药桑玀orus nigra在重庆的引种研究

曾其伟 张超 陈鸿宇 丁天龙 赵爱春 向仲怀 何宁佳

[摘要]药桑Morus nigra是新疆特有的黑桑种质资源，主要分布在南疆地区、种群数量少，采用嫁接引种。其次生代谢产物含量高，是民间常用的传统中药，具有重要的科学研究和应用开发价值。为解决药桑引种难的问题，作者从2011年起成功建立了药桑组织培养快繁体系，随后将药桑组织培养苗移栽到田间进行引种实验。作者首次报道了药桑引种到重庆田间的生长和病虫害状况，发现组织培养药桑能形成发达的根系，其生长状况优于嫁接药桑，主要受到蓟马危害。该研究建立的药桑引种技术，为药桑的规模化栽培和高效利用奠定了基础。

[关键词]药桑；植物组织培养；黑桑；引种

[Abstract]Medicine mulberry （Morus nigra） mainly distributed in southern areas of Xinjiang Uighur Autonomous Region and introduced by grafting， is a unique Morus species， whose plant number is little As a traditional herbal medicine， medicine mulberry with high levels of secondary metabolites has important values of scientific research and utilization In order to solve the introduction problems for medicine mulberry， we have established its rapid propagation system through tissue culture since 2011 The shoots of medicine mulberry through tissue culture were transplanted into the field to carry out an introduction experiment Here， we firstly reported that the growth status and pest and disease occurrence of medicine mulberry in the field of Chongqing and found that the medicine mulberry through tissue culture had welldeveloped root system， it showed better growth than medicine mulberry by grafting technique， and Pseudodendrothrips moil was a major pest of medicine mulberry The introduction technique for medicine mulberry established successfully in this study could lay the foundation for largescale cultivation and high efficiency utilization of medicine mulberry

[Key words]medicine mulberry； plant tissue culture； Morus nigra； introduction

doi：10.4268/cjcmm20160814

药桑（medicine mulberry）属蔷薇目Rosales桑科Moraceae桑属Morus L黑桑种M. nigra L[1]，在显花植物中具有最多的染色体[2]，基于桑属染色体基数为7的研究[3]，药桑是44倍体。16世纪，黑桑从伊朗西部引入中国新疆南部地区[4]，称为药桑，是维吾尔族的传统民间中药，用于治疗扁桃体炎、贫血[5]、咽炎[6]等症。

药桑富含活性次生物质，具有消炎、抗氧化、降血压、美白等功能[7]。与白桑M. alba L、红桑M. rubra L相比黑桑含有更高的酚类和总黄酮[811]，是珍贵的药物和营养制品原料[12]，药桑次生物质药理活性高于其他桑树种[1316]。药桑总黄酮[1718]、花青素[19]、生物碱[20 21]、多糖[2223]等次生物质的分离、鉴定及活性分析吸引了越来越多的研究。

然而，药桑主要分布在我国南疆面积仅100 hm2[24]，种群小[25]，数量仅3万～5万株[26]，远不能满足日益增长的市场需求。药桑种子不能萌发[27]，栽培上主要采用嫁接繁殖[24]，存在嫁接成活率较低[4]、建园缓慢[28]的不足。本研究成功建立了药桑组织培养快繁体系，并将药桑组织培养苗移入田间生长。经过2年的田间观察与记录，本研究报道了药桑组织培养苗在田间的生长状况以及病虫害胁迫，比较分析组织培养和嫁接2种引种方法的药桑生长状态，发现组织培养是药桑引种的理想选择，为药桑的规模化引种和利用提供了科学依据。

1材料

2011年10月，以新疆和田的药桑冬芽作为外植体，建立了药桑组织培养快速繁殖体系，于2012年6月将根系健壮的药桑组培苗移栽入小盆中生长，同年12月将其移栽入西南大学温室继续培养，2013年12月将温室中生长的药桑移栽至西南大学生态桑园，采用滴灌浇水施肥常规管理。

FA2004B 电子天平（上海精天电子仪器有限公司）；OLYMPUS BX53显微镜（上海西努光学科技有限公司）；曙光不锈钢双面直尺（浙江世雅曙光工量具厂）。

2方法

21田间生长指标测定2015年5月调查药桑一年生枝条的生长发育状况，随机测定20株组织培养药桑苗。其中，株高指植株基部到主茎顶端生长点的长度；枝条长指一年生枝条从基部到顶芽的长度；节间长指一年生枝条基部第2位叶以上的2～3个叶位间的长度；叶柄长指一年生枝条基部第2位叶以上的2～3个叶片的叶柄长度；叶片数指一年生枝条上所有已经展开的叶片数目；叶重指一年生枝条基部以上第4位叶的质量。

22田间虫害观察药桑虫害采用相机拍照、观察记录，其中桑蓟马若虫采用OLYMPUS BX53显微镜放大50倍拍照记录。

3结果

31移栽成活率及根系发育根系是植物吸收水分和无机营养的器官，具有固持植物体、合成有机化合物及输导光合有机物维持根系生长生活的功能，决定着地上部的生命活动。将药桑苗从温室移栽到田间的过程中，发现健壮药桑组培苗在移栽一年后形成发达的根系（图1），是药桑进一步生长发育的重要物质基础。这表明，通过组织培养快速繁殖的药桑根系生长旺盛。2014年春季田间调查发现，200株药桑苗移栽到田间成活率达到98%以上。

A. 药桑组培苗移栽至塑料盆； B. 温室生长一年后的药桑根系；标尺1 cm。

图1药桑组培苗及其根系

Fig1Medicine mulberry shoots through plant tissue culture and its root system

32药桑发芽期2014年3月10日，药桑冬芽整体处于休眠期， 2014年4月7日，大部分药桑冬芽处于萌发期、部分长出3片叶。2015年4月2日，大部分药桑植株冬芽已经萌发长出4～5片叶。药桑两年生冬芽开叶时间差异较大，其原因在于两年生同期气候差异大，气象资料显示2014年3月重庆北碚平均气温13～15 ℃，平均日照时数44 h，平均降水量100 mm；2015年3月重庆北碚平均气温144～18 ℃，平均日照时数925 h，平均降水量33 mm（中国天气网重庆站）。同时，2年田间观察都表明，嫁接药桑发芽时间晚于组织培养药桑。可见，药桑的萌芽生长与气象因素相关，气温和日照越高药桑发育越早。

33药桑一年生枝条生长指标移栽田间2年后药桑株高平均为（10529±1463） cm，树皮灰褐色，一年生新枝呈嫩绿色。2015年5月4日，一年生组织培养药桑梢枝条长度、平均展开叶片数均大于嫁接药桑，但新梢第4位叶的叶柄长度和叶重组织培养药桑都低于嫁接药桑（表1）。由于调查期是药桑生长季，因此新梢枝条长度、叶片数仍会增加。观察发现，靠近顶芽的中上部节间长度也明显大于基部节间长度。组织培养药桑移栽到温室和田间之前叶片呈广卵圆形、基部心形、不裂叶（图1A），在组织培养过程中添加高浓度的细胞分裂素能诱导药桑叶片出现裂叶性状。组织培养药桑移栽到田间后，叶片形态发生了较大的变化（图2A，C），同一植株的叶片有的是全叶、有的浅裂叶、有的深裂叶，从整体来看组织培养药桑叶片表现出裂叶性状。田间生长的嫁接药桑虽然叶片主要呈现全叶，但也能观察到裂叶的出现（图2B），事实上在原产地（新疆）药桑也常出现裂叶性状，这表明裂叶是药桑固有性状。

34药桑病虫危害药桑在新疆病虫害少主要是螨类红蜘蛛危害，但在重庆药桑受到更多病虫侵害。2014，2015年药桑叶都受到蓟马若虫危害（图3A），蓟马在相对较嫩的叶背面或者正面吮吸桑叶汁液导致叶片褐化，严重时造成药桑叶提早硬化、干瘪卷缩、呈锈褐色，甚至叶片脱落。桑螟吐出丝将药桑嫩叶包裹起藏于叶中取食叶片（图3B），而且桑螟喜好取食药桑顶芽附近的嫩叶。桑蓟马和桑螟均喜欢取食茎尖嫩叶，易导致药桑顶芽枯死，造成新梢茎伸长停止，新梢叶片数减少，极不利于药桑的正常生长。此外，2015年药桑受到桑黄迷萤叶甲的咬食（图3C），有的黄迷萤叶甲直接取食药桑叶柄，造成整个叶片死亡；药桑也受到柱心虫伤害，害虫在多年生茎基部侵入主茎，若不加管理，害虫将一直向上危害主茎，严重时导致茎干完全空心（图3D），柱心虫侵扰药桑树干常发生在夏、秋两季。此外，药桑植株上也观察到少量的红蜘蛛。有意思的是，2年的田间观察均未发现药桑病害症状。因此，虫害防治是药桑引种生产最需要注意的事项。

4讨论

黑桑为雌雄同株或异株植物，分枝较多，株高可达6～10 m，叶片不裂叶[8]，黑桑从亚洲西部引进新疆后被称为药桑，成为传统维药成分，被广泛保护和利用。虽然赤霉素[30]、整形醇[31]或2氯乙基膦酸[32]能诱导黑桑花的性别转换，但药桑开雌花[4]，其桑椹结实性差，种子不能萌发[27，33]，在生产中大量采用嫁接、扦插等方式进行栽培[25，33]。药桑扦插极不易生根[28]，嫁接成活率较低，亲和力弱、愈合部位显著膨大[4]；此外，药桑嫁接出圃率低、建园缓慢[28]。为解决困扰药桑引种的难题，扩大药桑栽培面积、增加药桑植株数量，家蚕基因组生物学国家重点实验室建立了药桑组织培养快速繁殖体系[7，34]。为服务于药桑的引种推广，比较了药桑组织培养苗和嫁接苗在重庆田间的生长状况。

药桑在新疆采用嫁接繁殖，夏伐或嫁接当年叶

A桑蓟马； B桑螟； C黄迷萤叶甲； D桑天牛幼虫危害症状。

片可能会发生裂叶、裂叶间有极少数圆叶，裂叶缺刻深大[4]，实地考查发现，结果期药桑枝条顶部4～5片叶会常出现裂叶性状。在重庆，嫁接药桑主要表现为全叶（图2B）伴随部分裂叶；组织培养药桑移栽之前药桑为全叶，移栽后大多药桑表现出裂叶性状，但有部分药桑展现全叶性状（图2A，C）。究其原因可能在于植物叶片形态多样是因为它们对生长环境或者发育环境比较敏感[3536]。同一药桑植株出现不同的叶片性状表明，药桑对环境比较敏感。药桑原产地日照充足、气温高，2012年6月移栽药桑到塑料盆中时气候适宜，因此新生的药桑叶片同样为全叶；2012年12月移栽药桑到西南大学温室时后，由于温室光照不充足，新生的药桑叶已经呈现裂叶性状；2013年12月将药桑移栽到西南大学生态桑园后，在2014，2015年均发现药桑叶主要呈现裂叶性状。2015年药桑发芽期早于2014年也表明，药桑对发育环境比较敏感、温度高、光照强[24]适合其生长，与其原产地气候相符。上述分析表明，裂叶是药桑的固有性状，环境是药桑产生裂叶的潜在因素。

在新疆和田药桑发芽期为4月下旬[37]，而重庆地区药桑两年生的发芽期都为4月上旬，可以推测重庆地区药桑椹的成熟期大约为7月上旬[4]，药桑椹成熟期晚于重庆地区其他桑树品种，是调节重庆鲜食水果的极好选择，因为这个时期其他桑椹品种已经下市而药桑椹才新鲜上市，极大的延长了鲜桑椹货架期。更重要的是药桑口服能治疗咽炎[6]，是药食两用的“第三代水果”，具有极高的营养价值和医疗保健价值[4，38]，因此药桑引种具备极好的市场开发前景。在原产地，药桑枝条粗短、节间较曲、极短平均仅106 cm[4]，测定发现2015年5月上旬组培药桑一年生枝条平均长为225 cm、平均节间长27 cm（表1）。新疆药桑叶片大[33]，而组织培养药桑叶较小，第四位叶平均重仅为106 g（表1），小于嫁接的药桑叶片，但组织培养药桑一年生枝条长度、每个枝条叶片数明显优于重庆的嫁接药桑。观察发现，重庆的嫁接药桑新梢的顶芽常常死亡，造成枝条增长停止，叶片数增加终止，导致其枝条长度及枝条叶片数明显不如组织培养药桑（表1）。从2013年移栽到生态桑园到2015年5月，药桑平均株高为10529 cm，与其他桑树品种相比，生长较缓慢，这也是黑桑生长缓慢的习性所致。

在原产地药桑受到的病虫害少，主要是螨类红蜘蛛[2425]。在重庆地区药桑受到桑蓟马、桑螟、黄迷萤叶甲危害以及柱心虫的危害（图3）。特别是桑蓟马、桑螟喜食药桑顶芽附近的嫩叶，常造成药桑顶芽死亡，药桑顶芽死亡脱落后导致新梢枝条变短、叶片数量不再增长，进而减少光合产物的累积，极不利于幼年药桑的生长发育，尽管如此，失去顶端优势的组织培养药桑枝条的下部腑芽会迅速萌芽形成新的生长点继续生长。2015年，重庆春季气温高于常年，导致黄迷萤叶甲发生早且多，药桑成为生态桑园黄迷萤叶甲较早选择的取食对象，应及时注意防治黄迷萤叶甲。2年的田间栽培表明桑蓟马、桑螟、黄迷萤叶甲等害虫喜食药桑叶片，要特别注意防治。其中，蓟马是世界性果蔬上的大害虫，2年的田间都发现桑蓟马的发生，且数量较多，是重庆药桑的主要虫害，在4月中下旬开始出现。桑蓟马除直接吸收植物汁液外，还会传播多种病毒病给植物带来巨大危害，同时因其个体小（成虫仅2～3 mm）、繁殖快、变异大对农药产生抗性快，采用捕食螨、小花蝽等生物防治以及球孢白僵菌、金龟子绿僵菌等真菌综合治理蓟马是理想的方法[39]，也可采用乐果乳油、辛硫磷乳剂、双效磷等化学手段防治。桑螟，也对药桑造成了危害，但种群数量较少，但也应注意防治以免造成大面积危害。此外，药桑也受到桑天牛若虫在内的柱心虫的侵害导致茎干空心，初期为害数量少，进入9月后，虫洞数量逐渐增加，宜采取相应的措施及时防治，避免造成药桑园的损毁。同时，也在药桑上观察到数量极少的红蜘蛛。此外，可能由于药桑富含次生物质，因此目前为止还没有发现药桑有桑疫病、萎缩病、桑青枯病等病害发生，这将成为扩大药桑引种范围及规模的一个有利因素。

组织培养药桑能形成发达的根系，是药桑耐干旱、耐瘠薄[25，33]、较耐盐碱[4]的重要物质基础，同时我们建立的药桑组织培养快繁体系能快速批量生产均一的药桑小苗，其在田间的表现也优于嫁接药桑。与扦插药桑极不易形成根系[28]相比，组织培养药桑具有发达的根系。可见相对于扦插和嫁接2种引种方法，植物组织培养是药桑引种的最佳选择，通过植物组织培养快速繁殖生产药桑均一小苗、异地引种栽培药桑，实现药桑植株数量增加和栽培地域扩大，是一种理想的引种和利用珍稀药桑资源的方法，值得大力推广应用。随着药桑繁殖栽培技术的进一步提高、药桑活性次生物质分离、鉴定、功能研究及开发技术的稳步提升，药桑规模化开发将不会局限于新疆南部地区，其利用也不局限于椹果鲜食，药桑椹含片、药桑叶茶、药桑果汁、药桑果酱、药桑椹膏、药桑椹酒等综合利用产品将进一步满足人民群众日益增长的需求。

[参考文献]

[1]Zhang S D， Soltis D E， Yang Y， et al. Multigene analysis provides a wellsupported phylogeny of Rosales[J]. Mol Phylogenet Evol， 2011， 60（1）：21.

[2]Hiroaki M， Akio K，Hiroaki Y. Mulberry breeding， cultivation and utilization in Japan[EB/OL]. （20150519）. http：//www.fao.org/docrep/005/X9895E/x9895e05.htm.

[3]He N， Zhang C， Qi X， et al. Draft genome sequence of the mulberry tree Morus notabilis[J]. Nat Commun， 2013， 4：2445.

[4]买买提依明. 新疆药桑的研究[J]. 北方蚕业， 2007， 28（1）：1.

[5]Jiang Y， Nie W J. Chemical properties in fruits of mulberry species from the Xinjiang province of China[J]. Food Chem， 2015， 174：460.

[6]马延萍. 药桑椹治疗咽炎疗效观察[J]. 新疆中医药， 2002， 20（6）：83.

[7]曾其伟， 王青， 王旭炜， 等. 黑桑（Morus nigra L. ）的研究与利用进展[J]. 蚕业科学， 2013， 39（3）：606.

[8]Lim T K. Edible medicinal and nonmedicinal plants. Vol. 4. Fruits[M]. Berlin：Springer Netherlands， 2012.

[9]SanchezSalcedo E M， Mena P， GarciaViguera C， et al. Phytochemical evaluation of white （Morus alba L. ） and black （Morus nigra L. ） mulberry fruits， a starting point for the assessment of their beneficial properties[J]. J Funct Foods， 2015， 12：399.

[10]Eyduran S P， Ercisli S， Akin M， et al. Organic acids， sugars， vitamin C， antioxidant capacity， and phenolic compounds in fruits of white （Morus alba L. ） and black （Morus nigra L. ） mulberry genotypes[J]. J Appl Bot Food Qual， 2015， 88：134.

[11]Gundogdu M， Muradoglu F， Sensoy R I G， et al. Determination of fruit chemical properties of Morus nigra L. ， Morus alba L. and Morus rubra L. by HPLC[J]. Sci Hortic， 2011， 132：37.

[12]宋大可. 新疆药桑果汁化学成份及药物价值的探讨[J]. 蚕桑通报， 1994， 25（4）：34.

[13]钟石， 丁天龙， 李有贵， 等. 新疆药桑桑椹中的主要营养活性成分检测分析[J]. 蚕业科学， 2012， 38（6）：1067.

[14]江岩，聂文静. 新疆药桑椹营养成分分析及其体外抗氧化作用[J]. 食品科学， 2014， 35（22）：126.

[15]王贺， 刘健健， 杨俊玲， 等. 新疆药桑不同部位降血糖活性研究[J]. 广州化工， 2014， 42（14）：76.

[16]王传宏， 刘超， 刘静， 等. 新疆药用植物黑桑的抗氧化性[J]. 林业科学， 2014， 50（8）：53.

[17]陈虎， 蒲俊松， 向仲怀， 等. 药桑葚总黄酮的提取工艺及其抗氧化活性分析[J]. 食品科学， 2014， 35（12）：7.

[18]孙莲， 李玲，姑再努尔·阿布力孜. 新疆药桑叶的HPLC指纹图谱研究[J]. 中国药房， 2014， 25（39）：268.

[19]江岩，赵丽萍. 新疆药桑椹花青素的分离纯化与组分分析[J]. 食品工业， 2015， 36（2）：247.

[20]蒲俊松， 陈虎， 向仲怀， 等. 采用超高效液相色谱检测药桑椹中1脱氧野尻霉素[J]. 食品科学， 2015， 36（20）：207.

[21]刘一衡，杨玲. 正交设计优化新疆药桑桑叶总生物碱超声提取工艺[J]. 食品工业科技， 2013， 34（24）：306.

[22]孙莲， 于小蓉，孟磊. 新疆药桑叶多糖的分离纯化及结构研究[J]. 化学研究与应用， 2014， 26（8）：1282.

[23]武丹， 聂文静， 江岩， 等. 2种药桑椹多糖含量测定方法的比较[J]. 食品科技， 2014， 39（7）：309.

[24]阿地力·依克木，克热曼·赛米. 新疆药桑的分布及开发利用现状[J]. 防护林科技， 2012（6）：98.

[25]徐雅玲. 药桑的研究与开发[J]. 现代农业科技， 2008， 37（19）：127.

[26]卢红， 丁天龙， 吴曙光， 等. 新疆药桑的药用价值及在维吾尔医药中的应用[J]. 蚕业科学， 2011， 37（6）：1101.

[27]郭洪荣，买买提依明. 新疆桑品种资源研究[J]. 陕西蚕业， 1994， 15（2）：8.

[28]吴曙光， 印玉萍，丁天龙. 新疆药桑芽接育苗技术探讨[J]. 北方蚕业， 2011， 32（3）：45.

[29]钟雨珅， 王历琼， 韩小丹， 等. 正交试验优化超声波辅助同时提取桑叶总黄酮、单宁工艺[J]. 食品科学， 2015， 36（12）：44.

[30]Jaiswal V S，Kumar A. Induction of male inflorescences on the female plants of morusnigra l by GA3[J]. Indian J Exp Biol， 1980， 18（8）：911.

[31]Jaiswal V S，Kumar A. Modification of sexexpression and fruitformation on male plants of morusnigra l by chlorflurenol[J]. P Indian A SPlan Sci， 1981， 90（5）：395.

[32]Jaiswal V S，Kumar A. Sex reversal and fruit formation on the male plants of morusnigra l by 2chloroethylphosphonic acid[J]. J Exp Bot， 1980， 31（121）：497.

[33]陆承志. 药桑[J]. 中国果菜， 2006， 25（1）：48.

[34]丁天龙， 吴曙光， 林小宝， 等. 新疆药桑组培育苗的方法与培养基筛选试验研究[J]. 北方蚕业， 2013， 34（3）：13.

[35]Bar M，Ori N. Compound leaf development in model plant species[J]. Curr Opin Plant Biol， 2015， 23：61.

[36]Gray E. Evidence of phenotypic plasticity in mulberry （Morus L.）[J]. Castanea， 1990， 55（4）：272.

[37]买买提依明， 吴丽莉， 郭洪荣， 等. 新疆果用桑种质资源研究[J]. 蚕学通讯， 2002， 22（3）：16.

[38]张帆，张刚，陆承志. 维药药桑的研究与应用[J]. 中国药业，2007， 16（20）：61.

[39]徐学农，王恩东. 基于生物防治的西花蓟马治理及思考[J]. 环境昆虫学报， 2010， 32（1）：101.

[责任编辑吕冬梅]