丹和乳头百合仅在神农架自然保护区中有分布。湖北百合本是适应湖北省自然条件的地方种,但在所调查的湖北境内很少分布,说明随着自然环境的改变和人类活动的破坏,野生百合资源逐渐变少,分布区域也逐渐变小。

2.1.2 垂直分布

通过调查,药百合和条叶百合分布在海拔 1 000 m以下的山坡林缘或路旁;大理百合和川百合分布在海拔 2 000 m以上的山坡草地或林缘;渥丹、有斑百合、滇百合、湖北百合、南川百合和宝兴百合主要分布在海拔 1 000～2 000 m的山坡草地和灌丛中。而野百合、百合、宜昌百合、山丹、绿花百合和卷丹海拔分布范围较广,分布海拔之差在 1 200～2 200 m之间。其中滇百合在《中国植物志》中记载一般生于海拔 2 800 m林缘,但调查中发现在巫山县金坪乡、当阳乡海拔 1 600 m的地方有分布。

表1 长江中游地区野生百合的分布

2.2 长江中游地区野生百合资源性状分析及应用前景

2.2.1 百合品质育种

改良花色、花形和香味一直是育种家追求的目标。可以利用野生百合资源的有利性状,如渥丹深红色的花色、山丹鲜红色的花色、川百合橙黄色的花色,姿色优美的药百合花被片反卷,边缘波状的花形;湖北百合、南川百合和宝兴百合花被片的反卷和引人注目的色彩等,通过杂交手段来丰富切花百合的花色和花形。野百合、百合、药百合、宝兴百合和乳头百合均具有香味,可以通过分子技术研究花香物质的生物合成途径来分离相关基因以培育带有新型香味的转基因百合。植物育种的历史表明,在抗性和一些特殊品质性状上,野生种保留了大量的有用基因。利用野生种与商品种多代杂交以及回交,将野生百合的优良基因渐渗到栽培种中,完善商品种是切实可行的育种之路[10]。因此可以用这些未开发研究的资源选育亲本,配制组合,以便发现新的优势杂种。

株型育种现已成为百合品质育种的另一目标。切花百合品种要求植株高大,一般要求第一朵花显色时茎高于 60 cm[1]。调查中发现野百合、宜昌百合植株高大,株高为 60～200 cm,花大且花朵数多,适合培育切花品种。近几年盆栽百合悄然兴起,但百合矮化品种甚少,远远不能满足市场需求。盆栽百合品种要求株型小巧,高度在 70 cm以下;花朵数量多、颜色鲜艳等特征。渥丹、有斑百合等植株矮小,株高为 30～50 cm,在栽培条件下野生百合的花朵数会增加[11],适合微型盆栽或庭院栽植等方面。

2.2.2 抗性育种

在所调查的野生百合资源中,湖北百合、野百合、卷丹都是现有百合抗性育种中应用比较多的亲本。湖北百合具有抗病、耐盐碱等特性,是目前世界百合抗病育种中的重要亲本。如盛名不衰的黑美人‘Blacky Beauty’即是湖北百合与鹿子百合的杂种[12]。早在 1977年,Myodo和 Asano[13]用湖北百合与其他百合杂交,目的就是将湖北百合活力和抗病性溶入到其他品种中去。野百合也具有较强的抗逆性,为现代奥林匹克 (Olympic)系的重要亲本,是亚洲百合杂种群 (Asiatic hybrids)的主要亲本之一[14]。卷丹是我国百合属中分布最广、适应性最强的自然三倍体,是很多切花品种的杂交亲本。在高海拔地区生长的百合一般有较强的抗寒性,在调查中,我们发现滇百合和大理百合均分布在海拔较高的地方,可以用作抗寒育种亲本。冬季种植抗寒品种,可以节约能源,降低设施栽培成本,因此培育抗寒的百合品种,对百合的促成栽培具有现实意义。

2.2.3 食用

中国自古就有食用、药用百合的传统,在调查的野生百合资源中可以食用的百合有卷丹和野百合,其百合鳞片中含有大量多糖和蛋白质,营养价值很高。如果借助科研力量把卷丹和野百合品质进行改良提高其鳞茎的产量和质量,并进行规模化生产,可以取得较好的经济效益。

3 野生百合资源的利用及保护

3.1 合理利用野生百合资源

长江中游地区野生百合资源虽然丰富,但多数百合处于自生自灭的野生状态,没有得到合理的保护和利用。为了保护野生百合资源,要坚持资源的可持续开发利用。野生百合主要作为食品和药材,切花市场几乎为空白,更不用说盆栽及园林上的应用。而作为食品和药材的地下鳞茎大量被开采,导致了资源总量和结构被破坏。由于人类活动和自然环境的破坏,湖北分布的湖北百合和绿花百合在调查中很少出现。对分布稀少甚至难见踪迹的大理百合、宝兴百合、山丹和乳头百合等建立野生百合资源保存圃,并结合组织培养技术进行保存、扩繁;对于分布比较多的野百合、百合、宜昌百合、卷丹要加以科学指导进行开发;对于药食两用的百合要进行规范化、规模化生产,进行百合的深加工,把野生百合作为食品工业的一种产业来开发。

3.2 培育适合长江中游地区栽培的百合新品种

在百合育种方面,我国还远远落后于世界先进国家,我国野生百合资源丰富,但许多具备特殊优良性状的百合资源没有得到充分利用。通过对长江中游地区野生百合资源的调查,我们发现很多具有优良育种性状的野生百合,如适合培育切花品种的宜昌百合和野百合;适合培育微型盆栽品种的渥丹、有斑百合;湖北百合具有抗病、耐盐碱;可用于抗寒育种的滇百合、山丹;可作为改良花色和花形重要亲本的药百合、宝兴百合等。因此我们要充分发挥本地野生百合种质资源的优势,利用常规杂交育种结合现代生物技术手段加紧对野生百合和栽培品种进行优化改良,最终培育出适合整个长江中游地区生长的、具有市场开发前景的切花、盆栽及地栽百合的园艺新品种,推动长江中下游地区花卉产业的发展。

[1] 张 云,原雅玲,刘青林.百合品种改良与生物技术研究进展[J].北京林业大学学报,2001,23(6):56-59.

[2] 傅立国,陈潭清,郎楷永,等.中国高等植物 (第十三卷)[M].青岛:青岛出版社,2002,18-133.

[3] 陈心启,许介眉,梁松筠.中国植物志[M].北京:科学出版社,1980:118-157.

[4] 赵祥云,陈新露,王树栋,等.秦巴山区野生百合资源研究初报[J].西北农业大学学报,1990,18(4):81-84.

[5] 周 繇.长白山百合属植物野生资源及其开发利用[J].中国野生植物资源,2002(3):22-23.

[6] 雷家军,荣立苹,毕晓颖,等.辽宁省野生百合资源的调查与分类研究[J].沈阳农业大学学报,2008,39(2):161-164.

[7] 吴学尉,李树发,熊 丽,等.云南野生百合资源分布现状及保护利用[J].植物遗传资源学报,2006(3):327-330.

[8] 李光照.广西百合科植物分类及地理分布研究[J].广西植物,1999(1):29-42.

[9] 朱朋波,赵统利,李玉娟,等.江苏云台山野生百合种质资源调查[J].江苏农业科学,2006(1):144-145.

[10] 吴祝华,施季森,池 坚,等.观赏百合资源与育种研究进展[J].南京林业大学学报:自然科学版,2006,30(2):113-118.

[11] 龙雅宜,张金政,张兰年.百合—球根花卉之王 [M].北京:金盾出版社,1999:1-2.

[12] 龙雅宜,张金政.百合属植物资源的保护与利用[J].植物资源与环境,1998,7(1):40-44.

[13] Asano Y,Hiroshi Myodo.Study on croddes between distantly related species of liliesⅡ,The culture of immature hybrid embryos[J].J Japan Soc Hort Sci,1977,46(2):267-273.

[14] 江雪梅,杨懋勋,张应扬,等.野百合的研究概况[J].中国野生植物资源,2006,25(4):25-27

图版1 野生百合照片 (1-3野百合;4百合;5川百合;6南川百合;7卷丹;8山丹;9渥丹;10药百合;11-12宜昌百合)Fig.1 The pictures ofwild lilies.(1-3Lilium browniiF.E.Brown exMiellez var.brownii;4L.browniiF.E.Brown exMiellez var.viridulum Baker;5L.davidii Duchartre;6L.rosthorniiDiels;7L.tigrinumKer Gawler 8L.pum ilumDC.;9L.concolorSalisb var.concolor.;10L.speciosumThunb.var.gloriosoidesBaker;11-12L.leucanthum (Baker)Baker)