我國冬青屬植物繁殖技術及應用；在園林綠化應用及繁育技術方面的研究除大葉冬青 、紅果冬青、大果冬青等少數(shù)幾個品種報道較多,特別是大葉冬青研究較深外,其它品種的研究報道極少。為便于進一步深入系統(tǒng)地研究該屬植,本文簡要總結了國內已有的研究成果,提出了今后的研究方向和重點,對該屬資源的合理保護、開發(fā)利用等提供參考。

1 　有性繁殖技術

111 　種子休眠

11111 　種子休眠機理的研究

　種子休眠一般可分為外源休眠、內源休眠和綜合休眠。種子物理透性常引起外源休眠;內源休眠有的因胚發(fā)育不完全所致,有的因種子萌發(fā)的生理抑制機理,即種子生理休眠;綜合休眠是內外源因素相互聯(lián)系共同控制著種子的休眠,使種子休眠復雜化[5 ] 。冬青屬植物種子屬綜合型深休眠種子,種子發(fā)芽十分困難,有隔年發(fā)芽的特性[6 ] 。管康林認為,冬青屬種子是種胚分化尚未完成的典型。冬青屬種子在采收季節(jié)時外觀雖己成熟,但胚還未發(fā)育完成而不能萌發(fā),這些種子通常需要通過較長的低溫層積或一定的高溫濕潤條件才能完成胚細胞的分化與萌發(fā)[7 ] 。王寧對冬青種子休眠機理的研究結果表明,冬青屬種子的種皮與胚和胚乳中含有抑制物質,這些抑制物質的存在是冬青屬種子休眠的原因之一[8 ] 。徐本美等對大果冬青的種子研究表明,大果冬青與大葉冬青種子相近似,都屬于綜合型深休眠種子,其種胚從形態(tài)到生理均未成熟。筆者對狹葉冬青種子休眠與萌發(fā)研究發(fā)現(xiàn),狹葉冬青種子種皮致密堅硬,需層積17～19 個月才能發(fā)芽;而酸蝕外加激素處理種子,雖然能提高種子發(fā)芽率,但不能使種子提前發(fā)芽,說明狹葉冬青種子與大果冬青、大葉冬青種子相近似,都屬于綜合型深休眠種子,其種胚從形態(tài)到生理均未成熟 。

11112 　解除休眠的方法

　解除種子休眠的方法較多,如層積、激素處理、化學藥劑處理及一些物理方法。綜合型休眠一般要運用兩種以上的方法才能有效解除休眠。

　化學藥劑處理

　利用化學藥劑( H2 SO4 、KNO3 、HCl 等) 處理冬青屬種子,能夠加快水分吸收和氣體交換,促進種子萌發(fā)。如俆本美等用濃H2 SO4 處理大果冬青種子115 h ,出苗率為513 % ,用012 %KNO3 溶液處理115 h ,則出苗率為113 % ,而對照種子則不發(fā)芽[12 ] ; 筆者用濃H2 SO4 處理狹葉冬青種子115 h ,出苗率提高5 %[9 ] 。

　層積催芽

　層積催芽對含萌芽抑制物質而形成生理休眠的種子效果顯著。常用的層積有變溫層積和低溫恒溫層積,變溫層積通常模擬休眠種子的自然環(huán)境條件。冬青屬種子則屬于這一類,一般先在15～25 ℃下層積一段時間后,再經(jīng)0～5 ℃層積,比單獨用0～5 ℃層積效果好[7 ] 。如大葉冬青種子先經(jīng)濕沙貯藏1～115 a ,并進行變溫處理,沙藏后的種子用40 ℃溫水浸泡12 h ,再置于5 ℃低溫處理24 h ,再用40 ℃溫水浸泡10 h ,取出后用清水浸泡8～10 h ,可提早9 —12 月發(fā)芽,發(fā)芽率30 %左右[8 ] 。

　激素處理

　1975 年khan 提出了“三因子學說”,為利用激素打破種子休眠提供了依據(jù)。許多研究表明,GA、CK和乙烯是打破種子休眠的促進物質,用外源GA、CK等促進物處理休眠種子,使種子的促進物—抑制物平衡,有利于促進種子發(fā)芽。如徐本美等用250 mg/ L GA3 + 012 %KNO3 處理大果冬青種子,在冷變溫中層積,可使種子發(fā)芽率提高到1711 %,比單一GA3 處理(513 %) 效果明顯[12 ] 。

　物理方法

　對種皮堅硬透性差的種子,可采用夾裂、磨擦等機械處理方法破壞種皮,以增加種皮的透性。冬青屬種子也可采用以上方法促進種子萌發(fā)?；羯娇h等以大葉冬青種子為材料將細沙與浸泡過的種子混合,用力摩擦,擦薄種子外皮,或用堿水浸泡核果,使核殼外層有一定的損傷,加速種子的生理后熟并促進發(fā)芽[13 ] 。筆者以細沙與浸泡過的狹葉冬青種子混合擦薄種皮,種子發(fā)芽較整齊,發(fā)芽率也略有提高[12 ] 。冬青屬種子屬綜合型深休眠種子,必須采用以上方法中2 種以上的方法才能有效解除休眠,提高種子發(fā)芽率。俆本美等對大果冬青種子的休眠與萌發(fā)研究表明,大果冬青在滿足了通氣及低溫需求后,只有再繼續(xù)添加GA3 及HNO3 混合液后,才能使出苗率增高到1711 %。

112 　播種育苗技術

冬青屬植物種子發(fā)芽困難,大多數(shù)種子出苗率低。國內研究結果表明,冬青屬植物的發(fā)芽率普遍較低。如生產(chǎn)上小果冬青( I lex micrococca Maxim1 ) 出苗率為1210 % ,毛枝冬青( Ilex buergeri Miq1 ) 為918 % ,大果冬青、大葉冬青、狹葉冬青的出苗率分別為1711 %、3010 %和2112 %。冬青屬種子的出苗率除受種子休眠影響外,還受播種基質、遮陽措施等因素影響。筆者對狹葉冬青播種育苗研究發(fā)現(xiàn),不同播種基質種子的出苗率有明顯差異,腐殖質土的出苗率要優(yōu)于砂土和黃綿土,苗木質量指標也優(yōu)于砂土和黃綿土[13 ] 。李曉儲等對大葉冬青引種試驗發(fā)現(xiàn),大葉冬青幼苗喜陰濕環(huán)境,生長較慢,采用金絲垂柳、杜仲、南酸棗等與大葉冬青復層混交,利用伴生樹種的側方遮陰作用,能顯著提高大葉冬青生長,比全光照栽培提前2 a進入速生期,樹高凈生長量較全光照提高19165 %～34120 %[14 ] 。

2 　無性繁殖技術

外施的生長調節(jié)物質(生長素或類似生長素藥劑) 對促進或抑制樹木插穗生根具有明顯的作用。研究證明,外施的生長調節(jié)物質,促進了插穗多種酶的生成或活性加強,使插穗基部的呼吸強度增加,促進了形成層的分裂活動,使基部膨大,形成愈傷組織,有利于形成誘生不定根[15 ] 。關于冬青屬植物的組織培養(yǎng)已有報道,但在國內僅見能作為苦丁茶用的經(jīng)濟種類[16 ] 。雖然組織培養(yǎng)解決了種子繁殖困難這一難題,但移栽成活率低。李玉巧等對大葉冬青無根試管苗移栽技術研究指出,無根試管苗基部速蘸生根劑處理以350 mg/ L 處理成活率最佳。生根劑NAA + IBA (等質量濃度混合) 處理成活率最高,為4715 % [17 ] 。梁珍梅等對大葉冬青外植體的愈傷組織誘導與不定芽再生研究結果表明,離體培養(yǎng)基的大葉冬青幼葉外植體在含有TDZ(噻吩隆,濃度011～5μmol/ L)與IAA(濃度011～510μmol/ L)的WPM 培養(yǎng)基上培養(yǎng),能夠產(chǎn)生愈傷組織,當TDZ 濃度不變時,510 μmol/ l 的IAA處理產(chǎn)生的愈傷組織塊直徑最大;愈傷組織塊轉培到含有不同濃度TDZ 與IAA 的WPM 培養(yǎng)基上,在510μmol/ lTDZ + 310μmol/ l IAA 的培養(yǎng)基上能出現(xiàn)較多不定芽苗;同時不同的細胞分裂素對大葉冬青不定芽的增殖影響不同,以BA 對大葉冬青葉外植體不定芽苗的處理效果最好,能產(chǎn)生較適宜的增殖系數(shù)與高生長,與劉根林等的研究結論一致[18 - 19 ] 。劉德華等以苦丁茶腋芽為外植體進行培養(yǎng),初代培養(yǎng)以B6 + BA2 mg/ L + IBA015 mg/ L +GA3015 mg/ L 固體培養(yǎng)基誘導腋芽萌發(fā)較好;繼代以B6 + BA015 mg/ L + ZT012mg/ L + GA 3012 mg/ L 固體培養(yǎng)基能誘導大量叢芽產(chǎn)生;適當剪除葉片并去掉頂芽能促進腋芽萌發(fā);小苗在附加NAA012mg/ L , IBA012 mg/ l 或NAA01l mg/ L ,IBA012 mg/ L 的1/ 2MT ,2B6 培養(yǎng)基上培養(yǎng)10～15 d 有利成苗[20 ] 。冬青屬植物扦插較難生根,而利用不同激素及不同濃度處理能提高生根率[21 ] 。常規(guī)的扦插育苗成苗速度慢,也不能全年扦插育苗,而采用全光照噴霧扦插育苗,可有效的加快繁殖速度,提高苗木質量。毛志檳等利用全光照自動噴霧裝置進行雜交冬青嫩枝扦插試驗,結果表明,用不同濃度的NAA、IBA 處理雜交冬青的嫩枝插穗,都能顯著提高生根率與根數(shù),且IBA 對地上部分的生長不論濃度高低均有極顯著的影響,是雜交冬青扦插繁殖理想的促根劑[22 ] 。陳政宏在全光照噴霧條件下,將插穗用1 號ABT 生根粉溶液浸泡處理,扦插密度250 株/ m2 ,生根率達33 %～ 72 % , 移入營養(yǎng)袋成活率達90 % ,當年扦插育苗可達到苗木出圃標準[23 ] 。另外,扦插成活還受母樹年齡、插穗成熟度、扦插基質等因素的影響較大。孟冬梅等通過對影響貓兒刺嫩枝扦插生根的母樹年齡、插穗成熟度、扦插基質、扦插季節(jié)、生長激素等因子進行系統(tǒng)的試驗發(fā)現(xiàn),影響貓兒刺嫩枝扦插生根的主要因子是扦插基質、地表空間水分條件和插穗成熟度。周心鐵用“911”生根素100 mg/ L處理紅果冬青( I lex1 p urpuea Hassk) 硬枝插穗,扦插成活率達90 %以上[24 ] 。

3 　冬青屬植物抗性

我國冬青屬植物主要分布在長江以南,其進一步的應用推廣,尤其是向北方的應用推廣,很大程度取決于其抗逆性的強弱。北方冬季的低溫環(huán)境以及干旱缺水的條件是制約冬青屬植物應用推廣的主要因子。如何確定冬青屬植物抗性強弱的衡量指標、選擇出具有較高抗性及適應性的冬青種及品種,是決定該屬植物北移應用的關鍵。冬青屬植物的耐低溫研究報道較少,僅見張紀林等對國內外引種冬青品種耐低溫能力的比較研究[25 ] 。毛志濱等人以不同冬青離體葉片為試驗材料,測定其電導率,運用Logistic 方程計算各自的半致死溫度,并結合低溫處理后葉片中不飽和脂肪酸含量和脂肪酸不飽和指數(shù)的變化,比較了7 種國產(chǎn)冬青樹種的耐低溫能力。其研究結果表明: 大葉冬青、構骨和冬青的耐低溫能力較強,為此類具有較強抗寒性的冬青樹種向高緯度地區(qū)引種以及推廣應用提供了試驗依據(jù)[26 ] 。李淑琴等通過致死性干旱和致死性水澇處理, 用生理生態(tài)方法, 對冬青( I lexchi nensis) 、綠冬青( I1 vi ri dis) 和無刺枸骨( I1 cornatavar1fortunei) 進行抗逆性研究。耐澇性結果表明:3 種受淹冬青體耐澇時間約1～2 周,在江南水鄉(xiāng)推廣利用,耐澇方面不會成為限制因素。耐旱結果表明:3 種冬青均有一定的抗逆性,其中無刺枸骨對水脅迫的適應能力最強,冬青次之,而綠冬青相對較弱。

4 　資源開發(fā)及應用

411 　化學成份及藥理活性冬青屬中有約20 種,2 變種1 變型供藥用,多用于清熱解毒,消炎鎮(zhèn)咳,祛痰及治療心血管病。近年來,有關冬青屬植物化學成分和藥理活性的研究有很大進展。研究結果表明,冬青屬植物含有三萜、皂苷、黃酮及多元酚類化合物、其它類型化合物和Fe、Ca 、Mg、K等多種元素,其中三萜類皂苷是近年來冬青屬植物化學成分研究的熱點,迄今已發(fā)現(xiàn)三萜及皂苷共100 余種,黃酮及多元酚化合物59 種及其他類化合物和揮發(fā)油等。冬青屬植物的葉、根還具有較好的保健、降脂消肥、降壓、抗炎、治療心血管疾病和神經(jīng)調節(jié)的作用。但目前國內對冬青屬植物的研究大都集中于枸骨、苦丁茶等少數(shù)幾個品種,其化學成分僅限于三萜及其皂苷的研究,對其他化學成分研究尚較粗淺[6 ,28 - 31 ] 。

412 　綠化中的應用

我國北方綠化樹種種質資源較少,特別是常綠闊葉樹種極為稀缺。冬青屬植物多數(shù)為常綠喬木或灌木,具有適應能力強,四季常青,耐修剪等特點。是城市道路綠化、庭院綠化、居民區(qū)綠化、花壇和草坪或與其它植物搭配的優(yōu)良材料,在城市綠化和園林植物配置中具有廣闊的開發(fā)利用前景。2005 年劉偉祥等對浙江冬青屬藥用植物種類、分布、生境及藥用價值調查的基礎上,對該屬植物資源的開發(fā)利用提出了建議[32 ] 。1999 年祁承經(jīng)等研究了湖南的冬青科植物,并對該地的冬青進行了分類鑒定、編制了檢索表,同時對其分布和地理分布型、經(jīng)濟上的開發(fā)利用等進行了全面的論述和研究。

413 　其他方面的應用

冬青屬植物除具有較高藥用及觀賞價值外,在造紙、化工等方面也應用較廣。1983 年鄭朝宗對浙江杭州大學生物系、杭州植物園等單位的標本室所珍藏的標本,以及在浙南地區(qū)所采集的該屬植物標本進行了系統(tǒng)的鑒定、整理,并對各種的分布及價值進行了描述。如構骨( I lex corn2uta Lindl1et Paxt1) 、小果冬青的樹皮能作染料。毛冬青( I le x p ubescen H et Arn) 、鐵冬青( I le x rotunda Thunb) 的莖皮可作造紙的糊料。亮葉冬青( I lex vi ri disChamp1et Benth1 ) 的樹皮可提取樹脂,葉含有少量橡膠[33 ] 。

5 　前景展望

冬青屬植物具有較高的藥用、觀賞和食用等價值,特別是作為觀賞植物,在園林綠化中開發(fā)應用前景廣闊。我國冬屬植物資源較為豐富,具有很大的開發(fā)利用潛力,為了切實保護并利用好這一珍貴的物種資源,還需在以下幾個方面進行深入研究:

(1) 中國是冬青屬植物分布較集中的地區(qū),資源較為豐富,但該屬植物種子繁殖困難,自然更新慢,需要采取有效措施加強野生資源保護,深入開展種子休眠機理研究,以期從根本上解決冬青屬培育技術方面的難題,達到保護野生植物種和綜合開發(fā)利用的雙重目的。

(2) 目前我國對冬青屬植物繁殖技術方面的研究,僅大葉冬青、大果冬青、毛冬青等少數(shù)幾個種報道較多,繁殖技術相對成熟;在組織培養(yǎng)技術和生根機理方面的研究,還不夠深入。為了切實保護并利用好這一珍貴的物種資源,但在組織培養(yǎng)方面還需進行更深入的研究。

(3) 冬青屬植物化學成分豐富,目前國內對冬青屬植物的研究大都集中于枸骨、苦丁茶等少數(shù)幾個品種,其化學成分也僅限于三萜及其皂苷的研究,對其他化學成分研究尚較粗淺。今后應擴大冬青屬植物研究品種范圍,加強系統(tǒng)化學成分研究,并尋找具有生物活性的化合物。

(4) 冬青屬植物多數(shù)四季長青、抗逆性強,樹木類型從小灌木到樹干通直的高大喬木均有, 在園林觀賞上潛力很大,但國內僅大葉冬青等少數(shù)幾個品種在園林綠化中有應用,而在園藝品種篩選、開發(fā)和園林應用方面研究甚少,在冬青屬植物推廣應用上的研究有待進一步加強。

(5) 我國冬青屬植物主要分布在長江以南,但少數(shù)品種如枸骨、狹葉冬青等樹種耐寒能力較強,自然分布可達西秦嶺北坡(甘肅省天水市,北緯34°29′) ,筆者引種觀察表明,通過引種馴化這些具有較強抗寒性的冬青樹種有向高緯度地區(qū)推廣的可能。因此,有待于加強引種馴化研究,以豐富北方地區(qū)綠化樹種種質資源。