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中国薏苡种质资源研究进展



全 文 :黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报 第 27 卷
薏苡( Coix lachryma-jobi L.)又名药玉米、薏仁
米、水玉米、玉珠珠、六谷子、薏珠子、解蠡、菩提子、
草珠、珍珠米等[1-2]。 在植物学分类系统上其属于禾本
科( Gramineae) ,玉米族( Tripasacea) ,薏苡属( Coix) ,
一年生或多年生,C4草本植物[3]。 薏苡是我国重要的
粮食栽培品种之一,可药食兼用,其果实、根、叶均可
入药,具有免疫调节、抗病毒、降血压、降血糖、抗肿瘤
等方面的药用价值 [4-5]; 同时其果实含有丰富的蛋白
质、脂肪、淀粉及大量人体和动物所必需的矿质元素,
可作为天然保健食品[6],具有重要的经济价值。近年来
由于气候、环境和人为因素等原因,野生薏苡资源大
幅度减少,加强对薏苡种质资源的保护需求迫切。
1 薏苡种质资源的区域分布
薏苡是华夏民族最早开发利用的禾本科植物之
一, 至少有六千年以上的栽培历史, 据文史资料记
载,我们祖先最早的图腾崇拜物就是薏苡 [7]。 薏苡起
源于亚洲东南部的热带、 亚热带地区, 包括中国华
南、西南和马来西亚、越南、泰国、印尼等地域。 我国
薏苡资源分布广泛,遗传多样性丰富,近 10 余年考
察研究表明, 在我国绝大多数省份均有薏苡资源分
布,仅有青海、甘肃、宁夏未见报道 [8]。 近年来薏苡在
南北各省区的栽培范围广泛,在四川、广西、浙江、贵
州几省的产量尤为可观[9]。 广西省是目前我国薏苡的
主要产区,薏苡产量占全国总产量的 65%左右,种植
面积达 0.6 万 hm2·年-1[10]。考察结果表明,目前广西省
分布薏苡资源的乡镇多达 95 个,以桂中和桂西为分
布中心,且种类繁多,遗传多样性丰富。 广西境内还
存在大量的水生薏苡资源, 并有大面积的原生地[11]。
陆平等 [12]也在广西作物种质资源考察中首次发现了
广西西南部有水生薏苡种分布。
2 薏苡种质资源的进化与遗传多样性
庄体德等[13]根据蜡叶标本及试验研究,将我国薏
中国薏苡种质资源研究进展
杨丽娟 1,张继武 2,梁晓艳 1,梅宏瑶 1,孙淑云 1,梁喜龙 1
( 1.黑龙江八一农垦大学农学院,大庆 163319;2.和平牧场第三作业区)
摘 要:对中国薏苡种质资源的区域分布,进化与遗传多样性及种质资源评价与利用等方面的成果进行总结,旨在为薏苡种
质资源的保护及深层次的开发利用提供帮助。
关键词:薏苡;种质资源;遗传多样性
中图分类号:S514 文献标识码:A 文章编号:1002-2090( 2015)05-0066-03
Research Progress on Germplasm Resources of Coix lacryma-jobi L.in China
Yang Lijuan1,Zhang Jiwu2,Liang Xiaoyan1,Mei Hongyao1,Sun Shuyun1,Liang Xilong1
( 1.College of Agronomy,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319;2.The third section of Heping pastures)
Abstract:In this paper,the regional distribution,evolution and genetic diversity,appraisal and utilization of Coix lacryma-jobi L.
germplasm resources were reviewed. The aim is to provide the valuable information for the protection of Coix lacryma -jobi L.
germplasm resources,further development and utilization.
Key words:Coix lacryma-jobi L.;germplasm resources;genetic diversity
收稿日期:2015-01-21
基金项目:国家杂粮工程技术研究中心组建项目( 2041320000-1) 。
作者简介:杨丽娟( 1983-) ,女,实验师,黑龙江大学毕业,现主要从事农业微生物及杂粮栽培技术研究工作。
通讯作者:梁喜龙,男,副教授,硕士研究生导师,E-mail:xilongliang@126.com。
doi:10.3969/j.issn.1002-2090.2015.05.015
第 27 卷 第 5 期
2015 年 10 月
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 学 报
Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University
27( 5) :66~68
Oct. 2015
第 5 期
苡属植物分为 3种 4变种,并得出相应的核型。 他还
根据核型演化的两个指标 ( 平均壁比和染色体长度
比)作出核型演化散点图,总苞的演化方向大体上是
硬骨质→软壳质,小型→大型,各种类的演化关系似
乎以小果薏苡为起点, 沿着总苞骨质并增大的方向
演化出薏苡和菩提子, 沿着总苞增厚并延长的方向
演化出较为独特的长果薏苡; 沿着总苞变薄成壳质
的方向发展,则演化出薏米和台湾薏苡。 梁云涛等[14]
将来自中国、日本和韩国的 77 份薏苡材料进行集中
种植, 并依照农艺性状鉴定法进行田间观察鉴定及
数据采集。 其遗传多样性的分析结果表明,中国、日
本及韩国薏苡资源遗传多样性丰富, 尤其中国薏苡
在始穗天数、生育期、结实率等方面比日、韩两国的
种质资源更具有多样性和开发前景。黄享履等[15]对我
国不同省、 市搜集得到的 102 份薏苡资源进行形态
学、生物学、农艺和品质性状方面进行鉴定,结果表
明我国薏苡种质资源丰富,基本分为三个生态型,即
南方生态型、长江中下游生态型和北方生态型。 通过
薏苡种类多样性和野生薏苡种分布趋势的分析结果
认为,广西、云南是我国薏苡种质资源的初生地,而
长江中下游以及北方等地是薏苡种质资源北移、驯
化所形成的次生地。陈成斌等[16]对广西境内分布着薏
苡资源的 43 个县、95 个乡镇的种质资源进行考察,
共收集得到薏苡资源 103 个居群( 野生薏苡 77 个居
群, 野水生薏苡 26 个居群) 、810 份 ( 野生薏苡 538
份,野水生薏苡 225 份,韩国薏苡 30 份,日本薏苡 17
份) 。 所搜集的资源中,包含了许多新的濒危资源,有
效扩大了原有薏苡种质资源库。 目前广西境内广泛
存在的野水生薏苡资源, 形态特性较原始且为无性
生殖, 由此认为广西省是薏苡种质资源的起源地之
一。
3 薏苡种质资源的评价
过去对各地收集的薏苡种质资源的评价大多限
于形态学、生物学、产量和营养品质等方面。 目前,随
着分子生物学技术的深入发展与成熟, 分子手段和
技术也已开始得到有效的应用。杨志清[17]通过对云南
11 份薏苡种质资源的生育期、 形态性状和经济性状
的比较分析,对薏苡种质资源多样性进行了评价。 等
电聚焦凝胶电泳鉴定( IEF)是评价薏苡种质资源多
样性的常用方法之一。 1995 年 6~7 月由中国农业科
学院作物品种资源研究所采用薄层等电聚焦凝胶电
脉对以贵州薏苡为主的 40 份材料进行酯酶同工酶
分析( 其中贵州 29 份,广西壮族自治区、四川、山西、
山东、 江苏、 辽宁、 内蒙古等省区及韩国样品共 11
份) 。 结果表明,黔南山区薏苡的酯酶同功酶带型众
多,除 34号、35 号近似外,其余 27 份各不相同,表现
丰富的多样性 [18]。 郭银萍等 [19]利用 SSR 标记研究了
22份薏苡种质的遗传多样性,用 11 对扩增带型稳定
的 SSR 引物从供试材料中检测出 105 个等位基因变
异,每对引物检测等位基因 4~20个。 SSR引物的 PIC
介于 0.304 8~0.923 8。 说明多数材料间具有一定的
遗传差异, 也进一步证明 SSR 标记是鉴定薏苡种质
资源亲缘关系的一条有效途径。李戈等[20]采用人工田
间接种试验,对来自浙江等地的 7 个省市的 19 份野
生薏苡进行黑粉病抗性鉴定, 观察抗性不同的品种
在接种病原菌后苯丙氨酸解氨酶活性变化情况,结
果表明薏苡苯丙氨酸解氨酶的活性高峰期出现时间
及活性高低, 可以作为一种鉴定薏苡抗病性的辅助
手段,为种质创新与新品种培育奠定基础。
4 薏苡种质资源的利用
薏苡含有多种营养成分和活性物质,近年来,关
于薏苡种质资源利用主要集中在食品加工及药用研
究方面。 邢真 [21]以薏米为主要原料添加海带汁经液
化、糖化、发酵等工艺后酿造成营养保健酒,最大程
度地保留了薏米的营养与保健成分, 同时富含有生
物有机碘,易于直接为人体吸收。 薏米的香味掩盖了
海带的腥味,成为天然的掩盖剂,酒体协调,绵甜爽
口。 尚宏丽等[22]以薏苡仁与糯米为主要原料,并加入
嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌进行混合发酵, 制成
营养丰富的功能性酸奶。朱晓莹等[23]用不同溶剂对薏
苡茎、叶进行回流提取,采用 MTT法测定不同浓度的
薏苡茎、叶水提取液、乙醇提取液、甲醇提取液、丙酮
提取液、氯仿提取液对宫颈癌 Hela细胞增殖的影响。
结果表明不同溶剂的薏苡茎、 叶提取液对 Hela 细胞
增殖均有一定的抑制作用,其中以水提取液、乙醇提
取液对宫颈癌 Hela细胞增殖抑制作用最明显, 叶提
取物活性高于茎提取物活性,抗癌活性最强。 张文东
等[24]利用从薏苡仁中提取的薏苡酯为有效成分对 52
例肿瘤患者进行治疗的结果表明: 薏苡酯可使肿瘤
细胞停滞于 G2+ M 期, 从而抑制肿瘤细胞的增殖,并
诱导其凋亡。 还有研究表明:薏苡酯对肿瘤细胞的多
药耐药性( MDR)有明显逆转作用,并可通过调节细
胞因子水平提高肿瘤病人免疫功能。
5 展望
近年来,由于薏苡野生种的原生地遭到破坏,薏
杨丽娟等:中国薏苡种质资源研究进展 67
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苡野生种质资源急剧减少, 与上世纪 80 年代相比,
大约有 70%的野生薏苡原生地遭到毁灭破坏[10]。为了
保护这种日益减少而又很有利用价值的种质资源,
我们迫切需要加强对薏苡种质资源的保护工作。 首
先,应建立原生地保护区,根据野生薏苡分布情况,
按不同的生态型建立保护区,健全保护管理体系,启
动防卫措施,进行野生薏苡种质资源的原生地保护。
其次, 对于零星分布的不适宜建立原生地保护区的
野生薏苡资源,应建立异位保存体系,包括保存圃与
种质库的建立, 对各地濒危种质资源进行异位保
存[14]。再次,发展薏苡育种技术,并利用现有的优异种
质资源进行育种, 这对保护野生薏苡资源具有重要
意义。 此外,由于北方多雨,较南方高温干旱的气候
相比可大大节省灌溉用水量,昼夜温差大,更适宜营
养成分积累,因此今后应大力发展北方优势品种,特
别是适宜吉林、黑龙江地区种植品种的选育工作,因
为这些地区的品质资源在主栽作物的冲击下已近枯
竭。
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