紫科1号红豆杉生长量生物量和紫杉醇含量的相关研究

陈灵，罗先权，饶红欣，彭静，彭信海

(湖南省森林植物园，湖南 长沙 410116)

紫科1号红豆杉生长量生物量和紫杉醇含量的相关研究

陈灵，罗先权，饶红欣，彭静，彭信海

(湖南省森林植物园，湖南 长沙 410116)

以紫科1号红豆杉为材料，对其不同年份的生长量、生物量和紫杉醇含量进行观测和检测。结果表明：结果分析得出存在显著差异，其中5年生紫科1号红豆杉无论是生长量、生物量还是紫杉醇含量都具有明显优势；生长量方面其株高平均122.37 cm，分支数与6、7年生苗没明显差异，地径虽不是最大，与 6年生苗相比没有差异；生物量达3.35 kg；根与枝叶紫杉醇含量没明显差异，紫杉醇含量都较高平均0.005 2%。确定了紫科1号红豆杉采收的最佳时间和部位：5年生枝叶。

紫科1号红豆杉；生长量；生物量；紫杉醇含量

紫杉醇是治疗乳腺癌、卵巢癌等癌症的理想药物。紫杉醇仅见于红豆杉属Taxus chinensis（Pilger）Rehd和澳洲红豆杉属，全世界共有11种，我国有4种，1变种，且极少成林。紫科1号红豆杉，是中科院从曼地亚红豆杉Taxus media与欧洲红豆杉Taxus baccataL.的杂交种中选择出优良无性系，其特点：生长快、生物量大、抗病虫、紫杉含量高0.52‰（紫杉醇含量测定南方红豆杉0.004 7%，东北红豆杉0.003 9%，云南红豆杉0.004 5%）[1]，生长速度快（是中国红豆杉的3倍以上），有黄金树之称，“紫科1号”红豆杉是目前最好的紫杉醇原材料[2]。我国云南红豆杉和南方红豆杉的天然资源80%以上已遭到破坏[3-4]。随着全球对野生红豆杉资源保护措施的不断加强，利用野生红豆杉资源生产紫杉醇已无可能[5-6]，人工种植是解决提取紫杉醇所需原料短缺的必然之路。

2007年湖南省森林植物园探索出“微枝繁殖术”，并科学界定了最适宜的种植区域，使红豆杉的产量和品质有了明显提高，本研究主要针对通过“微枝繁殖术”人工栽培的紫科1号红豆杉生长量、生物量及不同部位紫杉醇的含量进行了观测分析，确定紫科1号红豆杉采收的最佳时间和部位，为人工栽培紫科1号红豆杉及进行紫杉醇有效提取提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地慨况

试验地4块，均在湖南省洪江市深渡乡深渡村，位于湖南省怀化市西南部、雪峰山脉中段、沅水干流上游，海拔520m，全年气候温和，年均气温17.30℃，最高39℃，最低-3℃，年降雨量1 485 mm左右，无霜期年平均为304 d，年平均日照1 354.3 h，为可日照时数的30.25%，四季分明，阳光充足，雨量充沛。调查地为菜地，无间种。

1.2 试验材料

材料是湖南省森林植物园利用出“微枝繁殖技术”培育的紫科1号红豆杉苗，由洪江市红豆杉紫衫有限公司栽培管理。①紫科1号红豆杉生长量、生物量的测定的材料是由深渡乡深渡村试验地提供：4年生苗，种植时间2008年3月，种植密度为30cm×30cm。5年生苗，种植时间2007年3月，种植密度为30cm×30cm；6年生苗，种植时间2006年3月，种植密度为30cm×30cm； 7年生苗，种植时间2005年3月，种植密度为30cm×30cm；②紫科1号红豆杉紫杉醇含量测定材料是以上介绍的4块试验地提供。

1.3 紫科1号红豆杉生长量、生物量的测定

采用种植区各随机选取270cm×270cm的样方，每个样方再随机抽取一个样株，进行测定分析。测量不同年生紫科1号红豆杉苗整株的株高、地径和分支等生长量指标。生物量采用平均木法，根据株高、地径、分支的平均值，找出平均木，挖出整株，洗净泥土，阴干后称量整株的鲜质量。根据所得数据进行相关比较和统计分析。

1.4 紫科1号红豆杉紫杉醇含量的测定

4个调查点的不同年份紫科1号红豆杉，分枝叶和根随机取样送上海同田生物有限公司检测，检 测 仪 器：HPLC110（LC-3D CHEMSTATION A.05.02）；检测方法：HPLC外标法。

2 结果与分析

2.1 不同年份的紫科1号红豆杉生长量、生物量比较

不同年份不同调查地的紫科1号红豆杉的株高、地径，分支等生长量统计结果（见表1）。

从表1中可看出，不同年份的紫科1号红豆杉生长量存在显著差异，5年生苗总平均株高是4年生苗的2.4倍，7年生苗地径是6年生1.7倍。4年生苗分支是5年生苗2.9倍。

2.1.1 生长年限与株高生长量的相关性

紫科1号不同年份与株高生长量的观测值方差分析结果见表2。

由表2可知， 不同年份的株高生长差异Sig＝0.000＜0.01，差异极为显著，生长年限对株高生长影响很大。进一步多重比较结果见表3。

从表3多重比较表明7年生苗与4、5年生苗株高生长之间存在显著差异，与6年生苗株高差异不明显；6年生苗也是与4、5年生苗株高生长之间存在显著差异，与7年生苗株高差异不明显；5年生苗株高与4、6、7之间存在显著差异；4年生苗与5、6、7之间存在显著差异。结果说明6、7年苗高生长没明显差异，4年生苗最矮，5年生苗株高生长最具优势，平均122.37 cm，它与4、6、7年生苗之间存在明显差异，是4年生苗的2.4倍。这说明紫科1号红豆杉第5年的株高生长量最大，与4年相比差异大。

表2 生长年限与株高方差分析Table 2 Variance analysis on the year and height

表3 株高Duncan法多重比较†Table 3 Duncan multiple comparison table of height

2.1.2 生长年限与地径生长量的相关性

紫科1号不同年份与地径生长量的观测值方差分析结果见表4。

表4 生长年限与地径方差分析Table 4Variance analysis on the year and ground diameter

由表4可知， 不同年份的地径生长差异Sig＝0.000＜0.01，差异极为显著，生长年限对地径生长影响很大。进一步多重比较结果见表5。

表5 地径Duncan法多重比较Table 5Duncan multiple comparison table of ground diameter

从表5多重比较表明7年生苗与4、6、5年生苗地径生长之间存在显著差异； 6年生苗也是与4、5、7年生苗地径生长之间存在显著差异；5年生苗地径与6、7之间存在显著差异；4年生苗与6、7之间存在显著差异。表明地径生长年份之间存在明显差异，7年生苗地径生长量最具优势，是6年生苗1.7倍，是5年生苗1.4倍，5年生苗和4年生苗次之。

2.1.3 生长年限与分支数的相关性

紫科1号不同年份与分支数的观测值方差分析结果见表6。

表6 生长年限与分支方差分析Table 6Variance analysis on year and branch

由表6可知， 不同年份的分支生长差异Sig＝0.000＜0.01，差异极为显著，生长年限对分支生长影响很大。进一步多重比较结果见表7。

表7 分支Duncan法多重比较Table 7Duncan multiple comparison table of branch

从表7多重比较表明7、6、5年生苗与4年生苗分支生长之间存在显著差异，其他没有明显差异。结果显示5年生苗以后没明显变化，4年苗分支数最多，可能是叶片。

2.1.4 生长年限与生物量的相关性

紫科1号不同年份与生物量的观测值及统计量见表8、表9。

表8 紫科1号红豆杉不同年份生物量观测值Table 8Biomass observations of different year of Taxus clone Zike 1

表9 生物量单个样本统计量Table 9Single sample biomass statistics

将紫科1号不同年份与生物量的观测值进行单个样本t检验结果见表10。

表10 生物量单个样本t检验比较†Table 10t-test comparison of single sample biomass

由表10可知，不同年份的生物量差异Sig＝0.019＜0.05，差异极为显著，生长年限对紫科1号红豆杉生物量影响很大。5年生苗生物量是4年生苗的2.91倍，与4年生苗之间有明显差异，以后每年成0.7倍增长。从生物量来说，5年生苗具显著优势。

2.2 不同年份不同部位的紫科1号红豆杉紫杉醇含量比较

不同年份不同部位的紫科1号红豆杉的紫杉醇含量检测值结果见表11。

紫科1号不同年份不同部位的紫杉醇含量方差分析结果见表12。

由表12可知，不同年份的紫杉醇含量差异Sig＝0.000＜0.01，差异极为显著，生长年限对紫杉醇含量影响很大。进一步多重比较结果见表13。

表11 紫科1号红豆杉不同年份紫杉醇含量检测值比较Table 11Paclitaxel content comparison on different year of Taxus clone Zike 1

表12 不同年份部位与紫杉醇含量方差分析Table 12 Variance analysis on the different part and thepaclitaxel content

表13 紫杉醇含量Duncan法多重比较Table 13 Duncan multiple comparison table of the paclitaxel content

从表13多重比较表明5年生苗的根、枝叶与4、3年生苗枝叶之间紫杉醇含量存在显著差异；4年生苗枝叶与5年生苗的根、枝叶以及3年生苗枝叶之间紫杉醇含量存在显著差异；3年生苗枝叶与4、5年生苗枝叶、5年生苗的根之间紫杉醇含量存在显著差异。5年生苗的根和枝叶之间紫杉醇含量没明显差异，含量最高，是3年生枝叶的1.6倍，是4年生苗枝叶的1.4倍。

3 结论与讨论

（1）不同年份的紫科1号红豆杉生长量存在显著差异。其中株高生长量5年生苗株高生长最具优势，是4年生苗的2.4倍；地径生长量7年生苗最具优势，是6年生苗1.7倍，是4、5年生苗1.4倍，但栽培时间过长成本增加；分支数3年苗最多，但分支小像叶片，前期生长缓慢，生物量小，5年苗以后没明显变化。综上所述，5年生紫科1号红豆杉生长量具优势，因其株高生长最大，分支数与6、7年生苗没明显差异，地径虽不是最大，但不比6年生苗差，所以从生长量来说，5年生确定为紫科1号红豆杉采收的最佳时间。

（2）不同年份的紫科1号红豆杉生物量差异极为显著。5年苗生物量3.35 kg是4年苗1.15 kg的2.91倍，有明显差异，以后每年成0.7倍增长。从生物量来说，5年苗具显著优势。

（3）不同年份的紫科1号红豆杉的紫杉醇含量存在显著差异，与苏建荣等对云南红豆杉研究一致[7]，不同部位根和枝叶紫杉醇含量差异不显著。5年生苗的根和枝叶之间紫杉醇含量没明显差异，枝叶含量最高（0.508 0‰），是3年生枝叶的1.6倍，是4年生苗枝叶的1.4倍。因此从紫杉醇含量上讲，5年是采收紫科1号红豆杉的最佳时间，相同年份不同部位没明显差别。

（4）总之，不同年份的紫科1号红豆杉生长量、生物量和紫杉醇含量都存在显著差异。5年生紫科1号红豆杉无论是生长量、生物量还是紫杉醇含量都具有明显优势，且根与枝叶紫杉醇含量没明显差异，紫杉醇含量都较高。但如果大规模以根为原材料提取紫杉醇，将对红豆杉资源造成极大破坏，枝叶紫杉醇含量与根一样，采收的最佳部位为枝叶。此结论与倪慧等研究结果一致[8-11]，结合本研究结果，同时考虑相对生产苗木成本较低，因此用5年生紫科1号红豆杉枝叶提取紫杉醇是保护与利用红豆杉资源的良好途径之一。如同时采取我们的“微枝繁殖术”，建立红豆杉枝条采穗基地，可最大限度地保护红豆杉。本研究有待对因施肥、海拔等其他因素对紫科1号红豆杉紫杉醇含量影响作进行进一步分析研究。

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Correlation on growth, biomass and paclitaxel content of Taxus clone Zike 1

CHEN Ling, LUO Xian-quan, RAO Hong-xin, PENG Jing, PENG Xin-hai
(Hunan Forest Botanical Garden, Changsha 410116, Hunan, China)

The observations and detections on growth amount, biomass and the paclitaxel content of clone Zike 1Taxus chinensis(Pilger)Rehd in different years were carried, and it was found that there were signif i cant differences among the rested samples. The best time and the best part ofTaxusclone Zike 1 for harvest had been determined: 5- ear-old health branches and leaves. The growth, biomass and the paclitaxel content of 5-year-oldTaxusclone Zike 1 had obvious advantages, the average height of it was 122.37 cm, and no signif i cant difference was existed in number of branches when compared with 6 and 7-year-old plants, although the ground diameter of it was not the maximum, no signif i cant difference was existed when compared with 6-year-old plants; biomass of it was 3.35 kg; and there was no signif i cant difference in the paclitaxel contents between roots and the branches and leaves, which all had high paclitaxel content with an average of0.005 2%.

Taxusclone Zike 1; growth; biomass; paclitaxel content

S727.34

A

1673-923X(2014)05-0017-04

2014-03-10

国家农业成果转化资金项目（2013GB2D200347）；中央财政林业科技推广项目（2011XT001）；湖南省农业成果转化资金项目（2011NK4044）；湖南省标准项目（201200032）

陈灵（1973-），女，湖南长沙人，高级实验师，主要研究方向植物生物技术和林木育种；

E-mail：chenling.yuan@163.com

[本文编校：吴毅]