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虎耳草不同居群形态性状遗传多样性研究



全 文 :△项目基金:湖南省教育厅一般项目;植物学湖南省“十二五”重
点建设学科。
* 通讯作者:贺安娜(1981 -),女,湖南邵阳人,硕士,讲师,主要
从事于药用植物发育生物学方面的研究。E - mail:anna99102@
163. com
虎耳草不同居群形态性状遗传多样性研究△
曾苗春1 左浪柱1 贺安娜1,2,3*
(1.怀化学院生命科学系;湖南 怀化 418008
2.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室;湖南 怀化 418008
3.湘西药用植物与民族植物学湖南省高校重点实验室,湖南 怀化 418008)
摘 要:通过对不同地理来源的 9 份虎耳草资源的 14 个形态性状进行了分析,初步了解其形态性状遗传多样性的特点。
结果表明:不同地理来源虎耳草资源群间遗传变异大,且在同一地理来源的群内也存在遗传变异,但群间遗传变异比群内
遗传变异更加明显和广泛。
关键词:虎耳草;形态性状;遗传多样性
中图分类号:R297. 2 文献标识码:A 文章编号:1006 - 6810(2013)09 - 0038 - 02
虎耳草 Saxifraga stolonifera Curt. 为虎耳草科 Saxifra-
gaceae多年生草本植物,又名石荷叶、金线吊芙蓉、老虎耳
等[1]。由于株叶优美,叶似虎耳,多作为绿化植物栽培[2]。
该草全草可入药,具有消炎、解毒之功效,民间常用于治疗
中耳炎[3]。虎耳草中的主要有效成分———岩白菜素有祛
痰、平喘作用[4],已被《中华人民共和国药典》收为镇咳祛
痰药。
中国现有虎耳草属植物 216 种,其中 139 种是中国特
有种[5]。该属植物广泛分布于我国各地。生于林缘、草
原、冻土地带、岩坡石隙。该属多种植物可入药,罗鹏等对
川西北藏族民间药用虎耳草属植物进行调查,发现川西北
高原有虎耳草属植物 20 种以上,其中 9 种在当地藏族民间
经常用于治疗胆囊炎、胆结石等胆部疾患[6]。湖南湘西地
区虎耳草属可入药的有虎耳草和扇叶虎耳草两种[7],其中
虎耳草的分布广泛,常见于林缘、溪边等地。广阔的地理分
布范围和多样性的生长环境丰富了虎耳草的种质资源,形
成了虎耳草的生物多样性。作为很有开发应用价值的药
材,虎耳草的形态性状遗传多样性研究及研究成果未见报
道。为了加速其遗传改良进程,规模化扩大化的培养虎耳
草,在对虎耳草进行高产栽培研究的同时,很有必要对其的
遗传多样性进行研究分析。
1 材料与方法
1. 1 材料收集与种植:收集来自于不同产地的 9 个虎耳草
资源,包括四川成都、湖南绥宁、湖南洞口、湖南通道龙底、
湖南通道独岩、湖南中方仙人谷、湖南中方康龙、湖南祁阳
及怀化学院生物园栽培种,收集条件均为生长正常,无严重
缺陷及明显病虫害,以及大多处于同一生长时期和状态。
材料均栽培在盆中,栽培用的塑料盆上口径为 22cm,底部
直径 15cm,高 20cm。置于怀化学院药用植物园内,保持相
同的光照及水肥等环境因子,栽培 2 年以上后测定不同居
群虎耳草的形态特征。
1. 2 方法
1. 2. 1 虎耳草形态特征测定方法:取生长状态大致相同的
叶片,生长性状分别测量其叶长、叶宽、叶柄长、侧脉长、侧
脉角、叶缘齿数、比叶重 7 个性状;形态特征记录包括叶片
颜色、叶背颜色、叶斑有无及颜色、花序有无、花序颜色、匍
匐茎有无 6 个性状。每个居群调查 6 株。
1. 2. 2 数据分析方法:所测定结果取平均值和标准误,采
用 Excel和 spss10. 0 软件对数据进行欧式距离分析,推测
各居群虎耳草间的亲缘关系。
2 结果分析
2. 1 虎耳草不同居群形态特征分析:虎耳草不同居群的形
态特征如表 1 所示,可以看出其差异主要表现在叶片颜色
方面,湖南洞口和四川成都居群的虎耳草叶片颜色偏黄绿
色,其他地区的均为深绿色。匍匐茎出现的差异主要为多
少的差异,其中湖南洞口的虎耳草极少有匍匐茎,湖南绥宁
居群匍匐茎多。
表 1 虎耳草不同居群形态差异分析
产地 叶的颜色 叶背颜色 叶斑 匍匐茎
湖南祁阳 深绿色 红色 红褐 少
湖南中方仙人谷 深绿色 红色 无 少
湖南中方康龙 深绿色 无 红色 少
湖南绥宁 深绿色 绿色 无 多
湖南洞口 黄绿色 黄绿色 无 极少
湖南通道独岩 深绿色 无 无 少
湖南通道龙底 深绿色 无 无 少
四川成都 黄绿色 无 白 少
怀化学院栽培种 深绿色 无 白 少
83 中国民族医药杂志 2013 年 9 月第 9 期
DOI:10.16041/j.cnki.cn15-1175.2013.09.003
对 9 个居群的虎耳草的 7 个主要生长性状的统计分析
结果可知,叶长为 6cm ~ 12. 6cm不等,叶宽为 3. 8cm ~ 6cm
不等,侧脉长为 1. 2 ~ 40cm,侧脉角为 10. 5 ~ 56°,叶柄长为
5. 7 ~ 16. 9cm,叶缘齿数为 9 ~ 16 个不等(表 2)。生长水平
来看湖南绥宁居群的虎耳草跟其他几个居群差距很大,同
时居群内误差也大,所测 9 个居群的虎耳草的叶柄长、叶缘
齿数及比叶重相差不大,可见在这些性状上遗传较为稳定
与产地并无太大的关系。
表 2 虎耳草不同居群生长性状分析
产地
叶长
(cm)
叶宽
(cm)
侧脉长
(cm)
侧脉角
(°)
叶柄长
(cm)
叶缘齿数
(个)
比叶重
(mg·cm-2)
湖南祁阳 7. 4 5. 4 2. 9 35. 2 6. 7 10. 3 4. 1
湖南中方仙人谷 7. 3 5. 3 2. 5 40. 8 8. 1 9. 5 3. 5
湖南中方康龙 9. 0 5. 7 3. 0 38. 3 12. 8 10. 0 4. 7
湖南绥宁 11. 3 6. 9 9. 3 34. 6 13. 9 11. 8 4. 0
湖南洞口 6. 6 4. 6 2. 2 38. 0 9. 7 10. 3 2. 9
湖南通道独岩 8. 4 5. 3 2. 3 40. 8 9. 5 11. 2 4. 3
湖南通道龙底 7. 8 5. 3 2. 5 37. 5 12. 7 11. 8 3. 9
四川成都 8. 1 5. 1 2. 2 36. 3 13. 2 11. 7 3. 7
怀化学院栽培种 9. 9 6. 3 3. 6 41. 7 14. 2 11. 3 3. 8
2. 2 虎耳草不同居群形态性状遗传距离分析:用 SPSS 软
件将所测数据使用平均链接做树状图,重新调整距离后聚
类合并,结果显示,虎耳草不同居群的遗传距离范围在 0 ~
25,不同居群虎耳草的多样性性状明显(图 1),其中湖南绥
宁与湖南洞口的遗传距离很接近都在 7 ~ 15 的范围内,四
川成都虎耳草的遗传距离达到 2 ~ 19,种间差异明显,湖南
祁阳及湖南通道龙底虎耳草遗传距离较相似,亲缘关系较
近,而湖南中方仙人谷遗传距离达到最大,可见与其他几类
差异最明显。
CASE 0 5 10 15 20 25
Label Num + - + - - + - - + - - + - - +
湖南中方康龙 31 - + - +
四川成都 37 - + + - - - - - +
怀化学院栽培种 25 - - + + - - - +
湖南绥宁 13 - - - + - - - + | |
湖南通道龙底 43 - - - + + - + |
湖南祁阳 1 - + - + | |
湖南洞口 19 - + + - - + |
湖南通道独岩 49 - - - + |
湖南中方仙人谷 7 - - - - - - - - - - - - - +
图 1 虎耳草不同居群形态性状遗传距离分析图
3 小结与讨论
遗传多样性是同一物种群体间和群体内个体间遗传变
异的总和,主要包括表型、生化、染色体、蛋白质及 DNA 等
多层次的遗传变异[8]。表型是各种形态特征的组合,是生
物遗传变异的表征,表型变异是遗传多样性研究的重要内
容[9]。叶形态是一个重要的形态特征,与植物的营养和其
他生理、生态因子以及植物的繁殖密切相关,因而具有重要
的研究价值[10]。贺晨帮等对国内外不同地理来源 624 份
豌豆资源 20 个形态性状的评价,结果表明,资源群体间遗
传距离的 UPGMA聚类分析将国内外豌豆资源聚成两大不
同类群,印证了三维主成分分析得到的豌豆资源两大基因
库构成的结论[11];卫尊征等以东北和华北地区 5 个种源的
小叶杨为材料,分别对 17 个表型及生理性状进行了比较分
析,将 5 个小叶杨种源可以划分为 3 类[12]。
本研究通过对 9 个不同群居虎耳草的形态生理性状进
行分析,可发现不同群居间出现较为明显的差异,形态差异
主要表现为叶长、叶宽及侧脉长,表型差异则主要体现在花
序、叶斑及叶背颜色。在 9 个研究资源中,湖南中方仙人谷
及湖南绥宁的虎耳草与其他居群相比在形态上都存在较为
明显的差异,笔者在实验过程中也发现这两个居群的生长
旺盛,长势最好,这两个居群的资源可作为后续工作中虎耳
草优异种质筛选研究的主要参考资源。
参考文献
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2013 年 7 月 25 日收稿
932013 年 9 月第 9 期 中国民族医药杂志