施世强,叶如梦
(1.福建农林大学艺术学院、园林学院(合署) 350002; 2.福建农林大学园艺学院)
水仙属植物分类及中国水仙资源利用研究现状
施世强1,叶如梦2
(1.福建农林大学艺术学院、园林学院(合署) 350002; 2.福建农林大学园艺学院)
摘要:综述水仙属植物分类以及中国水仙资源利用的现状,分析存在的问题,并提出未来的发展方向。
关键词:水仙;分类;系统发育
水仙,原产于地中海沿岸,花型多样,花色清新淡雅,是经济价值极高的观赏植物[1-7]。在野生环境下,由于群体间杂交容易发生变异,形成丰富的多样性和庞大的杂交种群,产生许多不同的分类单元和过多的同物异种[8-11],从而导致学者对其种的界限看法不一,分类非常复杂。依据对其种界限的不同划分,水仙属植物可被划分为16~160个种,而普遍被学者接受的有60~80个种[4, 12-15]。本文通过对前人的研究成果进行整理、分析,阐述水仙属植物的分类现状,以及我国水仙种质资源的利用现状,并分析其中存在的问题,展望未来的研究、利用及发展方向,为更好地开展水仙育种以及资源挖掘利用提供一定的参考和指导。
1水仙的分类及国际通行的分类体系
1.1水仙属植物的分布及分类
水仙属植物主要分布于地中海沿岸,绝大部分位于欧洲西南角的伊比利亚半岛、法国南部和摩洛哥[12-13, 16]。伊比利亚半岛是水仙属植物分布中心[9, 15],主要在西班牙和葡萄牙,拥有非常丰富的水仙资源。以地中海为中心,水仙属植物分布的北界到英国,南端到加那利群岛,而小亚细亚地区和叙利亚可以算是东部界线[16]。其中比较特别的是多花水仙类N.tazettaL.,除分布中心外,还分布于伊朗、中国和日本等地区[17-18]。中国水仙[Narcissustazettasubsp.chinensis(M.Roem.)Masam.& Yanagih.]在我国主要分布于福建、浙江和上海的沿海岛屿,最为出名的有漳州水仙、平潭水仙、普陀水仙和崇明水仙。
水仙由著名的瑞典植物学家卡尔·林奈于1753年命名确定,主要通过其花型等形态特征将其划分为4种单花水仙(N.poeticus、N.pseudonarcissus、N.bulbocodium、N.serotinus)和2种多花水仙(N.jonquilla、N.tazetta)[19]。此后,有许多学者对水仙属植物进行分类研究,其中具有较大影响力的有葡萄牙学者Fernandes、英国学者Baker和Mathew等人。
Baker[20]根据水仙花冠的大小特征将水仙属植物划分为6类,包括16个种和10个杂交种,得到多数学者的认可,并在19世纪末20世纪初的半个多世纪里,普遍应用于水仙分类相关文献中[16, 21]。20世纪中期,葡萄牙学者Fernandes[17-18, 22-23]对水仙属植物进行大量的细胞学研究,根据基本染色体数将水仙属植物分为2个亚属Hermione(x=10或11)和Narcissus(x=7),10个组(Serotini、Hermione、Aurelia、Apodanthi、Bulbocodii、Ganymedes、Jonquilla、Narcissus、Pseudonarcissus、Tapeinanthus),首次将水仙属植物分类从形态学水平扩展至细胞学水平,被绝大多数学者接受并采用[4, 12, 24],成为后来众多水仙分类系统的基础。Webb[25]在Baker分类基础上,结合形态学特征与细胞学研究成果,将水仙属植物分为26个种和4个杂交种。Blanchard[12]在Fernandes[17-18]的分类基础上,结合Webb对水仙分类的成果,总结补充了1968年之后水仙分类研究的新成果,形成了较新的水仙分类系统。Mathew[26]在Fernandes和Webb的分类系统基础上,对其进行补充修正,并指出有个别分类单元还有必要进行进一步的修订[4]。2008年Zonneveld[27]在前人研究基础上,将水仙属划分为2个亚属11个组,进一步完善了水仙属植物分类系统。2013年,英国皇家园林学会(RHS)对水仙属植物分类进行进一步的整理修正,最后将其划分为10个组,分别为Serotini、Tazettae、Aurelia、Apodanthi、Jonquilla、Tapeinanthus、Ganymedes、Bulbocodium、Pseudonarcissus和Narcissus[28]。
尽管有大量的学者对水仙属植物的系统分类进行研究,成果不菲,但迄今为止水仙属植物的分类工作还未完结。一方面是由于水仙属植物种的界限范围广,难以确定;另一方面是现代系统发育学方法还较少应用于水仙的分类[4]。
1.2国际通行的水仙分类体系
水仙属植物群体间易杂交,种的界限范围广,分类复杂,所以还没有统一、明确的分类体系。现行的分类体系主要以葡萄牙学者Fernandes的分类系统为基础。Fernandes经过40多年对水仙属植物的细胞学研究提出的水仙分类系统,依据充分、可靠,被后来的许多学者所认可。其分类系统的主体沿用至今,并被国际水仙品种注册权威机构英国皇家园艺学会所采纳。英国皇家园艺学会在Fernandes分类体系的基础上,通过世界范围内植物学家的研讨、协商,根据水仙的形态、习性和细胞染色体等特征,将水仙按园艺学和植物学进行分类,即12个园艺学分类和1个植物学分类[9],这是国际通行的较权威的水仙分类体系,详情见表1、表2。
表1 英国皇家园艺学会水仙分类目录
表2 英国皇家园艺学会水仙第13分类(植物学分类)列表
(未完待续)
(续表2)
注:引自The International Daffodil Register and Classified List 2008,并在(..)处省略了杂交种部分列表内容。
1.3中国水仙的分类阶元与分布
在我国,多数学者认为中国水仙是多花水仙(N.tazettaL.)的一个变种,并采用德国植物学家Roemer Max Joseph[31]确定的中国水仙学名N.tazettavar.chinensisM.Roem.。然而,据英国皇家植物园(Royal Botanic Gardens)编纂的检索表(WCSP,WorldChecklistofSelectedPlantFamilies)显示,中国水仙学名Narcissustazettasubsp.chinensis(M.Roem.) Masam.& Yanagih.被接受,而Narcissustazettavar.chinensisM.Roem.为中国水仙异名(不被接受)。WCSP的主要依据是[32]对亚种(subsp.)和变种(var.)的定义:同种植物不同群体,分布区域界线明确或接近、基因交流缺失或严重受限、特征有差异的分类阶元为亚种(subsp.);分布区域重叠、可能有基因交流、特征无差异、种群独立的分类阶元为变种(var.)。中国水仙与其他多花水仙群体分布界线明显、无重叠,基因交流严重受限。因此,中国水仙更应该被认定是多花水仙的一个亚种,采用亚种命名。
中国水仙主要分布于中国东南沿海的浙江、福建、台湾及日本本州与九州的沿海一带,是我国传统十大名花之一。中国水仙按其花型通常分为两种:一种是单瓣型,花被片白色、6瓣,副冠黄色、小杯状,俗名“金盏银台”;另一种是重瓣型,无明显副冠,其副冠与雄蕊变态为花瓣状,且相互交叠呈簇,黄白相间,俗名“玉玲珑”[33]。按其产地不同,主要分为漳州水仙、平潭水仙、普陀水仙及崇明水仙等[34]。除此之外,在东南沿海一带的莆田湄洲岛、南日岛,温州洞头岛、南麂岛,舟山桃花岛、朱家尖等岛屿,以及台州的部分沿海地区均有种植。
2中国水仙资源利用现状
中国水仙主要的栽培地区有福建省的漳州市、平潭综合实验区,浙江舟山群岛,上海崇明岛等,因产地而得名漳州水仙、平潭水仙、普陀水仙和崇明水仙(表3),其中最负盛名的是漳州水仙。另外,在东南沿海的各个沿海地区,尤其是一些岛屿上都有发现自然生长的水仙。其中,浙江舟山群岛的分布范围最广,数量也较多[35]。
表3 中国水仙栽培资源
从品种上来说,中国水仙的栽培品种有“金盏银台”“玉玲珑”“金三角”“绿玉玲珑”“金边”“云香”等[53-57]。其中“金三角”“金边”“云香”栽培面积极少,除漳州外,其他水仙花产地均未见栽培。除此之外,陈晓静等[58]搜集整理福建省多花水仙资源,分析表明:福建省还分布有白花水仙、黄花水仙和大花水仙等多花水仙,但其原产地不明,且在搜集地也较为少见,是否属于引进品种并不明确,能否划分为中国水仙也不能确定。白花型水仙可结籽,是水仙杂交育种的宝贵资源;黄花型水仙不但花色亮黄,而且是二倍体水仙,因此其不仅可以进行杂交育种,更有丰富中国水仙花花色的潜在价值。这些多花水仙资源虽然数量较少,但其对于中国水仙资源多样性具有较大的意义,是中国水仙极其珍贵的种质资源。
目前我国水仙花在观赏园艺、景观园艺、插花艺术等方面都发挥着十分重要的作用。水仙球茎的雕刻更是成为一项新兴的花卉产业,并形成以漳州为中心的极具特色的产业链[59-62]。我国利用现代生物技术对水仙花的离体植株再生、脱毒苗培育、基因克隆及其內源激素等方面进行了相关研究[63],但缺少在水仙次生代谢物方面的研究。意大利的Marco Masi等[64]发现红口水仙中的一种生物碱Jonquailine与紫杉醇具有协同作用,可防止恶性细胞扩散,有望促进抗肿瘤药物的发展。
3问题与展望
水仙属植物资源丰富,种界范围不明确,分类系统十分复杂,中国水仙的分类与起源问题更是如此[65-66]。尽管葡萄牙学者Fernandes对其进行了广泛的细胞学研究,并且经过后来众多学者的补充、修订,但仍然有个别分类单元不够明确,需要修订。目前,细胞学研究在水仙属植物应用非常广泛,但分子系统发育学技术还较少应用。随着分子系统发育学的发展,使用现代分子系统发育学技术分析水仙属植物系统发育关系,明确其种的界限划分将成为可能。
水仙花是我国传统十大名花之一,具有重要的文化历史意义。然而,中国水仙品种较少,遗传多样性不够丰富,与欧洲水仙相比,花色、花型均比较单一;繁殖方式单一,新品种选育困难;连作栽培易感染病虫害,降低种球品质,严重影响中国水仙产业发展。
当务之急是寻求解决方案,突破发展瓶颈,改变中国水仙产业发展现状。首先,必须解决品种单一、遗传多样性不够丰富的现状。中国水仙为三倍体,新品种的育成极为困难。因此,中国水仙育种方式的创新是解决问题的关键。可引进国外优良品种,丰富水仙遗传多样性,并寻找品种选育的新途径。其次,要解决水仙花的栽培技术问题。避免连作栽培,正确使用化肥、农药,规范水仙花栽培技术,推广标准化生产,保证水仙花种植业的健康发展,为中国水仙种质的保存与良好发展奠定基础。
目前我国对水仙花的挖掘利用仍存在许多不足,如水仙球茎的雕刻技术还未能实现产业化、规模化生产,且产品的知名度不够,雕刻的品种也不够丰富[61];以及水仙花中许多未知的次生代谢物等都需要进一步探索研究。
参考文献:
[1]陈俊愉.中国花卉品种分类学[M].北京:中国林业出版社,2001.
[2]HANKS G R.Narcissus and daffodil: the genus Narcissus[M].London and New York:Taylor & Francis Ltd.,2002.
[3]CHEN J, CHEN J P, LANGEVELD S A, et al.Molecular Characterization of Carla- and Potyviruses from Narcissus in China[J].Journal of Phytopathology, 2003,151(1):26-29.
[4]GRAHAM S W,BARRETT S C H.Phylogenetic reconstruction of the evolution of stylar polymorphisms in Narcissus (Amaryllidaceae)[J].American Journal of Botany,2004,91(7):1007-1021.
[5]HODGINS K A, STEHLIK I, WANG P, et al.The development of eight microsatellite loci in the wild daffodil Narcissus triandrus(Amaryllidaceae)[J].Molecular Ecology Notes,2007,7(3):510-512.
[6]JIMENEZ J F, SANCHEZ-GOMEZ P, GUERRA J,et al.Regional speciation or taxonomic inflation? The status of several narrowly distributed and endangered species of Narcissus using ISSR and nuclear ribosomal ITS markers[J].Folia Geobotanica,2009,44(2):145-158.
[7]吴菁华,张志忠,吕柳新.中国水仙3个特异种质的分子细胞遗传学分析[J].园艺学报,2011,38(4):740-746.
[8]陈榕生,梁育勤.水仙花[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[9]KINGTON S.The International Daffodil Register and Classified List[M].London: Royal Horticultural Society,2008.
[10]DIAZ L Z, CAMACHO C A, Viruel J,et al.The allopolyploid origin of Narcissus obsoletus (Alliaceae): identification of parental genomes by karyotype characterization and genomic in situ hybridization[J].Botanical Journal of the Linnean Society,2009,159(3):477-498.
[11]MARQUES I,FELINER G N,DRAPER MUNT D,et al. Unraveling cryptic reticulate relationships and the origin of orphan hybrid disjunct populations in Narcissus[J].Evolution,2010,64(8):2353-2368.
[12]BLANCHARD J W.Narcissus: a guide to wild daffodils[M].Surrey: Alpine Garden Society,1990.
[13]Dobson H E M, ARROYO J, BERGSTRÖM G,et al.Interspecific variation in floral fragrances within the genus Narcissus (Amaryllidaceae)[J].Biochemical Systematics and Ecology,1997,25(8):685-706.
[14]LARRINAGA A R, GUITIAN P, GARRIDO J L, et al.Floral morphology and reproductive success in herkogamous Narcissus cyclamineus (Amaryllidaceae)[J].Plant Systematics and Evolution,2009,278(3):149-157.
[15]SANTOS-GALLY R, VARGAS P, ARROYO J.Insights into Neogene Mediterranean biogeography based on phylogenetic relationships of mountain and lowland lineages of Narcissus (Amaryllidaceae)[J].Journal of Biogeography, 2012,39(4):782-198.
[16]WYLIE A P.The history of the garden narcissi[J].Heredity,1952,6(2):137-156.
[17]FERNANDES A.Improvements in the classification of the genusNarcissusL[J].Plant Life,1968,24:51-57.
[18]FERNANDES A.Keys to the Identification of Native and Naturalized Taxa of the GenusNarcissusL[J]. Royal Horticultural Society, 1968,33:37-66.
[19]LINNAEUS C.Species Plantarum Tomus I[M].Holmiae:Impensis Laurentii Salvii, 1753.
[20]BAKER J G.Handbook of the Amaryllideae[M].London: George Bell & Sons,1888.
[21]WEITZ S, FEINBRUN N.Cytology and systematics ofNarcissustazettaL.in Israel[J].Israel Journal of Botany, 1972,21(1):9-20.
[22]FERNANDES A.Summary of work on cytology ofNarcissusL[J].Herbertia, 1942,9:126-133.
[23]FERNANDES A. L’évolution chez le genreNarcissusL. Anales del Instituto Botánico A. J[J].Cavanilles, 1975,32(2): 843-872.
[24]BRANDHAM P E.Evolution of polyploidy in cultivated Narcissus subgenus Narcissus[J].Genetica, 1986,68(3):161-167.
[25]WEBB D.Flora Europaea[M].London:Cambridge University Press,1980.
[26]MATHEW B.Narcissus and daffodil: the genus Narcissus[M].Boca Raton: CRC Press,2002.
[27]ZONNEVELD B J M.The systematic value of nuclear DNA content for all species of Narcissus L.(Amaryllidaceae)[J].Plant Systematics and Evolution,2008,275 (1-2): 109-132.
[28]KINGTON S.Botanical Classification[M].London:Royal Horticultural Society,2014.
[29]HUNTER D A, FERRANTE A, VERNIERI P, et al. Role of abscisic acid in perianth senescence of daffodil (Narcissus pseudonarcissus “Dutch Master”) [J]. Physiologia Plantarum, 2004,121(2), 313-321.
[30]RIVERA D, RIOS S, ALCARAZ F, et al. The biogeographical patterns of floral form in wild daffodils and their contribution to the cultivar groups of Narcissus L. subgenus Ajax Spach (Amaryllidaceae) [J]. Floriculture Ornamental & Plant Biotechnology,2006,4:300-313.
[31]ROEMER M J. Familiarum naturalium regni vegetabilis synopses monographicae: seu, Enumeratio omium plantarum hucusque detectarum secundum ordines naturales, genera et species digestarum, additis diagnosibus, synonymis, novarumque vel minus cognitarum descriptionibus[M]. Vimariae:Landes industrie comptoir,1847.
[32]BRUMMITT R K. Species, subspecies, variety or form-an old problem revisited in tropical African Protea[J]. Mitteilungen aus dem Institut für Allgemeine Botanik Hamburg,1990,23:677-682.
[33]陈林姣,缪颖,陈德海,等.中国水仙种质资源的遗传多样性分析[J]. 厦门大学学报:自然科学版,2002,41(6):810-814.
[34]陈静,张荻,申晓辉,等.中国水仙胚胎学特征及其系统学意义研究[J]. 上海交通大学学报:农业科学版, 2012,30(5):12-18.
[35]李广苹. 漳州水仙随体单染色体文库的构建及其AFLP标记的研究[D]. 福州:福建农林大学,2009.
[36]姚文岳,张素琴,朱玉英,等.崇明水仙病毒病毒源种类鉴定初报[J]. 上海农业科技,1989(1):38-39.
[37]倪尚贤,范凯峰,石振昌.崇明水仙栽培技术初步探讨[J].上海农学院学报, 2000,18(1):74-76.
[38]陆春芳,龚德超,钱爱萍,等.崇明水仙组织培养技术初探[J]. 上海农业科技, 2002(6):18-19.
[39]周永刚.崇明水仙种质资源细胞学分析及ISSR分子鉴定[D]. 雅安:四川农业大学,2011.
[40]周永刚,张冬梅,鲁琳,等.崇明水仙根尖体细胞染色体的观察和核型分析[J]. 植物资源与环境学报, 2011,20(2):56-62.
[41]惠楠.提高崇明水仙种球周径的矿质营养配比研究[D]. 北京:北京林业大学,2011.
[42]吕静,魏筱双,何炳蔚,等.崇明水仙腐烂病病原菌的分离鉴定[J]. 江苏农业科学, 2013,41(2):131-133.
[43]张成标. “普陀水仙”商品球的主要栽培技术[J]. 浙江林业科技, 1987,7(6):18-19.
[44]郑长安,张成标,俞品德,等. “普陀水仙”人工栽培和野生的植株养分及土壤性状比较[J].浙江农业科学, 1995(1):44-46.
[45]任如红,方金军,李修鹏,等.普陀水仙大球栽培技术初探[J]. 浙江海洋学院学报:自然科学版, 1999,18(1):54-59.
[46]江鸿飞,周义昌,王雷,等.不同地面覆盖物对普陀水仙生长的影响[J]. 浙江农业科学, 2008(4):433-435.
[47]沈信忠,汪成林.舟山海岛普陀水仙栽培技术[J]. 现代农业科技, 2010(5):184.
[48]冯立强,游克仁.平潭水仙种球处理与商品球贮藏技术[J].福建农业科技, 1998(5):44-45.
[49]冯立强.平潭野化水仙优势与复壮技术[J]. 福建农业, 2008(1):17.
[50]兰海滨,陈炳隆.漳州水仙花的若干质量问题[J]. 亚热带植物科学, 2002(4):63-64.
[51]戴丽云. 漳州水仙花产业关键技术研究[D].福州:福建农林大学,2011.
[52]林加根,何炎森,林霜霜,等. 漳州水仙组培快繁技术研究[J]. 现代农业科技,2012(20):163.
[53]陈燕贤,苏亚北. 漳州水仙花新品种“金三角”选育[J]. 花木盆景(花卉园艺),2002(11): 10-11.
[54]何玮毅,陈晓静,陈祥檀. 黄花水仙和南日岛水仙的组培快繁[J].福建农业大学学报:自然科学版,2005,34(3):313-317.
[55]李科,张游南,李欢,等.‘云香’水仙花香成分分析[J].农业科技与信息:现代园林,2015(4):297-298.
[56]陈晓静,申艳红,吕柳新,等.‘云香’水仙新品种选育[C].//中国园艺学会观赏园艺专业委员会、国家花卉工程技术研究中心.中国观赏园艺研究进展(2013),2013:4.
[57]林晓红. 三个中国水仙变异品系(株系)的形态解剖研究[J]. 中南林业科技大学学报,2012,32(10):135-140.
[58]陈晓静,吕柳新. 福建多花水仙资源[J]. 福建林学院学报,2006,26(1):14-17.
[59]马艳丽. 水仙的园林应用现状及研究进展[J]. 林业勘查设计, 2010(2): 48-54.
[60]孔祥海. 水仙花及其艺术造型[J]. 龙岩师专学报, 2000(3): 85-88.
[61]蓝志福, 蓝炎阳. 漳州水仙花艺术加工技术应用与市场前景研究[J]. 福建热作科技, 2014(4): 18-20.
[62]刘顺兴, 陈毅勇, 蓝炎阳,等. 中国水仙花雕刻品出口保鲜贮运的试验[J]. 东南园艺, 2014(3): 1-5.
[63]黄双龙, 赖钟雄. 水仙花生物技术研究进展(综述)[J]. 亚热带植物科学, 2007,36(3): 74-79.
[64]MASI M, FROLOVA L V, YU X,et al. Jonquailine, a new pretazettine-type alkaloid isolated from Narcissus jonquilla quail, with activity against drug-resistant cancer[J].Fitoterapia, 2015, 102:41-48.
[65]陈心启,吴应祥. 中国水仙续考——与卢履范同志商榷[J]. 武汉植物学研究,1991,31(1):70-74.
[66]陈段芬,高健,彭镇华.水仙属植物研究进展[J]. 林业科学,2008,44(3):140-146.
(责任编辑:林芸青)
收稿日期:2016-03-26
作者简介:施世强,男,1994年生。
DOI:10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.04.019
Plant classification ofNarcissusand current status of utilization and study on ChineseNarcissusgermplasm resource
SHI Shi-qiang1, YE Ru-meng2
(1.CollegeofArt,CollegeofLandscapeArchitecture,FujianAgricultureandForestryUniversity,FujianProvince350002;2.CollegeofHorticulture,FujianAgriculturalandForestryUniversity)
Abstract:This paper reviewed plant classification of Narcissus and status of utilization on Chinese Narcissus germplasm resources. Some existing problems were analyzed, and further development directions were also proposed.
Key words:Narcissus; classification; phylogenetic evolution