商洛不同花色丹参光合生理特性及农艺性状比较研究

彭晓邦，秦绍龙

(1.商洛学院，陕西 商洛 726000;2.资源植物利用与健康产品研究科技创新团队,陕西 商洛 726000)

丹参为“五大商药”之一，有重要的药用价值和研究意义[1]。研究表明丹参在养血安神、活血调经、祛瘀止痛等方面有着极高的药用功效，对治疗心血管疾病有显著作用，市场需求也逐年增加[2]。但在丹参的种植栽培方面还存在着野生资源不断减少，不同产地的丹参品质和质量参差不齐，种质退化严重等问题[3]。近年来，随着人们对传统中药材的挖掘和重视，有关丹参的研究已成为中药材研究领域的热点。因此，笔者研究以商洛三种花色丹参为研究对象，通过对不同花色丹参光合生理特性(叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等)的分析，结合其地上部分农艺性状(株高、叶长、叶宽、叶片形状、复叶数、叶缘形状、叶面特征、茎色、茎绒毛等)的比较，旨在为商洛丹参种质资源和性状遗传多样性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：紫花丹参(编号ZH1、ZH2、ZH3、ZH4、ZH5、ZH6)，粉花丹参(编号FH1、FH2、FH3)，白花丹参(编号BH1、BH2、BH3)；

试验地点：陕西省商洛市北新街东10号商洛学院后山试验田。

1.2 指标的测定

光合生理特性：①叶绿素含量，采摘三种花色丹参新鲜叶片并做标记，用丙酮提取法提取叶绿素。根据叶绿素及其他色素在有机溶剂中的溶解特性，可用丙酮将它们从叶片中提取出来，然后利用分光光度法测定叶绿素a和叶绿素b分别在波长663nm和645nm的OD值，再计算叶绿素a和叶绿素b以及总叶绿素的浓度。②光合生理指标，包括光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度，晴天上午9：00-10：00利用Li-6400光合仪进行测定。

地上农艺性状观测：①用直尺测定株高、叶长、叶宽、花絮长度。②观察记录叶片形状、复叶数、叶缘形状、叶面特征、叶背、叶脉、茎色、茎绒毛。

1.3 数据处理

采用Excel2016进行数据统计和处理。

2 结果与分析

2.1 不同花色丹参光合生理特性比较研究

2.1.1 不同花色丹参叶片叶绿素含量 叶绿素 a与叶绿素 b的比值通常反映着植物的光合作用能力和光合特性，其比值越大，积累的光合产物越多。如表1所示，不同花色丹参叶片叶绿素含量存在着明显差异，粉花丹参叶片叶绿素含量最大，白花次之，紫花最低。叶绿素 a与叶绿素 b 的比值分别为紫花2.556 ，粉花2.282，白花2.523，即紫花丹参具有较高的光合作用能力和光合活性，能转化较多的光合产物，生长也较快。

表1 三种花色丹参叶片叶绿素含量

2.1.2 不同花色丹参叶片净光合速率比较研究 如图1所示，三种花色丹参叶片净光合速率各不相同，紫花丹参净光合速率最大为13.79 μmol·m-2s-1，粉花次之为13.21μmol·m-2s-1，白花净光合速率最小为9.21μmol·m-2s-1。与紫花丹参净光合速率相比，粉花降低了4.2%，白花降低了33.2%。如图所示，紫花丹参的净光合速率最大，说明其光合作用产生的糖类最多；白花的最小，其糖类的积累也最少[4]。

2.1.3 不同花色丹参叶片气孔导度比较研究 如图2所示，三种花色丹参叶片气孔导度大小存在明显差异，紫花丹参气孔导度最大为0.23 mol·m-2s-1，粉花次之为0.17 mol·m-2s-1，白花最小为0.15 mol·m-2s-1，三种花色丹参叶片气孔导度变化趋势与净光合速率变化趋势基本一致，气孔导度和净光合速率呈正相关关系。与紫花丹参叶片气孔导度相比，粉花降低了26.1%，白花降低了34.8%。紫花丹参叶片气孔导度最大，其光合作用能力最强；白花最小，光合作用能力也最弱。

2.1.4 不同花色丹参叶片胞间CO2浓度比较研究 如图3所示，三种花色丹参叶片胞间CO2浓度存在明显的差异，白花丹参胞间CO2浓度最高为292.49 μmol·mol-1，紫花次之为279.78 μmol·mol-1，粉花最低为252.78 μmol·mol-1。与紫花丹参相比，粉花降低了9.6%，白花升高了4.5%。白花丹参胞间CO2浓度最高，其光合速率最低；粉花丹参胞间CO2浓度最低，其进行光合作用的能力最强。

2.1.5 不同花色丹参叶片蒸腾速率比较研究 如图4所示，三种花色丹参叶片蒸腾速率变化趋势与其净光合速率、气孔导度的变化趋势基本一致，表现为紫花丹参蒸腾速率最大为5.47 mmol·m-2s-1，粉花次之为4.03 mmol﹒m-2s-1，白花最小为3.53mmol﹒m-2s-1。与紫花丹参叶片蒸腾速率相比，粉花降低了26.3%，白花降低了35.5%。

2.2 不同花色丹参地上农艺性状比较研究

2.2.1 不同花色丹参花形态特征比较 三种花色丹参的花序类型都为轮伞花序，花开放的顺序都是从花序底部到上部。而不同花色丹参最明显的差异为花冠的颜色不同，分别为白色、粉色和紫色；其花序长度也存在着明显差异，白花花序长度在10～15 cm之间，粉花在13～17 cm之间，紫花在16～30 cm之间。紫花花序普遍长于其它两种颜色的丹参，其中粉花次之，白花最短。不同花色丹参每轮花的数量也存在着差异，紫花一轮为8～10个花，白花和粉花一轮为6～8个花(如表2)。

表2 三种花色丹参地上形态指标

2.2.2 不同花色丹参叶片形态特征比较 不同花色丹参叶片形状存在着明显差异，白花叶片形状多为卵圆形，部分为心形，在同一植株上可存在两种叶形；粉花叶片多为椭圆形，少为卵圆形；紫花叶片多为卵圆形，少为椭圆形。三种花色丹参叶片大小也存在着差异，紫花叶面积最大为20～38.5 cm2，叶片长度为4～10 cm，宽度为3～7.5 cm；白花叶面积次之为18.25～18.5 cm2；粉花叶面积最小，其叶片长度为4～4.7 cm，宽度为3～4 cm。三种花色丹参复叶数各不相同，白花复叶数多为3或5片，少为7片；粉花多为5片，少为3片；紫花多为3片，少为5片。

如表2所示，三种花色丹参的叶缘各不相同，白花叶缘为波状齿和圆状齿；粉花多为波状齿和锯齿，少为圆状齿且都具有短绒毛；紫花都为圆锯齿。三种花色丹参叶片早期叶缘都呈深紫色，随着叶片的生长，紫色叶缘渐渐褪去，形成绿色叶缘，部分紫花丹参成熟叶片还具有紫色叶缘。三种花色丹参叶面都为深绿色，叶背为浅绿色，有皱纹(白花丹参部分植株叶片皱纹特别明显)，且具有绒毛(粉花丹参的绒毛为短绒毛)。与紫花和白花丹参相比较，粉花叶脉更加鲜明，三种花色丹参叶片叶脉都密被短绒毛。

2.2.3 不同花色丹参株高比较 三种花色丹参茎色都为浅绿色且具有白色绒毛。如表2所示，紫花丹参株高明显高于粉花和白花，其株高为51～66.5 cm；粉花次之为50～55 cm；白花最低为40～45 cm。

3 讨论

植物光合作用能力很大程度上取决于植物自身的净光合速率，在一定条件下，植物的最大净光合速率代表着植物的最大光合能力[4]。本研究发现，紫花丹参净光合速率最大，其积累干物质的能力也最强，白花最小，其积累干物质的能力也相对较弱。气孔是植物体与外界环境进行气体交换的通道，植物的蒸腾作用受气孔的影响和控制[5]。在笔者研究中三种花色丹参叶片气孔导度的变化趋势表现为紫花丹参>粉花丹参>白花丹参，与其净光合速率和蒸腾速率的变化趋势一致，这与黄滔[6]对观赏竹光合特性研究和陈利青[7]对不同糜子品种光合特性研究结果一致，说明气孔导度越大，蒸腾速率越高，光合作用越强。

笔者研究中，粉花丹参叶片叶绿素含量最大，但其光合速率却低于紫花丹参，原因可能是受其遗传特性影响所致，不同花色丹参光合生理特性有待于进一步研究。

研究还发现紫花丹参复叶数多为3片，少为5片，这与舒志明等[8]的研究结果一致。白花丹参复叶数多为3或5片，少为7片，但舒志明等[8]在研究不同丹参生物学种质性状时未发现白花丹参复叶有7片的现象，这与本研究结果有所不同，其可能与生长的地理环境有关。此外，在为期两年的观测过程中还发现个别紫花丹参长有特殊掌状三出复叶，如不仔细辨认，极易与偶数羽状复叶混淆。紫花丹参株高普遍高于粉花丹参和白花丹参，其株高为51～66.5 cm，粉花次之，白花最低。紫花丹参花序上粘液最多，粉花次之，白花花序上粘液最少。紫花丹参花序每一轮为8～10个花朵，白花和粉花每一轮为6～8个花朵。笔者研究中三种花色丹参花序长度也存在明显差异，这与舒志明等[8]研究发现的白花丹参最短花序长度为18 cm的研究结果不同，这可能是丹参生长地理位置及生态环境不同所致，对于白色丹参花的形态特征有待进一步研究。

4 结论

商洛不同花色丹参光合生理特性和地上部分农艺性状存在明显的差异，即紫花丹参净光合速率最高，粉花次之，白花最低；三种花色丹参株高的变化趋势为紫花丹参最高，粉花次之，白花最低；生长势表现为紫花最好，粉花次之，白花最差。