竇 劍,林 玲,陳玉林
[江蘇省中科院植物研究所(南京中山植物園),江蘇南京 210014]
諸葛菜[Orychophragmus violaceus(L.)O.E.Schulz]為十字花科(Cruciferae)諸葛菜屬的草本植物,早春開花成片,嫩莖葉可食用,種子可榨油[1]。諸葛菜被認為是園林、蔬菜和油料兼用,具有較高開發(fā)價值的新型園林經(jīng)濟植物[2]。近年來,有關諸葛菜的研究重點主要集中于其作為油料、觀賞和食用等方面[3]以及分子生物學分析研究等方面[4~6],有關其自然變異的報道較少[7~8]。自然環(huán)境中的變異植株為創(chuàng)造具有優(yōu)良性狀的諸葛菜新品種提供了方向和途徑。
南京中山植物園內(nèi)分布著生長良好的散點式諸葛菜居群[7],據(jù)觀察[2]:中山植物園內(nèi)種植的諸葛菜以種子自播繁殖為主,6月中、下旬萌生幼苗,越冬期間葉片保持綠色,2月下旬出現(xiàn)菜苔,直至3月上旬陸續(xù)開花,4月底開花結束。2012年4月我們在南京中山植物園內(nèi)的系統(tǒng)園周邊以及樹木園周邊的諸葛菜野生群落中發(fā)現(xiàn)了4個諸葛菜的葉色變異株系,分別表現(xiàn)為葉片白化以及葉片黃化,并對這4個株系的諸葛菜進行了就地觀察。為進一步弄清其變異機理、變異性狀的保留固定以及合理利用新種質提供了科學依據(jù)。
以2012年在南京中山植物園內(nèi)發(fā)現(xiàn)的葉色變異植株為觀察材料。
觀察并描述葉色變異植株的葉片特征、變異部位;比較變異植株與同生境植株的生長差異,并觀察其開花結實情況以及同株變異葉片與正常葉片的對比差異。
表1 變異葉片的特征及部位
表2 葉色變異株系的生長觀察
表1的結果表明:1號株系和2號株系的葉片白化特征分別表現(xiàn)在分枝和全株;3號株系的黃化特征表現(xiàn)為相對規(guī)律的外圍黃化,4號株系表現(xiàn)為葉片不規(guī)則黃化。表2的結果表明:4個葉色變異株系的長勢、分枝數(shù)及花色均有所差異,但葉片均表現(xiàn)為提前衰落;推測認為3號株系長勢健壯且花苞已現(xiàn),在排除人為拔除的條件下,可結實。
在2009~2012年的觀察中,諸葛菜白化或黃化的葉色變異現(xiàn)象每年度均有所表現(xiàn);葉片的白化和黃化可表現(xiàn)在植株的個別葉片上,也可表現(xiàn)在植株的分枝或全株。2012年觀察到的4個株系的變異表現(xiàn)符合往年的發(fā)生規(guī)律。有研究[7]表明諸葛菜的很多性狀如莖高、分枝狀況等都是可塑性很大的性狀,不是生物遺傳特性的反映,而花部性狀基本不受環(huán)境因素的影響,可能有其特殊的遺傳變異機理。故針對4個葉色變異株系所表現(xiàn)出的長勢、分枝數(shù)的差異,而認為4者的差異有可能是環(huán)境因素所造成;根據(jù)3號株系白色花苞推測其開白花,認為是其遺傳造成,而非環(huán)境因素。變異株系中出現(xiàn)的變異葉片較正常葉片提前衰落的現(xiàn)象,認為是白化葉和黃化葉的正常光合能力受影響,導致葉片功能受損而引起早衰現(xiàn)象。
保留和固定葉色突變,是培育彩葉植物的常用方法之一[9-10]。諸葛菜的綠葉期長,而目前諸葛菜的園林應用中缺乏花葉的園藝品種,觀察到的4個葉色變異株系色彩絢麗,景觀特別,因此園林應用潛力較大。有研究[7]認為諸葛菜的一些葉部性狀如葉片異形、葉色發(fā)生黃斑等現(xiàn)象可能是由于病蟲害或者發(fā)生了突變。觀察到的4個株系中1號、3號以及4號株系長勢與同生境株系相比無顯著差異或是長勢旺盛,2號株系則是因為生長于水溝邊較為陰濕處的緣故而與周邊植株相比長勢較弱,而認為4個株系長勢正常。其次,結合對4個株系變異性狀的觀察,認為其與病蟲害侵染所產(chǎn)生的癥狀、特征等有所區(qū)別,而初步排除由病蟲害侵染而造成。4個葉色變異株系均能(推測3號株系能夠結實)開花結實,但是這些變異特征是否具有遺傳特性還需進行子代觀察分析。
研究[8]表明諸葛菜具有廣泛的變異性,體細胞組成的多樣性及四倍性是諸葛菜的葉形、株型和花色多樣性的內(nèi)在原因。諸葛菜葉色變異的研究工作中,有必要針對具備變異性狀的株系進行擴繁,以開展細胞水平和分子水平的工作,從而闡明其變異機理,為合理利用新種質提供科學依據(jù)。
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