巴戟天种质资源调查研究
2016-09-25章润菁李倩屈敏红高俊丽马务迢刘伟贤孙恬丁平
章润菁,李倩,屈敏红,高俊丽,马务迢,刘伟贤,孙恬,丁平*
(1.广州中医药大学 中药学院,广东 广州 510006;2.无极限(中国)有限公司,广东 广州 510665)
·中药农业·
巴戟天种质资源调查研究
章润菁1,李倩1,屈敏红1,高俊丽1,马务迢2,刘伟贤2,孙恬2,丁平1*
(1.广州中医药大学 中药学院,广东 广州 510006;2.无极限(中国)有限公司,广东 广州 510665)
目的:研究巴戟天种质资源现状,为巴戟天种质资源的综合评价及优良种质的筛选奠定基础。方法:通过查阅文献,实地调查了广东、福建、广西和海南产区,对巴戟天种质资源的分布、植物学性状及利用现状进行分析,并对不同种质进行了收集。结果:不同产地巴戟天的叶和根存在较大差异。广东巴戟天叶片革质、有突起;根据平均叶长主要分为两类,还发现了一类较为狭长的叶片;根大都肉质肥厚,连珠状不明显;均为栽培,未发现野生资源。福建巴戟天叶片革质、有突起;根据平均叶长主要分为两类,野生巴戟天有的品种叶呈簇状生长;根肉质紧实,连珠状不明显;栽培与野生均有。广西巴戟天叶片革质、光滑;野生品种连珠状明显。海南巴戟天叶片革质,光滑;根肉质紧实,部分呈念珠状。结论:巴戟天野生种质资源已濒临灭绝,应该采取积极有效的措施进行保护和开发;不同产地和不同种质巴戟天的遗传特性需进一步研究,为巴戟天种质资源的保存和良种选育提供科学依据。
巴戟天;种质资源;调查
巴戟天为茜草科植物巴戟天MorindaofficinalisHow的干燥根,具有补肾阳、强筋骨、祛风湿的功效,是我国著名的“四大南药”之一[1],其野生资源已近枯竭,在《中国植物红皮书—稀有濒危植物》一书中被列为三级保护植物[2]。中药材的良好生长形态及有效物质基础均由植物体的遗传基因直接控制和外在因素间接影响,野生巴戟天由于长期处于野生状态,经受了各种灾害和不良环境的自然选择,往往保存了一般栽培种所不具有或已消失的某些重要特性[3],而栽培巴戟天通过藤蔓扦插繁殖,病原体逐代积累,质量和产量均有不同程度的退化。同时,对不同农家类型种质资源巴戟天的植物学观察[4]和遗传多样性RAPD研究[5]发现,巴戟天叶形态差异较大,且不同形态叶之间的遗传多样性丰富,因此需对巴戟天的种质资源进行分类整理。种质资源作为一种遗传资源,直接关乎药材质量的好坏,对中药的产量和质量有决定性的作用,是提高中药材质量的关键源头。近年来,对巴戟天植物资源的研究较多[6-9],但对其种质资源的研究甚少,不同种质资源之间的分类方法混乱,质量评价不一。为规范巴戟天种质资源的分类现状,有效保护不同产地巴戟天的种质资源,筛选和培育优良种质,本研究以巴戟天叶及根形态特征为主要考察对象,结合巴戟天的生长环境、栽培、产销和使用情况对不同产地巴戟天的种质资源和分布进行分类整理和调查研究。
1 调查方法
首先查阅相关的文献资料及广州中医药大学收藏的巴戟天标本资料,利用实地调查与咨询相结合的方法于2014年10月至2015年1月对广东、福建、广西和海南巴戟天的种质资源情况进行了实地调查。本次调查选定广东省肇庆市德庆县、高要市和云浮市郁南县;福建省南靖县和永定县;广西壮族自治区防城港市、崇左市和凭祥市;海南省儋州市、昌江市霸王岭和乐东县尖峰岭为实地调查点。在实地调查之前,向当地的医药公司、药材收购部、科技局、林业局、农业局农业技术推广站及药农了解当地巴戟天的野生分布,种质类型以及人工栽培历史、栽培种、栽培面积、种植技术、产量和产销情况等;实地对各产区野生生长或栽培的巴戟天的植物学形态特征、野生或栽培环境进行观察、拍照、压制标本以利于物种鉴定;经纬度及海拔由手持定位导航仪(GPS导航仪,北京合众思壮科技有限公司)实地测量;气象数据为当地气象局公布的多年平均气象数据;土壤采集用随机多点采样法,在植株根系外围采集0~30 cm的垂直土层,充分混合,用四分法缩分,实验室自然风干,磨细,过20目筛,使用《土壤农业化学分析方法》中土壤肥力指标的测定方法取样[10],采用电极法测定土壤pH。
2 调查结果
2.1 不同产地巴戟天的生长环境
巴戟天是生长在热带、南亚热带湿地雨林的藤本植物,喜温暖不耐严寒,对生长环境的各因素有特定的要求。参考相关文献[11]确定本次调查的居群点,其经纬度位于北纬(N)18°44′~24°53′,东经(E)107°28′~117°15′之间,海拔100~620 m,年平均气温20.1~25.0 ℃,年日照时数1565.8~2066.0 h,年降水量1433.0~2213.3 mm,为适合巴戟天的生长环境。同时对采集地的土壤进行检测,发现弱酸性的红壤或棕壤较适宜巴戟天的生长。同时由于巴戟天为深根性植物,根部向下生长可达1.5 m左右,故要求土层深厚才可满足其根系生长,土质瘦薄不利于其根系发展。巴戟天生态环境调查见表1。由表1可以看出,人们已有意识的对栽培巴戟天生长环境进行改善,如伴生牛大力、砂糖桔、绿化苗和可快速恢复土壤营养的紫云英等,增加巴戟天生长环境的隐蔽度;野生巴戟天生长环境复杂,伴生植物多,且多有乔木生长于其周围使得隐蔽度较大。
表1 巴戟天生态环境调查表
2.2 不同产地巴戟天种质资源及现状分析
本次调查共采集到不同产地不同种质的巴戟天228株,其中广东省德庆县、高要市、郁南县和福建省南靖县河溪镇的巴戟天栽培地每个种质各收集20株;福建永定县湖山乡12株;广西防城港市防城区7株;海南儋州南药种质资源圃3株、乐东县尖峰岭6株。随机抽取20片生长发育正常、无缺损、无病虫危害的成熟叶片,测定叶长与叶宽,计算平均大小,所得数据详见表2。由整理的数据可知不同产地和不同种质的巴戟天在叶片的形态大小和根的形态特征上呈现出较大差别,见图1、2。
2.3.1 广东省巴戟天种质资源及现状分析 本次实地调查发现,广东省巴戟天根据叶片大小主要分为两类:一类平均叶长小于8 cm;另一类平均叶长大于8.5 cm。均为栽培品,叶片革质,有突起。德庆县高良镇上述两种类型分布较为均匀,同时还发现了一种叶片狭长似柳叶的类型(图1(1)C),平均叶长10.3 cm,但平均叶宽仅4.0 cm。德庆县武垄镇以平均叶长大于8.5 cm的类型为主;肇庆市高要市兼有两种类型。栽培的巴戟天的根大多肉质肥厚,连珠状不明显。
广东省巴戟天为历史记载道地药材产区,栽培面积大,但野生资源却濒临灭绝。肇庆市德庆县巴戟天种植面积约33.3 km2,总产量约3400 t,仅高良镇就有20~27 km2,成为全国面积最大、产量最多、单产最高、品质最好的巴戟天生产基地。德庆县有巴戟天规范化种植基地1000 m2,基地采用扦插法繁育种苗,种苗成本0.2元/株,每亩地一般可种植6000~10 000头,两株合插为一头,成活率在60%以上。由于巴戟天种植过的土壤肥力大大降低,一般4~5年才可复耕,高要市巴戟天种植基地通过种植紫云英快速恢复土壤中的营养,一般1~2年即可复种。由于采挖时要大面积翻地易造成水土流失,郁南县大方镇政府禁止在道路两旁种植巴戟天,故郁南县的巴戟天多种植在地势陡峭的山上。
德庆县高良镇是巴戟天最主要的产区,也是巴戟天最大的集散地,高良镇巴戟天交易市场逢2、5、8日交易,每月9次,每次交易量可达100 t,价格一般每公斤10元,巴戟天一般生长3~4年才能达到有效成分含量等各方面的要求,但在巴戟交易市场所交易的巴戟天多为不足3年,受前几年巴戟天行情下滑影响,有些农户开始放弃种植,种植面积不断缩减,近两年市场价略有回升,农户受高价诱惑,将生长期不足的巴戟天提前采挖应市,造成后续供给形势严峻。
表2 巴戟天种质资源调查表
注:表中叶片平均大小为20片叶片的平均值。
注:(1)广东巴戟天不同形态叶片:A.叶片平均时长<8 cm,B.叶片平均叶长>8.5 cm,C.叶片狭长似柳叶;(2)福建巴戟天不同形态叶片:D.叶片平均叶长<8 cm,叶片呈现簇状生长,E.叶片平均叶长>8.5 cm,平均叶宽3.7 cm,G叶片平均叶长>8.5 cm,平均叶宽5.3 cm;(3)广西巴戟天叶片;(4)海南巴戟天叶片图1 广东、福建、广西、海南产区巴戟天叶
注:A.广东德庆县栽培巴戟天;B.福建河溪镇栽培巴戟天;C.福建河溪镇野生巴戟天;D.广西防城区野生巴戟天;E.海南尖峰岭野生巴戟天;F.海南南药圃野生巴戟天图2 广东、福建、广西、海南产区巴戟天根
2.3.2 福建省巴戟天种质资源及现状分析 福建省产的巴戟天根据叶长也主要分为两类,一类平均叶长小于8 cm;另一类平均叶长大于8.5 cm。南靖县河溪镇叶长大于8.5 cm的品种根据叶片平均宽度可再分为两类,一类平均叶宽3.7 cm,另一类平均叶宽5.3 cm,叶片偏圆(图1(2)F),且福建省此品种的平均叶长明显大于广东省。叶片均为革质,有突起,密被茸毛。在福建省和溪镇迎富村野生巴戟天中有一类平均叶长5. 2 cm的品种较为特殊,叶不为对生,而是呈簇状生长(图1(2)D)。栽培的巴戟天的根大多肉质,连珠状不明显;野生巴戟天栽培年限虽长,但根较为紧实,不肥厚,且木心较大。
巴戟天是福建省南靖县的地方特色农产品之一,其中和溪镇生态环境优越,地理区域优势明显,特别适宜巴戟天的生长生育,是野生巴戟天和人工栽培巴戟天的主产地,被誉为“巴戟天之乡”。“和溪巴戟天”以其特殊的栽培方式、优异的品质、底蕴深厚的历史人文等特点顺利通过现场品质鉴定,成为漳州市第二个通过地理标志农产品品质鉴定的农产品,国家农业部也对和溪镇巴戟天进行了原产地标志认证。但此次调查发现,和溪镇巴戟天栽培面积锐减,且分布零散,主要集中在迎新村和吉春村,迎新村巴戟天栽培地种植与采挖模式与传统不同,栽培巴戟天前先用挖掘机整地,种植地为水平梯田状,耕作道呈“Z”字型,阶梯式,间隔高度约为1 m,种植后,很少施肥,偶尔施用草木灰,种植一定年限后,使用挖掘机采挖。
巴戟天是永定县的传统中药材,农业部也在2012年对“永定巴戟天”进行了农产品地理标志认证,其中“湖山巴戟天”为该县传统名产中药材。2009—2013年,永定县为确保巴戟天产业的健康稳步发展,制定了一系列的优惠政策,鼓励农民种植巴戟天,但由于栽培需要采挖了大量野生巴戟天[6],且由于巴戟天野生品的市场价格高于栽培品,人们为了眼前利益乱采烂挖,不仅急剧减少野生巴戟天资源,且严重破坏了巴戟天的生长环境[12]。福建省巴戟天产量低,农户种植采挖后自用,不进行销售,据透露,福建农产品市场上售卖的巴戟天基本没有本地产,大多来自广东省。
2.3.3 广西壮族自治区巴戟天种质资源及现状分析 广西壮族自治区产的巴戟天根据平均叶长无较明显分类,均为野生品种,叶片光滑,绒毛少。野生巴戟天根较为细小,呈明显的念珠状。
广西壮族自治区防城港市防城区,政府鼓励种植牛大力,补贴1.2元每平方米,然后政府统一回收,但对巴戟天的种植没有鼓励政策,加上种植年限较长,广西壮族自治区已无大面积人工种植的巴戟天。防城港市防城区西北背靠十万大山,在密林深山中分布有野生巴戟天,土质有黑土和黄壤土两种,其中以黑土偏多。在那梭镇东山村水尾组采挖到的巴戟天根极细,猜测可能是黑土不适宜巴戟天的生长,使根不能够正常发育,可明显看到连珠状。防城港市上思县每逢周日为街天,会有人把当地山上采挖的巴戟天拿到集市上进行售卖,崇左市和凭祥市野生巴戟天资源也已匮乏,此次调查并未发现野生巴戟天生长地。
2.3.4 海南省巴戟天种质资源及现状分析 海南省产的巴戟天叶没有较为明确的区分,均为野生品种,叶片绒毛虽明显可见,但很光滑。野生巴戟天的根普遍较为细小,紧实不肥厚。
海南省巴戟天均为野生品种,多分布在原始林中,历史记录在霸王岭、五指山市、乐东县尖峰岭和兴隆一带有野生资源,但是此次调查只在尖峰岭国家森林公园中找到,儋州市南药种质资源圃也保存的有若干巴戟天植株。海南省有多种巴戟天混为品,如海巴戟MorindacitrifoliaL.、鸡眼藤MorindaparvifoliaBartl.和南岭鸡眼藤Morindananlingensis等。
3 讨论
广东省为巴戟天的道地药材产区,野生种经人工栽培后,栽培面积有了很大的提高,初期在栽培过程中形成了多种农家类型[13],有必要对不同种质进行质量评价,比较各栽培种的质量优劣。此次对广东省巴戟天的调查还发现,广东省巴戟天野生资源已濒临灭绝,应该加强对广东省野生资源的保护。
福建省南靖县据文献显示有“和溪1号”、“和溪2号”和“南科号”三种种质资源,但此次调查发现,当地种植巴戟天的农户将巴戟天分为小叶、大叶和大叶偏圆,其中小叶叶形尖,产量低但品质好;中叶叶形稍圆,产量适中;大叶叶大,产量最高。同时发现了叶片呈簇状生长的小叶品种,当地的分类方法及生物性状上的变化是否会对巴戟天质量产生影响,有待进一步的研究。
广西壮族自治区和海南省已无栽培巴戟天,且野生资源由于采挖严重也已枯竭。在广西壮族自治区采集的巴戟天主要是农民采挖后残留的藤蔓繁殖而成,且生长在密林深山中,不断与周围植物竞争营养元素,根都较细小,连珠状明显。海南省只在乐东县尖峰岭自然保护区和南药种质资源圃可见到若干株野生巴戟天。广西壮族自治区和海南省的野生资源亟待保护和扩大。
栽培巴戟天在生产上主要采用藤蔓扦插繁殖,种植年限一般为3~4年,且第二年的藤苗便可用来做为繁殖的扦插苗,病原体通过无性繁殖传递,且逐代积累,危害越来越严重,会造成巴戟天种质退化、质量下降,故通过对巴戟天种质资源的研究,寻找质优的种子资源,使用种子繁殖实生苗,从而有效防止巴戟天种质的退化[14]。
巴戟天在20世纪90年代初在广东、福建已有人工栽培种植,但对其野生种源的生态学、生物学特性以及野生巴戟天的化学成分等研究资料极少,这对制定巴戟天中药材生产管理规范带来困难[15]。巴戟天野生资源是实现巴戟天基因改良最重要的基因来源之一,切实加强巴戟天野生资源的保护,对巴戟天产业的发展至关重要[16]。
巴戟天野生资源的急剧减少和对巴戟天种质资源系统研究的匮乏导致巴戟天种群衰退,从而对优质种苗的繁育产生一定影响。目前巴戟天的生产管理仍以个体农户为主,农户缺乏科学的技术指导和对优良植株的选育,盲目种植,有较大的病虫害率高、成活率低的风险;且农户易受利益诱惑,肆意采挖野生种或未达年限的栽培种,造成巴戟天种质资源的衰退;同时,由于巴戟天的采挖易造成水土流失和土壤养分的丧失,故应采取合理的种植方法保持水土,恢复土壤肥力,如福建省和溪镇通过与绿化苗间种、套中保持水土;广东省高要市巴戟天种植基地通过种植紫云英快速恢复土壤中的营养,为巴戟天的可持续发展提供支撑。
加强巴戟天种质资源保护力度,建立种质资源库,提高巴戟天的繁育技术,加强巴戟天GAP栽培管理,同时结合化学指纹图谱和分子机制等,实现巴戟天的基因改良和新的开发利用模式,为我国道地药材的保育和优良植株的发掘提供理论依据。
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InvestigationonGermplasmResourcesofMorindaofficinalisHow
ZHANGRunjing1,LIQian1,QUMinhong1,GaoJunli1,MAWutiao2,LIUWeixian2,SUNTian2,DINGPing1*
(1.SchoolofChineseHerbalMedicine,GuangzhouUniversityofChineseMedicine,Guangzhou510006,China;2.Infinitus(China)CompanyLimited,Guangzhou510665,China)
Objective:To investigate different germplasm resources ofMorindaofficinalisHow,and lay a foundation for the comprehensive evaluation and screen the excellent germplasm ofM.officinalis.Methods:Field investigations of the germplasm resources ofM.officinalisConducted in Guangdong,Fujian,Guangxi and Hainan province with the help of literature,then the distribution,botany properties and usage were analyzed.Results:Different germplasm resources ofM.officinalishas obvious differences in leaf shape and size,root diameter and character.M.officinaliswas mainly divided into two types in Guangdong province,the root was fleshy,rarely found the wild.In Fujian,it was also divided into two types and the wild has been changed a lot;The leaves Guangxi were smooth,the root wild small and beads-like.Leaves in Hainan were also smooth,and the root partly beads-like.Guangxi and Hainan province had only wild.Conclution:Effective measures should be taken to protect the germplasm resources;Further research should be given of different germplasm resources ofM.officinalisin different places of origin and lay a foundation for the preservation of the germplasm resources and selective breeding.
MorindaofficinalisHow;germplasm resources;investigation
10.13313/j.issn.1673-4890.2016.4.020
2015-05-21)
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丁平,研究员,研究方向:中药资源有效成分与质量评价研究;Tel:(020)39358080,E-mail:dingpinggz@126.com