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紫金牛属植物栽培研究进展



全 文 :第 11 期
收稿日期:2010-01-26
基金项目:广西科技攻关项目(桂科攻 0992003B-37);广西科技创新能力建设项目(桂科能 0992028-10)
作者简介:罗宝丽(1985-),女,黑龙江七台河人,在读硕士研究生,研究方向为药用植物保育生物学,(电话)13737744246
(电子信箱)aiqinhaixila@126.com;通讯作者,韦记青,副研究员,主要从事植物营养与栽培研究工作,(电话)0773-3550194
(电子信箱)weijq@gxib.cn。
第 49 卷第 11期
2010 年 11月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 49 No.11
Nov.,2010
紫金牛科紫金牛属植物(Ardisia)为我国中医及
民间常用药物,全株及根入药,对跌打损伤、风湿、
痨咳及各类炎症有良效。 有的果实可食,种子可榨
油,叶可作野菜[1]。此外,该属多数植物树型优美、枝
叶常青、果形美观,具有独特的观赏价值。 特别是虎
舌红、 朱砂根在’99 昆明世界园艺博览会上分别获
得“室内观叶植物一等奖”及“室内观果植物三等
奖”后[2],该属植物的观赏价值愈发受到重视。 本文
就该属主要植物种在形态特征、资源分布、繁殖栽
培、生理生化及其种质资源遗传多样性等方面的研
究情况做一综述,并对其开发利用前景进行展望,以
期为该属植物的进一步研究及开发利用提供参考。
1 形态特征及其分布
1.1 形态特征
紫金牛属植物多为小乔木、 灌木或亚灌木,状
近草本。 叶互生、稀对生或近轮生,通常具不透明腺
点,全缘或具波状园齿、锯齿或啮蚀状细齿,具边缘
腺点或无。 聚伞花序、伞房花序、伞形花序或由上述
花序组成的圆锥花序,稀总状花序,顶生、腋生、侧
生或着生于侧生或腋生特殊花枝顶端; 两性花,通
常为 5 数,稀 4 数;花萼通常仅基部连合、稀分离,
萼片镊合状或覆瓦状排列,通常具腺点;花瓣基部
微微连合,稀连合长达全长 1 / 2,无毛,稀里面被毛,
常具腺点;雄蕊着生于花瓣基部或中部;雌蕊与花
瓣等长或略长,子房通常为球形、卵珠形;胚珠 3~12
个或更多,1轮或数轮。浆果核果状,球形或扁球形,
通常为红色,具腺点,有种子 1 枚,种子为胎座的膜
质残余物所盖,球形或扁球形,基部内凹;胚乳丰
富;胚圆柱形,横生或直立[1]。
1.2 资源分布
该属植物多生于 2 400 m 以下的疏、 密林下或
紫金牛属植物栽培研究进展
罗宝丽 1,2,邹 蓉 2,韦记青 2,陈宗游 2,李 虹 2
(1.广西师范大学生命科学学院,广西 桂林 541004;
2.广西壮族自治区植物研究所 /中国科学院广西植物研究所,广西 桂林 541006)
摘要:综述了近年来紫金牛属植物在形态特征、资源分布、繁殖栽培、生理生化及其种质资源遗传多样性
等方面的研究,并对其开发利用前景提出了建议,旨在为该属植物的进一步研究及开发利用提供参考。
关键词:紫金牛属植物;繁殖栽培;生理生化;遗传多样性
中图分类号:S793.9 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2010)11-2909-04
The Research Advance of Cultivation on Ardisia
LUO Bao-li1,2,ZHOU Rong2,WEI Ji-qing2,CHENG Zong-you2,LI Hong2
(1. College of Life Sciences,Guangxi Normal University, Guilin 541004,Guangxi,China;
2.Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuang Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences,Guilin 541006, Guangxi,China)
Abstract: The researches on the morphological characteristics, resource and geographic distribution, propagation and cultiva-
tion, physiology and biochemistry, as well as genetic diversity of the genus Ardisia are reviewed in this paper. Some sug-
gestions on exploitation of the plant resources are also recommended in hope of providing a reference for the further studied
and exploitation of Ardisia.
Key words: Ardisia; propagation and cultivation; physiology and biochemistry; genetic diversity
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2010.11.064
湖 北 农 业 科 学 2010 年
阴湿的灌木丛中,全属约 300 种,主要分布于热带
美洲、太平洋诸岛、印度半岛东部及亚洲东部至南
部,少数分布于大洋洲[1]。我国有 72种,13变种[1,3],
分布于长江流域以南各地:贵州产 32 种,4 变种 [4],
分布于全省各地;云南产 36 种,10 种为云南特有分
布种 [5];海南产 24 种,5 变种,其中海南特有种 12
种 [6],主要分布在海南岛的中南部地区;江西产 12
种,2变种[7];江苏产 2种[8];广东产 43种,9变种[9]。
2 光合生理研究
在低光照下,随着光合有效辐射强度(PARi)的
增强,东南紫金牛、朱砂根、红凉伞 3 种植物的净光
合速率(Pn)增大,蒸腾速率(Tr)加大,叶温(Tf)均升
高,气孔导度(Gs)迅速增大,胞间 CO2 浓度(Ci)值
下降,水分利用效率(WUE)增加。当 PARi达到 400
μmol / (m2·s)时,出现了明显的光抑制现象;当 PARi
达到 800 μmol / (m2·s)时,Gs 下降,气孔运动受到影
响。 3 种植物的光合饱和点 (LSP) 在 199.251 8~
281.510 6 μmol / (m2·s),光补偿点(LCP)在 11.934 0~
51.678 9 μmol / (m2·s), 最大 WUE 为 2.27 ~7.56
μmol(CO2) / mmol(H2O)[10]。
3 繁殖和栽培技术研究
3.1 繁殖技术
3.1.1 常规繁殖 彭光天等 [11]研究了贮藏条件对
紫金牛属植物种子发芽率的影响,发现低温湿沙贮
藏效果较好,在 4℃下湿沙贮藏 470 d的朱砂根种子
有超过 83%的发芽率。 3.00 mg / L的赤霉酸(GA3)可
以促进该属植物种子提早萌发,提高发芽率。 该属
植物种子成熟过程中可能存在着一个后熟过程,需
要一段低温期来完成这个过程,获得发芽力,同时
发芽所需要的温度范围也比较宽。 朱砂根播种育苗
以种子去果皮、混沙湿藏,营养土(袋)播种,播后床
面用地膜小拱棚+谷壳覆盖处理的发芽率最高;以
75%的拱棚遮阴朱砂根的生长量最大, 以株行距 8
cm×8 cm的密度合格苗产量最高,成本最低[12]。浸种
4 d 在 20℃下培养最利于朱砂根萌发, 且在一定范
围内,温度高适当缩短浸种时间、温度低适当延长
浸种时间,均利于种子萌发[13]。虎舌红种子在 10~12
月采收为佳,种子去果皮经低温层积沙藏于翌春 3~
5 月播种。也可在早春采摘充分成熟的种子,不作任
何处理直接进行播种。 播种前用清水浸泡种子 48~
72 h,种子的发芽率可达到 90%以上。播种用的基质
多采用肥沃的腐殖土和河沙按照一定比例配比[14]。
目前,有关该属植物扦插繁殖试验研究的报道
仅限于朱砂根、百两金和虎舌红。 百两金扦插育苗
在 5~7 月间,尤其在 6 月份最佳,宜选用二年生半
木质化枝条作插穗, 浸蘸 400 mg / kg IBA 5s 后,插
入由细沙+山地火烧土+红壤土(1∶1∶1,V∶V∶V)组成
的基质中, 在透光率 25%遮阳网+塑料薄膜覆盖下
的拱棚内保温保湿,生根效果显著 [15]。 朱砂根最佳
扦插时期为 3 月下旬到 4 月中旬或 8 月下旬到 9
月上旬。 插穗剪取 7~9 cm,插条保留 3~5 片叶或不
留叶。 插穗上端口用封蜡保湿,下端口用 2 000 mg /
kg 的吲哚乙酸溶液处理 3~5 s, 插入深度为插条的
3 / 5[16]。 虎舌红扦插试验在芒种或秋分前后进行为
宜,插穗长度以 5~6 cm 为宜,保留 5 个芽节,去掉
或留下少量叶片; 插穗下端采用双削法切成斧状,
扦插前蘸生根粉 1~2 s; 扦插深度以插穗长度的 1 /
3~1 / 2为宜;扦插密度以株行距 3~4 cm 为宜,20~30
d左右生根。 扦插后,避免强光直射,应加一层遮光
率为 90%的遮阳网控制光照[14,17]。
3.1.2 组织培养 组织培养快速繁殖的研究主要
集中在虎舌红、朱砂根、紫金牛 3 个物种中,其中以
虎舌红居多。 虎舌红所用的材料以茎段和茎尖为
主。 已报道的虎舌红的茎段培养均是采取成年植株
的带芽茎段进行培养[18,19]。 茎尖培养与茎段等外植
体培养相比,具有形成丛生芽的比例高、增殖率高、
变异性小等优点 [20]。 此外,刘卫东等 [21]直接采用虎
舌红的顶芽和腋芽进行培养,成功获得组培苗。 虎
舌红组织培养所用的基本培养基主要有 MS、
1 / 2MS、B5 几种。 1 / 2MS更适合于虎舌红的分化培
养,其次是 MS,再次是 B5。 康美玲[22]的试验结果表
明,培养初期低盐度的基本培养基能使培养物快速
启动生长并能减轻褐变,1 / 2MS 对诱导芽萌发的效
果最佳。 江香梅等 [19]和罗吉凤等 [23]的试验结果表
明,MS为最佳诱导分化培养基。 卢其能[24]、杨妙贤[25]
的试验结果表明,1 / 2MS 是诱导芽分化和增殖的最
佳基本培养基,其次为 B5。 杜敏华等 [20,26]以虎舌红
茎尖作为外植体,用 MS 为基本培养基,配合 NAA
0.20 mg / L+CPPU 0.40 mg / L+AgNO3 4.00 mg / L 使
愈伤组织的分化率达到了 96.00%, 增殖倍数为
5.50。 适宜虎舌红离体培养的生根培养基是 1 / 2MS
和 MS。 1 / 2MS 不论从生根效果方面还是从成本方
面都比 MS 更适合。张月娇[18]以 1 / 2MS为生根的基
本培养基配合 IBA 1.00 mg / L 能使生根率达到
90.00%。 杜敏华等 [20,26]以 1 / 2MS+NAA 0.40 mg / L+
IBA 0.30 mg / L+蔗糖 26.0 g / L+琼脂 5.00 g / L 作为
生根培养基,生根率为 93.00%。 杨妙贤 [25]以 MS+I
BA 0.5 mg / L为生根培养基,形成完整植株。卢其能
[24]在试验中用 B5 和 White 作为生根培养基但生根
效果不好。 虎舌红组织培养所采用的生长调节剂
2910
第 11 期
主要有 6-BA、NAA、IBA、KT 等。 罗吉凤等 [23]的试
验表明, 在添加 6-BA 5.00 mg / L+NAA 1.00 mg / L
的培养基上 10 d 左右腋芽萌动生长, 增殖系数可
达 3.00~4.00。 卢其能等[24,25]认为 6-BA 1.00 mg / L+
NAA 0.01 mg / L 对芽的分化增殖最为有效,产生芽
的数量和质量最好。江香梅等[19]的试验表明,6-BA
2.00 mg / L+IBA 0.50 mg / L能诱导芽分化。张月娇[18]
以 6-BA 0.30 mg / L+NAA 0.10 mg / L 的激素浓度配
比 20 d 腋芽萌动, 在 6-BA 2.00 mg / L+KT 1.00
mg / L+IBA 0.50 mg / L 中继代培养, 增殖倍数可达
3.00~4.00倍。 近来,曾云英等[27]得出诱导虎舌红芽
分化的最优激素组合是 TDZ 0.50 mg / L+NAA 0.20
mg / L+AgNO3 3.00 mg / L,其平均诱导率达 94.56%。
诱导虎舌红芽增殖的最佳激素组合是 6-BA 1.50
mg / L+NAA 0.50 mg / L, 其平均增殖系数为 5.14。
IBA 对虎舌红生根的影响比 NAA 大, 培养基 1 /
2MS+IBA 0.30 mg / L+NAA 0.50 mg / L 诱导虎舌红
生根的效果较好,生根率达75.80%[27]。 卢其能[24]、杨
妙贤 [25]的试验表明适合虎舌红叶片培养的最适基
本培养基为 1 / 2MS,其次为 B5,叶片在 MS 培养基
中不能生长 ,1 / 2MS+6-BA 1.00 mg / L+NAA 0.01
mg / L 能使切口生长出较多的愈伤组织并能促使腋
芽萌动形成芽丛, 其次是 B5+2,4-D 1.00 mg / L+6-
BA 0.50 mg / L。
黄美娟等 [28] 采用虎舌红当年生幼嫩茎段,以
MS 为启动培养基,1 / 2MS 为生根培养基进行组培
试验,获得组培苗。其中,1 / 2MS+NAA 0.50 mg / L培
养基上诱导的根较其他培养基上粗壮, 生根率最
高,达 89.00%。
邓小梅等 [29]以紫金牛幼嫩枝条外植体进行离
体培养, 结果表明,MS+KT 1.00 mg / L+NAA 0.20
mg / L 有利于腋芽的诱导 ,MS+6-BA 1.00 mg / L+
NAA 0.20 mg / L 有利于丛芽的增殖。 培养基 MS+
IBA 0.20 mg / L 为根系诱导及生长的最佳配方,生
根率达 100.00%。
3.2 栽培技术
目前关于该属植物栽培研究主要集中在虎舌
红、朱砂根 2 个物种中。 刘德朝[30]对虎舌红栽培的
基质和光照进行研究,结果表明,以 70%的遮光结
合混合基质(火烧土∶苔藓∶鱼塘土∶发酵过的牛粪=3∶
3∶3∶1,V∶V∶V)效果为佳。 江香梅等 [31]对朱砂根盆栽
育苗和大田育苗技术进行了较系统的试验,结果表
明,盆栽育苗以腐殖土+红壤土(1∶1,V∶V)或泥炭土+
红壤土(1∶1,V∶V)作为营养土,近天然状态下透光度
30%的简易设施育苗,可以达到 1 年形成花枝、2 年
开始开花结实且花果保全充分、 观赏价值高的目
的。 大田育苗则以选择透光度 30%~40%、土壤肥力
和结构良好的林地作为育苗地, 采取直播方法育
苗, 在 4 月底至 9 月底的生长季进行大田移栽培
育,是朱砂根经济、高效的培育方法和措施。
吴沿友等 [32]对野生紫金牛进行了人工栽培试
验,结果表明,紫金牛的人工栽培宜选择疏松肥沃、
湿润、日照不强的林地或果园下种植。 为了促进紫
金牛的生长发育,应及时除草,适时追肥,在炎热的
夏季应注意遮阴和浇水。
胡小根等 [33]利用仿生栽培技术对朱砂根进行
商品苗的培育,通过对仿生栽培及设施栽培性价比
分析,可以看出仿生栽培可降低成本 16%~40%,同
时杜英林相比深山含笑、乳源木莲等具有更好的仿
生效果。
4 遗传多样性研究
江香梅等 [34] 采用 RAPD 分子标记对朱砂根 5
个自然分布居群进行遗传多样性分析, 结果 12 条
多态引物共扩增出 77 条谱带, 其中多态谱带 62
条,多态性比率达 80.52%。 说明朱砂根种内遗传多
态性高,变异丰富,与形态变异复杂多样一致。 朱砂
根 5个群体平均等位基因数 A为 1.805 2,有效等位
基因数 Ne为 1.460 0,Nei氏基因多样度 H为0.269 9,
Shannon 多样性指数 I 为 0.406 7。 总的群体基因多
样性达 0.270 6, 其中群体间的基因多样性 Dst 为
0.089 4,群体内的基因多样性 Hs 达 0.181 2,群体内
的基因多样性高于群体间的基因多样性。 朱砂根群
体间和群体内均存在着丰富的遗传变异,并以后者
为主要变异来源。 邓素芳等[35]采用 RAPD标记技术
对朱砂根 3 种类型的 15 份资源进行遗传多样性分
析和聚类分析。 从 200 个随机引物中筛选出 17 个
对 15 份供试朱砂根资源均能产生多态性谱带的引
物, 在这 17 个引物所检测的 247 个位点中,229 个
位点为多态性位点,多态性高达 92.71%。 这表明 15
份朱砂根资源的遗传多样性和遗传资源的丰富性。
不同朱砂根类型之间存在明显的遗传差异,而且根
据 RAPD 标记进行的朱砂根类型聚类结果与其形
态上的分类结果基本一致。
此外,袁德义等[36]分析了不同 DNA 浓度、Mg2+、
dNTP、引物用量对朱砂根 ISSR-PCR 扩增结果的影
响,确立适合朱砂根的 ISSR 反应体系为:在 20 μL
反应体系中,含 1×Buffer、30 ng 模板 DNA、随机引
物量 0.40 μmol / L、dNTP 0.15 mmol / L、Mg2 + 1.75
mmol / L、1UTaq DNA 聚合酶。 但用 ISSR 分子标记
技术对其进行进一步的种质资源鉴定及其遗传多
样性分析则尚未见报道。
罗宝丽等:紫金牛属植物栽培研究进展 2911
湖 北 农 业 科 学 2010 年
5 展望
紫金牛属植物既是我国传统中草药及民族药
物,又是我国名贵观赏花卉。 在天然药物开发和城
市园林绿化美化建设中正发挥着重要的作用。 经药
理试验和临床应用,紫金牛属主要药用植物具有清
热利湿、活血化瘀、舒筋活络、强筋健骨等功效,用
于治疗跌打损伤,止咳平喘,抗炎抑菌,抗肿瘤,抗
生育,驱逐肠道、骨内寄生虫等[37]。 随着紫金牛属植
物在临床上的广泛应用,其药材的市场需求必将十
分巨大。 为了适应紫金牛属植物产业化的需求,对
其进行人工种植的研究显得越来越重要。 有关该属
植物繁殖栽培、生理生化及其遗传多样性等方面的
研究不多,仍存在不少问题。 在繁殖栽培方面,现有
药材主要来自野生,许多地方以牺牲天然野生资源
为代价,滥挖乱采野生资源,极易使那些本就珍稀
的植物资源濒临灭绝的境地。 目前,仅有少数种类
开展过驯化和人工栽培试验,有效药用成分高的优
良品系的选育研究至今仍属空白。 今后应加强紫金
牛属植物资源调查和群落生态、生物学特性、野生
抚育技术、良种选育、有效药用成分含量种间和种
内遗传差异、种苗的繁殖技术和高产栽培技术等方
面的研究,建立种植基地或野生抚育基地,以保证
药材正常供应,为其产业化和资源保护提供技术和
科学依据。
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