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紫薇属植物研究进展



全 文 :园 艺 学 报 2007, 34 (1):251-256
ActaHorticulturaeSinica
收稿日期:2006-06-27;修回日期:2006-12-12
基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金资助项目 (2005383)
*通讯作者 Authorforcorrespondence(E-mail:wanglsh@ibcas.as.cn)
紫薇属植物研究进展
张 洁 1, 2 , 王亮生1* , 张晶晶 1 , 舒庆艳1 , 高锦明 2
(1中国科学院植物研究所北京植物园 , 北京 100093;2西北农林科技大学国家生命科学与技术人才培养基地 , 陕西杨
凌 712100)
摘 要:系统回顾了有关紫薇属植物种质资源 、 栽培繁殖及资源可持续利用等方面的研究进展 , 突出
阐述了花色 、 花香 、 花型等重要观赏性状的研究现状 , 提出了保存种质资源 , 丰富花色花香 , 选育优良品
种 , 研究药用成分是今后的主要研究方向。
关键词:紫薇属;种质资源;花色;育种;药用成分;综述
中图分类号:S68  文献标识码:A  文章编号:0513-353X(2007)01-0251-06
AdvancesinStudiesonGenusLagerstroemia
ZHANGJie1, 2 , WANGLiang-sheng1* , ZHANGJing-jing1 , SHUQing-yan1 , andGAOJin-ming2
(1BeijingBotanicalGarden, InstituteofBotany, theChineseAcademyofSciences, Beijing100093, China;2TheNationalBaseof
LifeScienceandBiotechnologyEducation, NorthwestA&FUniversity, Yangling, Shaanxi712100, China)
Abstract:Theadvancesinresearchesongermplasmresourcesconservation, cultivation, propagationand
sustainableutilizationofcrapemyrtle(genusLagerstroemia)werereviewed.Inthemeantime, theprogressof
ornamentaltraitssuchasplantshape, flowercolor, scentandformwerestudied.Inthefuture, itshouldbe
emphasizedtocaryoutresearchonconservingcorecolection, enrichingflowercolorandscent, selectingand
breedingnovelcultivars, anddeepeningstudiesontheirpharmaceuticalcomponents.
Keywords:Lagerstroemia;Germplasm;Flowercolor;Breeding;Pharmaceuticalcomponents;Re-
view
紫薇 (Lagerstroemiaindica), 别名 “百日红”、 “满堂红 ”、 “痒痒树 ”, 炎夏少花季节开花 , 花期
长达 3个多月 , 在园林绿化中得到广泛的应用 , 也适用于盆栽和切花观赏 , 少数种类还是我国及东南
亚国家传统的治疗糖尿病和咳嗽等常见多发病的药用植物。
1 资源学研究
紫薇属于桃金娘目千屈菜科 (Lythraceae), 主要分布在亚洲东部至南部和澳大利亚的北部 (陈
俊愉 , 2001)。 1795年 , 查尔斯 ·林奈为了纪念朋友 MagnusvonLagerstroem, 首次对紫薇属植物命
名 , 因错认为其起源于印度 , 将其命名为 Lagerstroemiaindica, 但事实上 , 紫薇属起源于中国的南部
和西部 (中国科学院中国植物志编辑委员会 , 1983)。在美国 , 紫薇被称为 crapemyrtle(常拼写为
`crapemyrtle 或 `crepe-myrtle ), 其原因可能是紫薇的褶皱状花瓣像绉纸 (crepepaper), 叶子像桃
金娘科 (Myrtaceae)植物 Myrtuscommunis(htp://dalas.tamu.edu/woody/cmyrtle/comnames.html)。
1.1 野生种质资源研究
大量文献记载 , 全世界紫薇属植物约有 55种 (王献 , 2004b)。但国际植物名称检索表 (Interna-
tionalPlantNamesIndex)报道有近 80种 , 并详细列出了种 、 变种 、 亚变种 、起源国及最初文献 , 同
园  艺  学  报 34卷
时对有争议的问题给以标注 (htp://dalas.tamu.edu/woody/cmyrtle/comnames.html)。紫薇属植物中
野生种虽多 , 但作为观赏植物广泛栽培的只有紫薇 (L.indica)和大花紫薇 (L.speciosa)。值得一提
的还有日本所特有的屋久岛紫薇 (L.fauriei), 虽观赏价值不高 , 但有抗白粉病 (Erysiphelagerstro-
emiaoE.West.)的特性 , 在抗白粉病品种选育中做出了重要贡献。
《中国植物志 》 记载 , 我国有紫薇 18个种 , 包括引入栽培的两个种 , 即大花紫薇和南洋紫薇
(L.siamica)(中国科学院中国植物志编辑委员会 , 1983)。这些种主要集中在我国南部和西南部地
区 , 即云南 、 贵州 、 四川 、 广东 、 广西 、 湖南 、 湖北和台湾等省 (王献 , 2004b)。福建紫薇 (L.
limi), 原产福建厦门 、浙江杭州和湖北利川 。郑万均 1932年定名的浙江紫薇 (L.chekiangensis)与
福建紫薇主要在叶形 、 叶脉有微小差别 , 其后有人主张将浙江紫薇合并于福建紫薇 (陈俊愉 ,
2001)。 1999年起 , 王献对我国紫薇属种质资源进行了调查 , 证实我国现有 21个种 , 其中 3个种为
引入种 , 还对紫薇属种质资源研究进展进行了归纳 (王献 等 , 2004a, 2004b)。紫薇 (L.indica)、
南紫薇 (L.subcostata)和福建紫薇在我国分布广泛 , 我国特有种包括小果紫薇 (L.minuticarpa)、
云南紫薇 (L.intermedia)、广东紫薇 (L.fordi)、福建紫薇和狭瓣紫薇 (L.stenopetala)。小果紫薇 、
棱萼紫薇 (L.turbinata)和小叶紫薇 (L.parviflora)在 《中国植物志 》 上没有记载。小果紫薇为西
藏特有种 , 分布在西藏墨脱一带;棱萼紫薇在台湾引入栽培;小叶紫薇主要分布在云南西部 (王献 ,
2004b)。
1.2 品种资源研究
张启翔 (1991)对四川 、北京等 15个省市的紫薇品种进行了调查 , 提出紫薇品种分类的三级标
准 , 分别是种源组成 、花色和花径 , 并据此标准将紫薇分为 4种系 (紫薇 、 福建紫薇 、杂种福建紫
薇和杂种南紫薇种系), 9类 (银薇 、红薇 、 堇薇 、 洒金 、 福建红薇 、福建堇薇 、杂种红薇 、 杂种堇
薇 、杂种南紫薇类), 约 50个品种 。他认为紫薇品种的进化路线为:花色从淡紫演变出红 、 白和洒
金;花径从小至大;花瓣从微皱到很皱;种源组成从纯种到种间杂种 。施修杰 (1996)基于对种源
性状或观赏性状的数量分析 , 选取 29个性状 , 通过聚类分析 , 将紫薇分成 4个组 , 即紫薇 、 红薇 、
银薇以及杂交种 。王献 (2004b)进一步调查整理出紫薇的栽培品种或变异类型共 48个 , 从中筛选
出 6个优异性状 , 其中 22个品种具有优异性状 , 15个为新品种 。
在国外 , 美国自 20世纪 60年代开始进行有计划的紫薇杂交育种 , 利用屋久岛紫薇抗白粉病的优
势 , 于 20世纪 90年代初发表了近 30个抗病新品种 (Egolf, 1990)。其中的 20多个品种已被成功引
种到中国科学院植物研究所植物园。日本 Taki种苗株式会社利用从我国南方引进的紫薇 (L.indica)
资源 , 从中选育出系列矮生多花品种 , 最早推出了能播种繁殖且当年能开花的品种 一`岁紫薇 , 并
销售其种子 。清水隆夫 (1985)系统研究了温度和日照长度等对这一品种的花芽分化及开花习性的
影响 , 认为其开花需要气温 20℃以上 、 昼长 13h以上 。其后 , 神奈川县农业综合研究所开展了长期
的抗白粉病品种和垂枝型品种选育工作。由于这些品种具有矮生 (高 20 ~ 60 cm)、可种子繁殖或扦
插繁殖 、开花早 (当年播种 6月前后即能开花)、花期长等优点 , 近年来被引进到我国河南等地 , 应
用于微小型盆栽和造型盆景。
中国科学院植物研究所建立了紫薇种质资源圃 , 收集保存了紫薇品种 50余个 (施修杰 , 1996)。
河南的鸡公山和郑州也建立了紫薇资源圃 , 共收集野生种 5个 , 栽培品种 30余个 。紫薇基因的保存
方法是 , 将其叶片 DNA提取出来 , 放置在 -20℃条件下保存 (王献 , 2004b)。
2 园艺学研究
2.1 栽培与繁殖
Sloan等 (2004)发现土壤中加入树皮 、棉废料及增加含氮量等可促进紫薇芽的生长 。在组培快
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 1期 张 洁等:紫薇属植物研究进展 
繁方面 , 姜旭红等 (2004)针对日本矮生紫薇扦插成活率不高 , 播种繁殖易产生变异的问题 , 首次
成功地进行了快速繁殖。丁世民 (2004)研究发现矮生紫薇的外植体以带腋芽茎段的成活率最高 , 8
min灭菌时间最佳 , 6-BA/IBA组合诱导的丛生芽量较大 , 26 ~ 28℃的诱导效果最佳 , 1/2MS+IBA与
1 /2MS+NAA为理想的生根培养基 。Niranjan和 Sudarshana(2005)开发了紫薇 (L.indica)人工种
子胶囊单元的生产技术 , 并且分析了影响种子萌发率的制约因素 。
2.2 观赏性状
我国古时就有对紫薇红 、 白 、紫 、粉 4种色调的记载 (陈俊愉 , 2001)。紫薇以单色花为主 , 近
年来也发现一些复色花 , 即同一株上有两种花色 , 如 紫`玉 和 粉`绣球 , 或者同一朵花的花瓣内
缘与外缘或基部与边缘的颜色不同 , 如 二`八年华 、 俏`佳人 等 (王献 , 2004b)。 Saleh(1973)、
Egolf和 Santamour(1975)、 Toki(1989)、 Toki和 Katsuyama(1995)先后对紫薇 (L.indica)花瓣
中的色素成分进行分析 , 确定紫薇含有飞燕草素 -3-葡糖苷 (delphinidin-3-glucoside, Dp3G), 矮牵
牛素 -3 -葡糖苷 (petunidin-3- glucoside, Pt3G)和锦葵素 -3 -葡糖苷 (malvidin-3-glucoside,
Mv3G)。
紫薇花瓣的香味很少 , 野生种仅狭瓣紫薇有香味 (王献 等 , 2004a), 栽培品种中也只发现 白`
密香 的花瓣散发出香味 (王献 等 , 2005)。笔者在调查中发现 , 从美国引进的紫薇中有部分品种
具有浓郁的花香 。如果将具有香味的品种作为育种亲本 , 有可能培育出具有花香的紫薇新品种 。
紫薇花瓣多呈褶皱状 , 也有广阔形 (broad), 如大花紫薇 , 花瓣几乎不皱;有的边缘还具有流
苏 。紫薇雄蕊存在不同程度的瓣化 , 形成了不同的多瓣品种 。紫薇的花径通常小于 4 cm, 但也出现
了一些大花品种 , 如 红`红火火 和 俏`佳人 , 花径均大于 5 cm, 而 `粉蕊出墙 达 6 cm。此外 ,
还有花型较为奇特的品种 , 如 幺`红 及 花`叶白 的花瓣均偏向一侧;紫薇品种的枝条形态各异 ,
有直立 、平展 、 下垂等类型 (王献 , 2004b)。紫薇以矮化为主要目标的株型改良引起了人们的广泛
重视。
3 药用研究
大花紫薇 , 又称大叶紫薇 。在菲律宾称为 banaba, 其叶当茶饮用 , 广泛用于防治糖尿病。黄嘌呤
氧化酶是高尿酸血症中的关键酶 , 催化次黄嘌呤通过中间产物黄嘌呤最终生成尿酸 。大花紫薇叶的水
提物中含有槲斗酸双内酯 (valoneicaciddilactone)和鞣花酸 , 两者均具有抑制黄嘌呤氧化酶的作用 ,
具有降低血糖的功效 , 并且槲斗酸双内酯的活性强于临床用药别嘌呤醇 (Unnoetal., 2004)。槲斗
酸双内酯还具有抑制 α-淀粉酶的活性 , 试验证明槲斗酸含量与大花紫薇叶中总酚含量之间呈线性关
系 , 而多酚物质本身也是重要的活性成分 , 这对槲斗酸双内酯的药效发挥具有重要意义 (Hosoyama
etal., 2003)。大花紫薇叶中还含有印车前明碱 (lagerstroemin)、 紫薇花素 (flosin)A、 丽贾纳素
(reginin)A、科罗索酸 (corosolicacid)(Hayashietal., 2002;顾关云和蒋昱 , 2005)等成分 , 其中
印车前明碱具有胰岛素类似活性 , 有脂解作用及胞外信号调节激酶活性 , 但与胰岛素降血糖机制不同
(Hatorietal., 2003)。除此之外 , 大花紫薇的叶还具有抗氧化 (Unnoetal., 1997)、 抗真菌 (Satoet
al., 2000)、减脂 (Suzukietal., 1999)、抗增生 (Khanetal., 2002)等药理学活性 , 其活性成分也
成为植物资源化学领域一个新的研究热点 。
紫薇 (L.indica)早在我国民间就有药用记载 , 其根 、叶 、花均可入药 , 味微苦 、 涩 , 性平 , 有
活血 (Chistokhodovaetal., 2002)、 止血 、 消风 、 清热 、解毒的功能 , 还有抗流感病毒作用 , 对骨
折 、乳腺炎 、肝硬化腹水也有一定功效 (吴征镒 , 1990)。此外 , 还有报道称紫薇属植物 L.parviflora
的叶提取物中含有止咳成分 , 且药效显著 (Mazumderetal., 2004)。
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园  艺  学  报 34卷
4 遗传育种研究
4.1 遗传学研究
施修杰 (1996)与王献 (2004b)分别研究了紫薇的 RAPD与 AFLP分子标记技术。杨彦伶等
(2004)利用 RAPD标记技术对湖北保康野生紫薇 (L.indica)群体进行了初步分析 , 结果表明 , 保
康野生紫薇具有较丰富的遗传多样性 , 张亚东和杨彦伶 (2004)发现其 4种不同花色群体间遗传多
样性参数存在较大差异 , 紫色群体的遗传多样性高于其它群体 , 紫色与红色的亲缘关系较近 , 与粉色
的亲缘关系较远 。Margaret(2003)分别利用 AFLP和 RAPD标记技术对屋久岛紫薇 (L.fauriei)和
L.indica×L.fauriei通过杂交形成的品种 `Natchez 进行了遗传多样性分析 , 为紫薇育种特别是抗
性育种奠定了基础。
4.2 抗白粉病育种
紫薇抗白粉病的能力差 。早在 1962年 , 美国开展了一个旨在培育抗病品系的育种试验 , 培育出
6个耐白粉病的品种: `Catawba 、 `Cherokee 、 `Conestoga 、 `Potomac 、 `Powhatan 和 `Semi-
nole 。但该研究仅局限在紫薇种内杂交 , 且育成品种只对白粉病有一定的耐受性 , 并不抗病 (Egolf,
1987)。利用种间杂交进行抗性育种工作 , 在引进日本的屋久岛紫薇后才有了很大的进展 。美国育种
家 Egolf(1990)利用屋久岛紫薇和紫薇 (L.indica)杂交 , 共选育出近 30个抗白粉病的栽培品种。
`Biloxi 、 `Miami 和 `Wichita 是第一批既抗白粉病又具有多种花色及深色树干等观赏特性的杂交
品种 (Egolf, 1987)。同紫薇 (L.indica)相比 , 福建紫薇 、南紫薇以及川黔紫薇 (L.excelsa)在抗
白粉病特性上均具有明显的优势 , 且紫薇 (L.indica)与福建紫薇 、 南紫薇有天然杂交种存在 (王
献 , 2004b)。特别是福建紫薇 、 紫薇 (L.indica)和屋久岛紫薇三者的人工杂交品种已培育成功 , 名
为 `Arapaho 、 `Cheyenne , 具有极强的抗白粉病特性且花色红艳 , 是紫薇抗病育种的新突破 (Mar-
garet, 2006)。
4.3 新花色育种
紫薇花色艳丽但并不丰富 , 缺乏鲜红 、 蓝 、 黄 、 橙色品种 。 1975年 , Egolf指出之所以没有鲜红
色紫薇 , 是因为紫薇 (L.indica)花瓣中缺乏合成红色系色素天竺葵素 (Pg)和矢车菊素 (Cy)的
途径。要生成 Pg或 Cy, 必须设法抑制类黄酮 -35-羟化酶 (F35H)的活性 , 使代谢途径不向生
成蓝色系色素飞燕草素 (Dp)的方向进行 。蓝色系紫薇品种的选育独具魅力 , 因为蓝色花给人以夏
日清凉和宁静之感。有趣的是 , 紫薇本身具有很强的合成 Dp及其衍生物矮牵牛素 (Pt)、 锦葵素
(Mv)的能力 , 但现有的蓝薇系列品种的蓝色并不明显 , 其原因可能是:(1)Dp系色素的积累量过
低;(2)辅助色素 (Copigments)如黄酮醇和黄酮的糖苷以及鞣花酸诱导体等的积累量过高;(3)
液泡 pH值 (4.2 ~ 5.1)较低 (Toki& Katsuyama, 1995)。然而其真正的成色机理尚不清楚 , 有必要
进一步研究 。
5 展望
紫薇属植物的研究应集中在以下 4个方面 。
第 1 , 在继续调查紫薇种质资源的基础上 , 重视核心种质的构建和保存 , 申请国际园艺植物品种
登录和新品种保护 , 建立权威的品种分类系统 , 便于园林应用。
第 2 , 加强紫薇属植物的进化遗传学 、 细胞生物学研究。
第 3 , 将传统杂交育种 、 诱变育种 、现代分子育种和现代生物技术相结合 , 探索抗性 、 花香 、 花
色 、花型 、 株型的遗传规律 , 加强新品种选育 。
第 4 , 本属植物中蕴藏着生产治疗和预防糖尿病 、减肥新药及开发功能食品或饮料的潜力 , 今后
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 1期 张 洁等:紫薇属植物研究进展 
应大力加强其药用价值的研究 。
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