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三叶青遗传资源与栽培技术研究进展

2018-01-24梁君瑛韩素芳应尚蛟程诗明张都海张飞英赵彩芳浙江省航空护林管理站浙江杭州10020永康市林业局浙江永康0700浙江省林业科学研究院浙江杭州1002

浙江农业科学 2018年6期
关键词:黄酮种质浙江

梁君瑛,韩素芳,应尚蛟,程诗明,徐 梁,张都海,张飞英,赵彩芳(1.浙江省航空护林管理站,浙江 杭州 10020; 2.永康市林业局,浙江 永康 0700; .浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 1002)

三叶青(TetrastigmahemsleyanumDiels et Gilg)隶属于葡萄科(Vitaceae)崖爬藤属(Tetrastigma),又名蛇附子、石抱子、石猴子、金线吊葫芦等,是我国特有的民间药用植物[1]。一般需要种植3~5年才能达到商品药材的要求。以块根或全草入药,具有抗病毒、镇痛与解热、保肝等作用,毒副作用小,具有“植物抗生素”的美称,临床上已广泛用于抗癌、抗肿瘤及抗艾滋病毒等[2]。不同产区、不同种质三叶青的地下块根产量及有效成分含量存在明显差异,且人工栽培难度较大,因此,资源评价、品种选育和栽培技术研究是三叶青生产及应用上亟待解决的重要课题。

1 遗传资源

1.1 资源分布

三叶青对生长环境要求严格,常生长在阴湿的山坡、山沟、谷溪中,喜欢时隐时现的散光照射、湿润的气候。对土壤要求不严格,pH值5.0~7.0 的酸性至中性土壤均可生长。怕炎夏高温,通常气温在25 ℃时生长良好,平均气温低于5~10 ℃时停止生长,忌强光暴晒,忌干旱。有极强的地域选择性,水平分布为18°30′~32°20′N,垂直分布海拔为300~1 300 m,在我国福建、浙江、江西、广西、广东、海南、台湾、云南、湖南等地均有发现,其中以广西三叶青和浙江三叶青种类最多[3]。

1.2 资源形态

三叶青为多年生草质攀缘藤本,藤茎细软,卷须与叶对生,卷须以直行捆绑式使藤攀爬于其他植物上,较老藤形扁、表皮紫褐色,较嫩藤形圆、表皮青色,叶互生,一柄长三叶,中叶稍大,叶呈卵状披针形,边缘有锯齿,叶柄及叶片表面翠绿。每年5月开花,至秋季末结果,浆果球状,黄豆般大小,成熟后色泽鲜红艳丽,挂果期长达数月。块根形状主要有纺锤形、卵圆形、葫芦形或椭圆形,单个或数个相连呈串珠状[4]。

1.3 种质资源鉴定

朱波等[5]利用ISSR分子标记技术对从浙江、江西、福建、广西、湖南、湖北等三叶青主分布区收集的24份种质资源进行分析,用UPGMA法将其分成4大类,其中浙江种源为一组,江西、广西、湖北、湖南为一组,湖南怀化与广西钟山为一组,贵州种质单独一组。表明ISSR分子标记适用于三叶青种质资源遗传多样性与亲缘关系分析。从地理位置和相似系数分析,种质资源间亲缘关系的远近不全由地理距离决定,生态气候、地形地貌、海拔、经纬度等自然因素及人类活动等社会因素均会影响亲缘关系。符渊淼[6]将DNA条码技术应用于三叶青及其近缘种的种质鉴定,确定了ITS及rbcL+matK+ITS是鉴定三叶青和其他近缘种的最佳条码。分子生物学技术在三叶青种质鉴别中的应用研究尚不成熟,今后应加强种质资源收集,并且加快建立适合三叶青种质资源鉴别且使用可行的技术,以保护三叶青这一珍贵的药用资源。

1.4 种质资源评价

黄真等[7]对广西三叶青和浙江三叶青块根性状进行鉴别,结果显示广西三叶青个体较大,多数表面有皱纹,断面粉红色;而浙江三叶青个体较小,较圆整,光滑,断面类白色。另外显微鉴定显示,两者药材性质也不相同,两者浸出液中都含有黄酮类化合物、多糖和氨基酸,但对具体成分及药效差别尚未研究。郑军献等[8]用紫外可见分光光度法测定广西和浙江的共10个样本,结果表明,浙江产三叶青的总黄酮含量高于广西产,浙江产中又以建德种源最高,常山次之,天台第三,兰溪最低。范世明等[9]对采自福建福安、顺昌、泰宁、福鼎、柘荣等地的三叶青进行总黄酮含量测定,结果不同产地的三叶青块根总黄酮含量存在明显差异,其中福安和泰宁的三叶青总黄酮含量较高,且野生比人工栽培的总黄酮含量更高。杨雄志等[10]对分别在浙江乐清、舟山二地区和江西、福建、湖北、广西等地采集的6个三叶青种源提取物进行研究发现,浙江乐清和舟山的三叶青提取物在解热和对5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺含量影响方面都占有明显优势,这与郑军献等[8]的测定结果基本一致。付金娥等[11]对浙江三叶青和广西三叶青12种元素进行测定,发现除Zn、Cr、Pb外,其他9种元素浙江三叶青均高于广西三叶青。目前,对不同种源三叶青有效成分含量并没有系统的比较研究,从已有的研究可以看出,浙江种源三叶青从品质、药效上都属于比较好的。浙江省三叶青又可分很多不同种源,它们之间的优劣比较还有待进一步的研究探讨。

2 繁育技术

2.1 扦插繁殖

浦锦宝等[12]采用500 mg·L-1生根粉溶液浸泡插穗切口1 h,然后与地面成35°~45°斜插于砂壤土中,实现了三叶青的人工扦插繁殖。吉庆勇等[13]对三叶青扦插繁殖技术进行研究,结果用1 000 mg·L-1IBA浸渍2~3年生三叶青老枝插条10 s后扦插于黄土中的繁殖效果较好。利用扦插手段进行三叶青繁殖操作比较简单,目前,浙江省多地都通过这种方法来进行种苗繁育,多方比较显示,扦插于装有基质的容器中的效果要好于直接扦插在土中的对照,但这种方法不适用于大批量的种苗繁育。

2.2 组培快繁

钟毓倩[14]对三叶青不同部位(茎尖、带腋芽的茎段和叶片)的外植体进行诱导,在相同的灭菌处理下和同种培养基中,茎尖为最佳诱导外植体,同时认为MS+NAA 0.2 mg·L-1是最佳的增殖培养基。钱丽华等[15-16]均采用三叶青茎段腋芽为外植体实现了快速繁殖。邵骏骅等[17]以三叶青带幼嫩腋芽茎段为外植体,成功建立了三叶青高效快繁技术体系,判定最佳增殖培养基为MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1,最佳生根培养基为MS+IBA 0.5 mg·L-1。吴浩等[18]以不带腋芽的茎段为外植体诱导愈伤组织,通过诱导组织脱分化形成不定芽,实现了三叶青人工繁殖,MS、B5培养基交替继代方式有利于三叶青愈伤组织的继代和分化。上述研究说明,三叶青组培快繁技术已趋向成熟,规模化工厂化育苗已基本可以实现。

2.3 仿野生栽培

毛丽花[19]在果园和蔬菜棚架下,采用袋式栽培和直接种植的方式进行三叶青栽培,发现袋式种植比大田和直接种植在地里的三叶青块根更多,经济效益更明显。结合浙江省各地三叶青林下栽培情况,认为郁闭度为0.6以上,已采取垦复、抚育等较高强度经营管理措施的(半)常绿阔叶林、油茶林、香榧林等成龄林下,且土层厚度>30 cm,含腐殖质丰富的偏酸性土壤,坡度<30°排涝较好的山坡地较适合种植三叶青。

为防止水土流失,保护生态环境,提高产量,推荐以控根容器栽培为最佳。为了防止杂草,摆放控根容器区域林地实行带垦或劈草后铺设地膜。基质配方为33%林地腐殖质土或泥炭、16%红壤,26%蛭石、8%珍珠岩、17%砻糠,堆沤发热后才能使用。种植时间为每年的冬季和春季,要求随起苗随栽,避免苗根遭受风吹和日晒。

本课题组近几年来对三叶青栽培技术进行研究,总结出一套包括选地、定植、田间管理、采收等在内的规范化栽培技术。

选择土质疏松、肥沃、略呈酸性及排水良好的阴面山坡地,除草整地。选用苗高15~20 cm,带有5~10条根的健壮种苗进行定植。定植应选在春季3月左右,此时日平均气温在10 ℃以上,地表温度上升,无冻土,可有效防止低温对种苗的伤害。定植时按株行距0.1 m×0.3 m种植,用手压实并浇足定根水,使根系与土壤紧密结合。

期间应注意田间管理工作,及时中耕除草,为种苗创造一个疏松、通风的良好环境,并视土壤肥力情况适当施肥。在进行田间管理时,应注意避免伤及种苗根系,适时培土防止根系外露影响产量。三叶青病虫害主要有叶斑病,可用65%代森锌可湿性粉剂500~600倍液或1∶1∶150的波尔多液进行防治。在仿野生栽培三叶青过程中遮荫是关键,应及时设置遮阳网,遮阳网遮蔽程度为70%左右。

三叶青地上及地下部分的生长主要集中在一年中的4—7月和9—11月,其他季节处于生长缓慢或休眠状态。而10月中旬至11月下旬三叶青进入秋发期,此阶段主要以地下块茎的生长为主,基本占到全年生长量的80%。一般栽培3~4年即可收获,采收一般在冬至前后,挖取根块,除去泥土,洗净,切片鲜用或晒干。藤条可回收用作育苗插穗。

三叶青块根高产的关键:一是在做好田间管理的同时,控制好光照度和掌握好采收时间;二是合理施用肥料,调节土壤湿度。

3 小结

目前,对三叶青种质资源遗传多样性的研究主要从形态学、细胞学和分子水平等方面开展,结果均显示,三叶青遗传资源丰富,但这些研究结果之间缺乏有机的统一,对三叶青种质的品质评价一般根据块根产量和总黄酮的含量来确定,缺乏对其功能性指标成分或分子指纹等方面的准确鉴定。因此,亟待构建一个完善、系统的三叶青种质鉴定、质量评价体系。繁殖栽培方面,不论是扦插繁殖还是组培繁殖都能满足三叶青一直以野生资源入药的现状,仿野生栽培技术的研究能很好地保持野生三叶青优良的遗传性状。三叶青保护繁育工作意义重大,这不仅实现了珍贵中草药三叶青的可持续发展,满足人们对三叶青医药的需求,为三叶青产品的进一步研究和推广建立基础,也让这一具有地方特色的药用植物走出国门,更好地为人类健康医学服务。

参考文献:

[1] 华金渭,朱波,吉庆勇,等.不同种源三叶青生物学特性与扦插育苗试验[J].浙江农业科学,2015,56(8):1185-1188.

[2] 李瑛琦,陆文超,于治国.三叶青的化学成分研究[J].中草药,2003,34(11):982-983.

[3] 魏克民,丁刚强,浦锦宝,等.中草药三叶青抗肿瘤作用机制实验研究和临床应用[J].医学研究杂,2007,36(11):41-43.

[4] 蹇京蓉.中药三叶青资源状况及其对策研究[J].中国药物经济学,2012(2):228-230.

[5] 朱波,华金渭,刘昆,等.珍稀药材三叶青种质资源遗传多样性的ISSR分析[J].江西农业大学学报,2015,27(5):914-919.

[6] 符渊淼.药用植物三叶青的种质鉴定和组培快繁研究[D].杭州:浙江大学,2011.

[7] 黄真,胡瑛瑛,王庆秋,等.浙江三叶青和广西三叶青的生药学鉴别[J].浙江中医药大学学报,2007,31(6):759-760.

[8] 郑军献,胡轶娟,梁卫青,等.紫外可见分光光度法测定三叶青中总黄酮的含量[J].中国中医药科技,2009,16(5):386-387.

[9] 范世明,林婧,许文,等.不同产地三叶青中总黄酮含量的比较[J].福建中医药大学学报,2013,23(3):44-45.

[10] 杨志雄,王翰华.不同产地三叶青提取物解热作用及对大白鼠下丘脑5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺含量的影响[J].长春中医药大学学报,2014,30(3):393-395.

[11] 付金娥,韦树根,谷筱玉,等.三叶青药材中微量元素的分析[J].光谱实验室,2012,29(6):3395-3398.

[12] 浦锦宝,郑军献,梁卫青.一种三叶青的人工栽培方法:CNl02119625A[P].2011-07-13.

[13] 吉庆勇,程文亮,吴华芬,等.三叶青生物学特性研究[J].时珍国医国药,2014,25(1):219-221.

[14] 钟毓倩.三叶青的组织培养与快速繁殖研究[J].浙江中医杂志,2007,42(6):363-364.

[15] 钱丽华.三叶青的离体快速繁殖[J].植物生理学通讯,2008,44(1):121-123.

[16] 彭昕,林言娜,何军邀,等.正交法优化三叶青继代增殖与生根培养的条件[J].现代中药研究与实践,2012,26 (2):10-12,33.

[17] 邵骏骅,邵卫平,刘永立.三叶青高效快繁技术体系的建立[J].安徽农业科学,2015,43(35):208-209.

[18] 吴浩,彭昕,林言娜,等.三叶青愈伤组织诱导及分化培养基筛选[J].现代农业科技,2011(21):12l-125.

[19] 毛丽花.道地中药材三叶青果药套种技术研究[J].现代农业科技,2015(18):109-110.

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