我国香根草繁殖方法的研究进展

　　摘 要：针对香根草的需求量较大和种苗供不应求的现状，综述了国内香根草繁殖方法的研究进展。已获得成功的方法有分蘖繁殖法、留母株繁殖法、扦插繁殖法、插条繁殖法、切顶繁殖法、纵剖繁殖法、组织培养法和种子繁殖法。笔者认为整合组织培养法和种子繁殖法的独特优势，大力开展以种子为材料的组织培养研究，使香根草组织培养工作系统化和产业化，并诱导提高香根草的结籽率，是解决目前我国香根草繁殖慢、种苗供不应求的难题和进一步推广和应用香根草的有效途径。

　　关键词：香根草；繁殖方法；组织培养；种子繁殖

　　香根草（Vetiveria  zizanioides）又名岩兰草，是自然界具有最长根系的禾本科多年生高大草本植物，具有生物量大、分蘖迅速、适应性强、生态幅度宽、易栽种易管理等特点[1]。由于香根草在提取香根油、生产实用菌、制造纸张、编织手工艺品、驱虫治病、保持水土、净化污水、土壤改良、受损生态环境的修复以及用作饲料、燃料等方面具有独特的作用，从而被国际评估委员会评为全球71项持续发展技术中最为优秀者，并荣获John Franz 持续奖，受到各国政府、科学家和生产者的高度重视，全球有100多个国家和地区引种栽种，广泛用于水土流失治理与污染环境的改良，绝大多数都取得了良好效果，从而被称为“神奇牧草”[1-3]。此外，从非洲、拉丁美洲、亚洲，一直到欧洲，已经形成国际、国家或地方香根草网络[2]。利用香根草培育食用菌这项技术早已引起国际发明界的高度关注，并已被我国列为国家星火重点推广项目，同时得到其它16个国家政府的认可和推广[3]。近年来，香根草生态工程受到国内外的广泛重视并得到迅速的推广和应用，但种苗缺乏严重制约该工程进一步推广，而导致种苗缺乏的主要原因是繁殖方法技术水平较低，繁殖速度过慢[4]。据马国华等[5]的报道，目前国内香根草的需求量较大，种苗供不应求。随着市场的日益需求，如何提高香根草的繁殖问题正摆在人们的面前，急待解决。故，本文综述了我国香根草繁殖方法的研究进展，以期为生产实践和科研提供参考，希望能与同行一起进行交流。

　　1 我国香根草的生态型及其来源

　　由于在数百年前香根草就开始被多个国家引种,结果在不同的生境条件下经过长期的适应或驯化后形成了数十种形态特征或生理生态特性不同的生态型(ecotype)。目前已经发现的香根草生态型我国有2个，一个在广东湛江（吴川）自然分布的野生品种；另一个是上世纪50年代从印度和印度尼西亚等国引种过来的[6]。现推广种植香根草的地区包括海南、广东、广西、云南、贵州、四川、湖南、湖北、江西、福建、浙江、江苏、安徽、河南、山东、上海等省市，呈现由长江以南向北推移的趋势[2]。

    2 香根草的繁殖方法

    据悉，1957年华侨朱平能先生从印尼引入香根草并在广东湛江等地试种，次年胡继胜等[7]基于香根草种苗相当缺乏的背景下，开展了快速繁殖试验，取得一定的效果。从夏汉平[6]和莫淑勋[8]的报道中发现，经过40多年的引种试验，国内繁殖香根草的方法先后获得成功的有分蘖繁殖法、留母株繁殖法、扦插繁殖法、插条繁殖法、切顶繁殖法和纵剖繁殖法等。

    分蘖繁殖法又称分株繁殖法，是一种常规方法。该法主要是利用香根草分蘖迅速的生长特性而进行种苗繁殖的。具体步骤和要求如下：首先，选择排水良好、阳光充足的地方种植香根草，这样有利于生长和分蘖。其次是整地，三犁三耙种植地，深耕30cm以上，使土层疏松和保水肥性好，以促进该草发达须根系的伸展和地下芽快速发育成分蘖；同时起宽1.2m、高10-20cm的畦地种植，为下一步起苗和分株做好准备。等香根草产生较多分蘖时，最好选阴雨天进行起苗，苗起出后，将叶片割去，保留苗基部约15-20cm，剪去须根，接着进行分株，一般以2-3个蘖为好，因为种苗分蘖数目的多少对植后成活率和分蘖均有关。最后，采用斜插浅种方法种植，最好也是在阴雨天进行，斜插角度45-60，浅种是浅复土，以3-5cm的深度为适；种植距离可适度密植，株距保持30cm，行距40-50cm。
    留母株繁殖法是指挖种苗时，在苗地每株母株留1-2个分蘖而达到繁殖种苗的方法。有文献[6]表明，若适当施肥，一个多月后原留母株10株中有50多个分蘖，比相邻定植的新植苗高9倍。

    扦插繁殖法是穗杆扦插繁殖法的简称，即在香根草妊穗期间在第5-8节茎处略拉开叶片，用利刀切掉顶部3-4节（连同穗包一起切），5-6 d后，在离地1-2cm处将穗杆切下，接着把穗杆之间逐节分段，经1/10000的KMnO4溶液浸5-10min后插入苗床。试验结果表明[8]，土质疏松、土壤肥水良好，且遮光的苗床地种植，并坚持每天浇水2-4次，大概10d可以出根。然后可移栽或留作种苗。这种方法在一定程度上既扩大了种苗来源，又有利于母株生长，但整体上出苗的速度较慢。

    插条繁殖法即茎节插条法，按茎龄来分可分为老茎插条法和嫩茎插条法。据夏汉平[6]的报道，若基部插在水分充足的砂土中繁殖，基部老茎第3天绝大多数已经出根，嫩茎则要20d左右才出根，但无枯死现象；若插在土壤中，基部老茎7-10d可出根，而嫩茎的插条大部分死亡。莫淑勋[8]指出，无论采用单节，还是双节或多节进行插条繁殖，茎基部第1-4节的老茎成活率都较高，发根率约50-60%；基部以上第5-6节的茎，发根率20-30％；远离基部的嫩茎，成活率较低，甚至全部死亡。研究表明[6]，剥去叶鞘的插条比不剥去鞘的插条的发芽要快、发根要多，这是因为剥去叶鞘的插条露出根点和芽眼，能直接接触土壤水分，从而促进根点生长和芽眼萌发。

    切顶繁殖法早在20世纪50年代末就开始试验[6]，结果表明，用此法繁殖的出苗率高达95%以上，比扦插繁殖法要快得多。该法的具体操作步骤是，在香根草长出5-6个芽节时，把顶部切去，切至生长点，以控制向上生长；接着把叶鞘逐节剥去，使节上的芽加速生长老化，一般7-15d就可以出苗。当苗长到20cm左右，即可取下进行假值催根，大约7d后出根，然后可移栽种植地。

纵剖繁殖法，即切鞘纵剖茎法，是根据香根草的茎部具有对生腋芽和根带的形态特征，选择三月龄健壮的种苗，在距苗头8-10cm处用利刀将鞘切断，再从中央将茎纵剖为二，切开两半的茎均能长出新根和分蘖。种植后6-10d开始长出新根，成活率可达100%。与未纵剖的插条相比，切鞘纵剖茎的插条的繁殖速度快2-5倍。

    上述方法虽然在一定范围里丰富了香根草繁殖方法的研究和提高了繁殖速度，但是由于技术水平较低，周期长，不能进行大规模繁殖，有的如切顶繁殖法、分蘖繁殖法和纵剖繁殖法等往往还要结合水（沙）培催根法、假值催根法和浆根法等进行促进长根。显然不能满足生产的需求。因此中科院华南植物研究所等单位[9]于1998年以香根草的根茎部分和幼嫩叶片的基部为材料率先在国内用组织培养法进行了香根草的繁殖研究，认为6-BA和激动素可促进绿芽的分化和生长，且以1-2mg/L的浓度为宜；2，4-D和NAA浓度在0.5mg/L、1mg/L以下较合适，较高的浓度会使香根草产生愈伤组织较多，而绿芽分化较差。同时，他们指出，通过组织培养繁殖香根草，繁殖系数较高，估计年增殖达1.0×106株。

    后来，马国华等[5] 于2000年用香根草嫩叶鞘和试管苗基部为外植体继续用组织培养法研究香根草的繁殖，指出生长素是诱导香根草不同外植体产生愈伤组织和体细胞胚胎发生的关键因子，而细胞分裂素不起作用，香根草外植体在诱导培养基上能够直接萌发出芽，其诱导培养基所含的生长素只能是NAA或者低浓度的2，4-D，高浓度或者高活性的生长素对细胞胚胎萌发形成芽的过程起抑制作用。这一结果与前人的研究结论基本一致。2003年，马镇荣等[10]采用带腋芽的节和由器官发生方式产生的无菌不定芽研究了香根草的离体培养，旨在对香根草进行遗传改良和选育出性状更优、抗性更强的新品种。他们观察到：（1）香根草的外植体的离体发育途径有器官发生和体细胞胚胎发生两种, 依培养基中所含细胞分裂素或生长素的种类和用量不同而异，其中以含有2.0mg/L 2,4-D和0.15mg/L激动素最佳；（2）香根草离体发育的启动可在外植体的表皮细胞或薄壁细胞中进行, 这些细胞逐渐发育成为胚性细胞；（3）香根草的体细胞胚是单细胞起源的，成熟的体细胞胚具有单子叶植物典型的胚胎结构, 植株再生能力很强，在继代条件下可以长期保存。此外，他们还观察到一些一般只有在双子叶植物才出现的鱼雷形体细胞胚, 认为离体培养是引起这异常现象的原因。结果表明，香根草通过器官发生和体细胞胚胎发生的离体发育途径的植株再生能力均可以保持很长时间，所建立的体细胞胚胎发生的植株再生体系适用于香根草遗传转化等生物工程方法对离体培养的要求。

    过去普遍认为[2,10,11]，香根草不能或极难结籽，不能进行种子繁殖，有关香根草种子繁殖的资料在很长的一段时间内处于空白状态。最近研究表明[12-13],位于广东湛江(吴川)的我国唯一大面积成群落分布的天然香根草不仅能结籽，而且通过种子繁殖方法可以成功繁育出香根草种苗，从而打破香根草界上百年的历史。香根草种子繁殖方法将引起了人们广泛的关注。此方法是由我国草业科学博士后刘金祥教授（笔者恩师）首创，并已提出申请国家专利（编号：0312672.0），技术路线大体可分4部分：第一、适时采种，广东湛江的香根草种子成熟期一般在每年11月中旬，此时应抓紧时期，即时采收，如果提前采收则种子未成熟，不能发芽，而采收迟了则种子脱落，采种时可将香根草整穗采下装入通风的布袋内晾干备用；第二、种子处理，将香根草种子经1-2%的HgCl2溶液消毒10min，接着常温下浸种；第三、将处理好的香根草种子置于带潮湿滤纸的培养皿中，然后将培养皿放到生化培养箱内培养，培养温度为白天30℃，晚上25℃，约15-16d即可出根出芽；第四、幼苗移栽与管理，当已发芽的小苗长到1-2cm时，小心地将其移栽至上面铺有3-5cm的沙子的花盆中培栽，7-10d后，可施少量1.0%的NH4NO3促进生长，不宜曝晒，此阶段要精心管理，30d左右，幼苗长约10-15cm，即可移栽至苗圃。结果表明，香根草种子繁殖的幼苗移栽成活率约76%，保存率为86%。

    3 结束语

    综观我国香根草繁殖方法的研究，先后获得成功的方法有分蘖繁殖法、留母株繁殖法、扦插繁殖法、插条繁殖法、切顶繁殖法、纵剖繁殖法、组织培养法和种子繁殖法。其中，组织培养具有取材少、培养材料经济、生长周期短、繁殖率高等特点。种子繁殖法在香根草研究领域刚刚起步，但其优势绝不亚于组织培养。两者均可以进行大规模生产种苗。不过，在自然状况下，香根草较低的结籽率会影响种子繁殖法的应用。因此，笔者认为结合组织培养法和种子繁殖法的独特优势，大力开展以种子为材料的组织培养研究，使香根草组织培养工作系统化和产业化，并诱导提高香根草的结籽率，则有望解决目前国内香根草种苗繁殖慢、供不应求的难题，将为我国尤其是西部进一步推广和应用香根草提供条件。

参考文献：
1 刘金祥，陈燕.我国大陆唯一的大面积成群落分布的优良水土保持植物——香根草的用途与保护问题.草业科学，2002，19（7）:13—16.
2 程洪.香根草在我国的应用及研究综述. 水土保持通报，1998，18（3）：77－81.
3 Xu Liyu.The international vetiver workshop.Vetiver Newsletter,1997,(18):65-68.
4 夏汉平，刘世忠.香根草优良生态型筛选研究.草业学报，2003，12(2):97-105.
5马国华，夏汉平，羡蕴兰.香根草不同外植体诱导体细胞胚胎发生和器官发生.热带亚热带植物学报，2000，8（1）：55-59.
6 夏汉平.中国在50年代对香根草的繁殖栽培与管理研究.热带作物科技，1997，（5）：23-26.
7 胡继胜，庞廷祥.香根草快速繁殖及繁殖中的几个问题.见：徐礼煜.香根草研究与展望.北京：中国农业科技出版社，1998.165-166.
8 莫淑勋.香根草繁殖技术汇编. 见：徐礼煜.香根草研究与展望.北京：中国农业科技出版社，1998.169-178.
9 吴楚彬，羡蕴兰，卢小良，等.香根草的组织培养和植株再生. 见：徐礼煜.香根草研究与展望.北京：中国农业科技出版社，1998.167-168.
10 马镇荣，刘卫，王昌虎，等.香根草体细胞胚胎发生的细胞学特征与形成条件.生态学报，2003，23（7）：1290-1296.
11 Grimshaw, R. G. Plant cosmically Vetiveria zizanioides to preserve soil and water.China Soil and Water Conservation，1990，（5）：40-45.
12苏海平,刘志聪，李文送.香根草种子繁殖成功：湛江师院这一课题研究成果将申请国家专利.湛江晚报，2003-6-11（1）.
13 刘金祥.香根草种子繁殖方法.中华人民共和国国家知识产权局发明专利公报，2004，20（4）:2-3.