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Botanical characters of test-tube plantlets and seed plantlets in Bupleurum chinense

北柴胡移植试管植株与种子植株植物学性状分析



全 文 :居群。同时由于黄连的遗传多样性主要保持在居群
之间 ,在迁地保护时应尽量在较多的居群中取样 ,而
不是每个居群取很多样品。综合这两方面 ,才能全
面保护黄连的遗传多样性。
其次 ,保护和重建黄连居群的适宜生境 ,黄连本
身对生长环境要求特殊 ,一般生长在海拔 1 200 m
以上的低温潮湿环境 ,要求有林木庇荫的环境 ,要求
肥沃富含氮的土壤。保护好生境 ,就能保证它正常
生长、繁育 ,从而保护其遗传多样性 ,为其适应自然
选择打下基础。
再次 ,针对黄连种子具有后熟性 ,需经过长期的
胚后熟和低温休眠才能出土成苗[17 ] ,而且结实率低
等繁殖生物学特性。一方面 ,可提供其种子正常萌
发生长的生境 ;另一方面 ,可研究人为加速其种子萌
发的措施 ,即在果实成熟期获取种子 ,通过人工处理
缩短种子休眠期[18 ] ,播种于适宜的生长环境 ,以增
加种群中实生苗的数目。
最后 ,建议在人为活动较强的地区加大宣传力
度 ,有效控制对黄连的采挖 ,并且可以尝试人为创造
居群的基因交流和重组条件 ,更好地维持其遗传多
样性水平。
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北柴胡移植试管植株与种子植株植物学性状分析
李  博 ,郝贵茹 ,常  琦 ,李晨龙 ,王丽荣 ,郝建平 3
(山西大学生命科学与技术学院 ,山西 太原  030006)
摘  要 :目的  通过对移植试管植株与种子植株植物学性状的对比分析 ,为优质北柴胡快速繁育方法的建立和推
广提供科学依据。方法  选取有效药用成分高、遗传稳定性好的北柴胡栽培类型进行快速繁殖 ,比较移植试管植
株与种子植株的植物学性状。结果  北柴胡移植试管植株在分蘖数、分枝数、有效花序数以及根质量等方面明显
优于种子植株。结论  通过快速繁殖和试管苗的规模化种植 ,在保持北柴胡优良性状的同时 ,可以收获多于种子
植株的根器官和种子。
关键词 :北柴胡 ;快速繁殖 ;移植试管植株 ;种子植株 ;植物学性状
中图分类号 :R28212    文献标识码 :A    文章编号 :025322670 (2009) 1021634204
·4361· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 10 期 2009 年 10 月
3 收稿日期 :2009201211                      
基金项目 :国家级大学生创新性实验计划项目 (081010802) ;山西省科技攻关项目 (05107722)
作者简介 :李 博 (1987 —) ,男 ,山西省绛县人 ,山西大学 2005 级生物科学专业本科生 ,主要从事植物细胞工程方面的研究工作。3 通讯作者 郝建平 E2mail :jphao @sxu1 edu1cn
Botanical characters of test2tube plantlets and seed plantlets in Bupleurum chinense
L I Bo , HAO Gui2ru , CHAN G Qi , L I Chen2long , WAN G Li2rong , HAO Jian2ping
(School of Life Science and Technology , Shanxi University , Taiyuan 030006 , China)
Abstract : Objective  To provide a scientific basis for t he creation and promotion of the rapid p ropaga2
tion of excellent B u pleurum chi nense and st udy on botanical characters of test2t ube plantlet s and seed
plantlet s in B1 chi nense1 Methods  B1 chi nense wit h high effective medicinal ingredient s and great stability
of genetic characters was selected for rapid p ropagation , and some of botaninal characters between test2
t ube plantlet s and seed plantlet s were compared1 Results  The tiller number , t he branch stem number ,
and the inflorescence number of t he test2t ube plantlet s were significantly greater t han those in seed plant2
let s1 Conclusion  Through t he rapid p ropagation and t he large2scale cultivation of test2t ube plantlet s of B1
chi nense , much more root s and seeds are obtained comparing wit h t hose of seed plantlet s , while maintai2
ning the excellent t rait s of B1 chi nense1
Key words : B u pleurum chi nense DC1 ; rapid p ropagation ; test2t ube plantlet s ; seed plantlet s ; botanical
characters
  北柴胡 B u pleurum Chi nense DC1 为伞形科柴
胡属植物 ,《中国药典》2005 年版收录其为药用柴胡
的原植物[1 ] 。北柴胡根中含有柴胡皂苷和挥发油等
成分 ,具有抗病毒、抗细菌内毒素、抗炎、抗肿瘤、抗
惊厥、解热、调血脂及促进分泌、保肝、提高免疫力等
功效[2 ] 。近年来 ,柴胡的市场需求量逐年增加 ,同时
由于过度采掘和自然环境的恶化致使野生柴胡资源
日趋匮乏 ,市场供应逐渐转移到人工种植上来 ,但人
工栽培中又存在种质混杂现象严重 ,药材质量参差
不齐和种子发芽率低等问题[ 3 ] 。因此 ,规范化种植
和推广综合性状有优势的优质北柴胡类型 ,对于保
障药材质量的稳定和柴胡产业的可持续发展具有重
要的意义。
通过无性繁殖技术培育的试管植株及其种子具
有相同的基因型 ,可以保证其优良的性状及遗传稳
定性 ,繁殖和培育过程高效快速 ,繁殖系数和移栽成
活率高 ,成本低廉。本研究在对各地北柴胡的主要
有效成分柴胡皂苷的量、遗传稳定性等进行测定、分
析以及建立柴胡快速繁殖技术体系[ 4 ,5 ] 的基础上 ,
选择原产地为山西、有效药用成分高、遗传稳定性好
的优质北柴胡作为起始材料 ,应用快速繁殖技术培
育试管植株 ,进而将所获得的试管植株移栽至大田 ,
对试管植株的植物学性状进行观察和测量 ,并与山
西省南部和中部两个不同地域种植的同一类型种子
植株进行对比分析 ,以期为优质北柴胡的快速培育
和种子生产提供依据。
1  材料与方法
111  材料 :实验用北柴胡 B u pleurum chi nense DC1
试管移栽植株由本课题组培育并种植于山西太原 ;
对比种子植株分别种植于山西南部的绛县和山西中
部的太谷县。试验用北柴胡均引种于山西陵川 ,由
山西农业大学王玉庆教授和山西省药物培植场赵玉
臣主管中药师鉴定。
11111  试管苗的培育 :将采自田间的北柴胡植株用
自来水冲去浮土 ,选取带腋芽的幼茎 ,切成 3~5 cm
长的切段进行快速繁殖[ 4 ,5 ] 。将生根多且健壮的试
管苗炼苗 3~5 d 后 ,转移到含有泥炭、珍珠岩比例
1 ∶1混合基质的营养钵中 ,在空气湿润、光照充足的
环境中炼苗 1~3 周 ,然后将营养钵转移到田间 ,幼
苗完全适应以后移栽至大田。
11112  种苗的培育 :将北柴胡种子分别种植于位于
山西绛县的山西省药物培植场和位于山西太谷的山
西农业大学试验地。
112  方法 :9 月底北柴胡基本成熟之后 ,在 3 个不
同的种植地点随机选取两年生的植株各 20 株 ,对其
主要植物性状进行测量。同时带回实验室对其进行
阴干处理 ,待整个植株干燥后 ,用枝剪将整株分为
根、茎及分枝、花序等几个部分 ,分别测量试管移植
植株和种子植株的主茎、各级分枝以及各级花序轴
的长度、直径、干物质质量等性状 ,最后对所得数据
进行统计分析。
2  结果与分析
211  北柴胡试管移栽植株与种子植株的生长状况 :
与种子植株相比 ,移栽的北柴胡试管植株生长十分
旺盛 ,苗高、苗壮、苗齐 ,株高为 124~147 cm ;种子
植株株高为 7715~120 cm。结果见图 1。
212  北柴胡试管移栽植株与种子植株的部分植物
学性状比较 :北柴胡试管移栽植株和种子植株的器
·5361·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 10 期 2009 年 10 月
  柴胡试管移栽植株        柴胡种子植株
图 1  柴胡试管移栽植株与种子植株的生长状况
Fig11  Growth status of test2tube plantlets
and seed plantlets in B1 chinense 官数量、直径、长度及干物质质量等的测量结果见表 1 和 2。21211  北柴胡植株主茎综合性状比较 :由表 1 和 2中的测量数据可以看出 ,北柴胡试管植株主茎的平均长度为 135 cm ,平均直径为 01405 cm ,平均质量131053 2 g ;绛县和太谷种子植株主茎的平均长度分别为 110 cm 和 9416 cm ,平均直径分别为 01213cm 和 01235 cm ,平均质量为31165 2 g 和21659 1g。就北柴胡主茎综合性状而言 ,试管植株 > 绛县种子植株 > 太谷种子植株。21212  北柴胡植株的分蘖、分枝及花序数比较 :表1 和2中的测量数据表明 ,北柴胡试管植株的分蘖
表 1  试管移植植株、绛县种子植株和太谷种子植株器官的数量、直径和长度
Table 1  Number of organs , diameter , and length of test2tube transplant plantlets and seed plantlets
from Jiangxian and Taigu of Shanxi Province
北柴胡 主茎 茎节 分蘖
分 枝
1 级 2 级 3 级 4 级
花序轴
顶端 1 级 2 级 3 级 4 级
试管移 株数 20 20 20 20 20 16 1 20 20 20 16 1
植植株 数量 Max 1 47 7 136 592 982 24 1 136 590 974 17
Min 1 41 4 68 410 816 24 1 68 407 809 17
Avg 1 45 5 108 537 944 24 1 108 533 931 17
直径/ cm Max 01434 01148 01 070 01034 01030 01 059 01060 01 063 01040 01021
Min 01374 01123 01 060 01028 01012 01 042 01038 01 030 01028 01013
Avg 01405 01135 01 062 01031 01025 01 051 01054 01 054 01031 01015
长度/ cm Max 147 39 10 215 115 41 2 117 11 8 112 017
Min 124 27 61 5 212 019 21 6 113 01 7 013 0135
Avg 135 3316 71 5 212 1113 31 5 115 11 6 0178 0146
绛县种 株数 20 20 1 20 20 11 3 20 20 20 11 3
子植株 数量 Max 1 36 1 28 123 206 23 1 28 132 224 26
Min 1 30 1 20 83 161 15 1 13 79 171 13
Avg 1 32 1 24 98 19615 1916 1 19 941 5 20516 1615
直径/ cm Max 01254 01128 01 065 01025 01021 01 056 01054 01 040 01032 01021
Min 01178 01086 01 052 01012 01010 01 038 01046 01 020 01022 01016
Avg 01213 01103 01 060 01021 01015 01 046 01051 01 025 01024 01018
长度/ cm Max 120 3815 111 4 410 116 41 6 412 31 3 113 019
Min 92 20 51 5 116 113 31 2 319 21 5 019 0165
Avg 110 30 71 20 2190 1124 31 65 3152 21 75 1110 0173
太谷种 株数 20 20 1 20 20 10 2 20 20 20 10 2
子植株 数量 Max 1 32 1 24 69 161 36 1 24 75 144 26
Min 1 22 1 8 27 39 24 1 8 41 48 14
Avg 1 25 1 1914 591 6 10512 30 1 15 561 8 6815 20
直径/ cm Max 01320 01154 01 060 01032 01024 01 065 01070 01 042 01039 01025
Min 01158 01065 01 032 01021 01016 01 049 01046 01 026 01024 01016
Avg 01235 01121 01 054 01025 01017 01 054 01051 01 038 01028 01012
长度/ cm Max 107 36 101 6 319 1133 51 3 411 11 9 116 0186
Min 7715 24 41 5 210 0165 41 2 210 11 3 019 015
Avg 9416 28 61 6 3105 1123 41 9 311 11 65 1132 0167
    Max2最大值 ,Min2最小值 ,Avg2平均值 ,Num2出现数量 ,表 2 相同
    Max2maximum , Min2minimum , Avg —average , Num2number , Table 2 is same
·6361· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 10 期 2009 年 10 月
表 2  试管植株及种子植株茎质量、分枝质量和根质量对比
Table 2  Comparison on stem weight , branch stem weight , and root weight of test2tube plantlets and seed plantlets
北柴胡 干物质质量/ g 主 茎
分枝 (包括花序)
1 级 2 级 3 级 4 级

试管植株   Num 20     20   20     16      1     20    
Max 161624 5 161 932 111420 5 41 468 5 01125 4 41571 7
Min 111376 0 71 294 0 61057 11 739 5 01125 4 31298 3
Avg 131053 2 121 549 8 91968 5 21 695 2 01125 4 41210 4
绛县种子植株 Num 20     20   20     10      2     20    
Max 51965 6 51 581 7 31962 0 01 405 0 01200 6 21892 6
Min 21659 8 31 249 6 21051 2 01 263 4 01096 3 11682 1
Avg 31165 2 41 201 4 21698 4 01 305 2 01148 5 21231 4
太谷种子植株 Num 20     20   20     11      3     20    
Max 31242 9 31 154 3 21679 5 11 036 2 01201 4 21489 1
Min 11997 0 11 528 7 21134 8 01 689 2 01136 2 11963 5
Avg 21659 1 21 968 4 11584 6 01 714 5 01162 1 21031 2
数较多 ,一般为 4~7 个 ,多者可达 10 个以上 ;而绛
县种子植株和太谷种子植株的分蘖数一般仅为 1~
2 个。试管植株、绛县种子植株和太谷种子植株单
株一级分枝的平均数量分别为 108、24 和 1914 ;二
级分枝的平均数量分别为 537、98 和 5916 ;一级分
枝和二级分枝的数量比分别为 1 ∶5、1 ∶4、1 ∶3。
即试管移植植株单株的分蘖数以及一级分枝和二级
分枝的数量均远大于种子植株。
  北柴胡试管植株、绛县种子植株和太谷种子植
株单株一级花序的平均数量分别为 108、19、15 ,二
级花序的平均数量分别为 533、9415、5618 ;单株一
级分枝 (包括花序) 的平均质量分别为121549 8、
41201 4、21968 4 g ,单株二级分枝的平均质量分别
为91968 5、21698 4、11584 6 g。即试管移植植株单
株的一级花序和二级花序数远大于种子植株。此
外 ,试管植株一级花序轴和二级花序轴的直径/ 长度
比均在 01033 以上 ,而绛县和太谷的种子植株的一
级花序轴和二级花序轴的直径/ 长度比值均在
01024 以下 ,说明试管移植植株的一级花序轴与二
级花序轴生长粗壮 ,有利于柴胡种子的发育。
柴胡的种子产量与分蘖数、分枝数和花序数等
性状呈显著正相关[ 6 ] ,而且一级花序和二级花序是
柴胡产生种子的主要部位[7 ] 。因此 ,试管移栽植株
的单株种子产量高于种子植株 ,非常有助于优质北
柴胡种质的种植推广。
213  北柴胡试管移栽植株与种子植株的根质量比
较 :北柴胡的有效成分主要集中于根部。通过对北
柴胡的根的质量进行比较发现 ,试管移植植株单株
根的平均质量41210 4 g ,而绛县种子植株和太谷种
子植株分别为21231 4、21031 2 g (表 2) ,即试管移
植植株的单株根质量明显高于种子植株。
3  结论
应用植物组织培养技术进行北柴胡的快速繁
育 ,起始材料为所选择的优良栽培类型 ,获得的试管
植株移栽后仍然表现出优良的植物学性状。北柴胡
试管移植植株的分蘖数和有效花序 (主要是一级分
枝与二级分枝)明显多于种子植株 ,其花序轴生长粗
壮 ,这就使得北柴胡试管移植植株在种子产量方面
具有优势。根部是北柴胡主要的药用器官 ,与种子
植株相比 ,试管移植植株根的单株产量较高。试管
植株均来自同一个基因型 ,由此保证了田间植株遗
传上的一致性。本实验着重从植物学性状方面比较
研究了北柴胡试管植株与种子植株的特点和差异。
试管植株、种子植株及其营养器官中有效成分的量
与植物学性状的关系 ,还有待于做进一步的研究。
综上所述 ,选取有效药用成分量高、遗传稳定性
好的优质北柴胡种质进行快速繁殖 ,是规模化培育、
生产优质种苗和种子有效而可行的途径 ,可以保证
柴胡药材的质量和稳定性 ,实现北柴胡生产、利用的
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