马棘多重应用与诱变育种探索

2016-02-01徐伟韦李小白梅淑芳吴殿星慈溪市农业技术推广中心浙江慈溪500浙江省农业科学院园艺研究所浙江杭州00金华职业技术学院浙江金华07浙江大学农业与生物技术学院浙江杭州009

浙江农业科学 2016年7期

徐伟韦，李小白，梅淑芳，吴殿星（.慈溪市农业技术推广中心，浙江慈溪 500；.浙江省农业科学院园艺研究所，浙江杭州 00；.金华职业技术学院，浙江金华 07；.浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州 009）

马棘多重应用与诱变育种探索

徐伟韦1，李小白2，梅淑芳3，吴殿星4
（1.慈溪市农业技术推广中心，浙江慈溪 315300；2.浙江省农业科学院园艺研究所，浙江杭州 310021；3.金华职业技术学院，浙江金华 321017；4.浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州 310029）

介绍马棘的基本生物学特性及其在药用、饲用和园艺观赏等方面的应用。综述本团队通过诱变育种创造新的马棘种质资源，及其在药用、饲用和园艺观赏性上的应用。

马棘；药用；饲料；观赏

文献著录格式：徐伟韦，李小白，梅淑芳，等.马棘多重应用与诱变育种探索［J］.浙江农业科学，2016，57（7）：1072-1074.

马棘（Indigofera pseudotinctoria Mats）系豆科木蓝属植物，别名一味药、野绿豆、马料梢、山皂角和野篮枝子等。其核型为2n=16=14m+2Sm，即为具有16条染色体的二倍体植物，其中2条为性染色体［1］，但有严重的自交不亲和性。马棘适应性比较强，地理分布比较广，从山地到平原，从亚热带、温带到冷温带均有分布。野外常见于山麓道旁、溪间灌丛或林缘石隙中，在我国南方和北方都有发现。

1　马棘的多重应用

1.1药用

马棘因其药用价值而为人们所熟知，在中医中有着悠久的药用历史。马棘全株皆可入药，民间常用于治疗瘰疬、痔疮、食积、感寒咳嗽。其根部入药谓“一味药根”，具有活血化瘀、解毒之功效，可用于治疗肝病，如对慢性肝纤维化有一定疗效的复方马棘药已被授予专利［2］。目前，许多研究者提取了马棘的不同组织器官中的成分并进行了分析。例如在马棘根部的乙醇提取物中分离发现了14个化合物［3］，对马棘枝叶石油醚提取物成分研究中鉴定了6个化合物［4］。

周静［5］从马棘的茎叶乙醇提取物中得到了18个化合物，并发现3个活性单体3β-Acetoxy-12-oleanen-11-one、3β-羟基-5-烯-欧洲桤木烷醇和Lup-20（29）-en-3-one具有一定的抗炎作用。在传统中医中，马棘常用于治疗跌打损伤和风湿痹痛等症状，这说明马棘提取成分可能具有镇痛之功效。胡泽华等［4］在马棘的不同提取成分对小鼠镇痛作用的研究中，发现不同提取成分对镇痛有不同的效果。例如萃取法提取的有效镇痛物质大部分存在于正丁醇、石油醚以及水提取物中，大孔吸附树脂分离的乙醇（300和900 m L·L-1）洗脱提取的有效镇痛物质最为丰富，另外沉淀物中也含有丰富的有效镇痛成分［4］。马棘叶片内含有天然黄酮类物质，这些黄酮分子量相对较小，容易为人体吸收，渗入脂肪组织，能防止动脉硬化、扩张毛细血管、疏通微循环，起到保护血管的作用；而且通过血脑屏障活化大脑，对其他脏器细胞具有消除疲劳作用；另具有抑制脂肪氧化、抗衰老的功效［6］。

1.2饲用

马棘种子富含淀粉，可作为食用淀粉和工业淀粉的原料，亦可作为酿酒的原料。马棘冬季收获后，以休眠状态越冬，早春萌发许多嫩叶嫩枝，生长到一定阶段的这些枝叶和果实均可作为牛、羊等牲畜的优质青饲料。何蓉等［7］对马棘叶片的营养成分进行了分析，发现干物质中不但含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维，还具有丰富的铁、铜、锰和锌等元素和微量元素以及谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸等氨基酸。马棘含有的粗蛋白比粗纤维多，这说明其饲用的适口性好。饲用性的2项指标（蛋白质和粗纤维）均达到典型蛋白质饲料的要求（典型蛋白质饲料要求蛋白质含量高于20%，粗纤维含量低于18%），营养价值甚至高于禾本科牧草［8-11］。因此，马棘是牛、羊等牲畜的优质青饲料，亦可用于鸡的日粮中。动物饲喂试验表明，直接饲喂无毒性，且蛋白质利用率较高，作为饲料安全性是没有问题的［7］。

1.3园艺观赏

成片生长的马棘具有较高的观赏性，其整体为小灌木或半灌木，高60～90 cm。主干挺直，枝条分层较多。叶形较小巧，为椭圆形或倒卵形，单数羽状复叶且为对生。夏季开花时节，从叶腋抽出总状花序，蝶形花冠红紫色。荚果形似圆柱，幼时密生丁字毛，成熟后暗紫色。即使落叶后的成片马棘也具有一定的观赏效果，落叶不易随风到处散落，可减轻大量的清扫工作，因此在城市作为观赏绿化植物具有很好的应用前景。马棘对地理环境的适应性较强，从山地到平原，从亚热带、温带到冷温带都有分布，而且具有较强的抗旱能力。另外，马棘在水土保持方面也有很大的作用，非常适用于岩石边坡绿化［8-9］。对马棘等植物的根系形态和抗拉伸和剪切力比较研究发现，其根系构型特点是主根系纵向生长较浅，对泥土的深层锚固能力不强，所以马棘适合用于缓坡但水土流失较为严重的边坡上种植［10］。马棘非常耐瘠薄，是自然环境修复的先锋植物之一［11］。

2　诱变育种研究进展

鉴于马棘在药用、饲用以及园艺观赏上具有较高的价值，有必要加强对马棘的育种研究。目前，诱变技术在许多农作物高产、优质育种方面积累了大量成功经验［12-15］。本团队采用常用物理诱变方法，用γ射线对收集的国内外马棘种质资源，尤其是我国的野生马棘种子进行诱变辐照，产生了一系列变异株系。开展了以观赏、药用和饲用等为目的的种质创新工作。

经过诱变处理后，共选育出了黄色、白色、虎斑和紫色等4大类型的10种叶色变异，尤以黄色突变谱最丰富。对比分析了黄色、紫色和银白3种叶色突变体材料的物候期、成枝量、分枝长度、主干花序数、荚果数、成熟种子数、耐逆性与适应性等特征特性［16］。另外，选取大量突变株系各个组织中黄酮进行测定，发现其中1个突变体的种子和叶片中的黄酮含量较高，分别为野生型的5.89倍和1.46倍。在抗氧化试验中，来源于马棘突变系的黄酮提取物能降低高龄小鼠脂质过氧化物代谢物丙二醛含量，同时提高了高龄小鼠超氧化物歧化酶的活力［6］。

本团队以选育高产、高蛋白质、低纤维含量的马棘突变体为目标，进行大规模筛选，成功获得了产量、营养与可食性有效兼顾、低纤维含量的突变体［17］。这些突变体的栽培性显著改善，鲜草和干草产量和蛋白质含量有显著提升且粗纤维量有明显下降。选育的马棘中1个突变体的叶片粗蛋白含量平均为27.78%，比野生型平均高30%以上，甚至高于主要饲草苜蓿草粉（19.10%）和玉米（9.40%）。由此表明马棘的叶粉完全可替代常规的蛋白质饲料；马棘粗脂肪含量平均为5.40%，与野生型相当，但显著高于苜蓿草粉（2.30%）和玉米（3.10%）；马棘粗纤维含量平均为8.45%，比野生型平均低20%以上，介于苜蓿草粉（22.70%）和玉米（1.20%）之间。一般粗蛋白与粗纤维比值大于1，说明适口性较好，这些说明马棘适口性虽不如谷物玉米但明显优于苜蓿。这些高品质的马棘突变体表现出饲用营养价值高和适口性好的特性，是优良的放牧兼收饲料植物，可以作为不占用良田的新型饲料作物开发利用。