陕西省澄城县丹参种质资源调查研究
2022-03-07王剑
王 剑
(渭南职业技术学院,陕西 渭南 714000)
陕西地处我国内陆腹地,交通四通八达,连接着我国的东西南北,气候也比较复杂多变。陕西南北狭长,所涉及到的气候有寒带、温带和亚热带,是我国地形复杂的省份,这也使得中药资源丰富且得天独厚。自古以来就有“秦地无闲草”的美称,同时也是天然中药材的重要产地,更是惯有“中药材之乡”、“天然药库”等美誉。陕西澄城县地势北高南低,适合耐旱中药材的生长。丹参的分布也很多,本文通过丹参种资源野外调查,了解澄城县丹参生长地的地理环境因子及所收集的每份种质的详细生物学性状和质量性状,以期为丹参的种植提供科学的指导,给丹参品质提供统一化的标准。
1 种质资源收集调查内容、方法及结果
1.1 收集调查内容
于2018年6月—2019年12月对澄城县2个乡镇6个村野生丹参资源进行调查收集,了解澄城县丹参资源分布区域,对丹参资源的生态环境、蕴藏量、生存状况等种质资源进行广泛的考察和收集。
1.2 收集调查方法
记录该地的海拔、经纬度、年均温、降雨量等地理因子,对该品种的丹参进行外观测量,并记录相关的数据指标,如丹参种株的株高、根粗等。同时通过随机取样的方法,记录丹参的叶子的形状、颜色等,同时包含花色、茎色以及病虫害等性状信息进行描述记录。此外,还需要认真观察花序的形成阶段、开花的具体时间、结出果实的时间等。同时采集叶片、根茎、植株等材料,以备后期含量测定、分子标记及生物活性评价使用,并且用照片格式记录各种质形态。
1.3 采集地点
具体采集地点见表1。
表1 种质资源收集调查采集地点表
1.4 调查结果
丹参性喜湿润,对土壤环境有一定的要求,比较适合种在土层较厚,土壤较为肥沃且疏松的砂质土中。种植环境需要保持适当的日照,还需具备良好的空气流通性。如果日照和气温不适宜,则会导致幼苗生长缓慢,植株发育不良。丹参耐旱,怕涝。地下根耐寒,可露地越冬。
依据前人的研究,丹参可以分为高杆型、紫杆型、大叶型、小叶型、浅色叶型、皱面叶型、光面叶型、圆叶型、狭叶型、黄根型。澄城县有4种丹参分布,分别为高杆型、小叶型、圆叶型及狭叶型。
1.4.1 质叶部生物学性状
高杆型叶片数多为5~7片,叶面特征微皱,叶型为卵圆形,叶色深绿色,叶缘多为锯齿状,叶片9cm左右,叶宽6cm左右;小叶型叶片数多为3~5片,叶子表面呈现微皱特征,叶子外型呈现卵圆状,叶子颜色为深绿色,叶缘锯齿状,叶片4cm左右,叶宽3cm左右;圆叶型叶片数多为1~3片,叶子表面呈现微皱特征,叶子外型呈现心的形状,叶子颜色为深绿色,叶缘锯齿状,叶片5cm左右,叶宽5cm左右;狭叶形叶片数多为3~7片,叶子表面呈现微皱特征,叶子外型为拔针样式,同时叶子的颜色为深绿色,叶缘锯齿状,叶片9cm左右,叶宽5cm左右。
1.4.2 茎和花的生物学性状
高杆型株形直立,茎高约94cm,茎色为绿色,茎一级分支多为3,茎二级分支多为3,花色多为浅紫;小叶型株形匍匐,茎的高度在52cm左右,颜色呈现为绿色,大部分茎一级的分支在1~3,大部分茎二级分支为3,花的颜色为紫色,有深浅之分;圆叶型株形直立,茎的高度则保持在54cm左右,茎色同样为绿色,大部分茎一级的分支在1或2,大部分茎二级分支为3~5,花的颜色同样为紫色,有深浅之分;狭叶型株形直立,茎高度保持在52cm左右,茎的颜色同样为绿色,茎一级分支多为3,茎二级分支多为3~5,花色多为深紫。
1.5 结论
1.5.1 澄城县丹参种质资源概况
澄城县位于渭北高原东北部,地貌以黄土塬为主体,区内分布多种类型丹参,但从丹参的长势上看,品种都不为高产型,其中圆叶型有潜力发展成优良丹参品系,其它型丹参几乎没有育种价值,属于劣质丹参应予以淘汰。
1.5.2 澄城县丹参种质资源提升策略
1.5.2.1 加强优良品种选育与培育
本项目总体实施计划要求选育相结合,并以选为主。具体的丹参良种选育工作,要以提升药材主要有效成分含量为主要目标,并兼顾产量和品种抗性。本次研究活动中的优良品种主要通过以下3个途径获取:从现有的品种中择优;从野生品种中筛选;实生选优。通过这3个途径,研究人员选择出产量高、抗性强、有效成分含量高的优良种源(产地)、类型或株系,其中前二者为群体性良种,第3种为形态特征一致的无性系。优良无性系选育最终要选5~8个无性系,以多无性系用于生产。在良种选育过程中,注意现代生物技术及其方法的应用,如优良单株通过组织培养实现快速繁殖,利用体细胞无性系变异和基因工程实现良种培育等。
选育工作完成之后,研究人员从以下4个方面着手,开展丹参良种培育工作。要重视丹参种质资源初选工作,要综合生物学性状、农艺性状和有效成分含量等特征特性,对所收集的丹参种质资源进行初选,从而能够借助种质鉴定、品比试验等工作,筛选出优良株系和品系;要科学推广新品种,保持植株性状,利用种子繁殖、嫁接、扦插和组织培养等现代技术对所筛选的优良株系和品系进行快速、科学繁殖,保持植株有利性状,并通过品比试验、大田示范与推广形成新品种;通过现代克隆技术发展丹参新品种,利用现代生物技术克隆丹参次生代谢合成途径关键酶基因,对次生代谢途径进行调控,培育丹参酮、丹参素等有效成分含量高的丹参新品种;选择优良亲本开展杂交育种,筛选并培育雄性不育株系,把传统植物育种与细胞工程等现代生物技术相结合,促进多倍体育种等研究工作的开展。
1.5.2.2 完善丹参中药材质量标准
本次研究充分利用现有资源和条件,对丹参进行主要化学成分及其含量的测定方法研究、提取物最佳提取工艺研究等工作,科学选择和优化中药材的质量标准,使其能够更加规范。本文以原型成分的辨识与药效物质基础的筛选、确认为例,对中药材质量标准的具体完善思路与方法进行探讨。有效分析原有成分。中药材所含有的化学成分,是其发挥疗效的物质基础,而且这些成分极为复杂,是质量标准提升工作中的重点内容。丹参中药材质量标准研究工作中,要对其化学成分构成开展深入研究,阐明其物质基础,从而能够为丹参中药质量要素传递与溯源、质量控制指标的标准化提供数据依据。丹参中药药效物质基础的筛选、确认。
1.5.2.3 丹参种植基地规范化建设
为保证丹参中药材的安全,以及品质的有效、可控,在种植过程中,除了对中耕除草、修剪整枝、施肥灌溉、种子种苗等影响中药材产量和质量的多种因素进行科学研究外,对影响中药材农残、重金属污染等的关键环节进行重点研究,包括病虫害综合防治,中药材最佳采收期、加工和贮藏等各个方面。故而,在丹参种植基地规范化建设中要加强管理力度,保证丹参中药材的安全性,对各个方面进行科学有效的管理。在基地建设中,制药部门、种植主体要对生产中的每个环节引起重视,采用规范、严谨的标准指导检测和管理工作。种植丹参的基地,需要以正确的态度进行种植和生产,使整个过程都能严格按照有关标准执行。在药材的种植、采收加工、保存方面,也要建立明确、规范化的制度与流程,为中药材的管理和控制提供有力依据。此外,在种植中,需要通过品牌的力量激发工作人员的责任心,以负责的态度对待优质丹参资源,令消费者手上的药品质量更有保证。通过品牌标志还可以为消费者判断药品真伪提供依据,体现丹参种植基地规范化建设的优势,促进基地健康发展。
在这种新形势之下,中药材种植技术上不仅要对已有种植经验进行总结,还要保证中药材的发展与时俱进。要充分了解企业对药材的具体要求,让中草药种植过程更为科学化,提升药材的质量方面;要充分保证中药材的天然性,使其能够符合各项生产技术指标,尽量少使用农药设施,更不可以使用高毒以及高残留的农药类型,提升药材品质质量,必要的情况下还可以在有机农产品生产技术方面得以提升的前提之下,对有机药材进行生产,以契合更高层次的消费需求;进一步保证中药材的天然性,在种植和加工过程中尽量减少人为干预,逐渐减少对劳力的依赖性,保障劳动率,尽量减少生产成本;要强化丹参种植的科技支撑。加大丹参种植中的科技投入,促使优良品种的性状得以保持,药材质量得到更好地监控。在相关技术的研发中,要保证人才供给,将创新团队和技术人才作为重点工作内容。创新团队和领军人才培养要具备一定前瞻性,为丹参中药材种植的发展储备人才。对直接负责种植的人员加强无公害栽培技术培训,促使其根据土壤状况、丹参的生理需要合理施肥,防止因施肥不当导致减产或者有效成分的降低。在农药残留、病虫害防治方面的技术投入,要顺应丹参生长特性。夏季是中药材病虫害高发期,要改进病虫害的防御措施,通过综合治理,以预防为前提进行种植管理,借此加大病虫害的防治工作,科学引入农业措施,采用昆虫天敌、生物制剂开展相关防治工作。在进行化学防治技术时,要注重材料的环保性,既要毒性低又要保证尽量少的残留在中药材上。并严格按照丹参种植标准和中药材生产要求,对施用量和施用次数进行科学的控制,把握用药的间隔。坚决杜绝使用国家明令禁止用于药材种植中的农药。要把前沿的农业科学技术应用到丹参种植中,从而对移栽、管理、加工、收藏等关口进行严格把控,通过更多的科学手段种植丹参,提升种植效益。
1.5.2.4 加强对丹参种质的保护
中药产业发展中,野生药材资源生长年限长,受自然环境影响较大,导致产量低,影响中药材的育种的选育工作。为了促进优良新品种选育工作,要加强对丹参种质的保护。要在其中的某一个居群内多取,从而能够最大限度地保存丹参种质的遗传基础。可以将迁地保护和就地保护作为具体的实施保护政策。在就地保护中,要创建原生境环境下的丹参野生资源地,并对乱采挖的行为予以制止,如安排专人看守巡视保护其生长及其生长环境。收集到的丹参,要在隔离条件下完成自然授粉,使得有性繁殖更加贴合其授粉习性,以对其基因频率和基因型加以保存。当发现新的优良材料时,可以通过无性繁殖对目标基因型进行固定,达到良种的培育目的。丹参的育种过程中还应进行对当地资源的进一步开发利用,如通过优化连作方式,提升道地产区的可持续生产量。通常丹参野生资源会在一个区域长期生存生长,通过研究筛选出优异抗性种质的几率较大,可以为地道丹参中药材的发展推广优质品种。同时,还可以对适合本地土质的高产、优质品种进行重点培育,发展专用型品种,促进丹参野生资源的利用价值。在此基础上,还可以通过现有品种的杂交培育,实现对双亲优质性状的聚合,研发出新一代的优良品种,为今后的丹参种质发展提供资源基础。
2 讨论
丹参作为传统大宗药材用于治疗心血管疾病疗效显著,然而作为常异交植物,在自然生长和长期进化过程中,存在着大量的变异,再加上环境差异、人为因素和自身的繁殖特性的影响,形成了众多变异类型,遗传背景复杂,丹参的种质资源调查研究评价其之间的遗传关系对于改进丹参的产量、质量、可持续利用以及种质的保存及鉴定都具有重要意义。
目前栽培丹参的繁殖方式有的是切根繁殖,这种无性繁殖方法理论上可以将一株相同遗传信息的丹参无限扩大。由于这种人为因素的影响,使得目前不同突变类型的植株数量繁多。因此,对不同类型的丹参种质进行鉴定与区分,筛选优良种质,去除劣质类型则显得尤为必要。种质资源调查作为从生物学性状等方面开展不同丹参种质的品质评价的研究手段,是一种鲜有成效的优质资源筛选方法,是优质育种的有效途径。