油用牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)屬于芍藥科(Paeoni-aceae)芍藥屬(Paeonia)牡丹組(Sect.Moutan DC.),為多年生落葉小灌木。牡丹是中國(guó)傳統(tǒng)名花,具有高價(jià)值的觀賞性,根部(丹皮)是名貴的藥材。而油用牡丹主要是利用的牡丹籽榨食用油。糧油安全是國(guó)家安全的根本組成之一,我國(guó)是世界上.大的油料進(jìn)口國(guó),食用油對(duì)外依存度超過 60% 。木本食用油料植物具有不占耕地、管理簡(jiǎn)單、投資少卻收益期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但我國(guó)木本油料植物中的油茶單位產(chǎn)量低,核桃油不易儲(chǔ)存,油橄欖不適合大規(guī)模種植。經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),油用牡丹適生范圍廣、產(chǎn)量高、抗寒抗旱、抗病蟲害、耐瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)實(shí)率高,擁有廣闊的應(yīng)用前景(李育材,2014)。
牡丹籽油的應(yīng)用存在非??捎^的潛力,目前推測(cè)涉及到的領(lǐng)域包括優(yōu)良的食用油、含亞麻酸的營(yíng)養(yǎng)食品和保健品、護(hù)膚產(chǎn)品、牡丹酒和牡丹花蕊茶等。李曉青等(2014)對(duì)油用牡丹籽油脂肪酸成分進(jìn)行了分析,共分離出 10種脂肪酸成分,不飽和脂肪酸含量達(dá)到 83.05%~90.0%,多項(xiàng)指標(biāo)甚至超過了著稱為高檔油的橄欖油,其中有“血液營(yíng)養(yǎng)素”之稱的 α-亞麻酸占 42%(趙曉娟,2014),α-亞麻酸是 DHA 和 EPA 的前體物質(zhì)和人體必需脂肪酸,具有增強(qiáng)智力、提高記憶力、預(yù)防心肌梗塞、降低血脂和促進(jìn)胰島素分泌等諸多生理功能(LunnJandTheobaldH E,2006)。
牡丹油中含有多種氨基酸和蛋白質(zhì),具有預(yù)防心肌梗賽、增強(qiáng)智力、提高記憶力、保護(hù)眼睛、降壓降脂、促進(jìn)胰島素分泌等諸多功效(姚歡歡,2013),可以有效預(yù)防老年癡呆癥、心腦血管疾病、高血壓、糖尿病等,藥用潛力巨大(韓晨靜,2015)。牡丹油也用于制做高檔化妝品,牡丹籽油含有 VA、VE、尼克酸、胡蘿卜素、不飽和脂肪酸等,起到促進(jìn)新陳代謝、血液循環(huán)和抑制過氧化物進(jìn)行的作用,可以抗皺抗衰老、美白保濕、治療皮膚干燥等(劉德晶,2015)。另外,油用牡丹鮮花發(fā)酵浸漬加蜂蜜、蔗糖等可制成...飲品;牡丹花干燥加工可制成牡丹花茶,粉碎可制成食品添加劑(張濤等,2015)。
目前我國(guó)推廣種植的為鳳丹牡丹(PaeoniaostiiT.HongetJ.X.Zhang)和紫斑牡丹(Paeonia rockiiT.Hong & J.J.Li)兩個(gè)品系,現(xiàn)主要分布于我國(guó)河南洛陽、山東菏澤、安徽銅陵、四川北部、甘肅中部等區(qū)域(張濤等,2015;韓繼剛等,2014)。近些年來,油用牡丹的種植技術(shù)經(jīng)大量研究后快速發(fā)展,但目前主要依靠種子繁殖,而有關(guān)油用牡丹種子的催芽萌發(fā)研究仍存在局限性。本文主要針對(duì)油用牡丹種子催芽方法進(jìn)行歸納總結(jié),選取出.佳催芽途徑,為油用牡丹的進(jìn)一步開發(fā)利用提供技術(shù)支持。
1 油用牡丹繁殖方式
牡丹的繁殖方式有兩類:①有性繁殖,即種子繁殖;②無性繁殖,包括嫁接、扦插、分株、壓條等(郭紹霞,2003)。油用牡丹通常作為觀賞牡丹嫁接的砧木,自身繁殖不值得嫁接,大面積生產(chǎn)的話相對(duì)成本太高;扦插成活率低,對(duì)土質(zhì)要求高,技術(shù)尚不成熟,生產(chǎn)上采用較少;牡丹組織培養(yǎng)技術(shù)采用了多種外植體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),但一直沒有完全成功,不能用于規(guī)?;a(chǎn)(林松明,2006);對(duì)于專性種子繁殖的野生牡丹來說,包括紫斑牡丹在內(nèi),只有種子繁殖一個(gè)適宜生產(chǎn)應(yīng)用的途徑(成仿云,1997)。油用牡丹播種繁殖系數(shù)大,苗木茁壯,抗性強(qiáng),可用于大規(guī)模生產(chǎn)。但是其種子具有休眠特性,因此,打破休眠是問題的關(guān)鍵(楊振晶,2015)。
2 牡丹種子休眠研究
種子休眠是指有活力的種子在適宜萌發(fā)的條件下卻不萌發(fā)的現(xiàn)象。種子休眠的原因有種殼障礙、胚形態(tài)發(fā)育不全和生理后熟以及種子中含有化學(xué)抑制劑等(王小芳,2008)。景新明(1995)研究發(fā)現(xiàn)牡丹種子萌發(fā)困難和時(shí)間較長(zhǎng)的原因不是種皮不透水、不透氣,去種皮反而會(huì)使種子污染,一個(gè)月內(nèi)霉?fàn)€死亡,種子萌發(fā)前有兩個(gè)月左右的休眠期,因此牡丹種子休眠原因不是由于種殼障礙,而可能是未完全成熟的種胚需要一段時(shí)間生理后熟。解除種子休眠的方法主要有物理法、化學(xué)試劑法、綜合法(候冬花,2007)。牡丹種子具有上胚軸休眠和下胚軸休眠的特性,傷擦和傷蝕、水浸、層積、激素和化學(xué)藥劑對(duì)牡丹種子休眠大多無明顯效果(景新明,1995)。據(jù)調(diào)查了解,目前菏澤等油用牡丹主要產(chǎn)區(qū)在生產(chǎn)上仍舊主要采取九月份采種后浸泡一周再埋地(立冬之前種完)的方式,等待次年自然萌發(fā),若存放即導(dǎo)致種子進(jìn)入休眠,次年栽種則難以發(fā)芽。
3 生根方法研究
3.1 采種時(shí)間的選擇
油用牡丹種子成熟度對(duì)發(fā)芽率有很大影響,因此要控制.佳的采種時(shí)間。景新明(1995)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 9月初到 10月采收的種子發(fā)芽率.高,過早萌發(fā)時(shí)易腐爛,過晚種子活力下降。據(jù)調(diào)查了解,這與菏澤地區(qū)油用牡丹生產(chǎn)從業(yè)者經(jīng)驗(yàn)相吻合。新采收的種子 88%具有活性,10℃~15℃條件下貯藏 1年的種子,約 25% 會(huì)出現(xiàn)活力下降,即使在低溫條件下活力也難以保持很長(zhǎng)時(shí)間,所以應(yīng)隨采隨播為佳。
3.2 生根方式
直接沙藏可以使油用牡丹種子生根。景新明(1995)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)牡丹種子在 10℃條件下沙藏處理,不經(jīng)任何激素處理,3個(gè)月后大部分可以生根,但是歷時(shí)較長(zhǎng)。
目前研究中使用的有關(guān)打破下胚軸休眠 \提早完成生根的實(shí)驗(yàn)方法有:GA 3 處理、溫水處理、濃硫酸處理、乙醇浸泡、微波輻射等。
使用 GA 3 處理油用牡丹種子的研究有很多,但是使用的 GA 3濃度不同。周仁超(2002)用 500mg/LGA 3 處理紫斑牡丹種子 48h,然后放入 15℃恒溫箱中進(jìn)行沙藏處理,GA 3 處理過的種子 30d左右開始生根,蒸餾水對(duì)照的種子,2 個(gè)月開始生根,由此得出500mg/LGA 3 處理 48h可加快生根的速度,并且可以提高生根率,有利于根的伸長(zhǎng);潘溫文(2014)發(fā)現(xiàn) 500mg/LGA 3 浸泡 24h可打破下胚軸休眠,使牡丹種子比自然條件下提前 18d左右生根;劉秀賢(2013)對(duì)比得出滇牡丹種子用 400mg/L 的 GA 3 溶液浸泡24h后在 15℃溫度下對(duì)下胚軸休眠解除效果.好;王小芳(2008)研究得出 200mg/LGA 3 處理鳳丹牡丹種子生根率達(dá)到.高,300mg/LGA 3 處理紫斑牡丹種子生根率達(dá)到.高,且二者生根時(shí)間均提前;成仿云(2008)發(fā)現(xiàn) 100~200mg/L低濃度 GA 3 處理 24h在第 47天開始生根,生根率.高,且大于 40mm 主根的比例.高,.有利于牡丹種子生根。
溫水浸種和濃硫酸浸種處理的研究也較多。趙葉(2015)研究發(fā)現(xiàn)鳳丹種子的.佳浸種時(shí)間為 2d,且下沉種子的露白率、生活力和 α-淀粉酶活性均高于上浮種子;李秀珍(2004)對(duì)牡丹種子進(jìn)行了四種浸泡處理方法,分別是濃硫酸處理 3min、95%的乙醇浸泡 30min、50℃溫水浸泡 24h、清水浸泡 24h,然后常溫存放,過一個(gè)月統(tǒng)計(jì)生根率得出結(jié)果是濃硫酸處理生根率.高為 94.5%,50℃溫水次之為 87.22%,95%的乙醇浸泡生根率為 68.17%,清水對(duì)照為 61.11%;成仿云(2008)研究了溫水浸種對(duì)促進(jìn)鳳丹牡丹種子生根的效果,發(fā)現(xiàn)常溫水(35℃)和溫水(50℃)處理 24h對(duì)牡丹生根時(shí)間沒有影響均為 52d,而溫水處理反而使生根率降低;覃逸明(2009)研究發(fā)現(xiàn),清水浸泡鳳丹種子 3-5d的萌發(fā)率反而高于激素 GA 3 處理的種子,濃硫酸處理和 50℃溫水浸泡使其萌發(fā)率降低。在溫度處理和濃硫酸處理方面,李秀珍(2004)與成仿云(2008)、覃逸明(2009)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大差異,推測(cè)可能是因?yàn)楣┰嚨挠陀媚档て废挡煌?br />
僅發(fā)現(xiàn)潘溫文(2014)使用微波輻射對(duì)牡丹種子進(jìn)行生根試驗(yàn),其結(jié)果表明:微波輻射 15s和 500mg/LGA 3 浸泡 24h均可打破下胚軸休眠,都是使牡丹種子比自然條件下提前 18d左右生根。
3.3 小 結(jié)
不同濃度 GA 3 處理確實(shí)可以使油用牡丹種子提前生根,并提高生根率,但是濃度 100~500mg/L 不等,處理時(shí)間 24-48h。50℃溫水處理和濃硫酸處理的方法仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究,目前尚未得到較好的結(jié)果。乙醇浸泡處理效果不如 GA 3 處理,稍微高于清水處理,一般不采用。微波輻射 15s和 500mg/LGA 3 浸泡 24h處理效果相同,但是相關(guān)文獻(xiàn)很少。綜合來說催根的.佳處理方法應(yīng)為 GA 3 處理。
4 催芽方法研究
4.1 生根情況對(duì)催芽效果的影響
鄭相穆(1995)提出先高溫后低溫處理可以解除鳳丹種子休眠。即鳳丹種子萌發(fā)需要嚴(yán)格遵守后熟階段、暖春(25℃)長(zhǎng)根階段和低溫(5℃)春化長(zhǎng)芽階段,每個(gè)階段.佳時(shí)間分別 40、30、60d左右,若不按此順序,不能萌發(fā)成苗,另外 GA 3 可代替低溫處理。在實(shí)驗(yàn)中,還發(fā)現(xiàn)根長(zhǎng)小于 30mm 的種子在適宜條件下仍不能發(fā)芽,景新明(1995)實(shí)驗(yàn)用 100mg/LGA 3 處理 24h或放 5℃條件下處理 7-14d,再轉(zhuǎn)入 20℃下繼續(xù)培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有根長(zhǎng)大于 30mm 后,才可打破上胚軸休眠發(fā)芽。周仁超(2002)也研究發(fā)現(xiàn)用根長(zhǎng)小于 30mm 的種子分別用 200mg/L和 100mg/LGA 3 處理24h,放入 15℃恒溫箱中,已生根種子不能打破其上胚軸休眠。因此,結(jié)合成仿云(2008)的結(jié)果,油用牡丹催芽時(shí),為了達(dá)到.佳效果,需要選取根長(zhǎng)大于 40mm 的種子進(jìn)行解除上胚軸休眠處理。
4.2 催芽處理方法
目前研究使用的有關(guān)打破上胚軸休眠、提高發(fā)芽的處理方法為:GA 3 處理、低溫(4℃)處理、IBA 處理、6-BA 處理、AgNO 3 處理等。
林松明(2007)發(fā)現(xiàn) GA 3 濃度對(duì)鳳丹種子發(fā)芽率的影響為先升后降,300mg/LGA 3 浸種處理 12h的鳳丹種子發(fā)芽率.高;低溫處理時(shí)間與發(fā)芽率呈正相關(guān),打破種子上胚軸休眠的臨界低溫期應(yīng)在 20-25d。同時(shí)還發(fā)現(xiàn) GA 3 處理的種子初期生長(zhǎng)旺盛,但是很快長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?;低溫處理的種子一直生長(zhǎng)茁壯,且抗病能力強(qiáng)。
王小芳(2008)研究發(fā)現(xiàn) 300mg/LGA 3 浸種處理和低溫處理都可以使紫斑牡丹發(fā)芽率提高,GA 3 處理種子萌發(fā)快,但出齊苗耗時(shí)久;低溫處理發(fā)芽慢,但出齊苗耗時(shí)短。這與林松明(2007)的結(jié)論一致。并且發(fā)現(xiàn) 100mg/L、200mg/LGA 3 處理 24h也可打破紫斑牡丹上胚軸休眠,這與周仁超(2002)同濃度 GA 3 處理 24h不能打破上胚軸休眠的結(jié)論不符,原因尚需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。
錢先云(2009)也發(fā)現(xiàn)低溫(4℃)處理 28d初萌期.短,但處理時(shí)間長(zhǎng);低溫(4℃)處理 21d發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率.高,且獲得幼苗較為整齊,故生產(chǎn)上可選取此種處理方式。同時(shí)發(fā)現(xiàn):300mg/LGA 3 浸種處理 24h的鳳丹牡丹前期生長(zhǎng)旺盛由于低溫處理的鳳丹牡丹,但是后期逐漸處于劣勢(shì),低溫(4℃)處理 21d的牡丹種子.具生長(zhǎng)潛力。300mg/LGA 3 浸種處理 24h和低溫(4℃)處理 21d均可提高鳳丹牡丹幼苗葉片中可溶性糖和可溶性蛋白的積累,但是 300mg/LGA 3 浸種處理 24h效果高于低溫。
劉秀賢(2013)實(shí)驗(yàn)得出根長(zhǎng)大于 30mm 的滇牡丹種子用200mg/L的 GA 3 溶液浸泡 2h后在 20℃溫度下對(duì)上胚軸休眠解除效果.好;低溫處理也可解除上胚軸休眠,但時(shí)間長(zhǎng),效果差,這與之前的研究結(jié)果有偏差,可能是由于油用牡丹和滇牡丹的品種不同而導(dǎo)致的。
馬麗妍(2014)研究了低溫(4℃)27d和 300mg/LGA 3 處理 24h對(duì)鳳丹牡丹種子萌發(fā)過程中葉原基形態(tài)和種胚中碳氮代謝物以及內(nèi)源激素含量影響。結(jié)果表明 GA 3 處理后的幼苗形態(tài)細(xì)長(zhǎng),長(zhǎng)勢(shì)較弱;低溫處理過的幼苗葉片較大,發(fā)育良好,更加接近自然狀態(tài)下的萌發(fā)幼苗,因此,生產(chǎn)上從培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)苗的角度考慮,應(yīng)優(yōu)先考慮低溫處理打破鳳丹種子的上胚軸休眠。
成仿云(2008)研究了赤霉素與低溫處理對(duì)促進(jìn)鳳丹牡丹種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的效果。結(jié)果表明:一定范圍內(nèi)延長(zhǎng)低溫處理時(shí)間促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng);并且提出 21d和 28d低溫分別結(jié)合 100mg/L、200mg/LGA 3 同時(shí)處理,.有利于種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。把低溫和 GA 3 處理相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)研究目前還較少,理論上可以達(dá)到預(yù)期效果,有待進(jìn)一步進(jìn)行探究。
林松明(2006)研究了不同濃度 GA 3 、IBA、6-BA 分別處理12h以及不同時(shí)間的低溫(4℃)處理解除鳳丹種子上胚軸休眠效果。結(jié)果表明:4種處理方法均可解除上胚軸休眠,但 300mg/LGA 3 和低溫處理(25d左右)效果.好,6-BA 次之,IBA .差。同時(shí)得出,GA 3 處理種子萌發(fā)快,但出齊苗耗時(shí)久;低溫處理發(fā)芽慢,但出齊苗耗時(shí)短;IBA 和 6-BA 處理改變了幼苗根系結(jié)構(gòu)。黃青云(2008)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) AgNO 3 、GA 3 和低溫處理能解除上胚軸休眠加快鳳丹種子萌發(fā)并提高萌發(fā)率,100mg/LAgNO 3 對(duì)幼苗根系生長(zhǎng)的改善效果.好,低溫和 GA 3 能改善幼苗株高。
4.3 小 結(jié)
解除上胚軸休眠的.佳方法為 300mg/LGA 3 處理 24h 或低溫處理 20-30d,但是 GA 3 處理后幼苗后期長(zhǎng)勢(shì)不如低溫處理后好,考慮到油用牡丹在生產(chǎn)中需要培育優(yōu)質(zhì)苗,所以優(yōu)先選擇低溫處理。另外,AgNO 3 處理、IBA 處理、6-BA 處理也可解除上胚軸休眠,但效果不如低溫和 GA 3 處理,且迄今為止相關(guān)研究較少,不宜選擇。
5 生根催芽方法結(jié)論與展望
綜合目前已有的油用牡丹種子生根催芽研究結(jié)果可以得出,油用牡丹生根(打破下胚軸休眠).有效的方法為 100~500mg/LGA 3 浸種處理 24-48h,且應(yīng)在生根 40mm 以上時(shí)催芽,而催芽(打破上胚軸休眠).有效的方法為 300mg/LGA 3 處理 24h或低溫處理 20-30d,但低溫處理后幼苗長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)于 GA 3 處理,更適用于生產(chǎn)應(yīng)用。另外,不同品種和種源的油用牡丹在生根和催芽的處理結(jié)果上可能稍微有些偏差,在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中,還需根據(jù)實(shí)際情況選擇.佳處理方式。
目前市場(chǎng)上很少見到油用牡丹的應(yīng)用產(chǎn)品,走訪調(diào)查的結(jié)果表明是牡丹籽供應(yīng)不足,產(chǎn)出的牡丹籽主要用于育苗推廣。通過積累油用牡丹生根催芽和育苗技術(shù),可以有效促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為我國(guó)牡丹食用油產(chǎn)業(yè)提供豐富的原料。
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