山楂引种驯化研究.doc

1. 项目的立项依据1.1 研究意义山楂（Crateagus pinnatifida），属蔷薇科山楂属（Crataeguss PP.）落叶乔木，也称红果，是蔷薇科中一种重要的植物，也是我国特有的果树种类之一，该种耐旱、耐寒、耐瘠薄，是一种适应范围很广的树种，山楂属植物广泛分布于亚洲、欧洲、中北美洲及南美洲的北部，在我国有南北山楂之分，北山楂产于山东、河南、辽宁等地；南山楂产于江苏、浙江、湖北、云南等地。山楂花色纯白或红，其果实为红色、橙色、黄绿色、黄色或黑色，具有较高的营养价值和药用价值。山楂不仅是重要的果树，也是良好的园林观赏植物和绿化树种。山楂果实和叶中含有多种化学成分，其中，黄酮是山楂中的一大类化合物，能够降血压，降低胆固醇和血脂在血管壁上的沉积，增加皮下毛细血管的通透性，对心脑血管系统疾病有明显的疗效（李丛悠等, 2001）。山楂果实含有多种营养成分，不仅含有人体健康不可缺失的维生素C、糖、有机酸、蛋白质、钙、铁等成分，而且还含有较多的红色素和果胶，是食品工业的重要原料。山楂生长力强，树冠规整，花果鲜艳，除保持水土外，还可用来美化环境（李春生, 2006）。世界各国的研究人员对山楂属植物己经进行了较为广泛的研究，但是在研究深度上远远落后于苹果、梨、核果类等其他蔷薇科果树。由于山楂营养价值、经济价值、医药价值及生态价值都很高，在国内外有广阔的市场前景（高东升等, 1998）。本项研究在山楂主产区辽宁、山东地区引进15-20个品种，对其生物学特性、栽培特性、抗寒性、果实性状、果实和叶片化学成分进行系统的分析比较，旨在从引进的品种中选出经济价值和栽培品质相对较高的适合我省主栽的优良品种，以期为山楂在我省的优质育种和栽培以及进一步研究山楂品质提供参考，为进一步开发利用山楂种质资源提供科学依据。1.2 山楂的开发利用评价1.2.1 山楂的营养成分山楂几乎含有水果的所有营养成分，特别是有机酸和维生素，的含量较高。据中国疾病预防控制中心营养与食品安全所最新测定显示，山楂中一是含有大量维生素，以百克果肉计，维生素C 的含量在水果中仅低于鲜枣和猕猴桃；维生素E的含量居水果之冠；胡萝卜素的含量在蔷薇科水果中名列前茅。维生素C、E 及胡萝卜素都是抗氧化剂，能提高机体免疫力，增强体质，因此常吃山楂能防老、美容、防癌和防治动脉硬化；二是富含人体所需要的矿物质，以百克果肉计，其钙的含量在水果中仅低于小叶桔和柠檬，钙元素对维护人体神经、肌肉、骨骼、心血管的生理机能起着十分重要的作用，常吃山楂有利于稳定、调节血压；三是含有丰富的膳食纤维和果胶，膳食纤维是肠道“清道夫”，可以促进肠道的蠕动和消化腺的分泌，有利于食物的消化和废物排泄，果胶具有降低胆固醇和血糖、预防胆结石的功效。1.2.2 山楂的药用价值山楂的根、茎叶、种子都可供药用。临床主要以果实入药，其中主要含有黄酮类化合物，有机酸等成分。近年来山楂核、叶的临床应用也逐渐为我所重视。山楂核、叶主要含有槲皮素、金丝桃甙等成分，实验证实山楂果肉，核，叶中均含有不同量的黄酮成分，含量最多为果肉，核次之，叶较低。山楂含黄酮类化合物，能防治心血管疾病，具有扩张血管、增加冠脉血流量、改善心脏活力兴奋中枢神经系统、降低血压和胆固醇、软化血管及利尿和镇静等作用；山楂酸还有强心作用，对老年性心脏病有益，还能开胃消食，特别对肉食积滞的消食作用更好；有活血化淤的功效，有助于解除局部淤血，对跌打损伤有辅助疗效；所含的黄酮类化合物和维生素C、胡萝卜素等物质能阻断并减少自由基的生成，能增强机体的免疫力，有防衰老、抗癌作用；有平喘化痰、抑制细菌、治疗腹痛腹泻的成分。1.2.3 山楂的加工利用山楂适于鲜食，但鲜食所占比重不大，因果内含有红色素和果胶等物质，更适于加工成山楂酱、山楂果冻、果丹皮、山楂果醋等。山楂叶所含各种成分和果肉差不多，含有丰富的蛋白质和有抗癌作用的黄酮类化合物。从山楂落叶中提取山楂黄酮，回收率为6%至10%，并可用这种价格低廉的提取物配制高级饮料山楂酮果汁。此外，还可从干叶中提取降压活血的物质，一些科研部门与有关厂家研制成功的清凉饮料“沁心露”，就是利用山楂叶制作的，对心肌损伤、心血管疾病有明显的治疗效果。此外，山楂树叶还可生产降压茶叶等。另外，据记载，山楂叶和杜仲中均含有多种生理活性物质，它们有显著的降压、降脂、提高机体免疫力之功效，用山楂叶和杜仲皮、叶浸提液制作的饮料，对高血压、高血脂、心绞痛、免疫力低下者有较好的疗效，是一种新型疗效保健饮料。经科研部门化验，山楂核所含的各种成分与果肉差不多，尤其是苦杏仁甙、金丝甙、脂肪等还高于果肉。从山楂核中提取“山楂核馏油”，出油率达10%以上。馏油治疗湿疹、疖肿、神经性皮炎等常见多发皮肤病的总有效率达98.7%，治愈率达47.6%，馏油还有消炎、止痛、软化血管、降低胆固醇和甘油三脂等作用。用山楂核制成的“心脉通”硬膏可以外用，治疗高血压、心脏病。此外，山楂核还可生产高级灭菌杀蚊卫生香等其他药品，还可以用于制造山楂核活性炭。1.3 山楂的研究现状山楂果实中富含维生素C、钙、碳水化合物，具有很高的营养价值。在山楂果实中，山楂酸的含量很高，因此山楂的果肉、果汁具有消积健胃等医疗价值。山楂叶片、花和果实中富含黄酮、儿茶酚、三萜皂苷、低聚原花青素等物质，对高血压、高血脂、冠状动脉硬化和冠心病等具有替代性治疗作用（Rigelsky & Sweet, 2002; Jeong et al, 1999; 赵焕谆和丰宝田, 1996）。近几年来，国内外学者对山楂中药用成分的分析研究方兴未艾，研究内容包括山楂属植物药用化学成分的分析方法的建立（崔延萍和崔树玉, 2000; 高光跃等, 1995; 孙立立等, 2001; 张培成和徐绥绪, 2001），从山楂叶片和果实中分离鉴定新的黄酮类等药用成分（Zhang etal, 2001; Zhang & Xu, 2003; Min et al, 2000; 张世润等, 2001; 王冬梅等, 2005; ）和药用价值分析（Rigelsky & Sweet, 2002; Jeong et al, 1999; Kao et al, 2005; Min et al, 1999）。全国各地对山楂的引种栽培也进行了大量研究（刘晓正, 2005; 冯光英, 2007; 刘鑫等, 2008）。目前在山楂的主产区山东、辽宁、河北等省选育出早熟、中熟和晚熟的优良品种几十种，例如：燕瓤红、雾灵红、滦红、辽红、大绵球、豫北红、泽州红、马刚早红、丰收红、伏里红、秋金星、大旺等（刘祥林和崔红莉, 2004）.1.4 植物引种驯化研究综述基因资源是当今社会一类十分重要的资源，拥有了种类繁多的基因，就拥有了对生物工程的控制权（胡建忠, 2004）。适度引进优良种质资源，不断地充实和加强植物资源基因库，丰富植物品种的生态多样性、遗传多样性和种质优异性是一项十分重要的工作（王豁然和江泽平, 1995; 高恩广等, 2005）。引进优良植物资源，加强繁育开发已成为我国生态环境工程建设以及经济开发的当务之急（谢孝福, 1994）。因此掌握正确的引种驯化理论和程序是关键所在。林木引种是研究引进、驯化外来树种的一门科学，即从外地或外国引进本地区或本国没有的树种，通过驯化培育，使其成为本地栽培种的全过程。采用引种方式将区域外的树种变为本地栽培种，需要克服地理、气候、繁殖等方面的障碍，研究它的适宜生境、变异情况、与当地乡土树种的对比情况以及选择方法等。1.4.1 引种驯化的影响因素影响植物选择的主要因子包括气候、土壤、地形等生态因子以及病虫害因子（吴中伦, 1983）。正确掌握植物与环境关系的客观规律在植物引种驯化工作中相当重要，既要求原产地和引种地的生态条件相似，但又不可能要求完全一致；既要承认气候条件对植物的重要影响，又要考虑自然的综合因素和植物可以改造的一面。所以，在引种时一定要注意植物与生态环境条件的综合分析，慎重选择小气候和土壤条件，尽可能在新的条件下为植物提供近似原产地的条件（马友信等, 1997; 朱慧芬等, 2003）。1.4.2 引种试验阶段引种试验是引种程序中关键的一步。一般植物试验主要分为三个阶段，即初选试验、区域性试验、生产性试验。一般对初步引进的外来植物，应按照以上三个阶段来进行，也可根据实际情况，三个试验阶段交叉结合进行（胡建忠, 2004）。初选试验也叫淘汰阶段，即在一个或一些立地条件，对比大量不同植物的表现，淘汰表现极差，选择少量植物作更集约的试验，为下一阶段试验奠定基础（贺川江, 1995; 张德全等, 2005; 高恩广等, 2005）。区域性试验也叫测验阶段，可理解为植物表现阶段或适应性阶段。以初步试种表现良好的植物为主扩大试种，组织主区域或同一地区不同立地条件类型的地理试种，了解植物的生长及适应性（贺川江, 1995; 张德全等, 2005; 高恩广等, 2005）。生产性试验是按照常规生产条件，采用生产上允许的技术措施，通过一定面积的生产试种，验证区域性试验入选植物的生产力，确定其大面积推广范围，对已达到引种目标的植物提请鉴定推广（贺川江, 1995; 张德全等, 2005; 高恩广等, 2005）。1.4.3 引种驯化成功与否评价判定通常情况下“由种子到种子”是衡量植物引种驯化成功的标准，但对于那些为了满足人们某种特定目的而被引种的植物，当它们能够达到这一目的时，我们就可以认为基本达到了引种驯化的要求。根据生产实践经验,引种试验成功的标准为： 与原产地比较，不需要特殊保护就能越冬、度夏，生长正常，并能开花结实； 没有降低原来的经济价值； 能够用原来的繁殖方式（有性或无性）进行正常繁殖（张德全等, 2005）。最重要的是繁殖和基因遗传，如果遗传性能不变，便是引种驯化成功的标志（曾洪学, 2005）。参考文献1 Chitin synthase inhibitory activity of ursolic acid, isolated from Crataegus pinnatifida. Planta Med, 1999, 65(3): 261-263.2 Jeong TS, Hwang EI, Lee HB, Lee ES, KimYK, Min BS, Bae KH, Bok SH, KimS U. Kao ES, Wang CJ, Lin WL, Yin YF, Wang CP, Tseng TH. Anti-inflammatory potential of flavonoid contents from dried fruit of Crataegus pinnatifida in vitro and in vivo. J Agrie Food Chem, 2005, 53: 430-436.3 Min BS, Jung HJ, Lee JS, Kim YH, Bok SH, Ma CM, Nakamura N, Hattori M, Bae K. Inhibitory effect of triterpenes from Crataegus pinnatifida on HIV-protease. Planta Med, 1999, 65(4): 374-375.4 Min BS, Kim YH, Lee SM, Jung HJ, Lee JS, Na MK, Lee CO, Lee JP, Bae K. Cytotoxic triterpenes from Crataegus pinnatifida. Areh Pharm Res, 2000, 23(2): 155-158.5 Rigelsky JM, Sweet BV. Hawthorn: Pharmaeology and therapetutic uses. Am J Heath-Syst Pharm, 2002, 59: 417-422.6 Zhang PC, Zhou YJ, Xu SX.Two novel flavonoid glyeosides from Crataegus pinnatifida Bge. var. major N.E.Br. J Asian Nat Prod Res, 2001, 3(l): 77-82.7 Zhang PC，Xu SX. C-glueoside flavonoids from the leaves of Crataegus pinnatifida var. major N.E.Br. 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