第 5 期 周辉明等：四倍体白掌新品种‘绿萌’的选育 965

new varieties of S. floribundum. The results showed that the best way to induce tetraploid S. floribundum was soaking

with 0.10% colchicine for 7 days. The flowering duration of the newly selected ‘Lvmeng’ was from April to June when

it was planted in the greenhouse. Compared with the control S. floribundum ‘Meijiu’, there were significant differences

in leaf length, leaf width, petiole length, petiole diameter, leaf sheath length, bracts length, bracts width, bracts stalk

length, bracts stalk diameter, spadix length, spadix diameter, stomatal length, stomatal width and stomatal density at the

flowering stage. The number of chromosomes was 2n=4X=60, which was twice that of the control 2n=2X=30. Flow

cytometry DNA analysis showed that the genome size of ‘Lvmeng’ was 10.87 Gb, and that of the control ‘Meijiu’ was

5.73 Gb. It was identified as a new tetraploid species of S. floribundum. The new polyploid variety ‘Lvmeng’ was induced by artificial chemistry, with thickened leaves, deepened leaf color, thickened stem, petiole, bracts stalk and spadix,

which greatly improves the ornamental value of S. floribundum.

Keywords: Spathiphyllum floribundum; chemical mutagenesis; breeding

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.011

白鹤芋（Spathiphyllum floribundum）又名白

掌，原产于美洲和亚洲的热带地区，为天南星科

（Araceae）白鹤芋属（Spathiphyllum）多年生草

本植物。其植株叶色翠绿，花形似鹤翘首，色泽

洁白无暇，被视为“清白之花”，是重要的观花

观叶盆栽植物[1]，极具观赏价值和经济价值。当

前，国内关于白掌新品种选育的研究报道较少，

市场主栽品种基本源于国外，多为人工杂交产生

的后代[1-2]。杂交育种存在育种周期长、效率低等

问题。利用人工诱变技术对植物体细胞染色体组

进行加倍的多倍体育种方法已常应用于观赏花

卉，选育的植株表现出叶片增大、叶色加深、花

朵变大、花色艳丽等优良性状[3-4]，大大提高了目

标性状的观赏价值。利用化学诱变剂诱变产生多

倍体是目前人工多倍体育种常用的诱导方法，具

有操作简易、突变率高、专一性强和适用性广等

特点。秋水仙素是目前主要采用的诱变剂[5]，诱

导试验材料通常选取种子[6]、顶芽[7]、侧芽[8]以及

组织培养中的愈伤组织[9]、原球茎[10]等分裂旺盛

的器官或组织，秋水仙素诱导的效果与诱导时间、

使用的浓度、培养的温度、处理的植物种类和器

官等因素有关[3]。本研究以主栽白掌‘美酒’愈

伤组织为材料，通过秋水仙素化学诱变结合试管

苗形态学初筛、田间种植优选及株系比较试验后，

进行了染色体计数、气孔大小和基因组大小比较，

选育出了四倍体白掌新品种，丰富了白掌种质资

源，满足市场需求。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为三明市农业科学研究院花卉研究

所白掌‘美酒’组培苗和成品苗。

1.2 方法

1.2.1 多倍体白掌诱导方法优化 2012 年 4 月以

白掌‘美酒’健壮二代苗的茎尖诱导的愈伤组织

为供试材料，设计不同浓度的秋水仙素（0、0.06%、

0.08%、0.1%）、不同处理时间（7、14、21 d）

来优化四倍体诱导方法。将秋水仙素处理后的愈

伤组织接种于分化培养基中，45 d 后统计生长状

况，计算成活率，成活率=成活愈伤组织数/处理

愈伤组织数×100%。将分化的种苗进行生根培养，

待长出根后，采用根尖压片法进行多倍体鉴定，

统计分化植株数、变异植株数和四倍体植株数，计

算变异率和四倍体诱导率，变异率=变异植株数/

分化植株数×100%，四倍体诱导率=四倍体植株数/

变异植株数×100%。

1.2.2 选育白掌四倍体 以白掌‘美酒’健壮二

代苗的茎尖诱导愈伤组织为供试材料，经添加

0.1%化学诱变剂秋水仙素的液体诱导培养基 7 d

摇床振荡处理，然后将处理的愈伤组织接种于分

化培养基，待愈伤组织分化后，从 41 株分化苗中

发现叶片宽大肥厚、色泽加深、茎秆粗壮的变异

株 23 株，通过根尖染色体检测，发现了其中的

12 株为四倍体植株，选取一个四倍体单株进行少

量组培快繁和栽培。经农艺性状观察发现，其茎

秆粗壮，叶片宽大肥厚、富有质感，佛焰苞厚实、

白色且富有光泽，花高于叶，花梗直径较粗，符

合多倍体巨大性特征，命名为‘MJ-1’。2018 年，

将‘MJ-1’和对照‘美酒’的形态学特征进行比

较、根尖染色体、气孔大小和分子检测，综合评

价判定为四倍体白掌新品种，定名为‘绿萌’。

1.2.3 形态学特征比较 分别随机抽取 10 盆‘绿

萌’和‘美酒’，测定植株盛花时的叶片长、叶片

宽、叶柄长、叶柄直径、叶鞘长、叶片数、佛焰苞

966 热带作物学报 第 43 卷

苞片长、佛焰苞苞片宽、花梗长、花梗直径、肉穗

花序长、肉穗花序直径、花色等形态学特征，统计

重复 3 次，用 Excel 软件进行数据统计和分析。

1.2.4 叶片气孔大小测定 早上 9：00—11：00，

用指甲油（思姿恋环保护甲亮油）涂抹白掌植株

成熟叶片的背部，2 min 后，用镊子轻轻地撕取叶

片的下表面组织，置于载玻片上，盖上盖玻片（注

意保证组织的平整放置），在 20×10 倍镜下随机

观察 10 个视野，重复 3 次，统计各视野的气孔数，

用标准的显微镜测微尺测量气孔长度。气孔密度

计算为：气孔密度(个/mm2

)=各视野中气孔数(个)/

视野的面积(mm2

)。

1.2.5 根尖染色体检测 切取白掌根尖 0.4~

0.8 cm，置于 2 mL 试管中，加入 1.5 mL 已配制

好的 0.002 mol/L 浓度的 8-羟基喹啉，16℃黑暗处

理 6 h，期间每隔 2 h 换 1 次 0.002 mol/L 的 8-羟

基喹啉处理液。将预处理后的根尖用清水洗净，

加入新鲜配制的卡诺固定液（95%乙醇∶冰醋酸=

3∶1），于 4℃冰箱放置 18~24 h；次日，弃除卡

诺固定液，用蒸馏水漂洗根系 5~10 min，用刀片

切取根尖生长点，浸泡于含 2%纤维素酶和 1%果

胶酶的液体中，37℃温浴 1~2 h 后缓慢加入 75%

乙醇，轻轻吸出液体，缓慢加入醋酸少许，之后

将根尖生长点取出并置于载玻片上，用玻棒捣碎

根尖使根尖紧压载玻片，蘸取已过滤的 0.025%甲

基紫 1~2 滴于根尖捣碎区，染色 2~3 min，盖上

盖玻片，用滤纸吸取多余的染色液，用普通光学

显微镜进行镜检和拍照，每个品种选取 3 株作根

尖取样，每株观察清晰可辨的细胞 10 个及以上，

以确定染色体数目。

1.2.6 流式细胞仪测定基因组大小 取白掌新鲜

叶 片 1 g，置于 0.8 mL 预冷的细胞核解离液

（45 mmol/L MgCl2·6H2O，20 mmol/L MOPS，

30 mmol/L 柠檬酸钠，1%（W/V） PVP40，0.2%

（ V/V ） Tritonx-100 ， 10 mmol/L Na2EDTA ，

20 μL/mL β-巯基乙醇，pH 7.5）中，用锋利的刀

片将组织迅速切碎，冰上静置 10 min，用 400 目

滤网过滤，滤液为细胞核悬浮液。向细胞核悬液

中加入预冷的含 50 μg/mL RNAase 的碘化丙啶

（propidium iodide，PI）（50 μg/mL）染液 100 μL，

置于冰上避光染色 0.5~1 h。以番茄为内参，利用

BD FACScalibur 流式细胞仪对染色后的细胞核悬

浮液样品上机检测，采用 488 nm 蓝光激发，检测

碘化丙啶的发射光荧光强度，每次检测收集

10 000 个颗粒。变异系数（CV）控制在 5%以内。

使用 Modifit 3.0 分析软件作图分析，试验重复 3 次。

本试验所用培养基配方如下：

液体诱导多倍体培养基：MS+6-BA 1.0 mg/L+

NAA 0.1 mg/L+白糖 30 g/L+秋水仙素，pH 5.6。

组培分化培养基：MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA

0.1 mg/L+白糖 30 g/L+琼脂 4.5 g/L，pH 5.6。

组培生根培养基：1/2 MS+NAA 0.3 mg/L+

0.5 g/L 活性炭+白糖 20g/L+琼脂 4.5 g/L，pH 5.6。

2 结果与分析

2.1 不同浓度秋水仙素和不同处理时间对‘美

酒’多倍体诱导的影响

从表 1 可见，相同浓度秋水仙素下，处理时

间越长对愈伤组织毒害作用越大，愈伤组织成活

率越低；0.06%~0.10%范围内，秋水仙素浓度越

高，变异率和四倍体诱导率越高，对愈伤组织毒

害作用也越大；0.10%秋水仙素处理 7 d，变异率

达 60%，四倍体诱导率为 50%，变异率和四倍体

诱导率均比其他浓度和处理时间高。

表 1 不同浓度秋水仙素和不同处理时间对‘美酒’多倍体诱导情况

Tab. 1 Induction of polyploid by different colchicine concentrations and treatment time of ‘Meijiu’

秋水仙素浓度

Colchicine concentration/%

处理时间

Treatment

time/d

处理数

Treatment

number

成活数

Survival

number

苗分化数

Seedling differentiation number

变异株数

No. of variation plants

四倍体株数

No. of tetra

ploid plants

成活率

Survival

rate/%

变异率

Variation

rate/%

四倍体诱导率

Tetraploid

induction rate/%

7 30 30 56 0 0 100.0 0.0 0.0

14 30 29 29 4 0 96.7 13.8 0.0

0.06

21 30 28 27 6 1 93.3 22.2 16.7

7 30 28 22 4 0 93.3 18.2 0.0

14 30 27 18 8 2 90.0 44.4 25.0

0.08

21 30 25 17 7 1 83.3 41.2 14.3

7 30 26 20 12 6 86.7 60.0 50.0

14 30 22 10 3 1 73.3 30.0 33.3

0.10

21 30 11 1 0 0 36.7 0.0 0.0

0 0 30 30 84 0 0 100.0 0.0 0.0

第 5 期 周辉明等：四倍体白掌新品种‘绿萌’的选育 967

2.2 形态学特征比较

白掌‘绿萌’与对照‘美酒’相比，具多倍

体的植株变壮（图 1A~图 1C）、叶片变大（图

1D）、肉穗花序变粗（图 1E）等特征。从表 2

可见，‘绿萌’叶片长度、叶柄长度、叶鞘长、

佛焰苞苞片长度、佛焰苞苞片宽度、花梗长度均

小于对照‘美酒’，方差分析显示差异极显著；

‘绿萌’叶片宽度、叶柄直径、叶片数、花梗直

径、肉穗花序长度、肉穗花序直径均大于对照‘美

酒’，方差分析显示，除叶片数之外，其他特征

差异极显著。‘绿萌’在植株形态学上具多倍体

的叶片增厚、叶色加深、茎杆变粗、叶柄变粗、

苞梗变粗、肉穗花序变粗等特征。

2.3 气孔大小和密度比较

白掌新品种‘绿萌’与对照‘美酒’的气孔大小

和密度比较见表 3 和图 2，‘绿萌’的气孔长度

为 41.72 μm、气孔宽度为 25.93 μm，大于对照‘美

酒’的气孔长度和宽度，方差分析显示差异极显著；

‘绿萌’的气孔密度为 15.50 个/mm2

，比对照‘美

酒’的气孔密度少，方差分析显示差异极显著。

A：‘绿萌’外观；B：植株外观比较；C：组培苗形态比较；D：成株叶片比较；

E：佛焰苞比较；在分图 B~E 中，左：‘美酒’，右：‘绿萌’。

A: ‘Lvmeng’ appearance; B: The comparison of plant appearance; C: The morphological comparison of tissue culture seedlings;

D: The comparison of leaf; E: The comparison of the spathes; In the B-E diagram, left: ‘Meijiu’, right: ‘Lvmeng’.

图 1 白掌‘绿萌’与‘美酒’的外观形态比较

Fig. 1 Morphology comparison of ‘Lvmeng’ and ‘Meijiu’

表 2 白掌‘绿萌’与‘美酒’的形态学特征比较

Tab. 2 Morphology comparison of ‘Lvmeng’ and ‘Meijiu’

性状 Character 美酒 Meijiu 绿萌 Lvmeng 性状 Character 美酒 Meijiu 绿萌 Lvmeng

叶片长度/cm 21.52±0.72A 20.37±0.99B 佛焰苞苞片长度/cm 11.63±0.60A 10.40±0.73B

叶片宽度/cm 7.75±0.48B 10.60±0.64A 佛焰苞苞片宽度/cm 5.78±0.19A 5.32±0.17B

叶柄长度/cm 23.75±1.48A 17.77±0.99B 苞梗长度/cm 42.78±2.27A 36.22±0.84B

叶柄直径/cm 0.32±0.02B 0.53±0.02A 苞梗直径/cm 0.39±0.02B 0.61±0.05A

叶鞘长/cm 21.90±0.84A 16.76±0.96B 肉穗花序长度/cm 4.63±0.18B 4.94±0.21A

叶片数 14.70±0.68A 15.10±0.74A 肉穗花序直径/cm 1.17±0.04B 1.60±0.03A

注：同行不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）。

Note: Different capital letters in the same line indicate extremely significant difference (P<0.01).

表 3 白掌品种‘绿萌’与‘美酒’的叶片气孔大小和密度比较

Tab. 3 Stomatal size and density comparison of ‘Lvmeng’ and ‘Meijiu’

品种 Variety 气孔长度 Stomatal length/m 气孔宽度 Stomatal width/m 气孔密度 Stomatal density/(个·mm-2)

美酒 27.64±1.39B 20.66±1.39B 26.81±3.34A

绿萌 41.72±3.83A 25.93±2.64A 15.50±1.40B

注：同列不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）。

Note: Different capital letters in the same column indicate extremely significant difference (P<0.01).

968 热带作物学报 第 43 卷

图 2 白掌‘美酒’（A）与‘绿萌’（B）的气孔大小和密度比较

Fig. 2 Stomatal size and density comparison of ‘Meijiu’ (A) and ‘Lvmeng’ (B)

2.4 细胞学水平比较

本研究观测了 10 个清晰视野下的染色体状

态，重复 3 次，结果显示对照‘美酒’的二倍体染

色体数为 2n=2X=30（图 3A），‘绿萌’的染色

体数为 2n=4X=60（图 3B）。‘绿萌’的染色体数

为对照‘美酒’的 2 倍，是‘美酒’的四倍体白掌。

2.5 基因组大小比较

通过流式细胞仪对细胞 DNA 含量测定和分

析（图 4），‘绿萌’的 DNA 含量为 10.87 Gb，

‘美酒’的 DNA 含量为 5.73 Gb，‘绿萌’基因

组大小约为‘美酒’的 2 倍，表明白掌‘绿萌’

为纯四倍体。

图 3 白掌‘美酒’（A）与‘绿萌’（B）的染色体比较

Fig. 3 Chromosome comparison of ‘Meijiu’ (A) and ‘Lvmeng’ (B)

图 4 白掌‘美酒’（A）与‘绿萌’（B）的基因组比较

Fig. 4 Genome size comparison of ‘Meijiu’ (A) and ‘Lvmeng’ (B)

第 5 期 周辉明等：四倍体白掌新品种‘绿萌’的选育 969

3 讨论

利用人工化学诱导剂秋水仙素结合组织培养

诱导植物多倍体的应用已十分广泛，在红掌[9]、大

花蕙兰[10]、非洲菊[11]、萱草[12]、百合[13]、杜鹃[14]

等园艺花卉中已有成功报道，诱导材料的类型包

括愈伤组织、原球茎、茎尖、芽体、种子等[6-10]，

不同植物种类对诱导材料的类型选择不同，且处

理浓度也存在差异。在白掌的化学诱变选育上，

郑云飞[15]利用秋水仙素处理多个品种白掌的叶

片、愈伤组织、组培苗的茎尖诱导多倍体，并通过

流式细胞仪进行多倍体的鉴定，结果仅有以组培苗

的茎尖成功诱导获得 Spathiphyllum floribundum、

Spathiphyllum ‘Coddy color’ 、 Spathiphyllum

‘Bright’、Spathiphyllum ‘Parrish’等 4 个品种的多

倍体植株，这可能与叶片诱导的愈伤组织在分化

过程中易褐变和秋水仙素对愈伤组织的毒害作用

有关。本研究优化了多倍体白掌诱导的方法，带

芽的愈伤组织（来源于健壮二代试管苗的茎尖诱

导），分化能力强，试验重复性较高，是诱导四

倍体的好材料；高浓度秋水仙素可提高的四倍体

诱导率，但随着处理时间的延长，愈伤组织成活

率越低。因此，最佳诱导四倍体白掌处理为 0.10%

秋水仙素浸泡处理 7 d，其四倍体诱导率最高，应

用于白掌四倍体新品种的选育。

利用染色体计数结合形态学和细胞学水平的

差异是植物倍性鉴定的可靠方法。形态学的差异

是最简单直观的鉴定方法，可通过茎秆粗度、叶

片厚度、植株形态等特征的初筛提高倍性鉴定的

效率[16]。根尖染色压片的好坏直接影响染色体鉴

定的结果，本研究参考了张志胜等[9]的压片方法

加以改进，通过混合纤维素酶和果胶酶进行细胞

壁的溶解和应用低毒、低成本的甲基紫进行染色，

建立了适合的白掌染色体分析的改良压片法。应

用此方法具重复性好、分辨率高、效率高等优点，

为白掌的倍性育种提供了可靠的鉴定方法。

流式细胞术作为一项高效的检测技术，广泛

应用于检测植物细胞的核 DNA 含量及染色体倍

性。本研究参考了田新民等[17]方法，采用生长中

的白掌新鲜叶片，选取 PI 染料为检测细胞核 DNA

含量的探针，以番茄为内参，利用 BD FACScalibur

流式细胞仪对染色后的细胞核悬浮液样品上机检

测，采用 488 nm 蓝光激发，检测碘化丙啶的发射

光荧光强度，试验结果可靠稳定。

本研究采用以白掌‘美酒’的组培愈伤组织为

材料，用 0.10%秋水仙素浸泡处理 7 d 后，经试管

苗形态学、细胞学的初筛，染色体计数法及基因组

大小的比较鉴定，选育出白掌四倍体新品种‘绿

萌’，具多倍叶片增厚、叶色加深、茎杆变粗、叶

柄变粗、花梗变粗、肉穗花序变粗等形态特征，大

大提高了白掌的观赏价值，丰富了白掌种质资源。

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热带作物学报 2022, 43(5): 971977

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2021-10-08；修回日期 2021-12-03

基金项目 福建省属公益类科研院所基本科研专项（No. 2018R1028-5）；漳州市自然基金项目（No. ZZ2020J15）。

作者简介 林秋金（1979—），女，硕士，助理研究员，研究方向：园艺学。*通信作者（Corresponding author）：林秀香（LIN

Xiuxiang），E-mail：lxx92@126.com。

10 份柠檬种质花粉形态观察

林秋金1

，王龙平2

，谢晓清1

，王美盛1

，林秀香1*

1. 福建省热带作物科学研究所，福建漳州 363000；2. 厦门市绿化中心，福建厦门 361000

摘 要：为了明确柠檬不同种质花粉的形态特征及各种质之间的亲缘关系，为柠檬种质的鉴定和创新利用提供重要的

参考，本研究以 10 份柠檬种质的花粉为试材，通过场发射环境扫描电镜对花粉形状，花粉大小及花粉外壁纹饰等形态

特征进行观察，并进行比较分析。研究结果表明：柠檬花粉存在形式为单粒，花粉粒外部形态呈圆球形、近长球形或

长球形，具有 4~5 条萌发孔沟，萌发孔沟沿极轴方向以等距环状分布，沟长直达两极。不同种质的花粉形状、花粉大

小、花粉外壁网眼密度和网眼大小等均存在差异。极轴长 33.56~41.20 μm，赤道轴长 22.06~33.70 μm，花粉大小（P×E）

为 844.90~1385.98 μm2

。花粉外壁纹饰为网状雕纹，网脊宽为 0.39~0.88 μm，网眼直径为 0.87~1.68 μm，网眼表现为圆

形、近圆形或不规则多角形。花粉大小等级为中等，极面观为四裂圆形或五裂圆形，赤道面观为圆形，椭圆形或长椭

圆形。10 份柠檬种质在花粉形状、大小、外壁纹饰等方面表现出多样性，可作为区分柠檬不同种质的依据。

关键词：柠檬；花粉；形态特征；扫描电镜

中图分类号：S666.5 文献标识码：A

Observation on Pollen Morphology of 10 Lemon Germplasms

LIN Qiujin1

, WANG Longping2

, XIE Xiaoqing1

, WANG Meisheng1

, LIN Xiuxiang1*

1. Fujian Institute of Tropical Crop Science, Zhangzhou, Fujian 363000, China; 2. Xiamen Afforestation Center, Xiamen, Fujian

361000, China

Abstract: Pollen morphology has a certain value in conservatism, so it is often used as a classification basis for plant

resources. In order to clarify the pollen morphology and relationship among different lemon germplasms, which would

provide an important reference for the identification and innovative utilization of different lemon germplasms. In the

flowering period (February to March), the flowers were picked up in the upper part of the crown periphery from robust

plants, and the petals and calyx were removed with sterile tweezers. The anthers were placed indoors in the shade for 3

days. The pollens were collected and stored at low temperature. The pollens were used as the test materials and the

morphological characteristics of pollen shape, pollen size and pollen exine ornamentation morphology were observed by

the field emission environmental scanning electron microscope. Six quantitative features, including equatorial axis

length, polar axis length, polar axis equatorial axis ratio, polar axis equatorial axis product, width of net ridge, mesh

number were investigated. Data were normalized by DPSv3.01 software and clustered. The genetic distance was calculated as the euclidean distance, and the UPGMA method was used for the cluster analysis. The results showed that

lemon pollen existed in the form of single grain, which was spherical, long spherical, nearly spherical, with 4–5 germination pore grooves. The germination pore grooves were distributed in an equidistant ring along the polar axis, and the

groove length reached the two poles. The pollen shape, pollen size, mesh density and mesh diameter were different. The

polar axis length was 33.56–41.20 μm. The equatorial axis length was 22.06–33.70 μm. The pollen grain (P×E) size was

844.90–1385.98 μm2

. The pollen exine ornamentation was reticular ornamentation. The width of net ridge was 0.39–

0.88 μm. The mesh diameter size was 0.87–1.68 μm. The mesh was round, nearly round or irregular polygon. The pollen

was medium-sized, the polar view was tetragonal or pentagonal, and the equatorial view was round, elliptic or oblong.

Ten lemon germplasms showed diversity in pollen shape, size and exine ornamentation morphology, which could be

972 热带作物学报 第 43 卷

used as a basis to distinguish different lemon germplasms. Femminello lemon (4×) had the largest pollen grain size, which

was significantly larger than that of other germplasms. However, since only Femminello lemon (4×) was a ploidy variant in

this study, whether the ploidy of lemon could be identified by observing the size of pollen needs further research.

Keywords: lemon; pollen; morphological characteristic; SEM

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.012

柠檬[Citrus limon (L.) Burm.f.]又称柠果、洋

柠檬、益母果等，为芸香科柑橘属常绿小乔木，

果实中含有糖类、钙、磷、铁、锌和维生素 C、

B1、B2 等多种营养成分，还含有有机酸、黄酮类、

挥发油、橙皮甙等，对人体十分有益，具有较高

的食用和药用价值[1-3]。现主要分布在热带和亚热

带地区的美国、巴西、意大利、阿根廷、澳大利

亚等[4]。柠檬在我国种植区主要集中在四川安岳

和内江、云南德宏，主要栽培品种为尤力克、费

米耐劳、里斯本，品种结构单一，已不能满足柠

檬生产和市场的需要。近年来，各地区加大对品

种引进与选育的力度，使得资源不断丰富[5-9]。目

前美国、澳大利亚、西班牙等柑橘科研大国在柠

檬品种选育及砧木改良方面的研究较为深入，国内

柠檬研究与产业发展均相对滞后。刘文婷等[9]引进

台湾柠檬新品种在宁德试种及栽培，牛先前等[10]

对 9 份柠檬种质资源的物候期进行了观测，杜玉

霞等[11]研究了施肥量对柠檬幼树矿质养分、产量

及品质的影响，王海鸥等[12]探索了不同干燥方式

对柠檬片干燥特性及品质的影响，尤桂春等[13]对

13 份柠檬种质资源表型性状遗传多样性进行分

析，王自然等[14]对云南的柠檬灰霉病为害症状与

发病适期进行观察，研究领域主要涉及引种及栽

培配套技术、加工和贮藏保鲜技术、果实品质的

测定评价、资源多样性研究等，对于柠檬花粉形

态特征的研究报道较少。尤桂春等[15]对 10 份柠

檬种质的花粉形态进行了扫描电子显微镜观察，

并根据花粉的某一或某两个性状特征来区分不同

的种质，由于采用的性状特征数量有限，很难代

表不同柠檬种质的综合性状特征。本研究利用扫

描电镜对 10份柠檬种质花粉形态特征进行观察，

在综合分析不同柠檬种质花粉的形态学性状指

标的基础上运用 DPS v3.01 统计分析软件进行聚

类分析，它是基于性状间的相关性与欧式遗传距

离大小对不同柠檬种质遗传亲缘关系的分类，能

比较客观地反映出分类群之间的内在遗传关系，

可为柠檬种质的鉴定和创新利用方面提供重要的

参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为福建省热带作物科学研究所柠檬

种质资源圃收集的 10 份资源：泰国中果、台湾

大果、四倍体费米耐劳、尤力克、香水柠檬、白

花费米耐劳、粗柠檬、广东柠檬、越南青、红花

柠檬。

1.2 方法

在盛花时期（2—3 月），选择健壮的柠檬植

株，采集树冠外围中上部含苞待放的花蕾，用消

过毒的镊子去掉花瓣和雌蕊，只留花药，置于室

内阴干 3 d，将获得的花粉放置于干燥管中，保存

在 4℃冰箱中备用。检测时将干燥花粉均匀地撒

在粘有导电胶的样品台上，用离子溅射仪进行真

空喷金镀膜，在场发射环境扫描电镜下进行观

察。选择有代表性的视野进行观察和拍照，500

倍观察花粉粒的群体形态，3000 倍观察花粉赤道

面，3500 倍观察花粉极面，10 000 倍观察花粉

外壁纹饰，并测量极轴长（P）、赤道轴长（E）、

网脊宽度及网眼直径。文中术语的描述及所定标

准主要参考《孢粉学手册》[16]和王开发等[17]的

文献。

1.3 数据处理

每份材料选取 20 粒饱满的花粉粒进行相关

数据的测量，采用 Excel 2007 和 DPS v3.01 软件

进行统计分析，品种间显著性差异采用 Tukey 法

进行比较。选取赤道轴长、极轴长、网脊宽度、

P/E 值、P×E 值、50 μm

2 网眼数共 6 个定量特征，

用 DPS v3.01 软件进行系统聚类分析，采用欧氏

距离类平均法。

2 结果与分析

2.1 柠檬花粉的萌发器官

10 份柠檬种质花粉的萌发器官均为孔沟类型

（图 1），即花粉表面同时存在着孔和沟。花粉

粒大多具有 4~5 条孔沟，四倍体费米耐劳具有 5

条孔沟的花粉多，四条孔沟的花粉少，台湾大果、

第 5 期 林秋金等：10 份柠檬种质花粉形态观察 973

A：群体；B：赤道面观；C：极面观；D：外壁纹饰。1：泰国中果；2：台湾大果；3：四倍体费米耐劳；4：尤力克柠檬；

5：香水柠檬；6：白花费米耐劳；7：粗柠檬；8：广东柠檬；9：越南青；10：红花柠檬。

A: Group; B: Equatorial view; C: Polar view; D: Pollen exine ornamentation. 1: ‘Taiguozhongguo’ lemon; 2: ‘Taiwandaguo’ lemon;

3: Femminello lemon (4×); 4: Eureka lemon; 5: ‘Xiangshui’ lemon; 6: Femminello lemon (white flower); 7: Rough lemon;

8: ‘Guangdong’ lemon; 9: ‘Yuenanqing’ lemon ; 10: ‘Honghua’lemon.

图 1 扫描电镜观察花粉形态

Fig. 1 SEM observation of pollen morphology

974 热带作物学报 第 43 卷

尤力克柠檬和白花费米耐劳具有 5 条孔沟的花粉

少，4 条孔沟的花粉多，其余种质的花粉只具有 4

条孔沟。萌发孔沟沿极轴方向以等间距环状分布，

从极面可以观察到 4~5 条，从赤道面可以观察到

1~3 条，沟长直达两极。

2.2 柠檬花粉的形态和大小

10 份柠檬种质的花粉均以单粒形式存在（图

1）。花粉粒最长轴的长度在 33.56~41.20 μm 之间

（表 1），按照埃尔特曼的划分标准，花粉大小

等级属于中等。从极轴的长度来看，四倍体费米

耐劳最长，为 41.20 μm，与香水柠檬（38.91 μm）

差异显著，与其他种质差异极显著；香水柠檬、

广东柠檬、红花柠檬、越南青柠檬和台湾大果柠

檬的极轴长分别为 38.91、38.36、37.56、37.39

和 37.26 μm，之间差异不显著；香水柠檬与泰国

中果（36.61 μm）差异显著，与粗柠檬（35.36 μm）、

尤力克柠檬（ 34.97 μm ）和白花费米耐劳

（33.56 μm）差异极显著。从赤道轴的长度来看，

四倍体费米耐劳最大为 33.70 μm，极显著大于其

他种质，尤力克（30.09 μm）与白花费米耐劳

（29.15 μm）差异不显著，与其他种质差异极显

著。从 P×E 值进行花粉大小比较可以看出，四倍

体费米耐劳的花粉粒（1389.66 μm

2

）最大，极显

著大于其他种质。

P/E 值的大小用于反映花粉的形状，10 份柠

檬种质花粉的 P/E 值在（1.15±0.02）~（1.75±0.08）

之间（表 1），依据王开发等[17]的方法判断其花

粉粒形状为圆球形、近长球形或者长球形。赤道

面观为长椭圆形、椭圆形或者近圆形，极面观为

四裂圆形或五裂圆形。其中广东柠檬的 P/E 值最

大，为 1.75，与越南青柠檬（1.66）和香水柠檬

（1.66）差异不显著，与泰国中果（1.54）差异

显著，极显著大于其他种质；尤力克、四倍体费

米耐劳和白花费米耐劳的 P/E 值分别为 1.16、

1.24 和 1.15，之间差异不显著，极显著小于其他

种质。

表 1 柠檬花粉形态特征

Tab. 1 Morphological characteristics of lemon pollen μm

种质

Germplasm

极轴长 P

Polar axis

length

赤道轴长 E

Equator axis

length

P/E P×E 花粉形状

Pollen grain shape

萌发沟数

Number of

germination

grooves

泰国中果 36.61±0.82cdeBC 23.91±0.75fgEF 1.54±0.04bcBC 876.86±41.45deDEF 长球形 4

台湾大果 37.26±1.21bcdBC 26.01±0.77deDE 1.44±0.06cdC 969.47±43.34bcdBCDE 长球形多数，近长球形少 4，5

四倍体费米耐劳 41.20±1.56aA 33.70±0.73aA 1.24±0.09eDE 1385.98±78.47aA 圆球形少，近长球形多，长球形少 5 多，4 少

尤力克 34.97±1.01efCD 30.09±0.90bB 1.16±0.03eE 1054.77±56.03bB 圆球形少，近长球形多 4 多，5 少

香水柠檬 38.91±0.96bAB 23.56±0.60fgF 1.66±0.06abAB 916.64±31.61cdeCDEF 长球形 4

白花费米耐劳 33.56±0.87fD 29.15±0.79bcBC 1.15±0.02eE 980.61±50.00bcBCD 圆球形和近长球形各半 4 多，5 少

粗柠檬 35.36±0.85defCD 24.22±0.71efEF 1.46±0.04cdC 857.35±38.05eEF 长球形 4

广东柠檬 38.36±1.11bcB 22.06±0.72gF 1.75±0.08aA 844.90±27.46eF 长球形 4

越南青 37.39±1.01bcdBC 22.67±0.94fgF 1.66±0.09abAB 846.82±37.05eF 长球形 4

红花柠檬 37.56±0.72bcdBC 27.28±1.04cdCD 1.38±0.05dCD 1025.89±50.64bBC 近长球形少，长球形多 4

注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05），同列不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）。

Note: Different small letters in the same column represented significant difference (P<0.05), Different capital letters in the same column

represented extremely significant difference (P<0.01).

2.3 柠檬花粉外壁纹饰

从图 1 中 1D~10D 可以看出，10 份柠檬种质

花粉的外壁纹饰均为网状雕纹，网脊平滑。网眼

圆形、近圆形或不规则多角形，形状多样。网脊

宽度、网眼大小和网眼分布密度在不同种质间差

异达极显著（表 2）。其中，尤力克和台湾大果

的网脊宽均为 0.88 μm，二者之间差异不显著，极

显著大于其他种质，泰国中果和香水柠檬的网脊

宽分别为 0.42 μm 和 0.39 μm，极显著小于其他种

质。50 μm

2 网眼数以越南青最多，为 26.91 个，

与红花柠檬（23.42 个）和广东柠檬（22.87 个）

差异不显著，与白花费米耐劳（21.33 个）差异显

著，极显著多于其他种质。而香水柠檬、泰国中

果，粗柠檬、四倍体费米耐劳、台湾大果和尤力

克网眼数较少，这些种质之间差异不显著。香水

柠檬、粗柠檬和台湾大果的网眼直径比较大，分

别为 1.68 μm、1.68 μm 和 1.63 μm，白花费米耐

劳（0.87 μm）最小。

第 5 期 林秋金等：10 份柠檬种质花粉形态观察 975

表 2 柠檬花粉外壁纹饰特征

Tab. 2 Ornamentation characteristics of pollen exine of lemon μm

种质

Germplasm

网脊宽

Width of net ridge

网眼直径

Mesh diameter

50 μm2 网眼数

Mesh number

网眼形状

Mesh shape

泰国中果 0.42±0.03eE 1.32±0.17abcdABC 16.55±3.16cdCD 近圆形，不规则多角形

台湾大果 0.88±0.04aA 1.63±0.22abAB 12.62±0.95dD 圆形，近圆形

四倍体费米耐劳 0.69±0.03bcBC 1.36±0.21abcABC 13.70±2.00dD 圆形，近圆形

尤力克 0.88±0.03aA 1.43±0.34abcABC 12.10±2.57dD 圆形，近圆形，不规则多角形

香水柠檬 0.39±0.02eE 1.68±0.29aA 17.38±6.00cdBCD 近圆形，不规则多角形

白花费米耐劳 0.73±0.05bB 0.87±0.19dC 21.33±2.15bcBC 圆形，近圆形

粗柠檬 0.56±0.04dD 1.68±0.45aA 16.06±3.18dD 圆形，近圆形，不规则形

广东柠檬 0.63±0.05cdBCD 1.00±0.37bcdBC 22.87±2.36abAB 圆形，近圆形

越南青 0.63±0.06cdCD 0.94±0.17cdC 26.91±2.33aA 圆形，近圆形

红花柠檬 0.69±0.04bcBC 0.96±0.14bcdBC 23.42±1.14abAB 圆形，近圆形

2.4 柠檬花粉的整齐度

观察表明：泰国中果、越南青、广东柠檬、

香水柠檬和粗柠檬花粉比较整齐，其形态表现基

本一致，均呈长球形，其中发育不良，畸形的异

型花粉粒占比少（小于 10%），而四倍体费米耐

劳，白花费米耐劳、台湾大果、尤力克和红花柠

檬花粉整齐性相对较差，空瘪花粉和畸形的异型

花粉占比高（40%~60%），饱满的花粉粒有 2~3

种表现形态。

2.5 聚类分析

利用 DPS v3.01 统计软件的系统聚类法对极

轴、赤道轴、P/E、P×E、网脊宽、50 μm

2 网眼数

共 6 个定量特征进行聚类分析。数据经过标准化

后，以欧氏距离计算，其中最长距离法、WPGMA

法、类平均法、可变类平均法和离差平方和法 5

种方法聚类结果一致，图 2 为类平均法聚类图，

在遗传距离 3.0 处将试验材料分为 3 个组群。第

图 2 10 份柠檬种质的花粉形态聚类分析

Fig. 2 Cluster analysis of pollen morphology of

10 lemon germplasms

一组包括泰国中果、粗柠檬、香水柠檬、广东柠

檬和越南青共 5 份种质，该组主要特征是网脊窄

（0.39~0.63 μm），花粉较小（844.90~916.64 μm

2

）；

第二组为台湾大果、尤力克、红花柠檬和白花费

米耐劳共 4 份种质，该组特征为网脊宽较宽（0.69~

0.88 μm），花粉较大（969.47~1054.77 μm

2

）；

第三组为四倍体费米耐劳，特征为花粉粒大

（1385.98 μm

2

），网脊中等（0.69 μm）。由此可

见，通过柠檬花粉形态的花粉大小、网脊宽度、

网眼密度等数量特征聚类分析可大致反映不同种

质间的亲缘关系。

3 讨论

本研究结果表明：10 份柠檬种质的花粉均以

单粒形式存在，外部形状为圆球形、近长球形和

长球形，花粉大小（P×E）为（33.56~41.20）μm×

（22.06~33.70）μm，大小为中等，与武晓晓等[18]、

叶荫民等[19]的研究结果较为一致。而尤桂春等[15]

研究 10 份柠檬种质花粉形态，认为花粉形状为扁

球形、近球形、长球形，花粉大小(P×E)为（10.01~

14.84）μm×（8.63~16.56）μm，花粉大小等级为

小花粉，与本研究的结果差异大。究其原因可能

是：应用扫描电镜对花粉形态进行观测，对样品

的处理方式不同，导致观察的结果差异很大[20]，

还可能与花粉采集的时间及测量的仪器设备不同

等因素有关，导致研究结果缺乏可比性。

本研究结果表明 10 份柠檬种质花粉的外壁

纹饰为典型的网状雕纹，从孢粉学进化观点看，

这种网纹属于比较进化的孢粉类型[21]。网脊宽

度、网眼大小和网眼密度在不同的种质之间差异

976 热带作物学报 第 43 卷

达极显著。聚类结果显示 10 份柠檬种质在遗传距

离 3.8 处聚为两类，四倍体费米耐劳（倍性变异

种）单独聚为一类，其余 9 份种质聚为一类。其

余 9 份种质在遗传距离 3.0 处又聚为两类，其中

泰国中果、粗柠檬、香水柠檬、广东柠檬和越南

青 5 份种质聚为一类，台湾大果、尤力克、红花

柠檬和白花费米耐劳 4 份种质聚为一类。而进一

步的聚类结果（红花柠檬除外）与形态学特征较

为一致。红花柠檬从宏观形态特征（花果实的性

状，种子数量，种子形态等）方面表现出与其他

9 份种质差异明显，本研究聚类分析显示出其与

白花费米耐劳的亲缘关系最近。四倍体费米耐劳

和白花费米耐劳同为费米耐劳柠檬的不同品系，

从理论上推测它们的亲缘关系应较近，但二者在

形态特征上差异很大，在本研究中四倍体费米耐

劳单独聚为一类。研究表明用花粉形态特征进行

聚类能粗略反映不同种质之间的遗传距离，但难

以准确聚类每一份种质，对于较为特殊的种，如

倍性变异种，就难以准确聚类。

已有研究发现，与同类二倍体植株相比，多

倍体植株的器官更大，随着染色体倍性的增加，

其花粉体积也会增大。晏春耕等[22]研究认为苎麻

的花粉大小与染色体倍性呈正相关；邓秀新等[23]

研究认为柑桔同源及异源四倍体花粉粒体积平均

为二倍体的 2 倍或双亲之和；张成合等[24]研究认

为十字花科蔬菜不同倍性间，花粉大小差异十分

明显，在光学显微镜下通过观测花粉的大小，便

可对植株的倍性进行比较准确的鉴别，在植物多

倍体育种中，可大大减少染色体数目鉴定的工作

量。本研究结果表明四倍体费米耐劳花粉粒体量

最大，极显著大于其他种质。但是由于本研究仅

四倍体费米耐劳是倍性变异种，对于柠檬的倍性

是否可以通过观测花粉的大小来鉴别，还需要进

一步的研究。

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热带作物学报 2022, 43(5): 978985

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2021-10-27；修回日期 2022-01-29

基金项目 广西科技基地和人才专项（桂科 AD18281004）；广西农业科学院基本科研业务专项（桂农科 2021YT132）；广西农

业科学院科技先锋队专项项目（桂农科 JZ2020013）。

作者简介 李先民（1988—），男，硕士，助理研究员，研究方向：观赏植物栽培与育种。*通信作者（Corresponding author）：

李春牛（LI Chunniu），E-mail：lichunniu@126.com；卜朝阳（BU Zhaoyang），E-mail：yangnv@126.com。

杜鹃红山茶芽苗砧嫁接亲和性生理研究

李先民，黄展文，卢家仕，崔学强，苏 群，李春牛*

，卜朝阳*

广西农业科学院花卉研究所，广西南宁 530007

摘 要：杜鹃红山茶（Camellia azalea）为山茶科山茶属常绿灌木或小乔木，是中国特有珍稀濒危物种，在园林与观赏

园艺方面具有广阔的应用前景，兼具有极高的科研价值。国内外关于杜鹃红山茶嫁接繁殖的研究主要集中在木质化砧

木嫁接方面，而芽苗砧嫁接技术及芽苗砧嫁接亲和性生理的研究鲜有报道。为了从生理层面揭示杜鹃红山茶接穗与不

同油茶芽苗砧的亲和性差异，本研究以广西栽培面积广泛的高州油茶、广宁红花油茶、岑溪软枝油茶、普通油茶为芽

苗砧，以杜鹃红山茶当年生半木质化枝条为接穗进行芽苗砧嫁接，于嫁接后 90 d，考察不同芽苗砧处理对杜鹃红山茶

接穗死亡率、嫁接苗叶片中初生代谢产物含量、抗氧化生理指标以及光合色素含量的影响。结果表明：（1）不同芽苗

砧木对杜鹃红山茶接穗的死亡率有显著影响，采用高州油茶作为芽苗砧，杜鹃红山茶嫁接死亡率最低，为 18.5%；（2）

不同芽苗砧木对杜鹃红山茶接穗叶片中可溶性蛋白含量及淀粉含量有显著影响，采用高州油茶砧木，嫁接苗叶片中可

溶性糖、可溶性蛋白及淀粉含量均处于最高水平；（3）不同芽苗砧木对杜鹃红山茶嫁接苗叶片中脯氨酸含量及过氧化

物酶（POD）活性有显著影响，采用高州油茶作为芽苗砧，嫁接苗叶片中脯氨酸和丙二醛（MDA）含量最低，超氧化

物歧化酶（SOD）和 POD 活性最高；（4）不同芽苗砧木对杜鹃红山茶嫁接苗叶片中总叶绿素、叶绿素 a 及叶绿素 b 含

量有显著影响，采用高州油茶作为芽苗砧的杜鹃红山茶嫁接苗叶片中总叶绿素、叶绿素 a 及叶绿素 b 含量均最高。研

究认为，杜鹃红山茶接穗与高州油茶芽苗砧具有较好的亲和性，其嫁接苗抗性优于其他芽苗砧处理，叶片生长状况较

好，具有较强的光合能力。

关键词：杜鹃红山茶；芽苗砧嫁接；亲和性生理；嫁接死亡率

中图分类号：S685.14 文献标识码：A

Physiological Study on Grafted Affinity of Camellia azalea with Different Species Bud Seedling Rootstocks

LI Xianmin, HUANG Zhanwen, LU Jiashi, CUI Xueqiang, SU Qun, LI Chunniu*

, BU Zhaoyang*

Flowers Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007, China

Abstract: Camellia azalea is an evergreen shrub or small tree of Camellia in Theaceae. It is a rare and endangered species, which can only be found in China. It has broad application prospects in gardens and ornamental horticulture, and

has extremely high scientific research value. The research on the grafting and propagation of C. azalea at home and

abroad mainly focuses on the grafting of lignified rootstocks, while there are few reports on the nurse seed grafting

technology and the physiology of the affinity of bud seedling with rootstock. In order to reveal the affinity difference

between C. azalea scion and different species of oil-tea camellia bud seedling rootstocks from the physiological level,

bud seedling rootstocks (from C. gauchowensis, C. semiserrata, C. oleifera ‘cenxiruanzhi’, C. oleifera), large area cultivated in Guangxi, and scions (from C. azalea Semi-lignified branches) were grafted. After 90 days grafting, the effects

of different species bud seedling rootstocks treatments on graft mortality, primary metabolites content, antioxidant

physiological indexes and photosynthetic pigment content of C. azalea current year semi lignified branches scion were

第 5 期 李先民等：杜鹃红山茶芽苗砧嫁接亲和性生理研究 979

studied. Different species of bud seedling rootstocks had significant effects on the mortality of C. azalea. When C.

gauchowensis was used as bud seedling rootstock, the grafting mortality rate (18.5%) was the lowest. Different bud

seedling rootstocks had significant effects on the contents of soluble protein and starch in the scion leaves of C. azalea.

When C. gauchowensis rootstock was used, the content of soluble sugar, soluble protein and starch in the grafted seeding leaves was at the highest level. Different bud seedling rootstocks had significant effects on proline content and POD

activity in the leaves of C. azalea grafted seedlings. Using C. gauchowensis as bud seedling rootstock, the content of

proline and MDA in the leaves of grafted seedlings was the lowest, and the activity of SOD and POD was the highest.

Different bud seedling rootstocks had significant effects on the content of total chlorophyll, chlorophyll a and chlorophyll b. When bud seedling rootstock was from C. gauchowensis, the content of total chlorophyll, chlorophyll a and

chlorophyll b in the C. azalea grafted seeding leaves was the highest. Therefore, the scion of C. azalea and C. gauchowensis bud seedling rootstock had good affinity. The grafted seedlings had better resistance, compared with other

species of bud seedling rootstock treatments. Besides, the leaves growth status of grafted seedlings was better and had

strong photosynthetic ability.

Keywords: Camellia azalea; bud seedling rootstock graft; affinity physiology; graft mortality

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.013

杜鹃红山茶（Camellia azalea）为山茶科

（Theaceae）山茶属（Camellia）常绿灌木或小乔

木，是中国特有珍稀濒危物种，仅在广东省阳春

市鹅凰嶂省级自然保护区内一个狭窄的河谷两旁

有零星分布[1]，现存野生植株仅 1000 余株，已被

《中国物种红色名录》列为极危种[2]。杜鹃红山

茶花期长，夏、秋两季为盛花期，在适宜的栽培

条件下一年四季都可以开花[3]，其开花稠密、花

朵大而艳红，叶形奇特、叶厚革质，植株紧凑，

病虫害少，适应性强，在园林与观赏园艺方面具

有广阔的应用前景[4]；同时，杜鹃红山茶是培育

杂交四季茶花优良品种的宝贵亲本材料，具有极

高的科研价值[5]。目前，杜鹃红山茶的繁殖方式

主要由扦插繁殖、嫁接繁殖、组培快繁及种子繁

殖[6]。杜鹃红山茶嫁接苗不仅生长快，而且适应

性强、生长旺盛、开花早，对杜鹃红山茶的种质

保育、新品种繁育以及规模化种植生产具有重要

意义[7]。倪穗等[8]、黎运枢等[9]、许晶等[10]、邓石

婷等[11]在杜鹃红山茶嫁接繁殖技术方面做了大量

的研究工作。但是，国内外关于杜鹃红山茶嫁接

繁殖的研究主要集中在老桩[12]、大砧[13]及小苗[14]

等木质化砧木嫁接，而杜鹃红山茶芽苗砧嫁接技

术及芽苗砧嫁接亲和性生理的研究却鲜有报道。

芽苗砧嫁接是利用幼嫩的半木质化芽苗作为砧

木，嫁接其他接穗枝条的一项新技术，相较其他

嫁接方法，芽苗砧嫁接具有成活率高、愈合生长

快、生产成本低、操作简便等优势[15]。本研究以

广西地区广泛种植的 4 种油茶作为砧木，开展杜

鹃红山茶芽苗砧嫁接试验，考察不同砧木对接穗

死亡率，嫁接苗叶片中总叶绿素、叶绿素 a、叶

绿素 b、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白、

淀粉、脯氨酸及丙二醛含量以及超氧化物歧化酶、

过氧化物酶活性的影响，从生理层面揭示杜鹃红

山茶接穗与不同油茶芽苗砧的亲和性差异，为进

一步优化杜鹃红山茶芽苗砧嫁接繁殖技术提供理

论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 试验地位于位于广西农业科

学院花卉研发与推广中心（2248N、10822E），

地处南亚热带季风气候区，海拔 73 m 左右，年平

均气温 21.6℃，极端最高气温 40.4℃，极端最低

气温‒2.4℃，年均降雨量 1304.2 mm，平均相对湿

度 79%，无霜期 334 d[16]。该区环境条件能够满

足试验要求。

1.1.2 材料 选用广西常见的 4 种油茶，高州油

茶（Camellia gauchowensis）、广宁红花油茶（C.

semiserrata）、岑溪软枝油茶（C. oleifera ‘cenxiruanzhi’）、普通油茶（C. oleifera）作为芽苗砧

嫁接的砧木，以杜鹃红山茶当年生半木质化枝条

作为接穗。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 2019 年 12 月进行沙藏种子催

芽，待砧木出土，胚芽长至 4~6 cm，出现 1~2 片

真叶时（2020 年 2 月 28 日）开始嫁接，嫁接采

用劈接法。嫁接后芽苗用规格为 5 cm×10 cm 的种

植袋装袋定植，定植后将植株摆放于苗床上，浇

980 热带作物学报 第 43 卷

透定根水，然后在苗床上盖高 1 m、宽 0.8 m 的小

拱棚，并覆盖上薄膜，薄膜四周用砖块压紧。棚

内温度保持在 25℃左右，湿度保持在 80%左右。

每种油茶芽苗嫁接 60 株，每 20 株 1 个重复，共

3 个重复。于 2020 年 5 月 28 日（嫁接后 90 d）

早上 9：00 统计嫁接死亡率，并开始采样，每株

随机选择长势一致、当年生健康枝条顶端第 3~4

片成熟叶片 2 片，每个重复共 30 片，用于初生代

谢产物含量、抗氧化生理指标含量或活性以及光

合色素含量的测定。

1.2.2 测定指标及方法 （1）嫁接死亡率统计。

死亡率=（死亡芽条/总嫁接芽条）×100%。（2）

对各处理嫁接苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、

淀粉、脯氨酸（Pro）及丙二醛（MDA）总叶绿

素、叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素含量、超

氧化物歧化酶（SOD）及过氧化物酶（POD）

活性进行测定。其中，可溶性糖含量测定采用

蒽酮比色法[17]，可溶性蛋白含量测定采用考马

斯亮蓝 G-250 染色法[17]，淀粉含量测定参照王

晶英等[18]的方法，脯氨酸含量测定采用磺基水

杨酸法，MDA 含量测定采用硫代巴比妥酸法，

SOD 活性测定采用还原氮蓝四唑法，POD 活性

测定采用愈创木酚比色法[17, 19]，总叶绿素、叶

绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素含量测定采用 95%

乙醇浸泡法[17]。

1.3 数据处理

采用 Excel 2010 软件进行数据统计，采用

SPSS 21.0 软件进行方差分析和显著性检验

（Duncan’s 新复极差法）。

2 结果与分析

2.1 不同芽苗砧对嫁接死亡率的影响

由表 1 可知，不同芽苗砧木对杜鹃红山茶接

穗的死亡率有显著影响（P<0.05）。采用高州油茶

作为芽苗砧的杜鹃红山茶接穗死亡率最低为

18.50%，其死亡率显著低于其他 3 个处理。

表 1 不同芽苗砧对杜鹃红山茶接穗死亡率的影响

Tab. 1 Effects of different species bud seeding rootstocks on mortality of C. azalea scion %

指标

Index

高州油茶

C. gauchowensis

广宁红花油茶

C. semiserrata

岑溪软枝油茶

C. oleifera ‘cenxiruanzhi’

普通油茶

C. oleifera

P 值

P value

死亡率 18.50±5.57a 54.63±1.76c 31.17±5.39b 39.50±5.63b 0.0001

注：不同小写字母表示不同品种间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference among different varieties (P<0.05).

2.2 不同芽苗砧对嫁接苗叶片初生代谢的影响

由表 2 可知，不同芽苗砧木对杜鹃红山茶接

穗叶片中可溶性蛋白含量及淀粉含量有显著影响

（P<0.05），对可溶性糖含量的影响不显著（P>

0.05）。其中，采用广宁红花油茶作为芽苗砧的杜

鹃红山茶接穗可溶性糖含量最高，为 33.87 mg/g，

显著高于普通油茶作为芽苗砧的处理，但与高州

油茶及岑溪软枝油茶作为芽苗砧相比差异不显

著。采用普通油茶作为芽苗砧的杜鹃红山茶接穗

可溶性蛋白含量最高，为 22.24 mg/g，与高州油

茶及岑溪软枝油茶作为芽苗砧相比差异不显著，

但三者均显著高于广宁红花油茶作为芽苗砧的处

理。采用岑溪软枝油茶作为芽苗砧的杜鹃红山茶

接穗淀粉含量最高，为 76.44 mg/g，与高州油茶

及广宁红花油茶作为芽苗砧相比差异不显著，但

三者均显著高于普通油茶作为芽苗砧的处理。

表 2 不同芽苗砧对嫁接苗叶片初生代谢产物的影响

Tab. 2 Effects of different species bud seeding rootstocks on primary metabolites in leaves of grafted seedling

芽苗砧种类

Species of bud seeding rootstocks

可溶性糖含量

Soluble sugar content/(mg·g‒1

)

可溶性蛋白含量

Soluble protein content/(mg·g‒1

)

淀粉含量

Starch content/(mg·g‒1

)

高州油茶 28.81±5.65ab 21.23±1.11a

70.97±1.40a

广宁红花油茶 33.87±3.42a

17.32±0.69b

70.49±3.89a

岑溪软枝油茶 30.30±2.45ab 20.92±3.08a

76.44±7.41a

普通油茶 26.14±1.87b

22.24±1.02a

59.84±4.48b

P 值 0.1490 0.0393 0.0169

注：同列不同小写字母表示不同品种间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters in the same row indicate significant difference among different varieties (P<0.05).

第 5 期 李先民等：杜鹃红山茶芽苗砧嫁接亲和性生理研究 981

2.3 不同芽苗砧对嫁接苗叶片抗氧化生理的

影响

由表 3 可知，不同芽苗砧木对杜鹃红山茶嫁

接苗叶片中脯氨酸（Pro）含量及过氧化物酶

（POD）活性有显著影响（P<0.05），对丙二醛

（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性的

影响不显著（P>0.05）。采用高州油茶作为芽苗砧

的杜鹃红山茶嫁接苗叶片中 Pro 和 MDA 含量均

最低，分别为 49.77 μg/g 和 152.78 nmol/g，SOD

和 POD 活性均最高，分别为 448.20 U/g 和

433.47 U/g。采用高州油茶作为芽苗砧的杜鹃红山

茶嫁接苗叶片中 Pro 含量与岑溪软枝油茶和普通

油茶处理相比差异不显著，但显著低于广宁红花

油茶处理；MDA 含量及 SOD 活性与其他 3 个芽

苗砧处理相比差异均不显著；POD 活性与岑溪软

枝油茶和普通油茶相比差异不显著，但显著高于

广宁红花油茶处理。

2.4 不同芽苗砧木对嫁接苗叶片光合色素的

影响

由表 4 可知，不同芽苗砧木对杜鹃红山茶嫁

接苗叶片中总叶绿素、叶绿素 a 及叶绿素 b 含量

有显著影响（P<0.05），对叶绿素 a/b 及类胡萝卜

素含量的影响不显著（P>0.05）。其中，采用高州

油茶作为芽苗砧的杜鹃红山茶嫁接苗叶片中总叶

绿素、叶绿素 a 及叶绿素 b 含量均最高，分别为

0.95、0.68、0.26 mg/g，均显著高于广宁红花油茶

及普通油茶处理，但与岑溪软枝油茶处理相比差

异不显著；采用广宁红花油茶作为芽苗砧的杜鹃

红山茶嫁接苗叶片中叶绿素 a/b 值最高，为 2.73，

显著高于高州油茶处理，但与岑溪软枝油茶及普

通油茶处理相比差异不显著；采用普通油茶作为

芽苗砧的杜鹃红山茶嫁接苗叶片中类胡萝卜素含

量最高，为 0.16 mg/g，但与其他 3 个处理相比差

异均不显著。

表 3 不同芽苗砧对嫁接苗叶片抗氧化生理指标的影响

Tab. 3 Effects of different species bud seeding rootstocks on antioxidantive physiological

indexes in leaves of grafted seedling

芽苗砧种类

Species of bud seeding rootstocks

Pro 含量

Pro content/(μg·g‒1

)

MDA 含量

MDA content/(nmol·g‒1

)

SOD 活性

SOD activity/(U·g‒1

)

POD 活性

POD activity/(U·g‒1

)

高州油茶 49.77±11.97b

152.78±10.99a

448.20±34.73a

433.47±75.00a

广宁红花油茶 99.12±14.74a

164.51±4.22a

382.68±58.15a

258.33±24.74b

岑溪软枝油茶 62.84±17.63b

159.24±9.52a

392.04±21.95a

389.33±41.43a

普通油茶 66.59±7.97b

161.82±19.96a

395.29±10.59a

423.80±20.67a

P 值 0.0117 0.7034 0.1887 0.0054

注：同列不同小写字母表示不同品种间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters in the same row indicate significant difference among different varieties (P<0.05).

表 4 不同芽苗砧对嫁接苗叶片光合色素含量的影响

Tab. 4 Effects of different species bud seeding rootstocks on photosynthetic pigment contents in leaves of grafted seedling

芽苗砧种类

Species of bud

seeding rootstocks

总叶绿素含量

Total chlorophyll

content/(mg·g‒1

)

叶绿素 a 含量

Chl a content/(mg·g‒1

)

叶绿素 b 含量

Chl b content/(mg·g‒1

)

叶绿素 a/b

Chl a/b

类胡萝卜素含量

Carotenoid content/(mg·g‒1

)

高州油茶 0.95±0.18a

0.68±0.13a

0.26±0.05a

2.61±0.06b

0.15±0.02a

广宁红花油茶 0.61±0.04b

0.44±0.03b

0.16±0.01b

2.73±0.05a

0.15±0.02a

岑溪软枝油茶 0.77±0.13ab 0.56±0.09ab 0.21±0.03ab 2.65±0.01ab 0.16±0.01a

普通油茶 0.70±0.05b

0.51±0.04b

0.19±0.01b

2.72±0.08a

0.16±0.01a

P 值 0.0323 0.0406 0.0177 0.0774 0.717

注: 同列不同小写字母表示不同品种间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters in the same row indicate significant difference among different varieties (P<0.05).

3 讨论

在嫁接亲和性研究中，成活率或死亡率是判

断嫁接亲和力的常用指标，可以作为判断砧穗组

合的短期嫁接亲和性[20]，本研究中，不同的芽苗

砧对杜鹃红山茶嫁接死亡率影响显著，采用高州

油茶砧木嫁接死亡率最低，这说明杜鹃红山茶接

穗与高州油茶砧木有较好的亲和性。

营养物质是细胞分裂与分化的物质基础和能

982 热带作物学报 第 43 卷

量来源[21]。在嫁接初期，嫁接体愈伤组织的形成

及嫁接口的愈合需要大量的营养物质和能量[22]。

杜鹃红山茶接穗在嫁接后 90 d 左右，接口基本完

全愈合，砧穗融为一个整体后，植株进入正常的

生长发育阶段，此阶段，嫁接苗新叶已完全展开，

可以进行光合作用产生能量以供给接穗生长，不

需要再消耗和水解接穗及砧木中可溶性蛋白和淀

粉供给砧穗愈合，嫁接苗中可溶性蛋白及淀粉逐

渐积累。本研究中，采用高州油茶砧木，嫁接苗

叶片中初生代谢 3 个产物含量均处于最高水平，

这说明高州油茶砧木与杜鹃红山茶接穗亲和性

好，砧穗能很好地结合，促进了叶片的发育并进

行光合作用，促进了养分的积累。采用广宁红花

油茶砧木，嫁接苗叶片可溶性蛋白含量较低，采

用普通油茶砧木，嫁接苗叶片淀粉含量较低，这

可能是砧穗亲和性不佳，接口愈合较慢，需长时

间为嫁接口的愈合提供营养物质和能量，同时影

响了接穗叶片发育，未能有效地进行光合作用。

脯氨酸是植物适应干旱胁迫的重要渗透调节

物质，能够维持水分平衡，阻止细胞膜被破坏，

维持植物的正常生命活动[23]。有研究表明接穗主

要经由砧木获得水分，水分能否顺利通过嫁接接合

部到达接穗，是影响嫁接亲和性的因素之一[24]。

本研究中，不同处理叶片脯氨酸含量差异较大，

这可能是在进行叶片采样时，各处理接穗均已展

叶，具有一定的蒸腾作用，掀开薄膜，造成小环

境空气湿度的变化，易导致接穗叶片失水形成瞬

时干旱胁迫，从而使脯氨酸含量升高，采用高州

油茶作为芽苗砧，嫁接苗叶片脯氨酸含量最低，

这可能是该处理砧穗亲和性较好，水分由芽苗砧

根系吸收且较好地通过嫁接接合部到达接穗。丙

二醛是膜脂过氧化的主要产物之一，通常将其作

为脂质过氧化衡量指标，表示细胞过氧化程度和

植物对逆境条件反应的强弱[25]。丙二醛含量越

高，表明细胞过氧化程度越严重[26]。本研究中，

以高州油茶作为芽苗砧的嫁接苗，在小环境空气

湿度的变化，接穗叶片失水形成瞬时干旱胁迫条

件下，其叶片中的膜脂过氧化程度低于其他处理，

可以说明其嫁接苗抗性优于其他处理。超氧化物

歧化酶和过氧化物酶在植物的酶促系统中占有重

要地位，是植物保护酶体系的关键组成部分[27]。

嫁接成活率与抗氧化酶活性呈极显著相关[28-29]，

嫁接苗叶片中的抗氧化酶活性增强，其抗性也相

应增强[30]，同时，过氧化物酶在砧穗交流中是必

要的，在嫁接接口部位新分化木质部的木质化过

程中发挥着重要作用[31]。因此，嫁接苗可以通过

提高抗氧化酶活性，来清除体内过量活性氧，防

止其过量积累导致植株衰老，且促进接口木质素

合成。本研究中以高州油茶为砧木时，接穗叶片

中的抗氧化酶活性均高于其他砧木，这可以说明

高州油茶芽苗砧与杜鹃红山茶接穗亲和性更佳，

嫁接伤口愈合过程中木质素的合成效果好，其嫁

接苗抗性也优于其他处理的嫁接苗，这与 ALONI

等[32]和肖桂山等[33]的研究结果一致，相对于非亲

和性嫁接，亲和性嫁接的植株体内有较高的抗氧

化酶活性和较低的活性氧含量。

叶绿素是光合反应中最重要的光合色素，其

含量的高低直接影响到叶片光合能力的强弱，是

植物适应和利用环境因子的重要指标[34-35]，同时

也是反映植物生长状况的重要指标[36]。本研究

中，采用高州油茶做芽苗砧，其嫁接苗叶片总叶

绿素、叶绿素 a 及叶绿素 b 的含量均为最高，即

该处理的嫁接苗叶片生长状况最佳，光合能力也

最强，具有较好的环境适应性，这说明，高州油

茶芽苗砧与杜鹃红山茶接穗亲和性佳，嫁接口恢

复快，利于根系所吸收的营养物质向上运输，以

促进叶片的生长发育。叶绿素 a/b 值是反映植物

耐阴性的重要指标，FU 等[37]和胡海姿等[38]研究

表明，叶绿素含量高而叶绿素 a/b 值小的植物具

有较强的耐阴性，本研究中，采用高州油茶作为

砧木的嫁接苗具备此特征，具有较强的耐阴性。

类胡萝卜素参与光能捕获和光破坏防御 2 个重要

过程[39]，但本研究中，各处理叶片中类胡萝卜素

含量差异不显著，这说明不同嫁接砧木对接穗叶

片中类胡萝卜素的积累影响不大。

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热带作物学报 2022, 43(5): 9861000

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2021-10-26；修回日期 2021-12-27

基金项目 国家重点研发计划中医药现代化研究重点专项（No. 2018YFC1706404）；财政部和农业农村部国家现代农业产业

技术体系（No. CARS-21）；2020 年中央财政林业技术科技推广示范资金项目（琼[2020]TG05）。

作者简介 刘欣怡（1997—），女，硕士研究生，研究方向：珍贵树种。*通信作者（Corresponding author）：戴好富（DAI Haofu），

E-mail：daihaofu@itbb.org.cn；王 军（WANG Jun），E-mail：wangjun@itbb.org.cn。

栽培奇楠的显微结构研究

刘欣怡1,2,3，王露露2

，袁靖喆1,2，梅文莉1,2，戴好富1,2*，王 军1,2*

1. 海南省黎药资源天然产物研究与利用重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海南海口 571101；2. 海南

省沉香工程技术研究中心，海南海口 571101；3. 海南大学林学院，海南海口 570228

摘 要：为探究不同栽培奇楠树所结沉香的显微结构特征，收集 15 份栽培奇楠树所结沉香样品，通过木材切片和显微

观察的方法进行解剖学研究，对其三切面的显微结构特征进行观测、描述、统计、对比和分析，并与普通白木香所结沉

香进行对比。结果表明，栽培奇楠树所结沉香样品在显微结构方面有共性特征，其树脂均主要分布于内涵韧皮部、木射

线及导管中，树脂丰富且有向木纤维扩散的趋势，在千里香中表现明显，而与之相比，普通白木香所结沉香样品中树脂

主要集中于导管中且含量较少，二者差异较大，就树脂富集面积与含量而言，栽培奇楠树所结沉香样品明显优于普通白

木香所结沉香样品；此外，部分栽培奇楠所结沉香样品内涵韧皮部与髓心中可见大量草酸钙棱晶，晶体作为树木抵御外

界伤害的一种方式，推测其有利于奇楠树受到创伤开始结香后结香面积的扩展与树脂含量的增加；对沉香样品部分特征

的定量数据进行统计研究，结果表明部分栽培奇楠树所结沉香样品间有较大差别，如金丝油的管孔密度、直径，内涵韧

皮部宽度、密度，射线宽度、间距等与其他样品差异较大，聚类分析结果表明，栽培奇楠树所结沉香金丝油与乌身圆叶

较为特殊，位于分支树的根部，千里香、张勺子、透顶绿及凹身木聚为一类，其余 9 个样品绿油王、‘热科 2 号’、樱桃

叶、糖结、紫棋、蓝宝石、西瓜叶、指天椒及油叶子聚为一类。本研究可为栽培奇楠的树种选育、资源利用、检测鉴定

和市场规范化提供依据，尽快完善相关研究才能不断推进沉香产业良性发展。

关键词：栽培奇楠；沉香；显微结构；统计分析

中图分类号：S567.1 文献标识码：A

Microstructure Research of Agarwood from Cultivated Qinan trees

LIU Xinyi1,2,3, WANG Lulu2

, YUAN Jingzhe1,2, MEI Wenli1,2, DAI Haofu1,2*, WANG Jun1,2*

1. Key Laboratory for Research and Development of Natural Product from Li Folk Medicine of Hainan Province / Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101, China; 2. Hainan

Engineering Research Center of Agarwood, Hainan 571101, China; 3. College of Forestry, Hainan University, Haikou, Hainan

570228, China

Abstract: In order to explore the microstructure characteristics of the agarwood from different cultivated Qinan trees, 15

agarwood samples from cultivated Qinan trees were collected, the anatomical research was carried out by means of

wood slicing and microscopic observation. The microstructure characteristics of three sections of the agarwood samples

from cultivated Qinan trees were observed, described, counted, compared and analyzed, in the meantime, they were

compared with the agarwood from common Aquilaria sinensis. The results indicate that the agarwood samples from

cultivated Qinan trees had common characteristics in terms of microstructure, the resin of them were all mainly distributed in the interxylary phloem, wood rays and vessels, what’s more, the resin of them were rich and had a tendency to

diffuse into the wood fibers, and this characteristic was evident in the agarwood sample from cultivated Qinan

Qianlixiang. In contrast, the resin of agarwood from common Aquilaria sinensis sample was mainly concentrated in the

vessels and the content was less. There were great differences between two types of agarwood samples. In terms of resin

第 5 期 刘欣怡等：栽培奇楠的显微结构研究 987

enrichment areas and content, the agarwood samples from cultivated Qinan trees were obviously better than those from

common A. sinensis. In addition, a large number of calcium oxalate crystals could be seen in the interxylary phloem and

the phloem in the pith of partial agarwood samples from cultivated Qinan trees. Crystals, as a way for trees to resist

external damages, which are speculated to be beneficial to the expansion of the resin enrichment areas and the increase

of the resin content of the agarwood trees after being wounded and began to form resin. Statistical research on quantitative data of some characteristics indicated that there were great differences between the agarwood samples from cultivated Qinan trees, for example, the density and diameters of pores, the width and density of interxylary phloem as well

as rays of Jinsiyou were quite different from other samples. Cluster analysis of quantitative features indicated that ‘Jinsiyou’ and ‘Wushenyuanye’ were special, located in the root. Qianlixiang, Zhangshaozi, Toudinglü and Aoshenmu are

clustered into one clade, and the other nine agarwood samples from cultivated Qinan trees of Lüyouwang, ‘Reke2’,

Yingtaoye, Tangjie, Ziqi, Lanbaoshi, Xiguaye, Zhitianjiao and Youyezi are clustered into the other one clade. The research could provide basis for varieties breeding, resource utilization, testing, identification, and market standardization

of the cultivated Qinan trees. Only by perfecting relevant research as soon as possible can we continue to promote the

sound development of the agarwood industry.

Keywords: cultivated Qinan trees; agarwood; microstructure; statistical analysis

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.014

沉香是瑞香科（ Thymelaeaceae ）沉香属

（Aquilaria Lam.）和拟沉香属（Gyrinops Gaertn.）

植物含有树脂的木材，是传统珍贵药材和名贵香

料。沉香基源植物多样，共有 30 余种，主要分布

于中国南部及东南亚各国[1]，但由于生态环境破

坏、人工采伐等原因，野生资源不断减少，已被

列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》

（IUCN Red List of Threatened Plants）和《濒危

野生动植物种国际贸易公约》（CITES）附录[2]。

我国有白木香（土沉香）[Aquilaria sinensis (Lour.)

Spreng.]及云南沉香（A. yunnanensis S.C. Huang）

2 种[3]，其中白木香被视为国产药用沉香的唯一来

源[4]，由于其自然繁殖率低、生存环境破坏、掠夺

性的开发利用等原因，野生资源被严重破坏，已被

列入《国家重点保护野生植物名录》[5]。

奇楠特指高品质沉香，又称棋楠、伽南、伽

蓝、伽楠、多伽罗等。据黄圣卓等[6]考证，明代

以来，将先前品质佳的沉香称为奇楠，主产于国

内的海南、越南的芽庄和柬埔寨等地，据其产地

分析，其基源植物应为白木香和柯拉斯那沉香（A.

crassna Pierre ex Lecomte）等，其中白木香为国

产奇楠的基源植物。谢宗万[7]在《中药材品种论

述》中对奇楠描述为“外表油润光滑，油性重，

以指甲刻之，如锥画沙，油随即溢出，用刀挂削，

能捻捏成丸、成饼，能散发出耐久的幽香，味微

苦麻辣，嚼之粘牙，燃之出油”，后逐步形成公认

的特征为“削之成卷、捏之成丸、入口即麻、麻

后回甘、含之即化、嚼之粘牙”，综上所述，可知

奇楠的三大重要特征即“质地软、油脂多和粘性

强”。现代国内外学者先后研究过奇楠的化学成

分，结果显示其与普通沉香在化学成分类型方面

未见明显差异，但奇楠中 2-(2-苯乙基)色酮与

2-[2-(4-甲氧基苯)乙基]色酮含量均显著高于普通

沉香[8-12]，并据此申请获批了奇楠鉴定的专利[13]。

而由于野生白木香资源的枯竭，野生奇楠更是十分

稀缺，现市面上流通的奇楠亦多为栽培奇楠树所

产，对栽培奇楠树所产沉香（以下简称：栽培奇楠）

的研究表明，其化学成分与野生奇楠相比未见明显

差异[14-16]，且栽培奇楠树多是将野生植株通过嫁接

等方式无性繁育获得，保留了优良结香性状[17-18]。

沉香巨大的经济价值和枯竭的野生资源促进

了近年来栽培奇楠树的风靡，目前，市场上称为

奇楠树的种类多达几十种，早期的有透顶绿、凹

身木、西瓜叶等，后逐步有糖结、金丝油、蓝宝

石等，新型苗木还在不断出现，这些树种的主要

特点有：（1）幼年期即可结香；（2）结香树脂含

量高，成色好；（3）结香清闻、加热或焚烧，香

气均非常浓郁。中国热带农业科学院热带生物技

术研究所沉香研究团队选育的白木香良种‘热科

2 号’，该品种的特性就在于“易结香、产量高、

品质优”，大量的化学试验分析证明其沉香特征性

成分含量很高，符合奇楠的特征[19]。调查显示，

目前奇楠树主要采用枝接的嫁接方式繁育，待小

苗高达 30 cm 后出售，以广东茂名电白观珠镇为

中心形成了庞大的奇楠种苗繁育基地与销售产业

链；目前，栽培奇楠在广东、广西、海南、云南、

福建等地乃至国外均有大量繁育和栽培，据不完

全统计，至 2020 年底栽培规模已经达到十余万

988 热带作物学报 第 43 卷

亩。但由于奇楠的相关界定、描述、鉴定标准及

其他研究均较为缺乏，尚未形成相关体系，缺乏

系统性的科学指导，市场鱼目混杂，混乱情形一

定程度上制约了奇楠树种及其相关产业的发展。

在显微结构方面，长期以来有较多研究者从

不同角度对国产沉香树种及所结沉香进行了研

究分析。其中一方面从沉香结香机理角度对其各

部位微观形态及结香过程中形态变化进行研究，

并从物质转化和进化的角度对各部位功能进行

分析，主要研究有：陈树思等[20]从系统进化角度

对其显微结构进行分析，并认为内涵韧皮部为结

香部位；寿海洋[21]在内涵韧皮部观察到有大量沉

积物的异细胞，但未确定其是否为结香部位；张

兴丽[22]以不同结香时间样品研究了内涵韧皮部

中物质及其转化，观察结香中的结构的动态变

化，阐释了沉香形成是物理防御；张玉秀等[23]

推断内涵韧皮部有贮藏和运输两种功能；刘培

卫等[24]研究表明内涵韧皮部内的薄壁细胞在伤

害刺激下脱分化、分裂产生阻隔层阻碍了沉香产

生；LUO 等[25-26]认为内涵韧皮部是白木香光合

产物转运的主要部位；王军等[27]研究表明沉香物

质主要积累于内涵韧皮部和木射线中，普通沉香

对创伤修复能力强，故而结香体积小且速度慢。

另一方面主要从沉香鉴别角度对沉香显微结构

进行探究，主要着眼显微结构整体对三切面上各

结构形态、排列类型、树脂分布及其他特殊结构

进行观察描述，主要研究有：成俊卿等[28]编写的

《中国木材志》中对白木香木材显微结构的基本

描述；殷亚方[29]对白木香所结沉香三切面微观结

构研究发现，内含物在不同部位含量存在差异；

高晓霞等[30]、苏娟等[31]、顾小辉等[32]分别对白

木香与商品沉香、白木香与云南沉香、虫漏沉香

显微结构进行了观察描述；以上两方面的研究各

有侧重也紧密结合，推动了沉香显微结构方面的

研究。但迄今为止，尚未见前人对栽培奇楠的显

微结构进行研究，因此，本文以栽培奇楠为研究

对象，收集样品 15 种，从木材解剖的角度研究

其显微结构特征，并与普通白木香所结沉香（以

下简称：普通沉香）进行对比分析，弥补前人以

同一种内不同品质沉香为研究对象样品少、统计

分析不足的问题，研究结果将为后续栽培奇楠树

的品种选育及栽培奇楠的检测鉴定等方面提供

科学依据，为栽培奇楠树的进一步研究和开发利

用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验样品为 15 份栽培奇楠，为接穗嫁接的奇

楠树所结沉香，栽培于广东省茂名市电白区，基

源植物均为白木香，接穗通常为 1~1.5 年，直径

0.5~1.0 cm 的亲本枝条，枝条上保留有 2~3 个芽，

嫁接于普通白木香，待嫁接苗 2~3 年龄时，采用

打洞法诱导结香，试验样品均在打洞后约 10 个月

采收；对照组普通沉香则为广东省化州市的普通白

木香所结沉香，树龄 5 年结香 3 年。以上样品经中

国热带农业科学院热带生物技术研究所戴好富研

究员鉴定，凭证标本现存于中国热带农业科学院热

带生物技术研究所。以下为试验样品，括号中分

别为编号与凭证标本号：指天椒（A，CQN01）、

金丝油（B，CQN02）、糖结（C，CQN03）、紫棋

（D，CQN04）、张勺子（E，CQN05）、千里香（F，

CQN06）、西瓜叶（G，CQN07）、油叶子（H，

CQN08）、绿油王（I，CQN09）、透顶绿（J，CQN10）、

乌身圆叶（K，CQN11）、‘热科 2 号’（L，CQN12）、

凹身木（M，CQN13）、蓝宝石（N，CQN14）、

樱桃叶（O，CQN15）、普通白木香（P，BMX16），

图 1 为试验样品图片。

1.2 方法

为尽量减少对树脂的破环与损失，增加切片

的完整性和可信度，所有样品均不采用水煮的方

式，利用其木材较为柔软的特性将样品直接切片，

先将样品处理为约 1 cm × 1 cm × 1 cm 的正方体，

受样品限制，部分样品实际处理略小，利用手摇

半自动切片机切取样品的横切面、弦切面及径切

面，置于去离子水中展开并洗去碎末残渣，后置

于番红染色液中染色，经梯度酒精洗脱后置于组

织透明液中透明，再利用中性树胶压片、干燥制

成永久切片。利用 OlympusIX73 倒置显微镜及

SC180 彩色摄像头对木材三切面进行观察与拍

摄。从所拍摄图片中，每种样品三切面分别选取

3 张代表性图片对各参数进行测量、统计、总结

和分析比较。为便于直观地表达样品间的差异，

将管孔、内涵韧皮部、木射线、射线细胞和导管

等几个方面的部分数量性状特征进行定量分析，

表示如下：管孔密度（pore density, PD）；管孔弦

径最小值（minimum chord diameter of pore,

第 5 期 刘欣怡等：栽培奇楠的显微结构研究 989

图 1 15 份栽培奇楠试验样品图片

Fig. 1 15 images of agarwood test samples from cultivated Qinan trees

PCDmin）；管孔弦径最大值（maximum chord

diameter of pore, PCDmax）；管孔弦径均值（mean

chord diameter of pore, PCDmean）；内涵韧皮部长

最大值（mean chord diameter of pore, IPLmax）；内

涵韧皮部宽最大值（ interxylary phloem width

maximum, IPWRNmax）；内涵韧皮部跨射线数最大

值（maximum number of wood rays across the interxylary phloem, IPWRNmax）；内涵韧皮部密度

（interxylary phloem density, IPD）；木射线密度

（wood ray density, WRD）；木射线间距最小值

（minimum wood ray spacing, WRSmin）；木射线间

距最大值（maximum wood ray spacing, WRSmax）；

木射线间距均值（maximum wood ray spacing,

WRSmean）；木射线高细胞数最大值（maximum

number of cells in the vertical direction of wood rays,

WRCNmax）；木射线高最小值（minimum wood ray

height, WRHmin）；木射线高最大值（maximum

wood ray height, WRHmax）；木射线宽最小值

（minimum wood ray width, WRWmin）；木射线宽

最大值（maximum wood ray width, WRWmax）；导

管分子长度最小值（minimum vessel element length,

VELmin）；导管分子长度最大值（maximum vessel

element length, VELmax）；导管分子长度均值

（mean vessel element length, VELmean）；射线方

形细胞长最小值（ minimum ray cell length,

WRCLmin）；射线方形细胞长最大值（maximum ray

cell length, RCLmax）；射线方形细胞长均值（mean

ray cell length, RCLmean）；射线方形细胞宽最小值

（minimum ray cell width, RCWmin）；射线方形细

胞宽最大值（maximum ray cell width, RCWmax）；

射线方形细胞宽均值（ mean ray cell width,

RCWmean）。

1.3 数据处理

用 Excel 软件分析制作柱状图，利用 R 语言

对数据进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 木材显微结构观察结果

15 份栽培奇楠样品及对照组普通沉香样品三

切面所拍摄图片如图 2 所示。

990 热带作物学报 第 43 卷

第 5 期 刘欣怡等：栽培奇楠的显微结构研究 991

992 热带作物学报 第 43 卷

A~P 为样品编号（同表 1），1 为横切面，2 为弦切面，3 为径切面。

A-P are the numbers of samples (Same as Tab. 1), 1 represents the cross section, 2 represents tangential section, 3 represents radial section.

图 2 栽培奇楠样品三切面图片

Fig. 2 Three-section surface pictures of agarwood samples from cultivated Qinan trees

2.2 显微结构特征统计及分析结果

笔者统计了以上栽培奇楠样品与普通沉香

样品的三切面的显微结构特征，主要包括横切面

上的管孔分类、类型、密度、直径，内涵韧皮部

分布、密度、大小，木射线密度、间距，树脂多

少、分布，轴向薄壁组织，晶体及其他内含物等

信息，弦切面上的木射线分类、类型、大小、内

含物，导管分子形状、长度、内含物及相关信息，

径切面上的射线细胞大小等，并将以上特征分为

可定性描述的特征与数量特征两类，以便于统计

分析。

2.2.1 样品显微结构特征描述 就定性描述特征

而言，样品内涵韧皮部为多孔型（岛屿型），管孔

分类为散孔材，管孔类型均为径列复管孔、单管

孔与管孔团偶见，且管孔周围极少见有轴向薄壁

组织，不同样品略有差异，木射线分类均为异型

Ⅲ形，非叠生，主要为单列及双列木射线，部分

样品可见多列木射线，射线内几乎都可见树脂分

布，导管分子形状为圆柱形，穿孔板为单穿孔板，

晶体在部分样品的内涵韧皮部中可见，栽培奇楠

第 5 期 刘欣怡等：栽培奇楠的显微结构研究 993

样品树脂均较为丰富，主要分布在内涵韧皮部、木

射线及管孔中，不同样品的树脂主要分布部位有所

差别。其他木材构造特征总体与中国木材志[29]中

相似，同时笔者也进行了补充和细化。将栽培奇

楠样品与普通沉香样品的定性描述显微结构特征

相关数据统计汇总见表 1。

表 1 横切面与弦切面显微结构特征

Tab. 1 Microstructure characteristics of cross and tangential section

横切面 Cross section 弦切面 Tangential section

样品

Sample 管孔类型

Pore types

树脂分布及含量

Resin distribution and content

晶体

Crystals

轴向薄壁组织

Axial parenchyma

木射线类型

Wood ray

types

木射线树脂

Resin in

wood rays

导管树脂

Resin in

vessels

其他内容

Others

指天椒 径列复管孔 2~5

个，多 2~3 个，

单管孔偶见

内涵韧皮部中较多呈浅褐色至

深褐色；木射线中较多呈浅褐

色至黄褐色；仅个别管孔中有

少量

未见 几无 单列（偶见

2 细胞）

黄褐色 少量 射线端细胞

偶见增大或

缩小

金丝油 径列复管孔 2~4

个，稀 4 个，单

管孔及管孔团偶

见

内涵韧皮部中丰富部分呈黑褐

色；木射线中较多呈浅褐色；

管孔中较少

少见 几无 双列及多列

（3 细胞，4

细胞偶见），

稀单列

黄褐色，部

分呈黑褐色

管壁富集

少量

射线端细胞

略有伸长，

偶见更短

糖结 径列复管孔 2~4

个，单管孔及管

孔团偶见

内涵韧皮部中丰富呈深褐色至

黑褐色；木射线中丰富部分呈

黑褐色；大部分管孔中有少量

富集，部分管孔边缘少量薄壁

细胞内可见

较多 少见，沿管孔 1

细胞厚

多单列，少

双列，偶见

多列（3、4

细胞）

深褐色，部

分呈黑褐

色，整体偏

红

管壁富集

少量，部

分导管可

见

射线端细胞

近三角形，

未见明显伸

长

紫棋 径列复管孔 2~4

个，单管孔偶见

内涵韧皮部中丰富呈黑褐色；

木射线中丰富部分呈黑褐色；

管孔中较少

较丰富 几无 单列，稀双

列及多列

部分含深褐

色，稀黑褐

色，整体偏

紫红

极少量 射线端细胞

个别明显伸

长，部分三

角形或略短

张勺子 径列复管孔 2~6

个，5、6 个少见，

单管孔偶见

内涵韧皮部中较多，多为黄褐

色，部分深褐色；木射线中较

多呈黄褐色；仅部分管孔中可

见

未见 几无 单列，偶见

双列

多呈黄褐

色，仅部分

呈深褐色

少量 射线端细胞

个别有明显

伸长，部分

略短

千里香 径列复管孔 2~4

个，单管孔较多，

管孔团偶见，常

管孔 2 个垂直于

射线排列

内涵韧皮部中丰富深褐色至黑

褐色；木射线中丰富深褐色至

黑褐色；管孔中较多，大部分

管孔或管孔边缘呈黄褐色；部

分木纤维中可见少量

少量 几无 单列及双列 黄褐色 少量 个别射线端

细胞伸长

西瓜叶 径列复管孔 2~5

个，单管孔偶见

内涵韧皮部中丰富部分呈黑褐

色；木射线中较多黄褐色至深

褐色；部分管孔中大量富集，

且颜色较深

少量 几无 双列及单列 黄褐色至深

褐色

少量 个别射线端

细胞伸长

油叶子 径列复管孔 2~5

个，4、5 个少见，

单管孔偶见

内涵韧皮部中丰富黄褐色至深

褐色；木射线中较多黄褐色；

个别管孔中少量

未见 几无 单列及双列 黄褐色至深

褐色，部分

黑褐色

部分导管

内少量

个别射线端

细胞伸长或

增大

绿油王 径列复管孔 2~7

个，6、7 个少见，

单管孔及管孔团

偶见

内涵韧皮部中丰富呈深褐色，

部分为黑褐色；木射线中较多呈

黄褐色至深褐色；管孔中丰富，

可填充整个管孔，呈深褐色

少量 少量 单列及双列 黄褐色至深

褐色，部分

呈黑褐色

少量 部分射线端

细胞缩小

透顶绿 径列复管孔 2~4

个，单管孔及管

孔团偶见

内涵韧皮部中较多呈黄褐色

至深褐色；木射线中较多呈黄

褐色，部分为深褐色；部分管

孔中较多呈黄褐色至深褐色，

部分管孔边缘薄壁组织中有

少量

未见 少量 单列，偶见

双列

黄褐色至深

褐色

较多 射线端细胞

未见明显增

大伸长

994 热带作物学报 第 43 卷

续表 1 横切面与弦切面显微结构特征

Tab. 1 Microstructure characteristics of cross and tangential section (continued)

横切面 Cross section 弦切面 Tangential section

样品

Sample 管孔类型

Pore types

树脂分布及含量

Resin distribution and

content

晶体

Crystals

轴向薄

壁组织

Axial parenchyma

木射线

类型

Wood ray

types

木射线

树脂

Resin in

wood rays

导管树脂

Resin in

vessels

其他内容

Others

乌身圆叶 径列复管孔 2~5

个，稀 5 个，单

管孔及管孔团偶

见

内涵韧皮部中丰富呈黄褐色

至深褐色，部分为黑褐色；

木射线中较多呈黄褐色；部

分管孔内壁可见少量，部分

靠近内涵韧皮部、射线与管

孔处的细胞（细胞壁发黑）

有少量

少量 偶见 双列及单列 深褐色至

黑褐色

管内沿壁少

量，部分导

管有富集

射线端细胞

未见明显增

大伸长

热科 2 号 径列复管孔 2~5

个，4、5 个少见，

单管孔偶见

内涵韧皮部中较多呈黄褐

色至黑褐色；木射线中较多

呈黄褐色至深褐色；部分管

孔中少量

少量 偶见 单列及双列 深褐色至

黑褐色

少量 射线端细胞

未见明显增

大伸长

凹身木 径列复管孔 2~5

个，单管孔偶见

内涵韧皮部中较多呈黄褐

色至黑褐色；木射线中较多

呈黄褐色至深褐色；部分管

孔内少量

少量 极少量 单列及双列 黄褐色至

深褐色

少量 射线端细胞

未见明显增

大伸长

蓝宝石 径列复管孔 2~4

个，单管孔及管

孔团偶见

内涵韧皮部中丰富呈深褐色

至黑褐色；木射线中丰富呈

深褐色至黑褐色；部分管孔

沿壁有少量

少量 极少量 单列，偶见

双列

黄褐色至

黑褐色

少量 射线端细胞

未见明显增

大伸长

樱桃叶 径列复管孔 2~6

个，单管孔偶见，

管孔团偶见管孔

数较多，常两列

管孔并行

内涵韧皮部中较多呈深褐色

至黑褐色；木射线中较多呈

黄褐色至黑褐色；管孔中较

多

偶见 偶见 单列 黄褐色至

深褐色

部分导管少

量

射线端细胞

未见明显增

大伸长

普通白

木香

径列复管孔 2~ 6

个，5、6 个少见，

单管孔及管孔团

偶见

内涵韧皮部与木射线中未

见；部分管孔中较多呈深褐

色至黑褐色；

偶见 偶见 多双列、单

列，偶见多

列（3、4 细

胞）

几无 较多 射线端细胞

多有伸长

注：上述晶体指分布于内涵韧皮部中的晶体。

Note: Crystals above refer to crystals distributed in the interxylary phloems.

图 3 为三切面中各部位显微结构，包括栽培

奇楠样品与普通沉香样品中大小、形态、颜色各

不相同的内涵韧皮部与各式管孔，长短、粗细差

异较大的木射线，导管形态，横卧射线细胞树脂

富集状况等，以及树脂含量、结香区域及木纤维

中分布的树脂等。

据表 2 相关统计数据及图 2、图 3 中，各栽

培奇楠样品显微结构在以上各方面均有较多差

异，其中管孔类型主要区别在于径列复管孔个数

以及单管孔、管孔团的相对多少，个别样品如千

里香（a9）、樱桃叶（a7）管孔排列方式特别，射

线的长短与粗细差别较大，如金丝油（b2）木射

线较宽、凹身木（b1）等木射线则细长，不同样

品导管中树脂的富集量差别较大，如绿油王（a4）、

樱桃叶（a7）)和普通沉香（a10）导管中有树脂

富集，其他则少见或未见；但其样品间总体有相

似性，树脂主要分布于内涵韧皮部与木射线中，

少量分布于导管中，且树脂含量十分丰富，有向

木纤维扩散的趋势（e1~5）；但就栽培奇楠样品整

体与普通沉香对比，其差异主要集中在树脂分布

方面，前文 P1~3、a10、c5、d5 均为普通沉香，

其虽生长与结香年限更长，但树脂含量远少于栽

培奇楠样品，树脂主要分布于导管内，内涵韧皮

部与木射线中几乎没有树脂富集，结合前人的研

究结果，推测树脂的产生及富集部位对沉香结香

的多少及品质有一定影响。

第 5 期 刘欣怡等：栽培奇楠的显微结构研究 995

在本研究发现部分栽培奇楠样品中有较多晶

体分布（图 4），使用乙酸对其进行定性分析，结

果表明其为草酸钙棱晶[4,33]，其中部分样品枝干

髓心（仅个别样品中有，故表 2 中未作统计）晶

体较为丰富，多数栽培奇楠样品的内涵韧皮部中

可见较丰富的晶体。研究表明，晶体可能形成保

护层增加植物组织器官硬度、或在防御逆境胁迫

方面有一定作用[34]，是植物体一种抵御外界伤害

的代谢产物，且在试验中发现，在栽培奇楠样品

受伤部位有大量晶体分布，推测其通过产生晶体

a1~a10 为横切面内涵韧皮部（三角标注）及管孔（虚线圈标注），其中 a1、a8 圈中为径列复管孔，a3、a7、a10 圈中为管孔团，a5、

a9 圈中为弦向管孔；b1~b5 为弦切面木射线（箭头标注），其中 b1 中标注为双列木射线，b2 中标注为多列木射线（3-4 细胞），b3 中

标注为单列木射线，b4 中标注为双列木射线（右）和多列木射线（左），b5 可见结香与未结香区域分界（虚线标注），c1~c5 为弦切

面导管（虚线圈标注），d1~d5 为径切面横卧射线细胞（三角标注），e1~e5 为弦切面木纤维组织中可见树脂分布（箭头标注），其中

a10、c5、d5 为普通沉香，其余均为栽培奇楠。

a1-a10 show the interxylary phloem (triangle mark) and pores (dotted circle mark) in cross sections, a1 and a8: Radial multiple pores, a3, a7,

and a10: Pore clusters, a5 and a9: Chordwise pores; b1-b5 show wood rays (arrow mark) in tangential sections, b1: Biseriate ray, b2: Multiseriate ray (3-4 cells), b3: Uniseriate ray, b4: Biseriate ray (right) and multiseriate ray (left); b5: The boundary between the agarwood and

non-agarwood regions can be seen (dotted line mark); c1-c5 show the vessels (dotted circle mark) in the tangential section; d1-d5 are the

horizontal ray cells (triangle mark) in the radial section, e1-e5 show the visible resin distribution in the wood fiber structure of the tangential

sections (arrow mark). a10, c5 and d5 show the agarwood from common A. sinensis, and the rest are the agarwood from cultivated Qinan trees.

图 3 栽培奇楠与普通白木香的显微结构

Fig. 3 Microstructure diagram of the agarwood from common A. sinensis and cultivated Qinan trees

996 热带作物学报 第 43 卷

f1~f4 为髓心中晶体；f5~f8 和 f9~f12 分别为横切面与弦切面上内涵韧皮部中晶体；f13~f16 为受伤部位的晶体。

f1-f4 show crystals in the pith; f5-f8 and f9-f12 show crystals in the interxylem phloem on the cross and tangential sections

respectively; f13-f16 show crystals at the injured parts.

图 4 栽培奇楠样品中的晶体

Fig. 4 Crystals in the agarwood samples from cultivated Qinan trees

来抵御外界伤害，对结香的能力与结香多少有一

定影响，有晶体抵御外界伤害时，其阻隔层生成

更晚，因而结香区域更易扩展，结香面积更广，

树脂含量更高。

2.2.2 部分特征定量统计分析结果 15 份栽培

奇楠样品及普通沉香样品显微结构特征相关定量

数据统计及分析见图 5 及图 6。

从图 5 各统计数据得知，在管孔方面，可看

出金丝油管孔密度较小但管孔较大，而张勺子管

孔密度大但管孔较小，指天椒则密度与管孔大小

均高于均值（图 5 a~d）；绿油王、紫棋、西瓜叶

的内涵韧皮部在长度、宽度等方面均较高于均值，

内涵韧皮部密度也较小，但樱桃叶内涵韧皮部长

宽上限均高于均值，且密度也高于均值（图 5 e~h）；

凹身木、透顶绿、樱桃叶、千里香、指天椒等总体

上木射线分布较密，射线间距较小，金丝油与乌身

圆叶的木射线分布则总体较稀疏（图 5 i~l）；金丝

油的木射线较短但较粗，多为多列木射线，乌身圆

叶的木射线较细但较长，体现出相对较强的特殊

性，指天椒、油叶子、乌身圆叶几个样品木射线高

度最小值小于均值，最大值高于均值，且细胞数最

大值也相对较高，体现出这些样品木射线更易增

长，就木射线宽度总体差异不大，仅金丝油宽度

较其他样品区别明显（图 5 m~q）；千里香与透顶

绿导管分子长度较小（图 5 r~t）；张勺子与千里

香的射线细胞总体较小，乌身圆叶射线细胞长度

较大，细胞整体较大，指天椒、西瓜叶等的宽度

较大（图 5 u~z）。

栽培奇楠样品整体各项定量统计数据间差别

相对较小，部分样品在不同结构方面差异较为显

著，如张勺子内涵韧皮部密度较大，而绿油王与

金丝油则较小，乌身圆叶射线细胞长度较长，金

丝油的木射线明显宽于其他样品，但其内涵韧皮

部密度与管孔密度也明显小于其他样品，绿油王、

第 5 期 刘欣怡等：栽培奇楠的显微结构研究 997

图 5 显微结构特征定量数据统计

Fig. 5 Statistic graph of quantitative data of microstructure characteristics

998 热带作物学报 第 43 卷

A~P 为样品编号。

A-P is the number of the samples.

图 6 聚类分析

Fig. 6 Cluster analysis diagram

紫棋和透顶绿的内涵韧皮部长度较长，横跨射线

数更多。结合表 2 中树脂多少及分布，栽培奇楠

样品中的树脂主要分布于内涵韧皮部和木射线

中，还有少量分布于管孔中，而其中指天椒、透

顶绿、樱桃叶 3 个样品的内涵韧皮部密度、木射

线密度、内涵韧皮部横跨射线数及射线间距等方

面均高于平均值，显示出其整体结香区域更广、

结香面积更大，糖结、千里香、凹身木和热科 2

号等在这几方面也相对高于均值；就栽培奇楠样

品各项定量统计数据及其均值与普通沉香样品对

比，并未表现出明显的差异，但就树脂富集面积

与含量而言，栽培奇楠样品明显优于普通沉香。

聚类分析结果（图 6）表明，金丝油（B）和

乌身圆叶（K）处于聚类树的根部，其余种类聚

为两大分支，即普通白木香（P）至油叶子（H）

（10 种）和千里香（F）、张勺子（E）、透顶绿（J）

及凹身木（M）（4 种），前者又形成 3 个小的姊妹

群，即绿油王（I）、‘热科 2 号’（L）和樱桃叶（O）

（3 种）；糖结（C）和紫棋（D）（2 种）；蓝宝石

（N）、西瓜叶（G）、指天椒（A）和油叶子（H）

（4 种）。

3 讨论

栽培奇楠样品中树脂丰富，内涵韧皮部、木

射线及管孔中有大量树脂富集，且树脂有向木纤

维中扩散的趋势，在千里香的弦切面上表现尤为

明显，其他样品如凹身木、西瓜叶等也有类似现

象，推测若继续延长栽培奇楠树的结香时间，木

纤维中也将有更多的树脂富集，就栽培奇楠样品

树脂富集区域与面积而言，明显优于普通沉香；

同时研究中发现，草酸钙棱晶在栽培奇楠样品中

较为丰富，推测晶体为树体对外界伤害做出抵御

的一种方式，且这一方式使得树体阻隔层生成更

晚，不易限制其结香区域的延伸，因而结香面积

更广，树脂含量更高；就其数量特征进行分析，

栽培奇楠样品间有所差别，据此进行聚类分析显

示其亲缘关系远近，金丝油与乌身圆叶较为独特，

油叶子、千里香、张勺子及凹身木更为相近。

栽培奇楠树种植与结香是新兴的产业，需要

有行业引领、科技支撑、市场监管，营造健康可

持续的市场氛围，早期的投资者着实收到了丰厚

的回报，特别是种苗的售卖。物以稀为贵，随着

种植的规模越来越大，未来 10~20 年，奇楠树所

产的沉香及其产品的价格势必会回归到趋于稳定

的状态，这也是价值规律的体现。目前，栽培奇

楠的产品主要以原材料、精油为主，其次有奇楠

酒、奇楠烟、奇楠叶茶等，而可以达到制作工艺

品级别的较少，由于种植奇楠树种投资高、风险

大，为了尽快收回成本，一般在结香 1~3 年即收

取，使得其好的品质未能得到完全的发挥。栽培

奇楠作为高品质沉香，尚为新兴事物，更应重视

其引导与发展，尽快完善其相关研究，促使其良

性发展，结合国家乡村振兴战略，将奇楠树种植

与农村产业、文化、生态建设紧密结合，深入挖

掘奇楠的文化、经济价值，推动沉香产业和行业

的发展。

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收稿日期 2021-12-13；修回日期 2022-01-12

基金项目 西南林业大学博士科研启动基金项目（No. 111806）；云南省教育厅科学研究基金项目（No. 2019J0197，No.

2018JS334）。

作者简介 艾星梅（1984—），女，讲师，研究方向：园林植物资源评价与应用。E-mail：aixmei84@163.com。

朱砂根和红凉伞花器官的形态补充描述

艾星梅，赵财宝，刘昕岑，谢 欢，孙媛媛

西南林业大学国家林业和草原局西南风景园林工程中心，云南昆明 650224

摘 要：朱砂根和红凉伞在最新的分类系统中均隶属于报春花科（Primulaceae）紫金牛属（Ardisia）植物，由于二者

在植株形态上存在过渡性状，从而缺乏明显的区分界限，而花部形态是属下划分及种间界定的关键性状，具有较高的

分类价值，因此，基于对二者原始形态描述的基础上，分别对其花器官形态与解剖结构进行补充，旨在更加准确地掌

握它们在形态性状上的差异。结果表明：朱砂根和红凉伞均为圆齿亚属，主要区别在于叶色的过渡，其余形态无太大

的差异性，黑色腺点分布于 2 种植株的所有器官中，具有较高的观赏价值；朱砂根和红凉伞的花序较多，从外到内不

断分化，而花序梗随着花芽的分化逐渐伸长；通过石蜡切片解剖发现，朱砂根和红凉伞花芽分化较早，最小采样花序

大小为 0.5 mm 左右，2 种植株均处于花芽分化末期，因此，从外观上不能反映其内部的结构变化；朱砂根的子房膨大

有 2 种类型，当横径>纵径时，子房分化为 2 室，胚珠和花粉粒成熟，易于受精；纵径>横径时，柱头快速突破花冠裂

片高于雄蕊，但子房暂未分室，未见花药明显散粉，导致受精失败和柱头脱落；而红凉伞子房横径和纵径同时生长易

于受精，座果率略高于朱砂根。此外，二者通常形成 2 室子房，本研究还发现朱砂根中具有分化为 3 室的子房，而红

凉伞子房则分隔为完整的 4 室，后期花器官在外部形态发育过程中没有明显的区别，且二者的花芽分化、开花和坐果

等物候期持续时间一致，但朱砂根花芽分化早于红凉伞约 7~10 d，这可能与所处的生境不同有关，结果可为物种鉴定

及属内分类修订提供参考依据。

关键词：报春花科；朱砂根；红凉伞；花部形态；解剖结构

中图分类号：Q944.58 文献标识码：A

Supplementary Description of Floral Morphology of Ardisia crenata

and A. crenata Sims. var. bicolor (Primulaceae)

AI Xingmei, ZHAO Caibao, LIU Xincen, XIE Huan, SUN Yuanyuan

Southwest Engineering Research Center of Landscape Architecture, National Forestry and Grassland Administration, Southwest

Forestry University, Kunming, Yunnan 650224, China

Abstract: Ardisia crenata and Ardisia crenata Sims. var. bicolor are members of genus Ardisia in Primulaceae in the

latest taxonomy systems. There are some transition traits between them which lead to lack of clear interspecific delimitation. Floral morphology is a key trait for subgeneric and interspecific delimitation, which has a high classification

value. Therefore, the floral morphology and anatomic structure of the two plants were carried out on the description of

the original morphology to further understand the differences of the morphological characters accurately. A. crenata and

A. crenata Sims. var. bicolor belong to Subgen. Crispardisia Mez, the main difference of them is transition on leaf color,

and the other morphology are not significant, the black glandular spots are distributed in all organs of the two plants

which have high ornamental value. There are many inflorescences, the pedicels elongate gradually with flower bud differentiation from outside to inside. It is found by paraffin section anatomy that the flower bud differentiation of A. crenata and A. crenata Sims. var. bicolor are earlier and tinier. We sampled the minimum inflorescences about 0.5 mm,

which were all at the end of flower bud differentiation, therefore, the appearance of inflorescence could not reflect the

1002 热带作物学报 第 43 卷

internal structural changes. There were two types of ovary expansion of A. crenata, when the growth rate of transverse

diameter was faster than that of longitudinal diameter, the ovary divided into two chambers, the ovules and pollen matured and were easier to fertilize. Conversely, the stigma grew quickly and exceeded the stamen, but the ovary was not

divided, and the pollen was not matured, which led to failed fertilization and abscission of stigma. While the ovary and

stigma of A. crenata Sims. var. bicolor grew simultaneously and fertilized easily, and the fruit setting was slightly higher

than that of A. crenata. Usually, both two plants formed 2-loculed ovary. The ovary was divided into 3 locules in A.

crenata, and 4 locules in A. crenata Sims. var. Bicolor. There were no obvious differences of external floral morphology

in the later stage, and the duration of phenological stages of the two plants such as flower bud differentiation, blooming

and fruit setting were consistent, but the flower bud differentiation of A. crenata was about 7-10 days earlier than that of

A. crenata Sims. var. bicolor, which maight be related to the habitats. The result could provide a reference basis for

species identification and revision of intragenus classification.

Keywords: Primulaceae; Ardisia crenata; Ardisia crenata Sims. var. bicolor; floral morphology; anatomic structure

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.015

紫金牛属在传统分类系统中隶属于紫金牛科

（Myrsinaceae），在最新的系统发育系统中归并

于报春花科（Primulaceae）植物。根据 CHEN 和

PIPOLY 在《Flora of China》中记录[1]，目前全世

界紫金牛属已知的种类大约有 400~500 种，其中

中国有 65 种，广泛分布于热带、亚热带地区温暖

潮湿的山地林下。朱砂根（Ardisia crenata Sims），

别名“富贵籽”“黄金万两”“凉伞遮金珠”等，

是紫金牛属内分布最广、栽培最多的物种之一；

红凉伞[Ardisia crenata Sims. var. bicolor (walker)

C. Y. Wu﹠C. Chen]因叶背、花梗及花瓣均带紫红

色，其地理分布、药用功效和观赏价值与朱砂根

基本相同[2]。目前对朱砂根和红凉伞的相关研究

主要集中在资源调查、物候节律[3-4]、繁殖技术[5]、

生理响应[6-7]、遗传多样性[8]以及药用价值等方

面，朱砂根和红凉伞植株中含有多种生物活性化

合物，具有显著的抗肿瘤、抗癌、抗炎特性[9-12]，

在传统医学中常用于治疗肺结核和支气管炎，在

我国少数民族地区已被广泛用作传统的民间解毒

草药[13]。此外，与紫杉醇/喜树碱有关的替代药物

三萜皂苷的开发利用已取得一定的研究进展[14]，

PODOLAK 等[15]从朱砂根的根部提取的三萜皂苷

含量较高，对黑色素瘤和结肠癌的抑制效果较好。

在《中国植物志》（第 58 卷）中暂且把红凉

伞作为朱砂根的变种来处理，但实际上该种叶色

并不稳定，幼株叶呈紫红色，长大后逐渐变回绿

色，而顶极叶色正反面均呈紫红色，这可能与光

照有关，甚至还存在一些绿中有红、红中有绿的

过渡色[16]，其他性状也存在着不同程度的重叠和

过渡[17]，很难将二者区分开来。前人通过高效液

相色谱（HPLC）建立了朱砂根和红凉伞的指纹图

谱[18-19]，为朱砂根和红凉伞的鉴别和质量评价提

供了参考；黄冬华等[20]用实体双筒镜解剖观察朱

砂根花芽分化过程，明确了花芽分化的顺序为从

下往上、自外向内。张巧玲等[21-22]对紫金牛属圆

齿组植株花粉形态、果实微形态特征进行了电镜

扫描观察，对组下分类和种间鉴别具有重要的意

义。紫金牛属下的朱砂根和红凉伞由于叶色过渡

性状的存在而导致缺乏明显的区分界限，而花部

形态具有较高的分类价值，关于朱砂根和红凉伞

花器官发育的解剖结构特征尚未见报道。因此，

本研究在对二者外部形态性状原始描述的基础

上，采用形态观测和石蜡切片技术对朱砂根和红

凉伞的花器官解剖进行补充，为其花发育、花期

调控、杂交育种和系统分类研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为 3 年以上朱砂根和红凉伞植株，

种植于西南林业大学树木园苗圃基地，均已进入

生殖生长期，每年顶芽向上生长分化出 3～6 轮新

的侧枝，形成新的冠型，选取生长良好、无病虫

害的植株花芽为材料进行形态和解剖观察。花芽

采集的时间为 4 月下旬至 6 月上旬，每隔 7 d 取

材 1 次，花芽变化较快时每 3 d 取材 1 次，同时

记录花芽物候现象和形态特征变化；花芽采集之后

立即用 FAA 固定液（V70%酒精∶V 福尔马林∶V 冰醋酸=

90∶5∶5）固定，放入 4℃冰箱保存。

1.2 方法

对不同发育时期的朱砂根和红凉伞花芽进行

横切和纵切，参照李正理等[23]的方法进行石蜡切

片制片，切片厚度 8~10 μm，用番红－固绿染色，

第 5 期 艾星梅等：朱砂根和红凉伞花器官的形态补充描述 1003

中性树脂封片并烘干，最后用显微镜（NikonECLIPSE400）观察并拍照。分别表示为：生长锥

（growing tip，GT）；花萼原基（calyx primordium，

CP）；花瓣原基（petal primordium，PP）；雄蕊原

基（stamen primordium，SP）；柱头（stigma，S）；

药隔（connectivum，C）；子房（ovary，O）；胚

珠（ovules，Ov）；花粉粒（pollen，P）；花粉囊

（pollen sac，PS）；花药（anther，A）。

2 结果与分析

2.1 朱砂根和红凉伞的植株形态

根据紫金牛属的属下分类系统，朱砂根和红

凉伞均属于圆齿亚属，为直立常绿灌木，主干明

显，均具有横走茎，能形成新的枝条（图 1A、图

1a）。朱砂根和红凉伞的根系都比较发达，包括

肉质根系和须根系，呈匍匐状延伸，在土壤中形

成巨大的根盘。二者的区别在于叶形态的差异，

主要表现在叶形、叶色、叶缘、叶脉、叶片质地

等方面，朱砂根和红凉伞叶片均呈披针形，叶基

为楔形（图 1B、图 1b），朱砂根叶片正反面均为

绿色，叶片革质，红凉伞叶背紫红色，质地较厚，

两面无毛，是稀有的双色叶树种；朱砂根和红凉

伞的叶缘均为皱波状圆齿状，略反卷，是圆齿亚

属的典型特征之一，叶脉均为羽状脉，侧脉有

12~18 对不等；腺点是紫金牛属植物最大的特点

之一，二者的叶片正面光滑，密被黑色腺点，背

面具凸起的黑色腺点（图 1C、图 1c），叶缘圆齿

的齿间会出现凸起的光亮腺点，叶基部主脉上腺点

会延长成腺条状；腺点在朱砂根和红凉伞的花器官

中非常普遍和明显，整个花序包括花萼延伸到花

梗、花瓣和花药、花柱和子房，以及未成熟的果实

表面均有黑色腺点（图 1D~图 1E、图 1d~图 1e）。

A~E：朱砂根植株形态特征；a~e：红凉伞植株形态特征。

A-E: Morphological characteristics of A. crenata；a-e: Morphological characteristics of A. crenata Sims. var. bicolor.

图 1 朱砂根和红凉伞植株形态比较

Fig.1 Comparison of plant morphology between A. crenata and A. crenata Sims. var. bicolor

2.2 花器官发育外部形态变化

朱砂根和红凉伞的花序较多，当年新生的侧

枝不形成花芽，上一年侧枝顶芽经 5~6 个月分化

后排列形成复伞房状伞形花序，大多在侧生花枝

顶生，一个侧枝着生一到多个花序，近顶端着生

3~6 片叶或更多，也会在主干上直接形成腋生花

序而没有另外的分枝，朱砂根和红凉伞花序发育

过程相似，花序着生点无叶（图 2A），花芽发育

的外部形态变化总体表现为：自下往上，从外到

内。就整个花序轴来看，最早分化的花序梗最长，

4~5 cm 左右，侧花序梗依次缩短，顶部花序的梗

只有 2~3 mm，每个侧枝的花序有 10~70 朵小花不

等，依次分化，一个花序平均的花期持续 10 d 左

右，朱砂根和红凉伞的单花花期约为 3 d，花期均

在 30 d 左右。

朱砂根和红凉伞植株一年只开一次花，花芽

分化初期在 3 月下旬，侧枝开始萌动，每个花序

外围花芽饱满，朱砂根花芽外包绿色鳞片，红凉

伞花芽外包红色鳞片 1~2 层，鳞片上密生绒毛，4

月下旬花序轴上开始出现小突起，顶端可见圆粒

状，随着花序进一步由外向内分化，花序轴逐渐

伸长，小突起发育呈圆棒状；现蕾期，朱砂根花

萼延伸至花梗绿色，红凉伞花萼延伸至花梗红色，

均呈卵形，先端钝圆，覆瓦状排列（图 1E）；随

1004 热带作物学报 第 43 卷

着花蕾膨大，花萼不断退缩并开始向外裂开，顶

端 5 裂联合，雌雄蕊仍由花冠包被；初花期，花

冠不断往外延伸露白，跟花萼一样基部联合，上

部逐渐展开，朱砂根花呈白色，红凉伞花白色略

带粉，花瓣裂片卵形，均 5 枚，渐尖，呈旋转状

排列，向外反卷，在形态观察中发现，红凉伞花

瓣出现 4 枚的现象（图 2B）；花药黄色披针形聚

集成锥状，紧贴花柱，但彼此不相连；盛花期，

随着花瓣开放反卷程度加大，花药顶端开裂并有

花粉散出，此时植株已经完成了授粉受精，花柱

呈丝状迅速伸长高出雄蕊约 5 mm（图 2C），若子

房没有完成授粉受精，则花柱脱落（图 2D），花

药几乎全部裂开，顶端逐渐呈萎缩状态，成熟花

粉粒从花药中纵裂扩散，花粉活力散失；果实发

育期，花瓣脱落后，已完成受精的植株花萼依然

存在，包裹不断膨大的子房，当果实不断长大，

花萼逐渐萎缩直至脱落（图 2E~图 2F），未成熟

的果实为绿色，成熟后为红色或黄色，基部呈略

扁的近圆形浆果状核果。朱砂根花期为 5 月中下

旬到 6 月中旬，红凉伞花期稍晚，在昆明地区延

后约 7~10 d 开花。由于产地不同，环境的差异对

花期的影响也较大。

图 2 红凉伞花器官外部形态发育

Fig. 2 Floral organ morphological development of

A. crenata Sims. var. bicolor

2.3 朱砂根和红凉伞花芽发育过程解剖结构

比较

从朱砂根和红凉伞花芽发育的外部形态变化

来看，整个花原基分化完成的时间较早，当头年

生侧枝顶部开始萌动，隆起的总花序轴原基上出

现小突起即已开始花芽分化。通过对不同发育时

期的朱砂根和红凉伞花序进行石蜡切片解剖发

现，最小采样花序大小为 0.5 mm 左右时，2 个品

种均处于花芽分化过程末期，从图 3A、图 3a 中

可以看出，花萼原基较宽，伸长向内弯曲并包围

整个花原基，花瓣原基呈曲瓣状，所不同的是，

朱砂根的雄蕊原基与雌蕊原基尚未完全分离，基

部紧密连接，花药颜色较浅，内部未见花粉粒的

形成；红凉伞雄蕊原基和雌蕊原基分离清晰可见，

雄蕊呈弯曲状，内部颜色较深。朱砂根和红凉伞

的小花生长锥中心均形成一个三角锥形的突起，

即雌蕊原基，雌蕊原基形成后，二者的基部不断

膨大，红凉伞的柱头伸长速度和子房内部结构分

化要早于朱砂根（图 3b）。从横切面来看，二者

的花药和药室等内部结构逐渐分离，最终发育成

5 枚雄蕊（图 4A~图 4B、图 4a）。

花器官发育初期，雄蕊及雌蕊原基形成之后，

内部细胞组织持续分化发育，雌雄蕊原基持续向

上伸长，分化速度较花萼原基快，一段时间后花

萼很快停止生长，逐渐短缩，此时雌雄蕊由曲瓣

状花瓣包裹（图 3C、图 3c）。朱砂根和红凉伞均

为单心皮雌蕊，子房上位，朱砂根的子房在发育

过程中逐渐变宽，宽度大于高度，柱头伸长速度

较慢，而红凉伞的柱头逐渐向上凸起（图 3D、图

3d），此时二者的子房均未分室，呈近圆形，但子

房中胚珠逐渐形成。从横切面来看，此时花药是

一团同形的分裂活跃的细胞，外面有 1 层表皮，

每个花粉囊没有明显的药隔分开（图 4C、图 4b）。

随着花器官的发育，形成 5 个花药，每个花药呈

蝶形排列，逐渐形成的 5 个花粉囊呈近圆形，均

由药隔隔开，花药壁与花粉囊紧密连接（图 4D、

图 4c）；随着花粉母细胞进行减数分裂，红凉伞

花粉囊壁的绒毡层开始解体，但花粉粒尚未成熟

散粉（图 4d~图 4f）；而朱砂根花粉粒从绒毡层细

胞中不断吸取营养，花粉囊壁快速解体，从横切

面解剖结构图可以看出，分离形成的游离花粉粒

附着在柱头及周围（图 4E、图 4F）。此时，朱砂

根子房的形态分化呈 2 种类型，当子房横向生长

的速度大于柱头时，子房由 1 室分化为 2 室（图

3E、图 3F），胚珠发育成熟，大量花粉粒由花粉

管通道进入子房完成受精过程；当柱头的伸长速

度快于子房的分化时，朱砂根子房未分裂仍为 1

室，柱头快速突破花冠裂片，此时未见花药明显

散粉，未完成授粉受精（图 3G~图 3I）；与朱砂根

不同的是，红凉伞子房横径和纵径同时生长，柱

头不断伸长的同时，子房也在不断分化，从纵切

第 5 期 艾星梅等：朱砂根和红凉伞花器官的形态补充描述 1005

A~I：朱砂根花器官发育过程；a~h：红凉伞花器官发育过程。

A-I: Floral organ development process of A. crenata; a-h: Floral organ development process of A. crenata Sims. var. bicolor.

图 3 朱砂根和红凉伞花器官发育过程的纵切面解剖结构

Fig. 3 Vertical section of A.crenata and A. crenata Sims. var. bicolor at different floral development stages

面结构来看，子房分化为 2 室，胚珠清晰可见，

此时花粉粒逐渐成熟散粉（图 3e~图 3h、图 4g），

相较于朱砂根而言，红凉伞花药散粉和受精的物

候期稍晚，这与花发育外部形态表现一致。

朱砂根和红凉伞子房通常为 2 室纵裂，彼此

不相连，本试验中发现，朱砂根和红凉伞在现蕾

期花器官发育上存在一定的差异性，随着花器官

的不断发育，二者除了形成 2 室子房以外，朱砂

根出现完整的 3 室子房（图 4G、图 4H），而红凉

伞的子房则分隔为 4 室（图 4h）。

3 讨论

朱砂根和红凉伞隶属于紫金牛属，均为紧凑

型灌木，常分布于热带亚热带地区温暖潮湿的林

下弱光环境中，与其他植物相比具有较高的区分

度，植株茎干、叶片和花序等各部位都具有腺点，

雄蕊呈锥状且彼此分离，成熟后的浆果呈球形。

果实能在母株上附着 12 个月或更长时间，常表现

1006 热带作物学报 第 43 卷

A~H：朱砂根花器官发育过程；a~h：红凉伞花器官发育过程。

A-H: Floral organ development process of A. crenata; a-h: Floral organ development process of A. crenata Sims. var. bicolor.

图 4 朱砂根和红凉伞花器官发育过程的横切面解剖结构

Fig. 4 Transverse section of A. crenata and A. crenata Sims. var. bicolor at different floral development stages

为胎萌现象，脱落后形成密集的繁殖区（高达 300

株/m2

），以响应林下较低的透光率，从而维持有

效的种群结构并能提高植物的耐荫性[24]，因此，

是室内观赏植物和城市景观的理想选择。朱砂根

和红凉伞在果实颜色上均以红色最常见，白色和

黄色浆果较少[11, 25]，此外，由于二者在叶色上的

过渡而导致缺乏明显的区分界限，以往分类中根

据形态来区分朱砂根和红凉伞的方法存在一定的

局限性。而花部形态是属下划分和种间界定的关

键性状，对没有花部特征的植物描述会导致一些

物种存在疑议而无法区分，如网叶马铃苣苔[26]。

有花植物的花芽分化是一个重要的生长阶段，也

是植物繁衍和生命延续的重要方式，同时也是植

物体内在和外界环境交互作用和共同影响的结

果[27-28]。准确鉴定不同物种的形态差异，往往通

过标本采集，结合形态特征比对和大量的花部形

态解剖[29]，因此，花序的形态和着生位置具有较

高的分类价值[30]。

对繁殖器官形态性状的研究、统计和分析是

分类工作的基础，大量研究表明，花芽外部形态

特征与内部解剖结构具有一定的时序性对应关

系，如香港四照花外部花序膨大，花序表面小花

突起，小花轮廓明显，与内部形态分化相对应[31]；

通过薄壳山核桃花芽外部形态可快速判断雌雄花

芽内部分化的时期[32]；金花茶花芽所处的分化

阶段可根据花芽横径大小来判断等[33]。由于一

些花芽特殊性，外部形态不能直观反映内部的

结构变化，如彩色马蹄莲花芽分化是在种球内

部完成的[34]，而簕杜鹃花序原基形成期芽体瘦

小，芽长较短，直径变化不显著，只能通过石蜡

第 5 期 艾星梅等：朱砂根和红凉伞花器官的形态补充描述 1007

切片进行判断，小花原基形成后芽直径才表现出

明显的膨大变宽[35]。在本研究中，朱砂根和红凉

伞雌雄同株同花，花芽分化属于当年一次分化型，

花序的外部形态发育相似，花芽分化的时间较早，

从侧枝顶部开始萌动后即开始进入形态分化期，

整个花序分化持续时间约 1 个月，但芽体较小，

外部形态变化不明显，随着最外一轮多个花芽分

化和花开放，花序梗逐渐伸长，同时顶端分生组

织不断向花序分生组织转化，形成新的小花原基，

进而形成新的小花，在小花原基两侧又不断分化

出新的侧花原基，最终发育成一个完整的伞形花

序，结果与朱顶红的花芽分化与发育特点相似，

营养性顶端向生殖性顶端的转变是一个连续的过

程，似乎不受外界环境的影响，而是内在的自然

规律[36]。

朱砂根和红凉伞花芽分化过程中，小花大小

为 0.6~0.8 mm 时，雌雄蕊原基已分化完成[20]，本

研究花序采样的最小直径约 0.5 mm，通过石蜡切

片的显微结构观察，此时花芽分化均已处于雌雄

蕊分化期，分化完成后的花芽生长速度加快，表

现出明显的伸长与变宽。随着花序的不断分化，

不同阶段的花芽存在相互交叉的现象，特别是雌

蕊分化和子房发育等过程存在重叠分化，即同一

个花序上同时存在花序原基与成花甚至已膨大的

子房，因此，同一个花序不同时期发育的小花花

芽分化进程是不同步的，这与同为紫金牛属的近

缘种虎舌红花芽分化类似[37]。研究发现朱砂根的

子房膨大有两种类型，当子房横径膨大的速度快

于柱头时，成熟花粉粒在柱头伸出雄蕊之前散粉，

易于受精，反之，柱头生长速度过快，高于雄蕊

和花瓣，受精失败，花柱易脱落；而红凉伞子房

横径和纵径同时生长，柱头不断伸长的同时，子

房也在不断分化，花粉粒逐渐成熟散粉，易于受

精，这与切面解剖结构一致，实际表现为红凉伞

的坐果率略高于朱砂根，柱头高于雄蕊将降低自

交时柱头对花粉的识别和增加花粉管通道对花粉

的运输时间，这可能是导致坐果率低的原因。根

据陈坚[38]对朱砂根和红凉伞花粉活力的测定结

果，红凉伞的花粉活力（36.5%）略高于朱砂根

（32.5%），但二者的花粉活力均较低，因此，授

粉成功率也较低。与陈坚[38]的研究不同的是，在

昆明地区朱砂根的盛花期较红凉伞早，为 5 月中

下旬到 6 月中旬，红凉伞花期延迟约 7~10 d 开花，

但二者的萌芽、开花和坐果等物候期持续时间长

短是一致的，这除了受自身的遗传性影响外，外

界环境对花芽分化的早晚影响较大，研究表明，

天气寒冷、气温较低会导致虎舌红花芽延迟分化，

导致始花期延迟，从而影响挂果期[37]，因此花期

早晚不能作为判断朱砂根和红凉伞生物学特性差

异的依据。

通过横切面解剖结构发现，朱砂根形成完整

的 3 室子房，而红凉伞的子房则分隔为 4 室，但

在花发育外部形态上表现一致，没有明显的区别，

因此，可作为二者在形态上区分的主要依据。本

研究基于对朱砂根和红凉伞原始描述的基础上，

通过对二者花的外部形态和解剖结构描述进行补

充，使朱砂根和红凉伞的形态特征更加准确，为

物种鉴定及属内分类修订，以及系统演化提供参

考依据。

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热带作物学报 2022, 43(5): 10101022

Chinese Journal of Tropical Crops

收稿日期 2021-10-27；修回日期 2021-12-21

基金项目 海南省重大科技计划项目（No. ZDKJ201817）；海南省院士创新平台科研专项（No. YSPTZX202138）；海南省院士创

新平台资金（槟榔黄化病综合防控）。

作者简介 唐庆华（1978—），男，副研究员，研究方向：热带棕榈科植物病害病原鉴定及综合防控技术。*通信作者

（Corresponding author）：宋薇薇（SONG Weiwei），E-mail：songweiwei426@aliyun.com；覃伟权（QIN Weiquan），

E-mail：QWQ268@163.com。

中国“槟榔黄化病”研究 40 年——病原、防控措施新进展

唐庆华，孟秀利，于少帅，林兆威，牛晓庆，宋薇薇*

，覃伟权*

中国热带农业科学院椰子研究所/海南省槟榔产业工程研究中心，海南文昌 571339

摘 要：自 1981 年海南省屯昌县首次发现槟榔黄化病（yellow leaf disease of areca palm, YLD）以来，槟榔黄化问题日

趋严重，现已成为制约中国槟榔产业可持续发展的最重要的因素。同时，鉴于生产中除槟榔黄化病外，炭疽病、细菌

性叶斑病、椰心叶甲、干旱等一些其他因素也可引起槟榔黄化，以及“槟榔黄化病”病原或病因认识上存在混淆的问

题，学界暂用“槟榔黄化现象”的表述。近年来，针对上述问题开展了一系列深入研究并取得突破性进展。本文首先

简要回顾了中国槟榔黄化病的发生及病原方面的研究进展，介绍了另一种致黄关键新病害——由槟榔隐症病毒 1（Areca

palm velarivirus 1, APV1）引起的槟榔黄叶病毒病（areca palm leaf yellowing virus disease, ALYVD），以及其他 2 种新发

现的病毒病害——槟榔坏死环斑病毒病和槟榔坏死环斑病毒病的研究进展。对 6 个示范基地的病原检测结果表明，部分

黄化植株被槟榔黄化植原体（areca palm yellow leaf phytoplasma, AYLP）或 APV1 单独感染，部分植株被 AYLP 和 APV1

复合感染。本文还探讨了槟榔黄化病研究中存在的病原分布不均、含量低引起的检测困难和田间诊断易混淆等问题，

并对 YLD、ALYVD、叶斑类病害、根腐病害、芽腐病、椰心叶甲、干旱、寒害、除草剂药害等 9 类因子引起的黄化症

状特征进行了总结。进而分析了 YLD 和 ALYVD 防控中存在的问题以及现阶段面临的紧迫形势，从防控策略和具体措

施解读了《槟榔“黄化病“防控明白纸》，并指出了其有待进一步完善之处及防控中亟待解决的问题。最后，展望了

YLD 和 ALYVD 2 种致黄关键病害综合防控中亟待实施的措施。本文旨在让广大科研工作者和农技人员更好地了解槟

榔“黄化病”方面的最新成果。

关键词：槟榔黄化病（YLD）；槟榔黄化植原体；槟榔隐症病毒 1；槟榔黄叶病毒病（ALYVD）；防控明白纸

中图分类号：S436.67 文献标识码：A

Forty Years of Research on “Yellow Leaf Disease of Areca Palm” in

China: New Progress of the Casual Agent and the Management

TANG Qinghua, MENG Xiuli, YU Shaoshuai, LIN Zhaowei, NIU Xiaoqing, SONG Weiwei*

, QIN Weiquan1*

Coconut Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Hainan Engineering Research Center of Arecanut

Industry, Wenchang, Hainan 571339, China

Abstract: Since yellow leaf disease of areca palm (YLD) was observed in Tunchang County, Hainan Province in 1981,

issues regarding to areca palm leaf yellowing are increasingly serious which have become the most important factors

restricting the sustainable development of the areca palm industry in China. Meanwhile, a temporary conception ‘areca

yellow leaf phenomenon’ was proposed by the academic circle based on the facts that some other factors including areca

anthracnose, areca bacterial leaf spot, coconut leaf beetle, and drought stress etc. except YLD could cause areca palm

leaves to turn yellow and confusions were existed in the understanding of the causal agent or cause of ‘YLD’. The questions above have been researched systematically and breakthroughs have been achieved recently. In this review, firstly,

the occurrence and progress on the etiological agent of YLD were briefly retrospected, achievements of another key

第 5 期 唐庆华等：中国“槟榔黄化病”研究 40 年——病原、防控措施新进展 1011

novel areca palm yellow leaf related disease, areca palm leaf yellowing virus disease (ALYVD) caused by Areca palm

velarivirus 1 (APV1), together with 2 recently reported virus diseases areca palm necrotic spindle-spot virus disease and

areca palm necrotic ringspot virus disease were introduced. Detection of the pathogens of diseased leaf samples showing

yellow symptom collected from 6 demonstration bases showed that a part of the samples were only infected by AYLP or

APV1 while another parts were co-infected by AYLP and APV1. Questions that the difficulty in the detection caused the

even distribution and low title of the pathogen AYLP and that the easy-to-cofused symptoms for the diagnosis in field in

the research of YLD were probed and characteristic yellow symptoms caused by 9 types of factors including YLD and

ALYVD, leaf-spot-type diseases, root-rot-type diseases, bud rot, coconut leaf beetle, drought & chilling stress, herbicide

phytotoxicity etc were summarized. Problems in the control practices and the pressing situations confronted in the

management currently were then analyzed, and key points from tactical and detailed methodical perspectives in the plain

paper for the management of areca palm ‘leaf yellowing related diseases’ were elaborated and its aspects to be further

improved together certain problems in the management were pointed out. At the end, foresight of the integrated control

measures for the two key leaf yellowing related diseases, which were urgent to implement, were prospected. The aim of

this review is to make the latest progress regarding ‘YLD’ known to researchers and agricultural technicians.

Keywords: yellow leaf disease of areca palm (YLD); areca palm yellow leaf phytolasma; Areca palm velarivirus 1; areca palm leaf yellowing virus disease (ALYVD); plain paper for disease management

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.05.016

槟榔（Areca catechu L.）是海南省农业生产

中重要的“三棵树”（橡胶、槟榔、椰子）经济作

物之一，是种植面积仅次于天然橡胶的第二大经

济作物[1]。近年来，随着消费人群持续扩大和价

格不断攀升，海南槟榔种植面积及产值逐年增加。

根据海南省统计年鉴，2018 年底全省槟榔种植面

积超过 10.99 万 hm2

，产值达到 404.9 亿元；2020

年产值达到 543.0 亿元，是 2010 年产值（69.9 亿

元）的 7.77 倍。目前，槟榔已成为 230 多万农民

的主要经济来源之一[2]，在全省农业和农村发展、

广大农民增收致富中具有重要的地位。

1981 年，海南省屯昌县首次发现槟榔黄化病[3]

（yellow leaf disease of areca palm, YLD）。此前，

国内已有学者[4]根据大田流行规律、电镜、抗生

素检测得出中国的 YLD 病原为植原体的结论，后

续的分子检测[5-6]也支持该结论。然而，调查发现

除黄化病外，一些生物因素（如炭疽病、椰心叶

甲等病虫害）、非生物因素（生理性缺素、气候条

件、除草剂等）也可引起槟榔叶片变黄。在陵水、

万宁等重病区，已有大面积槟榔园遭受 YLD 以及

其他黄化因子等为害，产量损失严重，重病园几

近绝产，造成许多农户丧失种植信心，致使黄化

槟榔园失管情况非常突出。许多农户甚至一些农

技人员在槟榔黄化病病原或病因认识上产生了较

大混淆[2]，把不同原因造成的槟榔黄化均称为“槟

榔黄化病”，“槟榔黄化”由此成为一个由多种病

虫及生理性因素等伴随发生的复杂问题。因此，

再用“槟榔黄化病”来描述生产中的槟榔黄化问

题显然不切实际。在此背景下，学界暂用“槟榔黄

化现象”的概括性说法，旨在留待后续研究者对各

种因子引起的黄化症状进行澄清和区分。近 10 年

来，YLD 以及其他黄化相关病害日趋严重[7-9]，已

对海南农业经济发展造成严重威胁，引起了各级

政府部门、广大槟榔种植户以及相关企业的普遍

关注。为了加快 YLD 及相关病害的基础与防控技

术研究，海南省科学技术厅设立了“2018 年海南

省 槟 榔 病 虫 害 重 大 科 技 计 划 项 目 ”（ No.

ZDKJ201817，简称“海南省重大项目”），以支持

相关科研团队进行重点攻关。近年来，笔者项目

团队在槟榔黄化相关病害、病原及检测技术等基

础研究上取得了突破性进展。例如，研究发现除

槟榔黄化植原体（areca palm yellow leaf phytoplasma, AYLP）外，槟榔隐症病毒 1[10]（Areca palm

velarivirus 1, APV1）也是引起生产上槟榔大面积

黄化的一种病原，其所致病害现命名为槟榔黄叶

病毒病（Areca palm leaf yellowing virus disease,

ALYVD）[11]。同时，还发现了 2 种新的病毒病害，

即槟榔坏死梭斑病毒病（Areca palm necrotic

spindle-spot virus, ANSSV）[12]和槟榔坏死环斑病毒

病（Areca palm necrotic ringspot virus, ANRSV）[13]。

目前，对 YLD 和这 3 种病毒病害的病原检测技术

等方面取得了丰硕进展。新病害 ALYVD 的发现

以及 YLD 的研究基础依然薄弱的现状给当前和

今后的研究提出了新的课题，促使笔者对这 2 种

1012 热带作物学报 第 43 卷

病害的症状及流行规律等进行进一步深入研究。

在生产上，鉴于 YLD 和 ALYVD 日趋严重而缺乏

一套系统的防控措施的现状，笔者项目团队于

2020 年 7—9 月撰写了《槟榔黄化病防控明白纸》，

并在万宁市召开了“《槟榔黄化病防控明白纸》研

讨推介会”（以下简称为《明白纸》。召开该推介

会时由 APV1 引起的槟榔黄叶病毒病尚称为槟榔

黄化病或病毒性槟榔黄化病），这标志着国内“槟

榔黄化病”在防控策略和方法上已上升到一个新

阶段。然而，迄今尚无评论性文章对《明白纸》

进行解读。为此，对上述问题进行分析总结进而

明确今后的攻关重点，以加快推进《明白纸》的

宣贯，促进 YLD 和 ALYVD 这 2 种致黄关键病害

的基础研究与科学防控。

本文通过介绍 YLD 和 ALYVD 2 种致黄关键

病害及其病原、病原检测技术上的最新进展，分

析由于发现 ALYVD 而延伸的新问题，探讨新的

攻关重点；梳理“槟榔黄化现象”各因子引起的

黄化症状特点；解读《明白纸》，并分析其有待进

一步补充、完善之处，对今后 5~10 a 在 YLD 和

ALYVD 2 种致黄关键病害攻关中有望获得突破

的检测及防控技术进行展望。

1 槟榔黄化病及相关病毒病研究进展

1.1 槟榔黄化病

槟榔黄化病（yellow leaf disease of areca palm,

YLD）于 1914 年在印度喀拉拉邦（Kerala）部分

地区首次发现[14]。关于印度 YLD 的病原或病因

探索史，国内学者（如车海彦等[9]、朱辉等[15]）

已做了相关综述，本文重点介绍槟榔黄化病原及

检测技术上的研究进展。1971 年，NAYAR[16]从

病叶组织上培养获得一种微生物，电镜观察后发

现这是一种类菌原体 MLO（即植原体）[17]，由此

最早提出植原体与黄化病相关。随后的常规技术

（包括电镜观察[17-18]、狄纳氏染色[19]）、菟丝子[20]、

媒介昆虫甘蔗斑袖蜡蝉（Proutista moesta）接种[20]、

血清学[18]和分子检测技术[包括巢式 PCR[21-22]、

实时荧光 PCR（Real-time PCR）[22]、环介导等温

扩增（ loop- ediated isothermal amplification,

LAMP）[23]]均证实印度槟榔黄化病病原为植原

体。迄今，已发现印度槟榔黄化植原体具有组或亚

组水平上的多样性[24]，存在 16SrⅪ-B 亚组[21-22, 25]、

16SrⅠ-B 组[26]和 16SrⅪⅤ组[27]3 个组或亚组的植

原体。由于植原体难以人工培养，无法完成经典

的柯赫氏法则。因此，菟丝子、甘蔗斑袖蜡蝉接

种实验为印度槟榔黄化植原体的病原性质提供了

充分证据。同时，槟榔体内植原体含量低的特点

制约了印度槟榔黄化植原体的检出，即便用

LAMP 技术检测，40 份病株 DNA 样品中仅 30 份

检测呈阳性[23]。

在中国，YLD（早期称为槟榔黄叶病）最早

于 1981 年在海南省屯昌县发现[3]，刚开始认为是

一种土壤缺钾引起的生理性病害[1]，但采取追施

钾肥措施后黄化症状并未得到减轻，病害仍继续

发展[3]，这表明 YLD 并不是一种生理性病害。1995

年，金开璇等[3]开展了电镜观察试验，结果发现

病株中存在类菌原体和类细菌，由此提出中国槟

榔黄化病为类细菌（引起束顶型症状）和类菌原

体（引起黄化型症状）复合侵染引起。随后，罗

大全等[4]先后进行了 2 次电镜观察实验，发现黄

化型和束顶型 2 种症状类型的病株叶脉和花苞组

织样品韧皮部筛管细胞均存在植原体，但未观察

到其他病原物。同时，罗大全等[4]发现四环素注

射可抑制染病槟榔病情，由此提出植原体是引起

海南省黄化病的一种病原。随后，罗大全等[5]通

过巢式 PCR 从病样 DNA 成功扩增到植原体特异

条带（束顶型样品未检测到，但电镜实验中观察

到植原体），实验证明黄化型的槟榔黄化病由植原

体引起，但并未明确束顶型槟榔黄化病病原问题。

车海彦等[6]、周亚奎等[28]根据巢式 PCR 产物测序

和比对结果分别将扩增得到的 AYLP 划分为

16SrI-G 亚组和 16SrI-B 亚组。于少帅等[29]则将保

亭、屯昌、万宁等市（县）扩增到的 AYLP 划分

为 16SrI 组。同时，还发现各株系与海南苦棟丛

枝、长春花绿变、马松子变叶、辣椒黄化皱缩、

蛇婆子丛枝、细圆藤丛枝等植原体同源性为

100%。该结果表明 YLD 可能通过这些寄主植物

进行传播扩散。车海彦[30]以 16S rDNA 序列开发

了 Real-time PCR 检测方法，结果显示该方法与传

统巢式 PCR 方法的检测灵敏度相同。随后用该方

法对表现黄化症状的 30 株病株的未展开花苞、心

叶以及第 2、3、5 片叶叶脉总 DNA 样品进行了

检测，检出率分别为 100.0%、80.0%、26.7%、

46.7%、60.0%，根及病株果实育出的幼苗样品

DNA 中均未检测到植原体信号。不同部位植原体

检测率不同，这表明槟榔黄化植原体在槟榔体内

第 5 期 唐庆华等：中国“槟榔黄化病”研究 40 年——病原、防控措施新进展 1013

具有不均匀分布的特点。此外，车海彦等[31]于

2019 年 2 月至 2020 年 1 月对琼海市嘉积镇和万

宁市龙滚镇 2 个染病槟榔园叶片内的病原植原体

进行了连续监测和病原检测，发现病叶中 AYLP

的检出率总体随着温度升高而增加，反之减少。

该结果表明病株叶片内 AYLP 含量具有一定的周

年消长规律性：在一定的温度范围内，叶片中的

AYLP 含量与温度成正相关（例如月平均温度最

低的 12 月，2 个槟榔园的监测植株叶片的 AYLP

检出率均为 0，而月平均温度最低的 6 月，2 个槟

榔园的 AYLP 检出率均为 80%）。孟秀利等[32]根

据 16S rDNA 序列设计了巢式 PCR 引物组和

F4/R1-F2/R2 并建立新的巢式 PCR 检测方法，发

现该组合检测效果优于植原体检测常用的引物组

合 R16mF2/R16mR1-R16F2n/R16R2。故笔者团队

近年来主要应用该方法进行疑似槟榔黄化病样品

的检测。在实现槟榔黄化植原体稳定检测的基础

上，笔者团队还进一步研发了灵敏、高效的

LAMP[33]和微滴式数字 PCR（droplet digital PCR,

ddPCR）[34]检测方法，二者分别是基于 16S rRNA

基因和 tuf 基因序列开发完成。实验结果显示

LAMP 检测极限为 200 ag/μL（即目标片段浓度为

53 个拷贝/μL）[33]。ddPCR 的检测极限为 0.07 个拷

贝/μL，约是 LAMP 检测技术灵敏度的 1000 倍[34]。

这 2 种高灵敏度检测技术有望应用于 YLD 的早期

诊断和种苗检测等。

1.2 槟榔黄叶病毒病

近年来，笔者项目团队在病原检测、监测技

术等方面均取得了可喜进展，其中一个重要发现

是鉴定了另外一种槟榔黄化相关病害——槟榔黄

叶病毒病（ALYVD）。2015 年，中国科技大学 YU

等[35]用 2012 年采集于海南的黄化槟榔样品进行

了小 RNA 测序，发现了一种侵染槟榔的新病毒，

命名为槟榔隐症病毒 1（Areca palm velarivirus 1,

APV1）。该研究为槟榔黄叶病毒病的发现奠定了

基础。2020 年，海南大学 WANG 等[10]对采集的

来自槟榔黄化病流行区以及非流行区的样品进行

了检测，结果来自流行区（保亭等 8 个市、县）

有黄化症状的样品均检测到 APV1（检出率

100%），来自流行区琼海和万宁的部分无黄化症

状样品也检测到 APV1（检出率分别为 50%和

21%），而来自非流行区儋州和海口的样品均未检

测到 APV1（0%）。该结果表明 APV1 与海南“槟

榔黄化病”高度相关。最近，该团队通过双条拂

粉蚧（Ferrisia virgata）接种试验成功完成了 APV1

病原性质验证。用带毒双条拂粉蚧接种槟榔幼苗

30 d 后检测到 APV1，60 d 后幼苗逐渐开始表现

与田间“槟榔黄化病”类似的不均匀黄化症状特

征（叶肉褪绿变黄而叶脉保持绿色），75 d 后检

测呈阳性幼苗数量达到峰值，不再增加[36]。CAO

等[37]对新测序的 20 个 APV1 株系的全基因组序

列进行了比对分析，结果发现 APV1 基因组存在

3'端序列高度保守（核苷酸序列同源性>95%）的

7 个开放阅读框和 5'端则具有序列多样性（核苷

酸序列同源性为 81%~87%）的 3 个开放阅读框。

系统发育分析结果表明 20 个 APV1 株系可分为 3

个遗传谱系，其中 16 个株系聚类于谱系 A，这表

明谱系 A 是海南槟榔上最具流行性的 APV1 基因

型。同时，研究发现 3 个谱系中均存在不同基因

型混合感染的情况，这与 APV1 基因组具有较高

水平的遗传重组密切相关，这表明不同基因型混

合感染可引起 APV1 基因组的重组。目前针对

APV1 开发了反转录-PCR（RT-PCR）[10]和酶联免

疫检测方法[38]。双条拂粉蚧接种试验结果表明

APV1 也是引起槟榔黄化的一种病原。由 APV1

引起的病害最初称为“槟榔黄化病”[10]，现从槟

榔黄化病中分离出来，命名为槟榔黄叶病毒病

（ALYVD），从而区分此前已经存在的、已纳入

农业行业标准[39]的由槟榔黄化植原体引起的槟

榔黄化病。2020 年前，学界一直认为槟榔黄化植

原体是导致海南槟榔大面积黄化的“元凶”（尽管

也有一些质疑，但并未证实还有其他病原），APV1

与槟榔黄叶病毒病的发现则打破了这种认知局

限，促使笔者项目团队从更新、更全面的角度重

新审视海南“槟榔黄化病”并开展病害防控等相

关研究。

为了更好地推进示范基地的病害防控工作，

笔者项目团队对 6 个基地的黄化植株进行了病原

检测。检测结果显示（表 1，尚未发表），所有基

地均检出 AYLP 和 APV1 2 种病原，表明 6 个基

地均存在 AYLP 和 APV1 感染；而且 6 个基地的

部分植株黄化是由 AYLP 或 APV1 单独感染引起，

部分植株是由 AYLP 和 APV1 复合感染引起。

1.3 槟榔坏死环斑病毒病和槟榔坏死梭斑病

毒病

除了槟榔黄叶病毒病外，YAND 等[12-13]发现

1014 热带作物学报 第 43 卷

表 1 6 个示范基地 AYLP 和 APV1 检测结果

Tab. 1 Detection of AYLP 和 APV1 in samples from six demonstration bases

AYLP APV1 复合感染 Co-infected

示范基地

Demonstration base

采样数

Samples number 检出数

Detection number

占比

Ratio/%

检出数

Detection number

比例

Ratio/%

检出数

Detection number

比例

Ratio/%

屯昌枫木 100 19 19.00 80 80.00 16 16.00

定安岭口 100 3 3.00 39 39.00 0 0.00

琼海东升 99 6 6.06 68 68.69 4 4.04

琼海中原 92 21 22.83 92 100.00 21 22.83

万宁龙滚 75 10 13.33 31 41.33 0 0.00

保亭七仙岭 85 27 31.76 64 75.29 16 18.82

总计 551 86 15.61 374 67.88 57 10.34

了另外 2 种新的病毒病害——槟榔坏死梭斑病毒

病和槟榔坏死环斑病毒病，并在病原检测技术和

致病机理研究方面取得了突破性进展。槟榔坏死

梭斑病毒病于 2017 年 10 月在保亭县首次发现，

且仅在保亭有发现。槟榔坏死环斑病毒病于 2019

年首次报道，定安、琼海、琼中、万宁、保亭、

陵水、临高、屯昌、琼中、文昌均有发生，其中，

万宁、定安和琼海局部区域分布较广，发病率分

别达 46%、45%和 36%[13]。这 2 种病害的病原分

别为 ANRSV[12]和 ANSSV[13]。目前，针对 ANRSV

和 ANSSV 已研发了 3 种高效、灵敏的核酸检测

方法，包括反转录-PCR（RT-PCR）、反转录环介

导等温扩增技术（RT-LAMP）[40]和反转录重组酶

聚合酶-侧流层析试纸条（RT-RPA-LFD）检测方

法[41]。同时，孙迪[41]根据病毒外壳蛋白特异抗原

决定簇制备了多克隆抗体，以此建立了血清学检

测方法。最近，该团队在前导蛋白酶功能上取得

了原创性进展，在国际上得到了较大关注。QIN

等[42]通过基因组注释和序列分析表明 ANSSV 和

ANRSV 在分类上归属于马铃薯 Y 病毒科的一个

新属——槟榔病毒属（Arepavinus）。不同于该科

其他病毒，ANSSV 和 ANRSV 编码特异的前导蛋

白酶为一个串联的半胱氨酸蛋白酶

（HCPro1-HCPro2）。通过构建酶切位点突变载体

和体外翻译等实验，发现 ANSSV 编码的 HCPro1

和 HCPro2 的切割位点分别是 273G/S274 和

574G/G575。进一步的基因沉默抑制子实验表明，

与其他 Potyviral HCPro 不同，HCPro2 是病毒沉

默抑制子，其抑制基因沉默活性独立于上游蛋白

酶 HCPro1 的酶切事件。该研究为进一步深入研究

病毒致病新机制奠定了基础。

1.4 中国槟榔黄化病研究中存在的问题及黄

化因子特征分析

目前，一直制约国内槟榔黄化病研究的 2 个

关键问题是：（1）槟榔黄化植原体具有分布不均

的特点[30]，而且含量很低[2, 23]，给病原检测、致

病机理等研究带来了挑战。研究发现用传统的巢

式 PCR 方法进行检测时植原体检出率较低。例如

周亚奎等[28]在万宁、琼海、陵水采集了 28 株病

株的叶片样品，仅来自万宁和琼海的 9 份样品检

测到植原体。曹学仁等[43]在采集的 49 个黄化样

品中仅 15 个样品检测到植原体。笔者团队改进后

的巢式 PCR 方法的检测极限也仅为 25 ng/μL（样

品总 DNA 浓度，尚未发表）。因此，若无 YLD

病原检测经验或植原体研究背景的研究人员的协

助与指导，在进行槟榔黄化植原体检测时则经常

会遇到例如样品采集、巢式 PCR污染等各种问题，

造成检测试验失败。（2）不同因子造成的“真假”

槟榔黄化病并存情况较多，给 YLD（包括新病害

ALYVD）的病原认识和诊断带来了极大困扰。在

省重大项目立项之前，调查发现除 YLD 外，一些

生物因素（如炭疽病、细菌性叶斑病[44]等叶斑类

病害，褐根病、红根病[45]等根部病害，以及害虫

椰心叶甲[2, 7]）均可引起槟榔叶片变黄。此外，非

生物因素如除草剂[43, 46]、气候（干旱、寒害）、

生理性缺素[45]等也会导致槟榔叶片变黄。在陵

水、万宁、琼海等病区，通常是 YLD 与 1 种或多

种病虫害同时发生，且多种病害引起的病斑症状

非常相似、发病初期难以区分。加上营养和气候

等因素干扰，田间 YLD 与“假槟榔黄化病”并存

情况较多，很容易造成混淆。许多农户因缺乏相

关的植保知识，将生产上各种因子引起的槟榔黄