韓梅梅,段青青,譚延肖,張紹麗,李華,李騰飛,常培培,王靜靜,張超,張自坤
(德州市農業科學研究院,山東 德州 253015)
觀賞辣椒(Capsicum frutescens var.fasciculatum)為茄科辣椒屬變種,是一種可食用的觀果蔬菜。其單葉互生,葉卵圓形,花、果實小而顏色豐富,果實形狀奇特;莖直立木質化、分枝強,根系發達。觀賞辣椒原產于南美洲,喜溫,較耐旱,短日照植物,怕霜凍,果實發育尤其需要適宜的溫度。觀賞辣椒可美化環境,可用于家庭盆栽、布置花壇,還可用作禮品蔬菜、制作工藝品,以及辣椒選育抗性品種等。對觀賞辣椒種質資源、繁殖器官及技術、抗逆性、栽培技術、觀賞性評價等方面的研究進展進行綜述,探討觀賞辣椒種質收集和配套技術存在的問題及未來發展前景,以期為德州引進觀賞辣椒、豐富當地辣椒種質資源、加快觀賞辣椒產業化發展提供依據。
2000~2003 年杭州市蔬菜科學研究所引進喝彩、七彩、好時、紅果、五彩、吉慶果、紅鷹、黃果、迷你鷹、陽光、歡樂、紫炎、紫玉、象牙、小鷹13 個觀賞辣椒品種試種成功[1]。曹健松等[2]對國內外引進和培育的幸運星、黑珍珠、黑皮小指天椒、五彩椒、紅棗辣椒、黃線椒和發財椒進行了品種和栽培技術介紹。李英等[3]報道了盆栽大型風鈴椒。北京南無科貿有限責任公司推薦了風鈴觀賞椒、夢都莎觀賞椒、彩星椒、紫簇椒4 個盆栽品種。梁勇生等[4]對廣西農作物品種審定的美人指進行了系統介紹。此外,浙江省臨安市地方品種七姐妹椒,以及中國農業科學院選育的太空芝麻椒、葡萄球、滿天星、番茄椒、小米粒椒、佛手椒、小玉墜也是龐大觀賞辣椒家族的一員。
陳凌[5]在重慶市萬州區引種美國泛美的4 個觀賞辣椒品種,認為印花布和夢都莎適合在萬州區種植。張宇斌等[6]從22 個觀賞辣椒品種中篩選出Purple Flash、Black Pearl 和Variegata 這3 個品種可以向貴州市場推廣。李敏俠等[7]搜集引進27 份觀賞辣椒材料,篩選培育出15 份觀賞辣椒種質資源,雜交選育出4 個觀賞品種,豐富了西安市觀賞蔬菜的品種。張梅紅等[8]對引進的7 個彩椒品種在河西走廊荒漠化區域進行日光溫室條件下的生育期、光合作用、品質和抗病性試驗,發現尼瑞的生長期最長,太陽紅和尼瑞的抗病能力強,能保持較高的光合特性,并獲得高產。王云梅等[9]篩選出彩星椒、紫水晶椒、夢都莎椒、紫色甜椒、蟠桃椒5 個適合在四川涼山地區推廣種植的觀賞辣椒品種。金寶燕等[10]對引自鄭州、北京的21 個品種進行篩選,發現紫水晶觀賞椒、南瓜椒、紅寶石椒適合綠籬種植,喝彩椒適合室外盆栽種植,彩星椒和火焰適合用作陽臺綠化,小園椒適合室內外盆栽種植。祁春霞等[11]對19 個盆栽觀賞辣椒品種進行試驗,篩選出適合白銀市種植的品種有紫簇椒、彩星椒、彩珠椒、夢都莎。吳鳳玉等[12]在延慶引進7 個觀賞辣椒品種,盆栽試驗結果表明,彩星觀賞椒、紅寶石觀賞椒、紫水晶觀賞椒、夢都莎觀賞椒和蟠桃觀賞椒可在延慶作觀光景觀和陽臺盆栽。何家驊等[13]引進北京的6 個觀賞辣椒,發現朝天椒、夢都莎和子彈頭可在溫州作觀賞栽培用。
白健君等[14]對41 份辣椒種質資源(含18 個觀賞辣椒品種)的果形和果色進行相關性、聚類分析,結果表明,與果色和果形顯著相關的形態學性狀多,通過聚類分析將41 份辣椒種質資源的性狀分為5 個組群,并得出O1 和O26 材料可作盆栽觀賞用。林子翔等[15]通過探索觀賞辣椒雜種優勢以及重要觀賞性狀的遺傳規律,發現觀賞辣椒雜交親本與F1代組合在分枝級數、單株結果數等性狀上差異顯著,存在果實著生方式簇生對單生、有限生長對無限生長是單基因控制隱性遺傳性狀的遺傳規律。余文中等[16]研究了50 份觀賞辣椒種質,發現數量性狀和質量性狀之間存在較大的差異。徐睿等[17]以40 份觀賞辣椒種質資源為材料,研究了主要農藝性狀的遺傳多樣性和相關性,結果表明,單株果數和單果質量最容易發生變異,株幅遺傳最穩定。蔣向輝等[18]采用譜系聚類分析法對9 份觀賞辣椒種質資源的植物學性狀進行分析,結果顯示,植物學性狀數量分類能反映品種之間的遺傳差異,株高、株型、果形指數、果長、果實著生方式和葉色可用于記載其植物學性狀。
分子標記是研究分析植物種質資源遺傳多樣性的有效工具,可以從DNA 分子水平上直接反映品種之間的遺傳差異,目前,RAPD 標記因快速、簡單、無種屬特異性,可以有效用于植物分類研究和遺傳多樣性研究。雷進生[19]采用RAPD 標記將67 份觀賞辣椒種質資源通過聚類分析劃分為4 類,第一主分量方差貢獻率多達20.22%;引進的新種質可以通過SAS 數據庫確定與其他種質的親緣關系。蔣向輝等[20]采用RAPD 標記對湖南9個觀賞品種進行遺傳多樣性分析,發現RAPD 分子標記適用于觀賞辣椒種質資源的鑒定與區分。
種子萌發率和萌發質量在植物優質生產中十分重要。龔記熠等[21]以美國6 個觀賞辣椒品種為試材,研究其種子萌發特點,發現6 個品種的發芽勢、發芽率、平均發芽天數和發芽指數均存在顯著差異,其中Explosive Ember 的各項指標優于其他品種。李海燕等[22]研究了6 種觀賞辣椒親本及其F1代種子中脂肪酸與萌發的相關性,發現親本種子的萌發率高于雜交F1代,而脂肪酸總含量低于雜交F1代;6 種觀賞辣椒親本及其組配的3 種F1代種子的發芽勢和發芽率存在顯著差異。萬群等[23]研究發現,櫻桃五彩椒種子發芽的最適溫度為28 ℃,最適浸種時間為7 h。萬群[24]研究表明,0.10 mg/L 蕓苔素內酯可以促進櫻桃五彩椒種子萌發。
植物由營養生長進入生殖生長的重要標志是花芽分化。良好的花芽分化可以保證觀賞辣椒開花結果的質量和數量,對提高其觀賞價值具有重要作用。韓素芹等[25]對五彩椒穴盤苗氮素營養的運轉分配規律及對花芽分化的影響進行了研究,發現在花芽分化前后生長中心會發生轉移,分化前以根系為生長中心,分化后以頂芽和葉片為生長中心。花芽分化受到氮素水平的影響尤其是花芽分化后氮素含量低對成花比較有利。
王莉[26]研究發現,觀賞辣椒生根培養可以使用I AA 配合0.5 mg/L 的IBA 和0.1 mg/L 的NAA,能得到較為粗壯的愈傷組織根系。李永文等[27]探索5 個彩色辣椒子葉愈傷組織誘導條件,發現無菌子葉初展期用含瓊脂含量2.5 g/L 的半固體培養方式進行愈傷組織誘導,能提高誘導率和誘導質量,進一步培養的不定芽分化率達到100%。蔣向輝等[28]采用正交設計試驗得出6-BA 與NAA 的濃度比對誘導觀賞辣椒叢生芽影響較大,并篩選出進一步成苗的最適培養基。朱士農等[29]以牛角椒無菌種苗莖段為材料,得到莖段離體擴繁的最適萌芽和生根培養基,縮短了培養周期,提高了擴繁系數。
利用秋水仙素處理花藥培養獲得的單倍體植株,可以快速得到純合的二倍體植株,對縮短育種年限和提高育種效率具有十分重要的意義。申雪穎[30]探索出4 個觀賞辣椒品種花藥培養的最佳方案,在生長調節劑KT 1.0 mg/L、6-BA 0.5 mg/L 和NAA 0.5 mg/L 條件下,阿帕克花藥胚狀體和愈傷組織誘導率最高;4 個觀賞辣椒品種胚狀體誘導率存在較大差異;溫度預處理的花藥培養與無處理的對照組存在明顯差異,其中阿帕克低溫處理效果明顯,其他3 個品種高溫處理效果明顯;高基因型的花藥膨大率較高,相應的胚狀體誘導率也會比較高。楊芷秋[31]以五彩椒、櫻桃椒、風鈴椒和朝天椒S48 為試材,探究胚狀體的誘導率的各因素,結果表明,朝天椒S48 的胚狀體在優化的MS培養基中誘導率最高,低溫預處理對胚狀體的誘導率影響顯著,麥芽糖碳源對胚狀體的誘導效果較蔗糖和葡萄糖碳源誘導效果較佳,出胚率和出苗率的最佳濃度為3%。劉科新[32]研究了外源物質對五彩椒在試管內增殖及開花的影響,發現6-BA 對試管苗增殖有促進作用;在附加0.3 mg/L 的PP333培養基先預培養30 d 后再轉接到含有1.0 mg/L KT 培養基上培養能大大提高五彩椒花蕾成株率,用試管苗頂端為材料,花蕾形成株率也較高;MS+IBA 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L 的培養基是五彩椒生根的最佳培養基;菜園土可以提高五彩椒試管苗的移栽成活率。
高溫脅迫會對植物的生長發育產生不利影響。對觀果類的喜溫性觀賞辣椒而言,高溫會影響授粉受精、坐果率、掛果情況,嚴重影響其觀賞價值。藍茂鋒[33]通過研究外源SA 和Ca2+對高溫脅迫下觀賞辣椒的影響,發現觀賞辣椒的耐熱性與SA 和Ca2+的濃度處理有關,其中SA 濃度為0.10 mmol/L、Ca2+濃度為10 mmol/L 時耐熱性最強;高溫脅迫下觀賞辣椒各種保護酶活性上升,SA 和Ca2+處理可以減少高溫對葉片AsA 和GSH 的破壞,提高葉片保護酶活性;SA 和Ca2+處理可以保護高溫脅迫下葉片的光合色素,提高光合效率;高溫會抑制種子萌發,一定濃度的外源SA 和Ca2+處理可促進種子的萌發和生長。
植物耐蔭性由遺傳能力和對外界光環境適應能力2 個方面決定。外界光環境的變化會影響植物的耐蔭性進而造成植物形態指標、生理指標和解剖學結構發生變化。許紅娟[34]研究發現,一定的遮蔭度會改變觀賞辣椒苗期的形態,影響生物量和生理生化指標的變化,處于苗期的植株對光環境適應性強;觀賞辣椒可以通過增大葉面積,實現對遮蔭的適應,一定的遮蔭度可以增加觀賞辣椒的分枝數;觀賞辣椒遮蔭適應能力大于食用辣椒。周華等[35]以蟠桃觀賞辣椒為試材,探究UV-B 對其生長發育和果實品質的影響,結果表明,紅藍組合LED 光源中添加UV-B 光源,能降低蟠桃辣椒的株高,增加葉片數,縮短莖間距,提高果實花青素和Vc 含量。徐海峰等[36]研究了紅、藍、紅/藍混光、白光4 種光質對五彩椒腋芽萌發的誘導效果,發現藍光對誘導莖段腋芽最有利,紅光則不利;紅藍混光也可以促進腋芽的發育,但效果不如藍光。
秦森等[37]在拱棚內引進新型桶式無土栽培裝置,示范種植觀賞彩椒后發現,這種裝置具有節省基質、節水節肥、易管理等優點,克服了傳統無土栽培根系空間不足的瓶頸。王怡玫等[38]介紹了觀賞辣椒景觀立體栽培技術,創新了觀賞蔬菜景觀應用方式。吳星等[39]采用鹽漬化土壤綠色修復、深溝高畦單株單行定植、土壤消毒、綠色防控等大棚高產栽培技術,可以降低五彩椒病毒病的發生,并能提高產量。戴新文等[40]通過在日光溫室引種示范以色列五彩椒提升越冬栽培管理技術,充分發揮該品種產量高、品質好的特性,每棟溫室五彩椒生產可達1 840 kg,產值8 420 元。王振海[41]根據五彩椒的特性,從水、肥、農藥3 個方面為溫室五彩椒生產管理提供了技術指導,提升了種植經濟效益。耿麗艷[42]總結出黃瓜—茄子—五彩椒日光溫室周年高效栽培技術。趙素梅[43]進行了五彩椒—厚皮甜瓜—越夏黃瓜三茬高效栽種模式,經濟效益顯著。
趙東風等[44]研究了不同基質配方對衢椒1 號生長的影響,得出珍珠巖、草炭體積比為1 ∶3 時,通氣性、保水保肥能力好更適合衢椒1 號的生長。趙立群等[45]研究了不同盆土基質配比和追肥對3 個盆栽五彩椒觀賞指標和坐果的影響,結果顯示,基質與園土體積比為2 ∶3,用500 倍營養液追肥,最有利于五彩椒的生長;用100 倍黃豆水追肥,五彩椒坐果最好。李邵等[46]使用含硅藻土不同配比的基質,探索五彩椒的生長差異,結果表明,硅藻土保水性和吸水性優于珍珠巖和蛭石,利用硅藻土、蛭石、草炭體積比為1 ∶1 ∶2,以及硅藻土、珍珠巖、蛭石、草炭體積比為1 ∶1 ∶1 ∶2基質栽培的五彩椒觀賞效果好、經濟效益高。張麗娟等[47]以西北地區苦豆子、檸條、苦參粉碎、堆腐發酵成的有機基質和蛭石、珍珠巖為試材,研究了不同栽培基質對盆栽觀賞辣椒生長發育的影響,結果顯示,苦豆子最適宜作為盆栽觀賞辣椒的栽培基質。彭世勇[48]采用蛭石、草炭和珍珠巖制成的復合基質對五彩椒進行無土袋式栽培,減少了病蟲害的發生,產量高達9 t/hm2以上。
目前,層次分析法、模糊數學函數法、灰色關聯度法和權重系數分析法被廣泛應用于園林植物的觀賞性評價。李剛[49]采用生物學性狀和觀賞形狀對17 個觀賞辣椒品種進行綜合評價,篩選出子彈頭、紅寶石、紫水晶和紫寶石4 個觀賞性強的品種。王佳敏等[50]運用層次分析法和灰色關聯法快速、有效地綜合評價了12 份觀賞辣椒果實的外觀品質,認為果實外觀較優的品種為引自貴州的Q6、Q1 和Q4,以及引自武漢的W1 和W4。邱胤暉等[51]采用AHP 法對收集的國內外94 份觀賞辣椒種質資源進行觀賞性評價,發現GS54、GS74 和GS83 綜合評價等級高,抗病蟲能力強,適合推廣應用。
目前,我國的觀賞辣椒種質資源多引自國外,配套栽培技術滯后,優質種質收集評價研究較少,缺乏本土自主知識產權的觀賞辣椒品種。近年來,德州辣椒產業發展進入快車道,尤其德州武城辣椒產業已成為該市重點產業。傳統辣椒種植比較重視辣椒的食用性,用來加工成鮮辣椒、辣椒粉、辣椒圈、辣椒干等調味品,缺乏觀賞辣椒的引進與開發。為了響應山東省現代農業發展和德州創建國家生態園林城市的趨勢,亟需引進觀賞辣椒種質資源,豐富辣椒種質資源。德州引進觀賞辣椒應充分開發其在現代農業觀光園和家庭綠化中的觀賞價值,利用野生資源采用現代生物技術,加強觀賞辣椒種質的收集和新品種選育,加快觀賞辣椒產業化、規模化發展,進而促進農民增收和提升人們物質生活水平。