劳景莉+方艺++杜明++罗佳佳++于旭东++蔡泽坪
摘 要 五指毛桃具有食用及药用价值,常用来煲汤或作为中药材治疗多种疾病。由于滥砍滥挖,野生资源逐渐枯竭,人们正寻求有效方法对其进行繁殖。简述五指毛桃种子繁殖、扦插繁殖和组织培养3种繁殖技术,以及田间管理和病虫害防治技术,以更好的保護和利用五指毛桃野生种质资源。
关键词 五指毛桃 ;繁殖技术 ;组织培养
中图分类号 S567.1 文献标志码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2017.07.016
Research Progress in Propagation of Ficus hirta Vahl
LAO Jingli1) FANG Yi1) DU Ming1) LUO Jiajia1,2) YU Xudong1) CAI Zeping1)
(1 College of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737;
2 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS / Ministry of Agriculture Key Laboratory of Tropical Crops Germplasm Resources, Danzhou, Hainan 571737)
Abstract Ficus hirta Vahl has edible and medicinal values and can be used to prepare soup or treat illness as a traditional Chinese medicinal plant. Excessive deforestation has resulted in gradual decline in wild resources of F. hirta Vahl. Effective propagation methods for F. hirta Vahl are well sought. Seed propagation, cutting propagation, tissue culture, field management and pest control of F. hirta Vahl were reviewed for the betterment of conservation and utilization of germplasm of F. hirta Vahl.
Keywords Ficus hirta Vahl ; propagation ; tissue culture
五指毛桃(Ficus hirta Vahl)是桑科榕属的木本植物,又名粗叶榕、五指牛奶、土北芪,因其叶片形状像五指而得名[1]。五指毛桃是一种食药同源的植物,它的根不但具有一定的药用价值,同时具有一定的食用价值。在中国广州地区,常被用于煲汤,被称为“南芪”[2]。在医学中,五指毛桃是治疗咳嗽、脾肺虚弱、产后无乳等症状的良药[3]。此外,它还具有舒展筋骨等功效,对人体的很多器官都有好处。五指毛桃主要分布于中国的南方地区,如广东、福建、海南等。目前五指毛桃多为野生分布,还没有大规模的人工栽培。近年来,由于五指毛桃被滥采滥挖,其资源逐渐枯竭,市场上供不应求。
五指毛桃是雌雄异株植物,它全年开花,花序为隐头花序,与爪哇榕小蜂形成专性共生体系,因其为异花授粉,所以遗传性状不稳定,后代为天然杂种。因此,研究五指毛桃的繁殖方式具有一定的意义,可以通过组织培养或其他方面的研究,保留五指毛桃的优良性状,更好地利用其种质资源。目前,五指毛桃的繁殖方式主要为种子繁殖、扦插繁殖和组织培养。为了更好地保护五指毛桃的野生资源,同时也为了促进其人工栽培与利用,笔者对其现有的繁殖技术进行简述。
1 种子繁殖
五指毛桃四季均可生长,其花序为隐头花序,在自然授粉过程中与爪哇榕小蜂[Blastophaga (B.) javana]形成共生体系[4]。五指毛桃的果实为瘦果,种子形状通常为长椭圆形,有的为卵形、斜卵形等,颜色呈淡黄色或黄褐色,且质地粗糙,表面呈凹凸状,长约0.9~1.5 mm。五指毛桃种子的千粒重一般为0.445~0.521 g。但是种子的成熟度不同,其质量也不同,老熟种子的千粒重最大,黄熟种和枯沉种其次,枯浮种的千粒重最小。同时因产地不同、采种期不同,种子的质量也不尽相同[5]。五指毛桃的种子最适发芽温度为30℃,其寿命较短,因此在生产中需随采随播[5]。种子的发芽率也与它的成熟度有很大的关系,完全成熟种子的发芽率高于未完全成熟种子[4]。
目前,五指毛桃的栽培繁殖方式主要以种子繁殖为主,但此法的成活率只有50%左右[6-7]。种子在良好的环境条件下才能萌发,因此,在培育过程中需要精确控温,注意灌排水。种子繁殖的具体做法如下:母树原则上应选择2~3年的健壮植株,且植株无病虫害;在选定母株后需加强肥水管理、控制合适的温度和湿度,使其多结果实;采收成熟种子后搓烂果肉取出种子,稍微晾干后播种[8-9]。播种时间一般在3月上旬,常采用撒播的方式,由于种子太小,可混合适量的草木灰,浅覆土后浇水并进行适当的田间管理,在种植后的2~3年采收[8]。种子如需储藏,则要放在湿润的细沙中进行层积处理(种子与细沙的比例为1∶3)[9]。
2 扦插繁殖
与种子繁殖相比,扦插繁殖能够大大缩短育种年限,提早丰收。五指毛桃的扦插育苗主要有苗床育苗及营养袋育苗2种方式。苗床育苗的过程如下:育苗地点应选在向阳背风的地方,土壤最好选择疏松肥沃、排水保水能力良好的砂质壤土;冬季深翻土地,笠春整地作畦;在生长健壮的母株上选取老熟枝条作为插穗,插穗上端平剪下端斜剪,适宜的粗度为1.5~2 cm,适宜的长度为15~20 cm;然后将截取的插穗斜插在整好的苗床上,插条露出地面1/3,间距4 cm左右,插后浇水盖草[8-9]。营养袋育苗则首先选择地势平坦、排灌水方便的平地,搭建育苗棚,把经过消毒的细土或黄心土装入营养袋内;其次将截取好的插条插入营养袋,每袋插1根,扦插后整齐的摆放在棚地上,浇水保湿。在秋季采收根部,并培土施肥,让基部萌发新根,2~3年后再次采收[10]。目前,广东省河源市对五指毛桃的产业化开发主要采用此种方式[9-12]。由于五指毛桃的枝条是空心的,插条初期易染病死亡,并且成活率受季节影响较大,为简化扦插育苗过程提高出苗率及成活率,许多人做了大量的研究[7,11]。李娟等[7]在90%荫蔽度的胶园中进行扦插试验,成活率和出苗率都接近100%,与传统的扦插育苗以及种子育苗相比,此法具有明显优势。由此可以看出,在不同的环境条件下扦插结果不同。
3 组织培养
利用组织培养技术获得再生植株已经成为植物繁殖的有效方法,此方法不仅能保持植株的优良性状,而且还能扩大繁殖系数,因此在生产中得到了广泛应用[13]。目前,五指毛桃组织培养的相关研究较少,在技术上还有很大的研究和发展空间。
3.1 外植体类型
五指毛桃愈伤组织诱导率与外植体的选择和激素配比有关,在所有外植体中叶片的诱导率最高,达到53.3%;其次是叶柄,诱导率为28.3%;茎段的诱导效果最差,在所有培养基中均无法诱导出愈伤组织[14]。
五指毛桃离体再生主要包括不定芽诱导、不定芽增殖和生根。在早期的研究中,蒋林等[15]以茎节为外植体对五指毛桃快速繁殖技术进行研究,发现最大增殖倍数可达10.6。李林轩等[16]以叶片作为外植体研究其离体再生,最大的增殖倍数为7.2。
3.2 组织培养快繁途径和最佳培养基
蒋林等[15]以茎段为外植体对五指毛桃的快繁进行研究,结果表明,诱导不定芽的最适培养基为1/2 MS+NAA 1.0 mg/L+6-BA 1.0 mg/L和1/2 MS+NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.5 mg/L,其中前者对顶芽的诱导效果最好,后者对腋芽的诱导效果最好;不定芽增殖的最适培养基为1/2 MS+6-BA 0.5 mg/L,增殖系数达到10.6;生根的最适培养基为1/2 MS+IBA 1.0 mg/L,生根率为96.6%。
李林轩等[16]以五指毛桃叶片为外植体,研究多种植物激素组合对五指毛桃不定芽诱导、不定芽增殖和生根的影响,结果表明:不定芽诱导的最适培养基为MS+NAA 0.3 mg/L+6-BA 1.0 mg/L;不定芽增殖的最适培养基为MS+IAA 0.3 mg/L+KT 0.3 mg/L+6-BA 1.0 mg/L;生根的最适培养基为1/2 MS+NAA 0.3 mg/L+IBA 1.0 mg/L,生根率高达100%;移栽时,适于移栽在泥炭-珍珠岩(1∶1)的基质上,移栽成活率达到94%。
3.3 植物激素的影响
在五指毛桃的繁殖技术中应用的植物激素主要有生长素和细胞分裂素2种。其中,生长素主要有NAA、IBA和2,4-D。NAA能够促进细胞的分裂与扩大,诱导不定根形成[17]。IBA的作用主要是促进细胞的分化和分裂以及根系的增多和伸长[18-19]。2,4-D能够促进愈伤组织的形成,但对不定芽的形成有一定的抑制作用,其浓度较高时,对根的伸长也有一定的延缓作用[20-21]。在五指毛桃组织培养的研究中发现,NAA对不定芽和根的诱导有一定影响,但影响不显著,对愈伤组织的影响主要体现在与6-BA浓度配比的关系上;IBA对五指毛桃生根率和平均生根数有影响;2,4-D对不定芽诱导影响不显著。
在五指毛桃组织培养中,应用的细胞分裂素主要有6-BA和KT。6-BA对不定芽的诱导、增殖及愈伤组织的形成都有显著促进作用[22-23]。KT则主要促进愈伤组织形成及分化[24]。在五指毛桃组织培养的研究中发现,当6-BA的浓度为0.5~1.0 mg/L时,诱导的不定芽数量随着浓度的增加而增加;当6-BA浓度大于1.0 mg/L时,抑制不定芽产生,不定芽诱导数量减少;当6-BA的浓度等于1.0 mg/L时,不定芽增殖效果最明显[16]。而KT仅对五指毛桃不定芽增殖有一定影响,对其愈伤组织的诱导还没有相关研究。
6-BA与NAA的比例对五指毛桃愈伤组织诱导有显著影响。在诱导愈伤组织的研究中发现外植体不同,最适配比不同。当叶片为外植体时,6-BA与NAA最适配比为3∶1,此时愈伤组织的诱导率最高,可达53.3%;当叶柄为外植体时,6-BA与NAA的最适配比为1∶1,但诱导率低于叶片的诱导率,仅为28.3%[14]。
4 田间管理
五指毛桃的田间管理措施主要有换苗补苗、灌排水、施肥、中耕除草等[6]。定植后需及时疏除弱苗坏苗,并补充健康强壮的新苗,以保证全苗。天气干燥造成土壤干旱时注意灌水,保持土壤湿润;雨天注意排水,防止湿度过高诱发病虫害。与此同时,在五指毛桃生长发育的不同时期,要进行合理的追肥。全年共追肥3次,春夏季每次每亩施用1 000 kg腐熟人畜粪肥;为了促进根系生长,初冬每亩施用2 000 kg腐熟厩肥、草木灰等混合肥;采收果实后,为了促进根生长与增粗,要进行培土施肥[6,8]。在五指毛桃生长的过程中每年需要中耕除草3~4次[8]。第一次中耕除草在幼苗刚长出新叶、新根时,中耕除草能够疏松土壤从而有利于幼苗根系的生长,增强根系对养分和水分的吸收能力。中耕除草时注意力度和深度,切勿锄伤植株根部。去除杂草要彻底,防止与植株竞争养分,影响植株发育[25]。
5 病虫害及其防治
五指毛桃受炭疽病影响最为严重。发病后,叶片上有近圆形的坏死点,病斑边缘呈黄褐色,当空气比较潮湿时,病斑会出现粘性物质[26]。生产上常用焚烧病叶的方法来阻止病原传播,也可配置1∶1∶100的波尔多液来防治炭疽病[27]。危害五指毛桃的害虫主要有卷叶蛾和粘虫。卷叶蛾常危害五指毛桃的嫩叶和嫩芽,而粘虫主要危害树梢和嫩枝[5]。为消灭减少来年的虫源,可在寒冷季节焚烧落叶及杂草;同时,用90%敌百虫1 000倍液喷杀卷叶蛾幼虫,用40%乐果1 000倍液喷杀粘虫幼虫[8]。每次喷施的时间间隔为7 d,连喷2~3次[5,8]。
6 展望
五指毛桃具有一定的食用价值,在广州民间常用于煲湯。此外,其还具有一定的药用价值,在传统医学中,五指毛桃应用广泛,是治疗食少无力、脾虚浮肿、风湿痹痛、产后无乳等病的有效中药材。现代医学研究表明,五指毛桃对肿瘤有一定疗效[28]。因此,无论是作为食材还是药材,五指毛桃的需求量都很大。但目前市场上所出现的五指毛桃主要依靠野生资源,没有大规模的种植基地[29]。在种子和扦插繁殖方面,因为五指毛桃的枝条是空心的,所以不容易成活,种子繁殖的成活率只有50%左右,且栽培管理技术繁琐,需要消耗大量的人力物力,因此需要优化繁殖技术,提高繁殖效率。在养护管理方面,为提高幼苗成活率,保证五指毛桃的质量,可增强对其病虫害防治的研究。在五指毛桃生长方面,可加大其与爪哇榕小蜂共生体系的研究力度,以促进五指毛桃的开花结果。
在组织培养方面,五指毛桃的研究还处于探索阶段,目前相关方面的研究还较少,现有的研究成果中,最高增殖倍数为10.6,愈伤组织的诱导率最高仅为53.33%。在五指毛桃的组织培养中应用的植物激素种类较少,只有细胞分裂素和生长素,因此可增加其它植物激素的研究。此外,广州民间有根据五指毛桃叶片的分裂数目来判断其质量好坏,但目前还没有相关的研究[30-31]。因此,五指毛桃栽培繁殖技术与其叶片分裂的关系,也有广阔的探索空间。
参考文献
[1] 钟小清,徐鸿华. 五指毛桃的品种考证[J]. 中药材,2000,23(6):361-362.
[2] 温 玲,徐 刚,杨文豪,等. 岭南草药五指毛桃研究概况[J]. 中医药信息,2007,24(1):18-20.
[3] 宋立人,洪 恂,丁旭亮,等. 《现代中药学大词典》[M]. 北京:人民卫生出版社,2001.
[4] 于 慧,赵南先,陈贻竹,等. 粗叶榕-爪哇榕小蜂共生体系的研究[J]. 广西植物,2003,23(6):573-576.
[5] 董青松,闫志刚,韦树根,等. 五指毛桃种子生物学特性研究[J]. 江苏农业科学,2014,42(11):278-280.
[6] 董青松,欧 彪,陈乾平. 五指毛桃研究进展[J]. 广西医学,2006,28(6):950-952.
[7] 李 娟,林位夫,周立軍,等. 五指毛桃胶园简易扦插育苗法试验研究[J]. 中国热带农业,2014(5):56-58.
[8] 韦荣昌. 五指毛桃种植关键技术[J]. 农业研究与应用,2016(2):63-65.
[9] 钟小清,徐鸿华,陈安琴. 五指毛桃栽培技术[J]. 中国现代中药,2000,2(7):17.
[10] 赖贱妹. 五指毛桃扦插快繁高产技术[N]. 广东科技报,2002-01-09(3).
[11] 朱尧利. 五指毛桃产业化渐入佳境[N]. 广东科技报,2004-06-21(9).
[12] 佚 名. 五指毛桃的开发与利用[J]. 商品与质量,2004(47):12.
[13] Cai Z,Jing X,Tian X,et al. Direct and indirect in vitro, plant regeneration and the effect of brassinolide on callus, differentiation of Populus euphratica, Oliv[J]. South African Journal of Botany, 2015, 97: 143-148.
[14] 梁春辉,黄 敏,黎土英,等. 不同外植体和激素配比对五指毛桃愈伤组织诱导的影响[J]. 园艺与种苗,2014(10):3-5.
[15] 蒋 林,黄清春,张晚风,等. 五指毛桃组织培养研究[J]. 中药材,2004,27(8):547-549.
[16] 李林轩,吴庆华,蔡锦源,等. 五指毛桃组织培养获得再生植株的研究[J]. 中草药,2014,45(17):2 547-2 551.
[17] David D, Ji T Y, Gansau J A. In vitro propagation of Zingiber officinale Rosc.‘Tambunan[J]. Transactions on Science and Technology, 2016, 3(1-2): 162-167.
[18] Jamal A, Ayub G, Rahman A, et al. Effect of IBA (Indole Butyric Acid) levels on the growth and rooting of different cutting types of Clerodendrum splendens[J]. Pure and Applied Biology, 2016, 5(1): 64.
[19] Lakshmi L M, Gopal K, Ramana K T V, et al. Effect of IBA on root regeneration and seedling survival of acid lime (Citrus aurantifolia Swingle) cv. Balaji[J]. Advances in Life Sciences, 2016, 5(8): 3 211-3 215.
[20] Filin A N, Ivanov V B. Effect of 2, 4-D on cell proliferation and elongation in the roots of Arabidopsis thaliana[J]. Russian journal of plant physiology, 2016, 63(1): 166-171.
[21] 刘振林,潘玉霞,杨盼盼,等. 人工合成除草剂2,4-D在植物组织培养中的应用进展[J]. 河北科技师范学院学报,2013,27(2):43-47.
[22] Wu Y, Dor E, Hershenhorn J. Strigolactones affect tomato hormone profile and somatic embryogenesis[J]. Planta, 2016: 1-12.
[23] Shahzad A, Sharma S, Parveen S, et al. Historical perspective and basic principles of plant tissue culture[M]//plant biotechnology: principles and applications. Springer Singapore, 2017: 1-36.
[24] Agarwal R, Kumar H. Effect of kinetin concentration on callus formation from cultured seeds of rice[J]. Advances in Life Sciences, 2016, 5(1): 88-90.
[25] Cha-un N, Chidthaisong A, Yagi K, et al. Greenhouse gas emissions, soil carbon sequestration and crop yields in a rain-fed rice field with crop rotation management[J]. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2017, 237: 109-120.
[26] Xue L, Liu Y, Li C, et al. First report of colletotrichum fioriniae causing anthracnose on Ficus virens in China[J]. Plant Disease, 2017 (ja).
[27] Kedar Nath Adhikari, Geoff Thomas, Dean Diepeveen, et al. Overcoming the barriers of combining early flowering and anthracnose resistance in white lupin (Lupinus albus L.) for the northern agricultural Region of Western Australia[J]. Crop & Pasture Science, 2017, 64(9): 219-223.
[28] 林 勵,钟小清,魏 刚. 五指毛桃挥发性成分的GC-MS分析[J]. 中药材,2000,23(4):206-207.
[29] 宗世举. 河源将建五指毛桃GAP种植基地[N]. 民营经济报,2006-08-10(2).
[30] 张宏伟,李渠筹,张淑园,等. 华南植物园五指毛桃百年标本调查分析[J]. 海峡药学,2013,25(12):54-56.
[31] 秦译炜,郭志坚,罗庆群,等. 广州白云山五指毛桃叶型变异情况的调查[J]. 科技创新导报,2008(34):83-84.