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蔷薇属植物种子繁殖研究现状及建议



全 文 :·综 述·
收稿日期:2011 - 09 - 25
基金项目:贵州省农业攻关项目(黔科合 NY字[2010]3030 号) ;贵州省农业攻关项目(黔科合 NY字[2011]3075 号) ;贵州省优秀科技教育人才省长
资金项目(黔省专合字(2010)77 号) ;贵州省社发攻关项目(黔科合 SY[2011]3122 号)。
作者简介:陆叶(1984 -) ,女,贵州省贵阳市人,助理研究员,主要从事植物引种驯化研究工作。
通讯作者:周洪英(1968 -) ,女,贵州省岑巩县人;高级工程师,主要从事植物资源保育与利用研究工作;E-mail:zhy1365@ 126. com。
蔷薇属植物种子繁殖研究现状及建议
陆 叶1, 周 艳1, 陈 睿2, 储 蓉1, 周洪英1
(1.贵州省植物园, 贵阳 550004; 2.贵州大学, 贵阳 550025)
Research Status and Suggestions on Seed Propagation of Rosa L Plants
LU Ye1,ZHOU Yan1,CHNE Rui2,CHU Rong1,ZHOU Hong-ying1
摘要:对国内外蔷薇属植物种子繁殖研究现状进行归纳总结,
在此基础上对未来蔷薇属植物种子繁殖方面的研究提出建议。
关键词: 蔷薇属植物;种子繁殖;研究现状;建议
中图分类号: Q 949. 751. 8 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2012)01-0060-03
蔷薇科(Roseceae)蔷薇属(Rosa L.)植物主要分
布于北纬 20° ~ 70°的北半球区,主要由蔷薇、月季、玫
瑰 3 大植物种类组成。据《中国植物志》第 37 卷记
载,蔷薇属植物共 200 余种,我国是蔷薇属植物的现代
分布中心,原产我国的蔷薇属植物种类共 82 种,占蔷
薇属植物总量的 41%[1]。蔷薇属植物种类多为常绿
或落叶,直立或攀援灌木,大多数蔷薇属植物适应性极
强、耐贫瘠、耐荫、耐旱耐寒、病虫害少、观赏花期长、花
型各异、花色丰富、花量大、果实美丽,具备极强的园林
景观观赏性,其中世界十大名花之一的花中皇后月季
便是典型代表。蔷薇属植物花瓣可提炼植物精油,花
粉和多种蔷薇属植物的果实中均含有丰富的维生素以
及糖、有机酸、氨基酸和微量元素等多种营养成分[2];
蔷薇属植物植株含有黄酮甙、淄醇、皂甙、单宁等多种
生物活性物质,具有降血压、血脂、防治坏血病、强肾、
消食以及增强人体免疫力等功效[3]。在观赏、药用、
轻工及食品工业制造等方面应用广泛。
1 蔷薇属植物常用繁殖方法
植物的繁殖主要有无性繁殖(asexual reproduc-
tion)和有性繁殖(sexual propagation)两种。在蔷薇属
植物繁殖中,主要采用扦插繁殖、嫁接繁殖、压条繁殖、
分株繁殖和包括组织培养在内的快速繁殖等无性繁殖
方法以及种子繁殖方法[4 ~ 8]。
2 蔷薇属植物种子繁殖率低的原因研究
种子是植物繁殖的重要器官之一,同时也是常规
杂交育种的关键途径,因此,研究蔷薇属植物种子休眠
和萌发对其新品种选育和保护工作具有重要的现实意
义。然而通过研究却发现,采用有性繁殖方式对蔷薇
属植物进行繁殖结果很不理想。这与蔷薇属植物种子
质量差、传播力弱、休眠期长、繁殖进程缓慢、发芽不整
齐、整体繁殖成功率低等问题有关[9,10]。因此,探寻影
响蔷薇属植物种子繁殖的原因,找出提高蔷薇属植物
种子繁殖的方法,是当前蔷薇属植物种子繁殖相关研
究的重点。
种子休眠的类型有: (1)机械休眠; (2)胚休眠;
(3)激素休眠; (4)物理休眠。由于影响因子复杂,大
多数蔷薇属植物种子的休眠为上述 4 种休眠类型的综
合型即综合休眠。而蔷薇属植物瘦果果皮及种子种皮
过硬、种胚发育不健全、种子存在包括 ABA(脱落酸)
在内的众多抑制发芽的物质等是造成蔷薇属植物种子
休眠期过长、种子发芽率低的主要原因[11 ~ 13]。由于大
多数蔷薇属植物种子的休眠属于综合型休眠,因此,综
合运用多种方法来打破蔷薇属植物种子休眠成为提高
种子繁殖率的关键。
3 国内外提高蔷薇属植物种子发芽率的方法
在削弱蔷薇属植物坚硬的果皮和种子种皮障碍方
面,目前主要采取机械切割、硫酸腐蚀、纤维素酶分解
以及微生物作用等方法[12,13]。具体而言,国外科研人
员利用纤维素酶(1%崩溃酶 Driselase)处理蔷薇属植
物 R. Mulitflora种子,其发芽率显著提高到近 80%[14]。
同样,国内科研人员马策等以蔷薇属植物月季为对象,
研究不同试剂对月季种子内抑制物质 ABA 的影响实
·06·
第 31 卷 第 1 期 2012 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 1 Jan. 2012
验中也得出利用纤维素酶可以有效地降低种子内
ABA含量的相同结论[15]。Morpeth等利用微生物对蔷
薇属植物 R. corymbgeera‘Laxa’种子进行种子发芽促
进实验,发现 R. corymbgeera‘Laxa’种子发芽率从 3%
提高到 95%[16]。Bhanuprakash 等发现,用 75% 硫酸
对蔷薇属植物果皮、种皮进行硫酸处理 15 min,蔷薇属
栽培种‘Happiness’种子的发芽率得到了显著提
高[17]。Zhou等科研人员用浓硫酸对蔷薇属植物 R.
Soulieana种子腐蚀 1、2 h和 3 h后,发现浓硫酸处理种
子后,发芽率和发芽速度均相对提高,且浓硫酸腐蚀 2
h的种子发芽率可达 75%[18]。这表明浓硫酸浓度、腐
蚀的时间对蔷薇属植物种子的萌发强弱有一定
影响[19]。
在解除蔷薇属植物种子种胚生理休眠方面,目前
常采取干藏、低温层积、种子温水浸泡几种方法。Zle-
sak等在对蔷薇属植物 R‘Bucbi’、R. Rugosa、R. Setigera
进行干藏和低温层积实验中得出:干藏和低温层积对
多数蔷薇属植物发芽率有一定促进作用[18,20]。同时,
层积介质的种类、层积温度的高低、层积时间的长短等
对种子萌发强弱具有较大影响。其中 5 ℃左右的层级
温度[21]、90 d 左右的层积时间[22]、水苔作为层积介
质[23]可以取得相对较好的效果。但对休眠较深的蔷
薇属植物种子而言,发芽促进效果较弱。李卉、张启
翔[24]、郭孟瑶[25]、贺海洋[26]、程伟[27]等对峨眉蔷薇
(Rosa omeiensis)、得荣蔷薇(R. derongensis)、川滇蔷薇
(R. soulieana)、毛叶川滇蔷薇(R. soulieana var. Yun-
nanensis)、川西蔷薇(R. sikangensis)、长尖叶蔷薇(R.
longicuspis)、单叶蔷薇(R. persica)、黄蔷薇(R. hugo-
nis Hemsl)等蔷薇属植物种类进行种子低温冷藏发芽
试验,表明低温冷藏对种子的发芽有促进作用。在温
水浸泡对蔷薇属植物种子繁殖影响方面,张妮妮,赵兰
勇等以几种玫瑰为对象进行研究,得出经过温水浸种
的种子比未浸种的种子无论在发芽率、发芽势还是发
芽指数方面都高的结论[28]。
在解除蔷薇属植物种子内源抑制物质方面,目前
主要通过过滤抑制物质、加入外源激素来降低抑制作
用以及硝酸盐和亚硝酸盐等呼吸抑制剂。Yambe等通
过实验得出,在进行种子层积中加入活性炭可以吸附
种子内部分抑制物质,从而提高种子发芽率[14]。李永
红等通过使用不同浓度的 CaClz、KNO3、GA3、NAA 等
化学药剂处理蔷薇属植物中的大果蔷薇种子,得出经
过这几种化学药剂的处理,大果蔷薇种子萌发率都有
一定提高,其中以经过 500 mol /L 浓度 GA3 浸泡 24 h
所得的种子,发芽率最高[29]。冯慧等利用萘乙酸
(NAA)、赤霉素(GA)、高锰酸钾(KMnO4)、室温清水
和 45 ℃清水处理低温沙藏 2 个月的五种蔷薇属植物
种子,得出经过 100 mg /L的 GA 24 h 处理的弯刺蔷薇
1 号种子发芽率最高。对弯刺蔷薇 2 号种子,清水室
温处理 24 h的种子发芽率显著优于 GA处理和对照的
结论[30]。这与国外科研人员得出的一定浓度的外源
激素 GA3 对部分蔷薇属植物种类种子的繁殖具有促
进作用,但激素处理存在明显的种间差异的结论相
符[31]。在呼吸抑制剂对蔷薇属植物种子内院抑制物
质影响研究方面,徐是雄等[32]、王小平等[33]以及 Lipe
W N、W.克罗凯尔等[34,35]均认为,利用硝酸盐和亚硝
酸盐等呼吸抑制剂能促使呼吸途径从糖酵解(EMP)
途径、三羧酸循环(TCA)途径向磷酸戊糖途径(PPP)
转化,从而促进种子发芽。
整体而言,果皮及种皮过硬、种胚发育不健全、种
子内存在抑制物质等是造成蔷薇属植物种子休眠期过
长、种子发芽率低的主要原因,但环境条件对蔷薇属植
物种子繁殖的影响也不容忽视。通过对蔷薇属植物发
芽时的温度、水分、光照等外在环境条件进行调节也可
控制蔷薇属植物种子的休眠[18,36 ~ 40]。Yambe、Zhou 等
对蔷薇属植物蔷薇进行发芽实验得出:低温可降低蔷
薇的发芽速度,促进蔷薇的发芽率;水分条件对蔷薇属
植物种子的萌发具有极强的影响作用;蔷薇属植物种
子在进行萌发的过程中也应保持适当光照。
4 结论与建议
综上所述,虽然目前国内外科研人员对蔷薇属植
物种子休眠及种子繁殖困难等方面问题进行了较为深
入的研究,能比较完善地对蔷薇属植物种子休眠和种
子繁殖困难的原因进行解释,但由于蔷薇属植物种类
众多而目前用于相应研究的蔷薇属植物种类有限、种
子休眠原因种间差异大、蔷薇属植物种子休眠的生理
过程复杂、影响蔷薇属植物种子休眠和种子繁殖的因
素多等原因,使目前对蔷薇属植物种子休眠机制和种
子繁殖困难方面的认识尚有局限。同样从研究方向来
看,当前主要多针对如何打破蔷薇属植物种子休眠、如
何提高蔷薇属植物发芽率等进行研究,较少对蔷薇属
植物具体休眠机理进行研究,从生理生化特别是从分
子水平来研究更是少之又少。因此,扩展蔷薇属植物
研究种类、从生理生化及分子水平方面对蔷薇属植物
种子休眠与萌发机理进行研究、加强对蔷薇属植物特
别是野生蔷薇属植物种子的生态学研究应作为未来的
研究重点。
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综 述 陆 叶 等:蔷薇属植物种子繁殖研究现状及建议
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