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普剌特草之誘變育種

花蓮區農業改良場 陳季呈

前言

  利用放射線照射或化學誘變藥劑來處理植物的種子或組織如插穗、切離葉片等,使它發生變異,並經過一連串之田間選拔工作,達成預定之提高產量、品質,或增強作物抵抗低溫、乾旱等不良生育環境的能力,甚至是提高作物對抗病蟲害的能力等目的,而育成新品種的方法稱之為誘變育種。根據國際原子能總署統計,過去70餘年來,利用誘變技術產生之植物品種超過2,252個,其中作物占75%;觀賞植物則占25%。以誘變技術來促使觀賞植物產生變異的效果明顯且容易,例如經過放射線照射或化學誘變藥劑等處理後,使花的大小或花的形態發生變化,甚至可能創造出不同於母本的花色。在花卉作物中如菊花、百合水仙、新幾內亞鳳仙、大理花、好望角苦苣苔、九重葛、秋海棠、康乃馨、杜鵑花、玫瑰及聖誕紅等,已成功地利用誘變育種獲得多個新穎、創新的新品種。然而,為了更有效地縮短誘變育種所需要的時間,近年來育種材料更由田間縮小至實驗室,以放射線照射方式來處理組培苗、不定芽、莖頂、癒傷組織、花藥、體胚等植物組織,配合分子生物技術來選育新穎之新品種,達到快速提升作物之產量與品質等目的。本文將對原生植物普剌特草利用放射線照射處理普剌特草叢生芽體,誘導產生變異之枝條之技術開發,期能藉由新品種的研發,供農民種植之多樣性選擇,提升本土原生植物的產業利用價值。

普剌特草的植物性狀與利用

  普剌特草(Lobelia nummularia Lam.)為台灣原生植物,別名銅玉帶草、銅錘草、老鼠拉秤錘、普拉特草、地茄草及米湯果等,在植物分類上,普剌特草為桔梗科山梗菜屬的多年生草本植物,於台灣低、中海拔潮濕的斜坡、路旁或林蔭下,經常可以見到它的蹤跡。其莖呈圓形,表面光滑,節處易發根,匍匐爬行於地面上。葉互生,心狀卵形或近圓形,有鋸齒緣,長寬各約1至2.5公分,外觀彷彿被打平的瓶蓋般。春季開花,花小,呈白至淡紫色,單生於葉腋間,花冠唇形,上唇2裂,下唇3裂,雄蕊5枚,花冠約僅0.5公分寬,花莖基部膨大,長約1至2公分,花期為4至8月。果實為橢圓形漿果,可生食,成熟時呈深紫紅色,果長約1至1.5公分,內藏許多細小的鮮紅色種子。

  普剌特草花小不容易引起人們的注意,但花謝後結出深紫紅色的果實,亮麗且飽滿,在翠綠的葉片襯托下格外秀麗亮眼,因此,在園藝利用上,以觀果賞葉為主。普剌特草花朵自4月起陸續開放,花開約經1個半月後,綠色的果實逐漸充實成熟,而轉為艷麗的紫紅色,深紫誘人的果實懸掛在綠葉間,展現其雅緻玲瓏的迷人丰采。由於普剌特草陸陸續續開花結果,因此賞果期可達數月之久,又其為蔓性枝條,經常以吊盆、盆花、小品盆栽、景觀地被或組合盆栽等姿態呈現於消費者眼前。它的觀賞價值在於無果實期翠綠的圓形或心形葉片小巧雅緻,結實期深紫紅色的漿果結實累累,搭配翠綠的葉片更顯秀麗亮眼、清新宜人。

  普剌特草迷的栽培環境必須保持涼爽、通風,悶熱的環境會使普剌特草生育不良甚至死亡,栽培介質宜採排水良好、通氣性佳的介質,栽培管理時水分供給需充足,但不可積水。當植栽莖枝老化時需適宜剪短,使其萌發新莖葉,夏季時注意防治紅蜘蛛的危害。盆栽生育期間,不要過度給予含高氮素的化學液肥,並在開花前適當地給予高磷鉀的開花肥。

以放射線照射誘導普剌特草發生變異

  以組織培養技術誘導之叢生芽體作為材料,將其照射0至80Gy等不同劑量的γ射線,企圖來找尋半致死劑量,與最適的照射劑量。經試驗後,發現普剌特草的叢生芽體對γ射線的耐受力相當高,雖在高劑量的γ射線照射後,叢生芽體生長會顯著的受到抑制,並且形態發生變化,芽體的外觀呈現珊瑚狀、無根,部分培植體基部呈紫紅色,但80Gy的γ射線照射處理並沒有使叢生芽體死亡。此外,不定芽發根展葉的培養過程中,高劑量的γ射線照射處理,也顯著的影響不定芽的發根與展葉,抑制其地上部葉片與地下部根的形成,而低劑量的γ射線照射處理下,不定芽可在2至3次的繼代培養後獲得組培苗。

  經γ射線照射處理後,獲得1,500餘盆的誘變植株,經變異枝條的選拔,誘變植株中,獲得15個葉片發生變異的枝條,這些變異發生情形多為葉片出現不規則的白色斑點、葉緣鑲有白邊或是部分葉面呈現白色塊斑等,經過栽培觀察後,其中有6個枝條在新生的葉片亦有相同的白色塊斑變異,為穩定狀態變異,即成功獲得誘變品系,其餘9個變異枝條,其葉片出現不規則之白色斑點或葉緣鑲有白邊的變異枝條較不穩定。另外,誘變品系在花形、花色與果實之果形、果色上並沒有變異發生。經?選後的6個變異穩定品系,再選拔具觀賞價值性狀的變異,但選拔獲得的品系有生長較弱且生育較緩慢的情況。

結語

  普剌特草在無果實時,其心形葉片顯得小巧雅緻;結果期展現結實累累的深紫紅色漿果穿梭在翠綠的心形葉片間,顯得格外的亮麗迷人,整體觀之更顯其玲瓏可愛、清新宜人。誘變技術提供創造變異品系的平台,讓植物更具多樣性的性狀表現,進而增進觀賞或應用的價值。普剌特草經由放射線照射誘變,使其產生更具有觀賞價值的新品系,期能藉由此誘變技術育成不同風貌的原生植物新品系,將來可推薦給農民與消費者種植與選購時新的選擇,提高台灣原生植物的產業利用性。

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