蕹菜研究进展综述

2023-04-05 15:47汪国其冯冬林
种子科技 2023年3期
关键词:蕹菜空心菜叶片

汪国其,冯冬林

(1.中蔬种业集团有限公司,福建福州 350009;2.福建农业职业技术学院,福建福州 350007)

蕹菜别称空心菜、通菜、蓊菜、藤菜,是番薯属光萼组植物,原产东南亚热带多雨地区,是一种一年或多年生绿叶类蔬菜,也可以当作多年生的水生、半水生蔬菜[1]来栽培。蕹菜大多以浅水田栽培、旱地栽培两种栽培形式为主,在城市边缘地带种植面积占比较大。在长江中下游地区,蕹菜主要进行早栽,可连续多次采收,采收期长,可周年生产,是市场中主要的叶类菜之一,特别是在蔬菜供应相对较少的秋冬季节能起到重要作用。将蕹菜用水培方式栽种,在长江流域以四川为主,品种大多是重庆、贵州等地的本地品种。在中南部地区,如福建、湖南、江西、广东、广西等地,蕹菜生产量大,栽培面积逐年上升,且栽培经验丰富。

1 种质资源研究概况

1.1 种质资源分布及其利用

蕹菜起源于我国,栽培利用历史已有约1 700 年[2]。全球很多地方均有蕹菜分布,主要分布于中国和印度,其中很多品种均源自中国。我国蕹菜品种主要分布在华南一带,广东、广西和福建的蕹菜种质种类和数量最多,部分地区野生种也有分布,如云南西双版纳[3]。

1.2 种质资源特点及不同类型间的演变

早在20 世纪80 年代初期,台湾已保存了40 多个类型的品种。后经过科研人员的调查取样,种类资料增长至80 多个[4]。不同的蕹菜类型在花色、叶片、种子形状、种皮颜色等植物学性状间存在着较大差异。

一般而言,植物的生长环境温度过高会导致植株生长缓慢、叶片宽大易枯黄,植物活性弱,因此高温地区植物对水分的需求较大[5]。通过对蕹菜品种进化过程分析,认为蕹菜主要起源于热带沼泽地区,需要较高的温度和充足的水分,茎蔓生长快,旺盛,短日照促进蕹菜开花。

2 细胞学研究概况

蕹菜具有20 条染色体,双倍体。但是,利容千和王建波(1990)[6]研究发现,青梗蕹菜和白梗蕹菜有30 条染色体。青梗蕹菜大部分染色体着丝点在中部,仅第l、4、5、14 条染色体着丝点位置为近中部;白梗蕹菜第1 条染色体着丝点位置为中部,其余染色体着丝点位置同青梗蕹菜一样。青梗蕹菜与白梗蕹菜在染色体绝对长度、长度比、相对长度等特性上均不同。青梗蕹菜和白梗蕹菜的第4、9 对染色体的短臂上带有随体,核型较稳定,均为IA 型。

3 基因学研究概况

国内目前关于蕹菜基因方面的研究较少。张宇欣等(2023)[7]通过对蕹菜WRKY 基因组进行鉴定分析发现,蕹菜共有82 个WRKY 基因家族成员,OsWRKY 基因模式与水稻较为类似,IaWRKY 基因大多分布于染色体之上。除了IaWRKY9 以外,Ⅰ组WRKY 基因均拥有两个保守结构域;Ⅱ组成员比较活跃,且成员最多,主要负责蕹菜的基因扩张等功能;Ⅲ组成员最少,且分子结构最为保守。综合来看,3 组WRKY 基因存在明显的功能分化。王杏茹等(2019)[8]对蕹菜耐高温机制进行分析研究,通过分析“泰国三叉”和“柳叶”两个蕹菜品种,对比两个sRNA 库碱基质量数据,发现两个数据库共有的序列占比仅为11.36%,说明蕹菜长时间在高温环境中的SRNA 作用机制有很大区别。

4 新品种选育研究

蕹菜新品种选育研究方面,台湾开展较早。陈培昌和陈英隆(1970)根据品种主要质量性状的不同,将台湾栽培品种从花色、茎秆颜色和叶片大小等方面进行区分。其中,根据花色可将品种分为白花种和紫花种两种类型;根据茎秆颜色可将品种分为绿色、白色及带有紫色3 种类型;根据叶片大小可将品种分为大叶、中叶及小叶3 种类型。许家言(1982)以不同叶色品种进行杂交,显示F1 代的叶色、茎色等性状均介于双亲之间,且各杂交一代产量均比亲本的产量高。范淑贞(1985)以蕹菜不同品种进行杂交,以期育成具有优良性状且茎秆叶片均为白色的直立型新品种,结果表明,杂交后代产量高低不一,株型有的较直立、有的蔓性强,且不同杂交组合叶色深浅也有差异。迄今为止,台湾没有育成空心菜新品种的报道。

除了台湾以外,我国其他地区空心菜选育工作开展较迟,文献检索表明育成的新品种仅有1 例。1987年廖明志从江西本地品种吉安空心菜中通过变异株,经6 年单株选育而成1 个新品种,命名为赣蕹一号,并于1993 年通过新品种认定。该品种比吉安空心菜表现为生长期短、产量高、品质好且抗性强。

5 繁殖材料的生产研究

蕹菜性喜高温,为严格短日照植物,在25 ℃及短日照条件下才能促进开花结籽。刘政道在台湾南部地区观察青梗和白梗空心菜,空心菜等开花长达7 个月,可以从当年9 月一直开到翌年4 月,开花受精后45~60 d 种子成熟。两品种繁殖材料均以旱地栽培产量高,水田栽培产量低,其适播期为7 月下旬至8 月上旬。泰国纬度较福建略低,日照时间短,花芽分化所需日照比福建短。泰国蕹菜比福州大管蕹菜迟开花1 个月左右,结籽和采收时间均比福州品种较迟,且1 hm2产种量比福州蕹菜低150 kg 左右。加盖诱导试验表明,在幼苗长出12 片真叶时,才能接受短日照的诱导,从营养生长转向生殖生长。研究表明,广东品种引种福建后,普遍表现为花期晚,种子成熟度低或不成熟,个别品种甚至不开花。这表明空心菜开花结籽需要较高温度,温度低不利于开花和种子的繁殖。

雍菜为自花授粉作物,种子繁殖时不需要严格的隔离措施。蕹菜留种栽培时,为提高种子质量和产量,在开花结籽期增施磷肥、钾肥,后期控制营养生长,将多余的花摘除;采用插架引蔓措施,增加植株受光面积,促进植株开花结果,可大幅度提高种子产量。

6 种子发芽生理研究

刘政道(1988)发现,蕹菜种子萌发需较高温度。温度低于20 ℃时,种子发芽慢,发芽率低;温度在25~35 ℃时,种子发芽快,发芽率高。汪国其历年实践表明,福州露地直播以3 月中下旬为宜,平均气温18~24 ℃,否则不易正常出苗。活力研究结果表明,蕹菜浸种后,浸出液电导率增加,发芽率提高。

汪国其将空心菜种子按颜色深浅分为黑褐色、浅渴色及黄褐色,分别测定其千粒重、发芽率等种子活性指标,结果表明黑褐色种子浸出液电导率最低,黄褐色种子最高;其他项目则以黑褐色种子最高,黄褐色种子最低。种子颜色深,表明成熟度高;种子颜色浅,则表明成熟度低、发芽率和生长势低。汪国其对福州品种调查发现,成熟度高的黑褐色种子不足50%。种子成熟度高,蕹菜产量较高。空心菜种子较耐储存,且硬化处理可以提高种子活力。

7 营养生理研究

刘政道通过对空心菜采收期及不同氮肥施用量的研究表明,增施氮肥可以提高空心菜的产量与蛋白质含量,但氮肥量施用过多会提高硝酸盐的含量,一般施用1 500 kg/hm2氮肥即可满足空心菜需氮量。

陈玉娣和关佩聪(1990)[9]研究发现,空心菜易吸收硝态氮。生产中施用硝态氮肥可提高产量并增加空心菜中蛋白质的含量。赤霉素处理空心菜叶片,诱导叶片吸水,促进叶片伸展,增加叶片的鲜重和面积,可提高产量。空心菜容易富集重金属,研究表明空心菜根部最易富集重金属镉,茎次之,叶最低。

陈玉娣和关佩聪(1993)[10]对泰国蕹菜进行生长和营养吸收特性研究,结果表明从播种至采收,鲜重呈直线增加,0~20 d 叶片生长量占植株鲜重的7.6%,20~30 d 叶片生长量占植株鲜重的33%,30~40 d 叶片生长量占植株鲜重的60%,生长速度随生长进程而快速提高,采收前10 d 生长量占总生长量的60%以上,干物质积累的增长速度与鲜重基本相同。空心菜喜氮肥,采收中后期需氮量逐步增高,同叶片的生长动态类似。研究表明,空心菜的生产动态与VC 含量、叶绿素含量以及过氧化物酶活性变化等都具有基本相同的趋势;青梗品种在各种生理指标上均较白梗品种高,表明青梗品种的丰产及优质性状同上述生理指标具有正相关性。

8 营养成分研究

汪国其对33 个雍菜品种的干物质、蛋白质、可溶性糖、灰分、VC 含量进行测定,数据显示,33 个品种各种成分含量不尽相同,各成分含量高的品种如下。干物质含量高者(每100 g 鲜重含11.18 g 以上):汕头尖叶品种18.2 g、泰国尖叶品种11.22 g。蛋白质含量高者(每100 g 干重含28.56 g 以上):桐城长蔓蕹31.56 g、细叶蕹30.12 g、竹叶青30.10 g、广州白梗29.87 g、安庆雍29.37 g、福建宽叶蕹29.14 g、广西白粒28.89 g。灰分含量高者(每100 g 干重含19.02 g 以上):籽菇19.6 g。可溶性糖含量高者(每100 g 干重含0.77 g 以上):大管推0.90 g、泰国蕹0.82 g。VC 含量高者(每100 g 鲜重含23.88 mg 以上):杂交蕹25.62 mg、穗郊雍2.98 mg、汕头尖叶蕹24.83 mg、南平蕹24.80 mg、泰国蕹24.41 mg、福建尖叶24.30 mg。通过对蕹菜各种成分的测定发现,不同国家和地区、不同品种间的差异较大,但蛋白质含量的测定结果却较一致。

9 种子生产区域研究

目前,国外空心菜种子产量以东南亚国家为主。我国蕹菜种子繁殖规模和技术近年来均有较大发展。由于人工、土地、农资等价格不断提升,为了降低成本,我国蕹菜采取境外繁种方法。汪国其自1990 年第一家开始利用境内选育亲本(原种)—原种出口—境外生产品种—进口回购的办法,大量降低成本。据统计,2020 年我国蕹菜种子2 000 t,年推广面积达13.3 万hm2。境外繁殖品种有竹叶种、三叉种、白骨柳叶种、青骨柳叶等四大类型品种。境外生产以泰国、印度尼西亚、越南、马来西亚等国家为主。国内推广区域有福建、广东、广西、上海、安徽、江西、湖南、湖北、贵州、四川、河南等地,后续发展至华北等地,涉及20 多个省份。

10 病虫害防治研究

国内针对蕹菜病虫害种类及其防治的研究较多,具有指导意义。

邹桂花(2017)[11]认为,蕹菜的病害主要有白锈病、褐斑病、轮斑病和病毒病,虫害主要有斜纹夜蛾和甘薯麦蛾。白锈病和轮斑病最为常见,多发于叶片、叶柄、茎部,影响蕹菜产量和质量,严重时作物有枯死风险;褐斑病多发于叶片,常伴潮湿环境发病;病毒病会导致蕹菜植株矮小,阻碍生长,多为伴生病症。斜纹夜蛾幼虫具有暴食性,对蕹菜茎叶蚕食速度快,其排泄物也会污染植株;甘薯麦蛾幼虫喜热,常发于夏季,常见大面积暴发,对蕹菜威胁较大。针对以上常见病虫害,防治措施有加强田间清洁管理、水肥管理、灯光诱杀、性信息诱杀及生物药剂消杀等。

魏林等(2014)[12]通过对长沙蕹菜种植情况进行考察,认为该区域蕹菜主要虫害有甘薯麦蛾、甘薯腊龟甲、甘薯台龟甲、甘薯天蛾、甘薯烦夜蛾、甜菜螟和短额负蝗。甘薯腊龟甲成虫和幼虫均有害,蚕食蕹菜叶片,常发于春季气温回升湿气降低时;甘薯天蛾幼虫啃食蕹菜叶片,喜热喜湿,常发于6 月中旬;甘薯烦夜蛾幼虫蚕食蕹菜叶片,颜色鲜艳,喜阴畏光,常于17:00 后进食,多发于9—11 月;甜菜螟幼虫啃食蕹菜叶片背面叶肉,形成网状缺刻,一代常发于7 月下旬至9 月中旬,二代常发于8 月下旬至9 月下旬;短额负蝗成虫和若虫均有害,啃食蕹菜叶片,喜高温,常发于5 月上中旬至8 月上旬。针对以上虫害,防治措施有人工捕杀、灌水消杀、加强田间清洁管理等。

11 总结和展望

蕹菜作为我国常见菜种,在人们的餐桌上占有重要地位,是夏秋季节主要蔬菜之一,因此对其进行研究是非常有必要的。目前国内关于蕹菜的研究方向较为全面,在种质溯源、品种培育、栽培养殖、病虫害防治等方面都有较为深入的研究,对我国农业从业者更好地研究和培育优质蕹菜有巨大作用,特别是对于蕹菜种植者提高生产效率和经济效益具有重大意义。同时,应注意到我国对蕹菜基因学、细胞学的研究相对较少,缺乏相关文献资料。希望通过对以往研究者文献的整理,帮助蕹菜研究人员更好地解决遇到的问题,促进相关研究开展。

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