汪國其,馮冬林
(1.中蔬種業(yè)集團(tuán)有限公司,福建福州 350009;2.福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建福州 350007)
蕹菜別稱空心菜、通菜、蓊菜、藤菜,是番薯屬光萼組植物,原產(chǎn)東南亞熱帶多雨地區(qū),是一種一年或多年生綠葉類蔬菜,也可以當(dāng)作多年生的水生、半水生蔬菜[1]來栽培。蕹菜大多以淺水田栽培、旱地栽培兩種栽培形式為主,在城市邊緣地帶種植面積占比較大。在長江中下游地區(qū),蕹菜主要進(jìn)行早栽,可連續(xù)多次采收,采收期長,可周年生產(chǎn),是市場(chǎng)中主要的葉類菜之一,特別是在蔬菜供應(yīng)相對(duì)較少的秋冬季節(jié)能起到重要作用。將蕹菜用水培方式栽種,在長江流域以四川為主,品種大多是重慶、貴州等地的本地品種。在中南部地區(qū),如福建、湖南、江西、廣東、廣西等地,蕹菜生產(chǎn)量大,栽培面積逐年上升,且栽培經(jīng)驗(yàn)豐富。
蕹菜起源于我國,栽培利用歷史已有約1 700 年[2]。全球很多地方均有蕹菜分布,主要分布于中國和印度,其中很多品種均源自中國。我國蕹菜品種主要分布在華南一帶,廣東、廣西和福建的蕹菜種質(zhì)種類和數(shù)量最多,部分地區(qū)野生種也有分布,如云南西雙版納[3]。
早在20 世紀(jì)80 年代初期,臺(tái)灣已保存了40 多個(gè)類型的品種。后經(jīng)過科研人員的調(diào)查取樣,種類資料增長至80 多個(gè)[4]。不同的蕹菜類型在花色、葉片、種子形狀、種皮顏色等植物學(xué)性狀間存在著較大差異。
一般而言,植物的生長環(huán)境溫度過高會(huì)導(dǎo)致植株生長緩慢、葉片寬大易枯黃,植物活性弱,因此高溫地區(qū)植物對(duì)水分的需求較大[5]。通過對(duì)蕹菜品種進(jìn)化過程分析,認(rèn)為蕹菜主要起源于熱帶沼澤地區(qū),需要較高的溫度和充足的水分,莖蔓生長快,旺盛,短日照促進(jìn)蕹菜開花。
蕹菜具有20 條染色體,雙倍體。但是,利容千和王建波(1990)[6]研究發(fā)現(xiàn),青梗蕹菜和白梗蕹菜有30 條染色體。青梗蕹菜大部分染色體著絲點(diǎn)在中部,僅第l、4、5、14 條染色體著絲點(diǎn)位置為近中部;白梗蕹菜第1 條染色體著絲點(diǎn)位置為中部,其余染色體著絲點(diǎn)位置同青梗蕹菜一樣。青梗蕹菜與白梗蕹菜在染色體絕對(duì)長度、長度比、相對(duì)長度等特性上均不同。青梗蕹菜和白梗蕹菜的第4、9 對(duì)染色體的短臂上帶有隨體,核型較穩(wěn)定,均為IA 型。
國內(nèi)目前關(guān)于蕹菜基因方面的研究較少。張宇欣等(2023)[7]通過對(duì)蕹菜WRKY 基因組進(jìn)行鑒定分析發(fā)現(xiàn),蕹菜共有82 個(gè)WRKY 基因家族成員,OsWRKY 基因模式與水稻較為類似,IaWRKY 基因大多分布于染色體之上。除了IaWRKY9 以外,Ⅰ組WRKY 基因均擁有兩個(gè)保守結(jié)構(gòu)域;Ⅱ組成員比較活躍,且成員最多,主要負(fù)責(zé)蕹菜的基因擴(kuò)張等功能;Ⅲ組成員最少,且分子結(jié)構(gòu)最為保守。綜合來看,3 組WRKY 基因存在明顯的功能分化。王杏茹等(2019)[8]對(duì)蕹菜耐高溫機(jī)制進(jìn)行分析研究,通過分析“泰國三叉”和“柳葉”兩個(gè)蕹菜品種,對(duì)比兩個(gè)sRNA 庫堿基質(zhì)量數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫共有的序列占比僅為11.36%,說明蕹菜長時(shí)間在高溫環(huán)境中的SRNA 作用機(jī)制有很大區(qū)別。
蕹菜新品種選育研究方面,臺(tái)灣開展較早。陳培昌和陳英?。?970)根據(jù)品種主要質(zhì)量性狀的不同,將臺(tái)灣栽培品種從花色、莖稈顏色和葉片大小等方面進(jìn)行區(qū)分。其中,根據(jù)花色可將品種分為白花種和紫花種兩種類型;根據(jù)莖稈顏色可將品種分為綠色、白色及帶有紫色3 種類型;根據(jù)葉片大小可將品種分為大葉、中葉及小葉3 種類型。許家言(1982)以不同葉色品種進(jìn)行雜交,顯示F1 代的葉色、莖色等性狀均介于雙親之間,且各雜交一代產(chǎn)量均比親本的產(chǎn)量高。范淑貞(1985)以蕹菜不同品種進(jìn)行雜交,以期育成具有優(yōu)良性狀且莖稈葉片均為白色的直立型新品種,結(jié)果表明,雜交后代產(chǎn)量高低不一,株型有的較直立、有的蔓性強(qiáng),且不同雜交組合葉色深淺也有差異。迄今為止,臺(tái)灣沒有育成空心菜新品種的報(bào)道。
除了臺(tái)灣以外,我國其他地區(qū)空心菜選育工作開展較遲,文獻(xiàn)檢索表明育成的新品種僅有1 例。1987年廖明志從江西本地品種吉安空心菜中通過變異株,經(jīng)6 年單株選育而成1 個(gè)新品種,命名為贛蕹一號(hào),并于1993 年通過新品種認(rèn)定。該品種比吉安空心菜表現(xiàn)為生長期短、產(chǎn)量高、品質(zhì)好且抗性強(qiáng)。
蕹菜性喜高溫,為嚴(yán)格短日照植物,在25 ℃及短日照條件下才能促進(jìn)開花結(jié)籽。劉政道在臺(tái)灣南部地區(qū)觀察青梗和白??招牟?,空心菜等開花長達(dá)7 個(gè)月,可以從當(dāng)年9 月一直開到翌年4 月,開花受精后45~60 d 種子成熟。兩品種繁殖材料均以旱地栽培產(chǎn)量高,水田栽培產(chǎn)量低,其適播期為7 月下旬至8 月上旬。泰國緯度較福建略低,日照時(shí)間短,花芽分化所需日照比福建短。泰國蕹菜比福州大管蕹菜遲開花1 個(gè)月左右,結(jié)籽和采收時(shí)間均比福州品種較遲,且1 hm2產(chǎn)種量比福州蕹菜低150 kg 左右。加蓋誘導(dǎo)試驗(yàn)表明,在幼苗長出12 片真葉時(shí),才能接受短日照的誘導(dǎo),從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長。研究表明,廣東品種引種福建后,普遍表現(xiàn)為花期晚,種子成熟度低或不成熟,個(gè)別品種甚至不開花。這表明空心菜開花結(jié)籽需要較高溫度,溫度低不利于開花和種子的繁殖。
雍菜為自花授粉作物,種子繁殖時(shí)不需要嚴(yán)格的隔離措施。蕹菜留種栽培時(shí),為提高種子質(zhì)量和產(chǎn)量,在開花結(jié)籽期增施磷肥、鉀肥,后期控制營養(yǎng)生長,將多余的花摘除;采用插架引蔓措施,增加植株受光面積,促進(jìn)植株開花結(jié)果,可大幅度提高種子產(chǎn)量。
劉政道(1988)發(fā)現(xiàn),蕹菜種子萌發(fā)需較高溫度。溫度低于20 ℃時(shí),種子發(fā)芽慢,發(fā)芽率低;溫度在25~35 ℃時(shí),種子發(fā)芽快,發(fā)芽率高。汪國其歷年實(shí)踐表明,福州露地直播以3 月中下旬為宜,平均氣溫18~24 ℃,否則不易正常出苗。活力研究結(jié)果表明,蕹菜浸種后,浸出液電導(dǎo)率增加,發(fā)芽率提高。
汪國其將空心菜種子按顏色深淺分為黑褐色、淺渴色及黃褐色,分別測(cè)定其千粒重、發(fā)芽率等種子活性指標(biāo),結(jié)果表明黑褐色種子浸出液電導(dǎo)率最低,黃褐色種子最高;其他項(xiàng)目則以黑褐色種子最高,黃褐色種子最低。種子顏色深,表明成熟度高;種子顏色淺,則表明成熟度低、發(fā)芽率和生長勢(shì)低。汪國其對(duì)福州品種調(diào)查發(fā)現(xiàn),成熟度高的黑褐色種子不足50%。種子成熟度高,蕹菜產(chǎn)量較高??招牟朔N子較耐儲(chǔ)存,且硬化處理可以提高種子活力。
劉政道通過對(duì)空心菜采收期及不同氮肥施用量的研究表明,增施氮肥可以提高空心菜的產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量,但氮肥量施用過多會(huì)提高硝酸鹽的含量,一般施用1 500 kg/hm2氮肥即可滿足空心菜需氮量。
陳玉娣和關(guān)佩聰(1990)[9]研究發(fā)現(xiàn),空心菜易吸收硝態(tài)氮。生產(chǎn)中施用硝態(tài)氮肥可提高產(chǎn)量并增加空心菜中蛋白質(zhì)的含量。赤霉素處理空心菜葉片,誘導(dǎo)葉片吸水,促進(jìn)葉片伸展,增加葉片的鮮重和面積,可提高產(chǎn)量??招牟巳菀赘患亟饘伲芯勘砻骺招牟烁孔钜赘患亟饘冁k,莖次之,葉最低。
陳玉娣和關(guān)佩聰(1993)[10]對(duì)泰國蕹菜進(jìn)行生長和營養(yǎng)吸收特性研究,結(jié)果表明從播種至采收,鮮重呈直線增加,0~20 d 葉片生長量占植株鮮重的7.6%,20~30 d 葉片生長量占植株鮮重的33%,30~40 d 葉片生長量占植株鮮重的60%,生長速度隨生長進(jìn)程而快速提高,采收前10 d 生長量占總生長量的60%以上,干物質(zhì)積累的增長速度與鮮重基本相同??招牟讼驳?,采收中后期需氮量逐步增高,同葉片的生長動(dòng)態(tài)類似。研究表明,空心菜的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)與VC 含量、葉綠素含量以及過氧化物酶活性變化等都具有基本相同的趨勢(shì);青梗品種在各種生理指標(biāo)上均較白梗品種高,表明青梗品種的豐產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)性狀同上述生理指標(biāo)具有正相關(guān)性。
汪國其對(duì)33 個(gè)雍菜品種的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、可溶性糖、灰分、VC 含量進(jìn)行測(cè)定,數(shù)據(jù)顯示,33 個(gè)品種各種成分含量不盡相同,各成分含量高的品種如下。干物質(zhì)含量高者(每100 g 鮮重含11.18 g 以上):汕頭尖葉品種18.2 g、泰國尖葉品種11.22 g。蛋白質(zhì)含量高者(每100 g 干重含28.56 g 以上):桐城長蔓蕹31.56 g、細(xì)葉蕹30.12 g、竹葉青30.10 g、廣州白梗29.87 g、安慶雍29.37 g、福建寬葉蕹29.14 g、廣西白粒28.89 g。灰分含量高者(每100 g 干重含19.02 g 以上):籽菇19.6 g??扇苄蕴呛扛哒撸?00 g 干重含0.77 g 以上):大管推0.90 g、泰國蕹0.82 g。VC 含量高者(每100 g 鮮重含23.88 mg 以上):雜交蕹25.62 mg、穗郊雍2.98 mg、汕頭尖葉蕹24.83 mg、南平蕹24.80 mg、泰國蕹24.41 mg、福建尖葉24.30 mg。通過對(duì)蕹菜各種成分的測(cè)定發(fā)現(xiàn),不同國家和地區(qū)、不同品種間的差異較大,但蛋白質(zhì)含量的測(cè)定結(jié)果卻較一致。
目前,國外空心菜種子產(chǎn)量以東南亞國家為主。我國蕹菜種子繁殖規(guī)模和技術(shù)近年來均有較大發(fā)展。由于人工、土地、農(nóng)資等價(jià)格不斷提升,為了降低成本,我國蕹菜采取境外繁種方法。汪國其自1990 年第一家開始利用境內(nèi)選育親本(原種)—原種出口—境外生產(chǎn)品種—進(jìn)口回購的辦法,大量降低成本。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020 年我國蕹菜種子2 000 t,年推廣面積達(dá)13.3 萬hm2。境外繁殖品種有竹葉種、三叉種、白骨柳葉種、青骨柳葉等四大類型品種。境外生產(chǎn)以泰國、印度尼西亞、越南、馬來西亞等國家為主。國內(nèi)推廣區(qū)域有福建、廣東、廣西、上海、安徽、江西、湖南、湖北、貴州、四川、河南等地,后續(xù)發(fā)展至華北等地,涉及20 多個(gè)省份。
國內(nèi)針對(duì)蕹菜病蟲害種類及其防治的研究較多,具有指導(dǎo)意義。
鄒桂花(2017)[11]認(rèn)為,蕹菜的病害主要有白銹病、褐斑病、輪斑病和病毒病,蟲害主要有斜紋夜蛾和甘薯麥蛾。白銹病和輪斑病最為常見,多發(fā)于葉片、葉柄、莖部,影響蕹菜產(chǎn)量和質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)作物有枯死風(fēng)險(xiǎn);褐斑病多發(fā)于葉片,常伴潮濕環(huán)境發(fā)?。徊《静?huì)導(dǎo)致蕹菜植株矮小,阻礙生長,多為伴生病癥。斜紋夜蛾幼蟲具有暴食性,對(duì)蕹菜莖葉蠶食速度快,其排泄物也會(huì)污染植株;甘薯麥蛾幼蟲喜熱,常發(fā)于夏季,常見大面積暴發(fā),對(duì)蕹菜威脅較大。針對(duì)以上常見病蟲害,防治措施有加強(qiáng)田間清潔管理、水肥管理、燈光誘殺、性信息誘殺及生物藥劑消殺等。
魏林等(2014)[12]通過對(duì)長沙蕹菜種植情況進(jìn)行考察,認(rèn)為該區(qū)域蕹菜主要蟲害有甘薯麥蛾、甘薯臘龜甲、甘薯臺(tái)龜甲、甘薯天蛾、甘薯煩夜蛾、甜菜螟和短額負(fù)蝗。甘薯臘龜甲成蟲和幼蟲均有害,蠶食蕹菜葉片,常發(fā)于春季氣溫回升濕氣降低時(shí);甘薯天蛾幼蟲啃食蕹菜葉片,喜熱喜濕,常發(fā)于6 月中旬;甘薯煩夜蛾幼蟲蠶食蕹菜葉片,顏色鮮艷,喜陰畏光,常于17:00 后進(jìn)食,多發(fā)于9—11 月;甜菜螟幼蟲啃食蕹菜葉片背面葉肉,形成網(wǎng)狀缺刻,一代常發(fā)于7 月下旬至9 月中旬,二代常發(fā)于8 月下旬至9 月下旬;短額負(fù)蝗成蟲和若蟲均有害,啃食蕹菜葉片,喜高溫,常發(fā)于5 月上中旬至8 月上旬。針對(duì)以上蟲害,防治措施有人工捕殺、灌水消殺、加強(qiáng)田間清潔管理等。
蕹菜作為我國常見菜種,在人們的餐桌上占有重要地位,是夏秋季節(jié)主要蔬菜之一,因此對(duì)其進(jìn)行研究是非常有必要的。目前國內(nèi)關(guān)于蕹菜的研究方向較為全面,在種質(zhì)溯源、品種培育、栽培養(yǎng)殖、病蟲害防治等方面都有較為深入的研究,對(duì)我國農(nóng)業(yè)從業(yè)者更好地研究和培育優(yōu)質(zhì)蕹菜有巨大作用,特別是對(duì)于蕹菜種植者提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。同時(shí),應(yīng)注意到我國對(duì)蕹菜基因?qū)W、細(xì)胞學(xué)的研究相對(duì)較少,缺乏相關(guān)文獻(xiàn)資料。希望通過對(duì)以往研究者文獻(xiàn)的整理,幫助蕹菜研究人員更好地解決遇到的問題,促進(jìn)相關(guān)研究開展。