烏藥塊根發(fā)育特性和遺傳多樣性研究.pdf

1、本文以分布于全國6個省區(qū)的14個烏藥種源作為試驗材料，以了解烏藥塊根發(fā)育的生物學及其遺傳背景為主要目的，開展烏藥個體和群體材料的解剖學、有效化學成分、遺傳學分析以及苗木培育技術研究，具體包括烏藥形態(tài)學特征與藥用塊根發(fā)育的關系、烏藥塊根發(fā)生與生態(tài)學因子的關系、烏藥種源的形態(tài)和分子遺傳變異、烏藥種苗培育技術等，主要研究結果如下： 烏藥根橫切面由木栓層、皮層、韌皮部、形成層、木質部和射線等組成。經過石蠟切片和光鏡觀察，塊根木質部所占比

2、例比直根大，且富含大量的淀粉，這說明塊根從組成上講為木質部膨大形成的。烏藥塊根紡錘形，有同心形年輪環(huán)紋且具有較多的油細胞，而直根是圓柱形，無同心形年輪環(huán)紋且油細胞少見。用Trypanblue染色法觀察到塊根須根表面和皮層細胞間有被染成深藍色的菌絲，細胞內未發(fā)現(xiàn)，而直根須根周圍和細胞內都沒有觀察到菌絲，因此塊根的形成還可能與共生菌有關。 烏藥雌雄異株，但地下塊根發(fā)育不是性別決定的。對浙江富陽200棵烏藥植株調查：63株是雌株，13

3、7是雄株，雌雄株比例為1：2.16。塊根采挖結果：128株有塊根，72株無塊根，塊根和直根比例為1.78：1。這些數(shù)據(jù)表明雌株并不代表地下根系一定長塊根，雄株也不代表其地下根系一定無塊根。對植物形態(tài)特征觀測和方差分析，得出種源間和種源內的葉片特征都呈極顯著差異，同時得出普遍趨勢：葉片小、葉色深、呈長橢圓形且頂端尾狀驟尖的烏藥植株根系一般具有塊根，紡錘狀；葉片大、葉色淺且頂端只是近漸尖的烏藥植株根系一般無塊根，多直根；種源試驗的幼苗也顯示

4、出相似趨勢。 對6個種源的材料進行紫外吸收光譜和揮發(fā)油化學成分分析得出：同重量的塊根和直根及葉片所含化學成分及其含量差異顯著，說明三者功效不同，不能混用。經測試6個種源烏藥塊根的揮發(fā)油相對總含量值為：浙江天臺種源＞江西分宜種源＞浙江富陽種源＞湖南新寧種源＞福建武夷山種源＞安徽東至種源。各烏藥種源所含揮發(fā)油的化學成分大致相同，但各成分相對含量差異顯著，差異較大的組分主要有β-菲蘭烯、冰片、香豆酮和α-菲蘭烯。浙江天臺種源中所含化學

5、成分比較多且含量高于其它種源，這為浙江天臺作為地道藥材產區(qū)提供了依據(jù)，因此不同地點發(fā)育的塊根質量是不一樣的，也就是說在不同地點發(fā)育生成的塊根的化學成分是不一樣的。 為找出塊根與產地間氣象因子關系，對兩者作相關度分析及烏藥種源自然生態(tài)因子(地理因子和氣象因子)進行主分量分析，結果表明烏藥種源塊根大小性狀變異與緯度和年最高溫呈顯著正相關，與年均溫和降雨量呈顯著負相關。根據(jù)主分量分析結果，烏藥分布區(qū)大致分為四個類型：Ⅰ類型是以湖南新寧

6、和江西分宜為代表的中西部地區(qū)；Ⅱ類型是以福建武夷山為代表的中亞熱帶地區(qū)；Ⅲ類型是以浙江天臺為代表的浙江沿海地區(qū)；Ⅳ類型是以浙江富陽和安徽東至為代表的北亞熱帶地區(qū)。這四個類型是以緯度為主的劃分類型，這也明顯說明了緯度是影響塊根性狀的主導因子之一。 對烏藥天然分布地區(qū)土壤因子分析，參照全國土壤養(yǎng)分標準得出：烏藥天然分布區(qū)土壤整體處于中等偏下水平。天然林分土壤的全氮含量都較高，幅度較小，堿解氮變化幅度較大，試驗林的氮素含量處于中等偏下

7、水平；土壤磷素含較低水平，鉀含量處于中等水平，含較高的速效磷；烏藥生長土壤為強酸性。福建武夷山速效養(yǎng)分較其他種源高，江西分宜速效養(yǎng)分較其他種源最低，但他們的塊根相對其他種源較小。這說明土壤養(yǎng)分含量過高或者過低均不利于塊根的發(fā)育。土壤中大量元素不是塊根膨大的決定因素，與塊根有無無相關性，但可以影響塊根大小。 烏藥種源具有豐富的遺傳多樣性，平均Shannon指數(shù)為0.4769,多態(tài)位點頻率高達80.18％，群體間的基因分化系數(shù)為62

8、.94％，群體內占37.06％。利用RAPD標記方法將不同產地烏藥群體劃分為4個類型：第一類主要包括東部和浙江沿海地區(qū)的浙江天臺和福建武夷山群體；第二類包括北部地區(qū)浙江富陽和安徽東至的群體；第三類是中部地區(qū)江西分宜種群；第四類是西部地區(qū)湖南新寧種群。 烏藥種子具有休眠現(xiàn)象，這是由種皮障礙引起的。來自不同產地的烏藥種子千粒重、大小、顏色及長寬比差異都極為顯著。海拔與烏藥各種源種子的干粒重呈顯著負相關，與種子長呈極顯著的負相關。種子

9、寬與經度呈顯著的負相關，從氣候角度分析，烏藥種子大小與年均溫呈極顯著相關，但與降雨量相關不顯著。烏藥葉片性狀特征與地理因子中的熱量指標呈顯著相關，尤其是年平均溫度。 烏藥是生長緩慢的樹種，烏藥苗木1年生長量存在顯著差異，多數(shù)種源8-9月份為速生期，11月中旬各種源部分植株根部開始膨大。烏藥苗期的葉片特征、生長性狀、根系形態(tài)的種源效應在統(tǒng)計學上都達到顯著或極顯著水平。種子長、種子寬以及千粒重等種子性狀特征與苗高生長呈極顯著的正相關