药用南方红豆杉的人工培育技术研究

目    录中英文摘要 21 形态特征、生活习性32 现存状况、开发价值33 人工培育技术33.1 种子繁殖33.1.1 种子的选育33.1.2 种子的处理33.1.3 育苗的管43.2 扦插繁殖技术43.2.1 插条的选择43.2.2 插条的处理43.2.3 扦插时间43.2.4 扦插基质环53.2.5 插后管理53.3 组培育苗技术54 结语6参考文献7药用南方红豆杉的人工培育技术研究摘  要：南方红豆杉是集材用、药用、 观赏、绿化于一体的珍稀 树种，因其含有天然抗肿瘤成分紫杉醇而备受瞩目。又由于其自然成活率很低，需求又大。对南方红豆杉人工繁育技术应该重视，本文就南方 红豆杉的三种主要人工繁育技术种子繁殖、扦插繁殖和组织培育技术近几年的研究成果做出综述。关键词：人工培育；种子繁殖；扦插繁殖；组织培育The southern taxus medicinal artificial cultivation technology research(College of Chemistry and Life Science，Neijiang Normal University，Neijiang，Sichuan 641112，China)Abstract:The stocking is harvesting, medicinal and ornamental, greening in one of the rare species, because it contains natural ingredients paclitaxel and anti-tumor attention. Due to its nature and survival rate is very low, demand and big. The artificial breeding technology of taxus should pay more attention to. Based on the three main types of the stocking artificial breeding technology seeds breeding, cutting propagation and organization cultivating techniques in recent years are reviewed.Key words: Artificial cultivation；Seed  breeding；Cutting  propagation；Tissue  cultivation1 形态特征、生活习性南方红豆杉为长绿乔木，叶螺旋着生，基部扭转呈二列状，线性，微弯呈镰刀状。宽 34mm，长 23.5mm，先端渐尖，两面中脉隆起；下面中脉两侧各有一条灰绿色或黄色的气孔带，中脉带上无角质乳头状突起点，或局部或零星分布，且色泽与气孔带不同。雌雄异株，球花单生叶腋，雌球花具短柄，基部数对交叉对生的苞片，顶端一胚珠。种子宽卵形或倒卵形，长 56cm，径 45mm，微扁，生于红色内质假种皮中，成熟时假种皮红色。外种皮骨质坚硬，种脐椭圆形。南方红豆杉为阴生植物，散生与海拔 5003500m的山林中。在气候较温暖，雨量充沛，温度较高的酸性黄壤、灰综壤及黄棕壤上生长良好。苗喜阴，厌晒，过温易染立苦病 1。2 现存状况、开发价值南方红豆杉有植物黄金之称，主要是它提取的紫杉醇具有独特的抗癌机理，是治疗转移性卵巢癌和乳腺癌的最好药物之一，同时对肺癌食道癌也有显著疗效。不仅如此，红豆杉还有很好的保健价值，可以作为饮料开发和日用品开发。目前红豆杉被用来制作盆景和绿化也是体现了红豆杉用途之广 2。但是由于红豆杉自然条件下生长速度慢，再生能力差，种子后熟期长，有性繁殖不容易，很难形成成片的群落。再加上提炼的紫杉醇量很少，导致每提炼一公斤紫杉醇会对野生红豆杉造成大面积死亡。3 人工培育技术31 种子繁殖种子繁殖是应用的最早的南方红豆杉人工培育技术，虽然相比其他繁育技术，种子繁殖周期较长，但也是比较成熟的技术。对南方红豆杉种子繁殖的限制因数主要有种子的选育、种子的处理和育苗的管理。311 种子的选育由于自然条件下南方红豆杉雌雄比例为 9：1 所以在自然条件下很难找到合适培育的种子。在吴晓明 3对不同授粉方法对比试验结果表明，在花粉清水液中加入 5%硼砂和 1%糖，用喷雾器喷雾授粉的结果率可达 97%,所以幼树处理方法很关键。到 10 月中旬，当果实呈绛红色，种子倒卵形，红褐色，有光泽的时候是它的最佳采摘时期。312 种子的处理种子的处理是影响成苗的主要因子，是种子繁殖优劣的关键 4。坚硬的外种皮对吸水没有障碍，其蜡质和栓质层可能是氧气进入的主要障碍。用 60%浓硫酸浸种 3h 或 95%乙酸浸泡 0.5h 可使种子活力争强，将成熟果实混合粗砂和水搓洗，并用白酒和 40 度温水浸泡20min 再用 500mlkg 赤霉素浸泡 24h，可使出苗率提高到 86%以上。而且南方红豆杉种子具有很深的休眠特性，具有胚根、胚轴双休眠习性。如何通过物理方法或利用药物等处理来解除休眠，使种子提早萌发，提高种子的发芽率是关键。张志权5 指出种子内存在发芽抑制物是种子休眠的成因之一，这种抑制物经研究可能不仅仅是aba 还有别的物质 6。而且利用255 度这种暖温层积 低温层积处理种子，可以显著的消除种子内发芽抑制物，但在层积前用激素做预处理效果不显著。313 育苗的管理种子的处理对平均成苗率产生及其显著的影响，在苗期管理时追肥对苗木地径生长也有显著影响。陈鹰翔 7 指出追肥处理积肥处理，而且试验表明以每 667 平方米施复合肥25kg，腐菜 200kg 的基肥，将种子与湿河砂按照 1：2 的比例混合进行低温层积贮藏处理，追肥以尿素 15kg667 平方米是用南方红豆杉种子培育优质壮苗的最优水平组合。不仅如此，因南方红豆杉是强阴慢长树种，喜温暖湿润生态环境，在幼苗出土前应搞好搭棚遮荫工作，成苗后苗木分布均匀，稀密适度，做好抗旱排涝，松土修剪的工作。32 扦插繁殖技术321 插条的选择嫩枝扦插育苗可以解决种子育苗时间长，不能稳定的保持母本优良遗传特性色问题。在枝条的选择对育苗的优劣会产生显著的影响。当选择插条穗长 12cm，径粗 0.51.0cm 时，插穗发根的最快，生根率也高达 75%,径粗 1.0cm，长 912cm 时的插穗发根最快，生根率可达 80%8。在树冠不同部位采集插穗对扦插成活率也有影响。在其他因子基本相同的条件下，采集树冠中、上部的插条成活率高，下部成活率较低。不同径级母树上采集插条，在其他条件基本相同，在中径级母树上采集的插条扦插成活率最高，小径次之，大径母树最低 9。胡德活等 10 又比较同一枝条不同部位扦插成活率，条件是在离顶芽梢 30cm 处的主干上剪取插条，以 10cm 长为一段平分为梢段，二段和三段，各段都保留 35 片叶子。研究得出生根率高低为二段侧枝三段梢段。322 插条的处理激素处理对南方红豆杉插苗发根和枝叶生长有显著的影响。傅瑞树等 12 指出相同浓度不同促根剂对插条的效果有很大区别。研究得出 4 种促根剂对扦插条生根效果为促根剂 A3A2A1萘乙酸，它们在同一水平的浓度下结果是一致的。不同浓度同一促根剂对插条的生根作用不同，对大规模扦插来说，穗条速蘸扦插优于穗条浸泡处理。南方红豆杉扦插繁殖试验也指出植物催根剂处理对扦插成活率有影响，使用植物催根剂处理后插穗成活率较高，相反则较低。在扦插条之前用激素处理可以提高其枝叶的生长量。王济虹等人 17又发现不同激素处理对新梢年生长量影响不同，四年生扦插苗经修剪，然后用 20mgl 的 ABT1 水溶液涂抹或喷施一、二年生插条类型的扦插苗，处理后能显著的提高枝叶单位面积的年生长量。323 扦插时间温度、湿度、空气和水肥等因素对南方红豆杉扦插和生长发育有一定的限制作用。所以有效的把握扦插时间可以极大的提高南方红豆杉扦插成活率。根据自然条件下温度对扦插成活率影响，在 6 月份温度事宜，成活率可达 81%，8 月份温度较高时，发根很快，但易染病，成活率只有 41%，11 月份的时候温度低，生长周期较长，成活率为 62%。我们可以在温室大棚内控制温度在 2530 度，湿度控制在 75%85%。根据一天不同的温差，高温时，中午搭建遮荫网，晚上揭开通风透气。当低温，则可以盖塑料薄膜，苗床上铺盖地膜，以提升温度 7    而且在不同地方南方红豆杉扦插时间也不同，在广州地区，2 月中旬到 3 月中旬为最事宜的扦插季节，早春和冬季，气温偏低，插条生根比较晚，雨水较多，插条容易发霉腐烂，不利于生根 9。324 扦插基质环境对南方红豆杉扦插环境特别是生境对插条生根和扦插苗的生长研究表明不同的环境对插条有不同影响。胡德活等 9研究了不同基质扦插的效果，在用河沙和红泥沙作为基质效果比较，不同季节也有所不同，但总的来说，沙床上穗条生根率大于泥床。傅瑞树等 10 研究指出基质对南方红豆杉扦插生根率影响，结果河沙和珍珠岩按 8：2 混配苗床的基质最佳，可使其生根率达到 84.3%，成苗率达到 81 .7%在其选择的基质中比较得到生根率和其他对插条影响因素的大小为河沙和红烧土按 5:5 混配> 黄土>单一河沙。王海珍 16等通过9 种不同基质对南方红豆杉 6 月龄小苗木生长的圃地育苗试验研究，结果表明用草炭+蛭石按照 1：1 比例 1混合作育苗基质的南方红豆杉苗木的苗高、须根数、地上部分鲜重的测量的表现较好，采用草炭+锯末+ 土+牛粪按照 2：2：2：1 的比例 1混合基质时南方红豆杉苗木的地径、全株鲜重、地下部分鲜重 3 个生长指标表现较好。若掌握好育苗基质配方则可以在南方红豆杉育苗生产中起着重要的推动作用。有关报道比较好的扦插基质有：红心土一细河沙按照 7：3 比例 18，善土一蛭石按照1：1 比例 19，珍珠岩一河沙按照 2：1 比例 20，河沙一珍珠岩按照 8：2 比例 10，在黄心土中加入河沙或煤渣等。从这些可以看到结构透气、疏松和保水保肥性比较好的都适合做南方红豆杉扦插育苗的基质。此外，丛插苗木的生长情况要优于单插苗木。还有研究表明拌种小麦或黄豆的生物措施也对南方红豆杉插条生根和扦插苗的生长有利，这可能与丛插苗木生长的整合效应有一定的关系，提供了相应的荫蔽作用和根际效应作用。325 插后管理在红豆杉人工培育中，插后的管理措施对南方红豆杉能否大规模的生长和存活显的 尤为重要，对在南方红豆杉生长过程中的影响因素控制是对南方红豆杉插后管理的关键所在。傅瑞树等 1415研究了两者的根系、叶绿素含量根呼吸强度等生理因素做了比较。研究得出，由于实生苗较扦插苗根系发达，叶绿素总含量高叶片内吲哚乙酸、绿原酸、N、P、K 及游离氨基酸等含量指标均高，导致扦插苗光合速率低生长水平不如实生苗。因此，在大规模繁育时扦插苗生根后的水肥管理和苗期营养水平和合理配套栽培显的尤为重要。喷施叶面肥有利于南方红豆杉扦插苗生长以及增加叶片叶绿素含量，用不同浓度的Ca、Mg 喷洒可提高南方红豆杉中紫杉醇和 10 一 DAB 的含量，但是其作用只能持续一段时间；自行配置的含镧、铈和钐 3 种稀土元素的混合肥可明显提高紫杉醇和 10 一 DAB含量并且可达到长时间的持续作用，而透光度对它们的影响恰恰相反。因此在插后管理中适当地喷施叶面肥并遮荫有利于插条的生长和提高紫杉醇含量。在温室扦插南方红豆杉的时候，因其适宜的条件可提高插苗的成活率，但其条件也带来了另一个影响的因素病虫，所以在温室栽培管理中对病虫的防治很重要，在傅瑞树等人的 13研究得出用一定量高效、低毒的化学农药防治病虫害可有效控制病虫害的发生，并强调运用非化学农药防治技术及生态防治、物理防治、生物防治及消毒技术为主要手段综合技术体系防治是以后研究的方向。33 组培育苗技术南方红豆杉的种子繁殖、扦插育苗和组培微繁技术都是要解决南方红豆杉快速、大量获得可培植植株。相比另两种常规繁殖技术。组培育苗技术具有可控性强、繁殖速度快、植物材料利用少等突出优点，还可用于脱毒苗繁殖及新品种选育。目前组织培养技术主要集中于愈伤组织诱导及培养、细胞悬浮培养以及外界条件改变对紫杉醇含量的影响等方面。红豆杉的组织培养包括两个层面的技术：一是通过愈伤组织或细胞悬浮大量培养直接提取紫杉醇成分并用于药物生产；二是利用组培微繁技术生产大量的组培苗以满足人工栽培需求。近年来许多研究对后者进行了系统研究，并在组培微繁关键技术如温度、光照、pH调控，以及外植体选用和激素配比等方面取得了长足进展。南方红豆杉的组培育苗方面已经取得了一定的研究进展，采用 B 与 Ms 结合的培养基以及用适宜浓度的激素(2，4 一 D，6BAtGA3)处理离体胚的休眠被解除，使胚萌发，再将培养物转入成苗培养基上，形成健壮完整的种胚苗的离体胚培养法 22；采用 BLG21和 mB 这 2 种基本培养基，以成熟种胚为试验材料，诱导出愈伤组织后在适当的条件下培养产生体细胞胚的体细胞胚发生法 22；在 3 月份采集处于旺盛生长期的嫩枝首先在DCR+01 mgLIBA+005 mLBA 培养基上培养，待腋芽萌发，苗长出后转入White+02 mgLIBA 生根培养基上培养。当根长约 05 cm 时，移栽至营养钵中30 d 后即可移栽。最后结果表明 3 月份采集的处于旺盛生长期的嫩枝最适宜腋芽的增殖培养，腋芽萌发及生长的最佳培养基为 DCR+01 mgL  3 一吲哚丁酸(IBA)+005 mgL 苄基腺嘌呤(BA) ，最佳的生根培养基为 White+02 mg L IBA ；当根长约 05 cm 时，移栽至营养钵中，在温度 25 ，相对湿度 75以上栽培 30 d 左右，逐渐加大光照强度，植株成活率可达 901 24。由此可以看出组培微繁诱苗过程中不同外植体诱导愈伤组织的培养基选取、效果差别和优化、植物生长调节剂浓度和生理碳源、配比、光条件和小分子添加剂等因素的影响是组培的关键因素，何康等 25曾对南方红豆杉的组织培养研究进展作过综述，阐述了，从细胞次生代谢诱导和生物反应器应用两方面总结了细胞悬浮培养生产紫杉醇的研究现状。4 结语由于南方红豆杉在自然条件下很难大规模的种植，其紫杉醇是有效的自然抗癌药物，是不可多求的自然药物。但其在南方红豆杉中含量又少，这又制约了我们对其的开发。我们有两个途径对红豆杉的开发一是利用南方红豆杉进行提取，二是经过化学途径合成。化学合成的技术有待开发，先阶段主要是大规模的种植红豆杉是主要的来源，所以对红豆杉的人工培育技术的研究还有待深入，对其在各种培育方法中的限制性因素应深入探究以达到大规模优良繁殖的目的。参考文献1 谢志慧，杜玲玲，李效贤，等南方红豆杉研究新进展J中国药业，2009，(15)：3-5.2廖朝阳植物黄金南方红豆杉J湖南农业，2008，(11)：23.3 吴晓明，葛世魁南方红豆杉幼树人工授粉技术研究J江西农业学报，2008，(12)：50-51.4 谢红梅 ，张晓文南方红豆杉播种繁殖试验J中国园艺文摘，2009，(7)：46-47.5 张志权，廖文波南方红豆杉种子萌发生物学研究J林业科学研究，2000，(3)：280-285. 6 朱念德，刘蔚秋影响南方红豆杉种子萌发因素的研J中山大学学报，1999，(2)：75-79.7 韩国勇南方红豆杉嫩枝扦插育苗技术J林业科技开发，2006，(5)：87-88.8 陈鹰翔南方红豆杉扦插繁殖试验J江苏林业科技，2001，(3)：21-22.9 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