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薄荷属植物物候期观察



全 文 :— 3 —现代中药研究与实践2010年第24卷第4期Chin Med J Res Prac,2010 July,Vol.24 No.4
·药材生产·
唇形科薄荷属植物是临床常用的中药材,也是
世界上主要的香料植物来源。根据《中国植物志》
记载,我国有薄荷属植物 12种,主要分布于东北、
华东、新疆地区 [1]。目前关于薄荷属植物的研究主要
集中在化学、药理和育种等方面 [2-5]。由于在栽培过
程中,长期采用无性繁殖,导致薄荷品种严重退化,
因此新品种选育成为目前急需解决的问题。在选育品
种的时候,首先要了解和认识育种材料的生长特性,
而物候期的差异就是生长特性最直接的外观表现,所
以对物候期的观察和分析可为品种选育提供科学依
据。本文观测了薄荷属 7个种的 38个种源的物候期,
并进行了差异性分析,旨在为薄荷属植物的新品种选
育提供有意义的参考资料。
1 材料与方法
1.1 材料
薄荷属 7个种的 38个种源,2004~2005年由世
界各地引进,种植于江苏省中国科学院植物研究所薄
荷种质资源圃(见表 1),由江苏省中国科学院植物
研究所李维林研究员鉴定。以各个种源为小区设置单
位,小区面积 1.5 m×2 m,随机排列,重复 3次,按
常规要求进行统一的田间管理。
1.2 物候观测
在各区组中,选择 10株生长良好、无病虫害的
健壮植株编号挂牌,作定位观测,并记录。2006年
3~11月间连续观测记录各定株物候出现的日期,以
10株平均期作为原始值。物候观测的项目有叶芽萌
动期、开始展叶期、展叶盛期、现蕾期、初花期、盛
花期、开花末期和种子成熟期共 8个物候出现和结束
的日期。为了简便,以下分别以 X1,X2,……X8表
薄荷属植物物候期观察
房海灵,刘 艳,梁呈元,李维林 *
(江苏省中国科学院植物研究所,江苏 南京 210014)
关键词 :薄荷属 ;物候期 ;主成分分析
中图分类号 :S311 文献标识码 :A 文章编号 :1673-6427(2010)04-0003-03
示 8个物候项目。物候始期以出现明显的物候相为标
志,盛期以达到物候相的 1/2为标志 [6]。
1.3 数据处理
将观测到的日期型数据变换成数字型数据进行
统计处理。按减去常数项的办法 [7],转换数据,计算
变动系数 [8]。数据转换计算公式为:
X′ij =Xij - minXij
式中 X′ij为转换后第 i行第 j列的数据,Xij为
转换前 i行第 j列的数据,minXij为转换前第 j列的
最小值。
1.4 主成分分析
对数字型数据离差标准化处理,然后进行主成
分分析 [3]。离差标准化的计算公式为:

收稿日期: 2009-09-25
基金项目: 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAI06A12-12)和江苏省
高技术研究项目(BG2005317)共同资助。
作者简介:房海灵(1983 - ),女,博士研究生,主要从事药用植物资源的研
究。
*通讯作者:李维林,E-mail: lwlcnbg@mail.cnbg.net
表1 薄荷属植物材料及来源
Tab. 1 Resources of plant of genus Mentha L.
引种号
1
2
3
9
28
4
5
6
7
8
10
11
14
15
16
17
18
19
24
种名
日本薄荷 M.
arvensis L.
灰薄荷 M.
vagans Boriss.
薄荷 M.
haplocalyx Briq.
来源
广西南宁
广西南宁
广西南宁
广西南宁
新疆伊犁
安徽颖上
湖北十堰
安徽太和
浙江杭州
广西南宁
广西南宁
广西南宁
江苏东台
安徽阜阳
江西大余
安徽安康
山东潍坊
甘肃张掖
江苏六合
引种号
25
26
27
20
21
22
23
38
12
13
30
31
33
34
32
35
36
37
29
种名
薄荷 M. haplocalyx Briq.
椒样薄荷 M. piperita L.
皱叶留兰香 M. crispata
Schrad.
留兰香 M. spicata L.
唇萼薄荷M.pulegium L.
来源
江苏镇江
澳大利亚
澳大利亚
美国
美国
新疆伊利
台湾
新疆伊犁
广西南宁
广西南宁
广西南宁
菲律宾
云南昆明
西藏林芝
江苏东台
英国
英国
江苏镇江
广东深圳
DOI:10.13728/j.1673-6427.2010.04.004
— 4 — 现代中药研究与实践2010年第24卷第4期Chin Med J Res Prac,2010 July,Vol.24 No.4
式中 X′ij为转换后第 i行第 j列的数据,Xij为转
换前第 i行第 j列的数据, 为转换前第 j列的平均值。
2 结果与分析
2.1 物候期观测结果
2006年春季从叶芽萌动期开始到种子成熟期时
为止,观测记录叶芽萌动期、开始展叶期、展叶盛期、
现蕾期、初花期、盛花期、开花末期和种子成熟期共
8个物候出现的日期,结果见表 2。
由表 2可知,薄荷属植物不同种类不同种源间
物候期存在较大差异。其中现蕾期差异最大,来自广
西南宁的日本薄荷 1号种源和来自新疆的灰薄荷 37
号种源现蕾最早,为 6月 22日;来自湖北十堰的薄
荷 5号种源现蕾最迟,为 8月 22日,极差达 61 d;
其次为初花期和开花末期,极差为 46 d;叶芽萌动期
差异最小,萌动最早的是来源于浙江杭州的薄荷 9号
种源和来源于江苏镇江的薄荷 28号种源,均为 3月
09日;最迟的是来源于安徽阜阳的薄荷 18号种源,
为 4月 03日,相差 25 d。相对而言,现蕾期、初花期、
开花末期的极差明显大于叶芽萌动期、开始展叶期和
展叶盛期。从叶的生长期(芽开始萌动到展叶盛期)
来看,最短的为来源于广西南宁的日本薄荷 1号种
源,仅为 69 d,最长的为来自澳大利亚的薄荷 30号
种源,为 104 d,二者相差达 35 d。
变异系数反映了各个种源某一物候期的离散
程度。从表 2可见,展叶盛期的变异系数最大,为
59.5%,说明各居群的展叶盛期差异最大;最小的是
叶芽萌动期,为 23.9%,说明各居群叶芽萌动期的出
现时间较为集中。叶芽萌动期、开始展叶期和展叶盛
期的变异系数平均为 36.17%,现蕾期、初花期、开
花末期的变异系数平均为 42.17%。由此可知,在自
然条件下,各种源生长期长短的影响因素主要是生长
后期各物候的差异程度。
2.2 物候项目的主成分分析
由于现实日期不易在计算机上运作,故将日期
以月为整数,日数化为 l0进位制,如 4月 22日化为
4.73,将全部数据进行转换,转换后的数据进行统计
分析。
把多个变量(指标)变为少数几个典型变量,
通过较少变量之间的典型相关系数来综合描述两组
表2 薄荷属植物物候期观测结果(日期表示:月/日)
Tab. 2 Growth period of plant of genus Mentha L.
引种号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
极差/d
变异
系数
叶芽
萌动期
3/12
3/13
3/13
3/10
3/20
3/25
3/15
3/18
3/09
3/13
3/11
3/23
3/16
3/10
3/14
3/16
3/28
4/03
4/01
4/02
4/01
3/31
3/18
3/20
3/19
3/21
3/13
3/09
3/15
3/18
3/12
3/27
3/25
3/23
3/20
3/18
3/08
3/16
25
0.239
展叶
始期
3/14
3/14
3/15
3/12
3/23
3/28
3/16
3/20
3/12
3/16
3/14
3/28
3/19
3/12
3/17
3/20
4/02
4/06
4/05
4/08
4/03
4/02
3/25
3/23
3/22
3/25
3/17
3/13
3/18
3/23
3/15
3/31
3/28
3/25
3/23
3/22
3/14
3/19
27
0.251
展叶
盛期
5/20
5/25
5/23
5/18
6/10
5/20
6/19
6/22
5/25
5/20
5/27
6/03
6/19
5/21
6/02
6/15
6/25
6/23
6/20
6/25
7/02
6/20
6/15
6/24
7/01
6/27
6/18
6/20
6/29
7/02
6/19
6/28
7/02
6/27
6/26
6/30
6/09
6/20
40
0.595
现蕾

6/22
7/03
7/07
7/17
8/22
8/02
7/20
7/09
7/04
7/09
7/07
7/05
8/13
8/02
7/14
7/19
7/02
7/04
7/07
7/14
7/22
7/08
8/05
8/07
8/05
8/03
7/17
7/13
7/16
7/20
7/01
7/06
7/02
7/15
7/13
7/04
6/22
8/05
61
0.470
初花

6/28
7/13
7/15
7/24
8/24
8/05
7/24
7/14
7/10
7/17
7/14
7/10
8/16
8/06
7/19
7/25
7/09
7/10
7/11
7/19
7/25
7/16
8/10
8/15
8/13
8/08
7/25
7/20
7/24
7/25
7/05
7/12
7/05
7/19
7/16
7/08
6/27
8/09
58
0.456
盛花期
7/10~9/03
7/20~9/10
7/21~9/20
8/02~10/01
8/29~10/04
8/10~9/20
8/14~10/03
7/20~10/19
7/17~9/28
7/22~10/02
7/25~10/15
7/23~10/07
8/25~10/19
8/17~10/23
7/25~9/29
7/29~10/15
7/15~9/26
7/20~10/02
7/24~10/27
7/30~10/15
7/29~10/12
7/22~10/18
8/15~10/15
8/20~10/25
8/19~10/04
8/16~10/16
7/30~10/20
7/27~10/13
8/03~10/04
8/05~10/20
7/10~9/30
7/20~10/03
7/15~10/15
7/28~10/27
7/23~10/18
7/18~10/22
6/30~10/17
8/15~10/20
——
——
开花末

9/25
9/20
10/01
10/13
10/20
10/03
10/12
10/26
10/20
10/28
10/26
10/20
10/27
11/03
10/17
10/26
10/15
10/26
11/02
10/25
10/20
10/30
10/23
10/30
10/16
10/28
10/30
10/24
10/17
10/29
10/14
10/16
10/28
11/05
10/28
10/30
10/26
10/29
46
0.339
种子
成熟期
8/01~10/15
8/10~10/20
8/15~10/25
8/20~10/28
9/15~11/05
8/20~9/27
——
——
8/24~10/19
——
8/17~10/09
8/15~10/17
——
——
8/16~10/27
——
——
——
——
——
——
8/23~10/30
——
——
——
——
——
——
——
——
——
8/13~10/28
8/10~10/30
——
——
——
7/20~10/28
——
——
——
表3 物候期相关系数矩阵及其显著性
Tab. 3 Correlation coeffi cient matrix and signifi cance of phenological
phases
相关
系数
显著性
(单尾检验)
x1
x2
x3
y1
y2
y3
x1
x2
x3
y1
y2
y3
x1
1.000
0.985
0.521
0.020
-0.015
0.227
0.000
0.000
0.452
0.465
0.086
x2
0.985
1.000
0.549
0.018
-0.018
0.271
0.000
0.000
0.458
0.458
0.050
x3
0.521
0.549
1.000
0.165
0.133
0.526
0.000
0.000
0.161
0.213
0.000
y1
0.020
0.018
0.165
1.000
0.991
0.216
0.452
0.458
0.161
0.000
0.096
y2
-0.015
-0.018
0.133
0.991
1.000
0.179
0.465
0.458
0.213
0.000
0.141
y3
0.227
0.271
0.526
0.216
0.179
1.000
0.086
0.050
0.000
0.096
0.141
— 5 —现代中药研究与实践2010年第24卷第4期Chin Med J Res Prac,2010 July,Vol.24 No.4
变量之间关系的紧密程度。现借助于典型相关分析的
方法,探索薄荷属植物的叶物候期与花物候期之间的
相关关系,具体做法为:把 3个叶的物候期指标分别
记为 x1(叶芽萌动期),x2(开始展叶期),x3(展叶
盛期);把 4个花的物候期指标分别记为 y1(现蕾期),
y2 (初花期),y3(开花末期),建立相关矩阵列于表 3。
表 3的单尾检验结果表明,在 6个观测项目中,
相关关系极显著的有 x1与 x2、x1与 x3、x2与 x3、y1
与 y2、x3与 y3,达到显著水平的有 x2与 y3,其余为
不显著。
从表 4可以看出,主成分 1的特征向量中,载
荷较高且符号为正的有 x1(叶芽萌动期)、x2(开始
展叶期)、x3(展叶盛期)和 y3(开花末期),此类时
期主要与植株叶的生长势有关,可称为叶生长势因
子。其中以 x1的载荷量最大,并与 x2、x3和 y3呈正
相关,说明植株开始萌发时期越早,到达开始展叶
期、展叶盛期和开花末期也越早。载荷较高且符号为
负的有 y1(现蕾期)和 y2 (初花期),此 2个时期呈
正相关,说明现蕾期越早,初花期也越早。前 4个时
期和后 2个时期呈负相关,说明伴随着叶芽萌动期、
开始展叶期等时期的提前,现蕾期和初花期出现的时
期会延后,即过于追求植株的营养生长,将会造成植
株生殖生长的延后。
主成分 2的特征向量中,载荷较高且符号为正
的有 x3(展叶盛期)、y1(现蕾期)、y2 (初花期)和
y3(开花末期),特征向量值分别为 0.059、0.476、0.475
和 0.131。载荷较高且符号为负的是 x1(叶芽萌动期)
和 x2(开始展叶期)。
3 结论与讨论
薄荷属植物不同种类不同种源的物候期有一定
的差异,其中以现蕾期差异最大,其次为初花期和
开花末期,差异最小的为叶芽萌动期。叶芽萌动期、
开始展叶期和展叶盛期的变异系数平均为 36.17%,
现蕾期、初花期、开花末期的变异系数平均为
42.17%,说明各种源生长期长短的影响因素主要是
生长后期各物候的差异程度。
主成分分析结果显示,植株叶生长势的构成因
子叶芽萌动期、开始展叶期和展叶盛期中,叶芽萌动
期的载荷量最大,伴随着叶芽萌动期、开始展叶期
等时期的提前,现蕾期和初花期出现的时期会延后,
即过于追求植株的营养生长,将会造成植株生殖生长
的延后。
参考文献
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科学出版社, 1977 : 260.
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[3] 曾建伟,钱士辉,吴锦忠,等.薄荷非挥发性成分研究 [J].中国中药
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西北林学院学报,2003,(3) :40-42.
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社.1989 :82-191.
[8] 北京林学院.数理统计 [M].北京:中国林业出版社.1980 :98-104.
表4 主成分载荷矩阵
Tab. 4 The factor load matrix of principal component
原变量
x1
x2
x3
y1
y2
y3
1
0.367
0.360
0.295
-0.029
-0.013
0.189
2
-0.082
-0.083
0.059
0.476
0.475
0.131
主成分
中国中医科学院“时珍工程”合作创新联盟启动
中国中医科学院“时珍工程”合作创新联盟日前正式启动。 “时珍工程”与重点解决中医基础理论核心
问题的“岐黄工程”及重点提高中医药防病治病能力的“仲景工程”并列为三大工程,是中国中医科学院在
“十一五”期间推动中医药发展的重大举措。“时珍工程”自启动以来,已经推进了10个关键技术平台的建
设及30个临床疗效可靠的中医药品种的研发,并取得了可喜的进展和一批高水平的成果。
“时珍工程”合作创新联盟的核心就是技术的进步与组合,通过投资与合作,切实扭转科研生产两张皮
的局面,真正地围绕着民众健康的需求以及科研与产业的共同利益,把促进中医药更好地服务民众作为联盟的
根本出发点和落脚点,建立一个有效的运行机制。 (信息来自新华网)
·信息·