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        箭根薯的保育研究進(jìn)展△

        2022-12-06 05:26:15劉寒李林軒范沾濤梁瑩韋范胡營韋坤華
        中國現(xiàn)代中藥 2022年9期
        關(guān)鍵詞:藥用植物發(fā)芽率誘導(dǎo)

        劉寒,李林軒,2,范沾濤,梁瑩,2,韋范,2,胡營,2,韋坤華,2,*

        1.廣西藥用植物園 廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點實驗室,廣西 南寧 530023;

        2.廣西藥用植物園 廣西壯族自治區(qū)中藥資源智慧創(chuàng)制工程研究中心,廣西 南寧 530023;

        3.中國藥科大學(xué) 江蘇省中藥評價與轉(zhuǎn)化重點實驗室,江蘇 南京 211198

        箭根薯Tacca chantrieriAndre又名蒟蒻薯、大葉屈頭雞、老虎須、老虎湯、老虎花、山大黃[1],為蒟蒻薯科蒟蒻薯屬植物的干燥塊狀根莖[2]。箭根薯下垂紫黑色小苞片宛若虎須,整個花序狀似虎面,故又名“老虎須”[2-3];其根莖可清熱解毒、消炎止痛,臨床常用于治療肝炎、高血壓、胃痛、燒燙傷和刀傷等[3-4]。由于市場需求較大,導(dǎo)致其野生資源過度開采,蘊(yùn)藏量斷崖式下跌;箭根薯的種子在自然條件中的萌發(fā)率較低,難以分株繁殖,所以種苗數(shù)量限制了栽培規(guī)模[3]。目前,箭根薯的相關(guān)研究較少,導(dǎo)致其產(chǎn)業(yè)發(fā)展受限。為了促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展同時為了更好地保護(hù)利用箭根薯,急需深化開展箭根薯的相關(guān)研究,了解箭根薯資源現(xiàn)狀、掌握箭根薯生長發(fā)育規(guī)律、推動箭根薯的遷地保育和回歸保育,從而實現(xiàn)箭根薯資源的可持續(xù)利用。

        1 資源現(xiàn)狀

        箭根薯分布于我國熱帶至中亞熱帶南緣廣東、廣西、云南和西藏的墨脫等地,在南亞、東南亞的印度、越南、泰國等地也有分布[5]。目前,箭根薯生境受到人為破壞,其自身因素(如種子萌發(fā)條件嚴(yán)苛,對光照、水分和熱量要求較多,果實極易被鼠蟻等動物啃食)也嚴(yán)重制約種群自然更新。此外,因其綜合價值較高導(dǎo)致人們無節(jié)制利用資源。箭根薯已被國家認(rèn)定為三級保護(hù)植物,列入漸危品種[1,6]。

        2 遷地保育

        2.1 引種馴化

        高福洪等[7]通過低溫對老虎須的傷害試驗研究,發(fā)現(xiàn)箭根薯在-1 ℃的環(huán)境中會被凍死,在18 ℃的環(huán)境中,雖然箭根薯出現(xiàn)受害現(xiàn)象,但并沒有死亡,只有部分葉片受損,但后期生長過程中有一定幾率恢復(fù)。因此,在引種馴化時應(yīng)注意低溫保護(hù),避免植株凍傷。1960—1969 年西雙版納植物園首次對箭根薯進(jìn)行了引種和馴化栽培和保存[6]。有學(xué)者對采自我國西南、華南部分地區(qū)和泰國清邁的多個箭根薯居群進(jìn)行簡單重復(fù)序列間擴(kuò)增相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)其主要傳媒模式為自花授粉(因其居群間高水平的遺傳分化和居群內(nèi)較低的遺傳多樣性特點),箭根薯在生殖繁殖過程中可以自主授粉,無需借助動物傳粉[6-8]。箭根薯遺傳變異主要存在于居群之間,推斷產(chǎn)生原因為其自交繁殖方式,因此對其進(jìn)行保育時應(yīng)引種多個居群[6,9-10]。箭根薯馴化需根據(jù)箭根薯生物學(xué)特點及適宜生境來營造馴化條件,調(diào)查箭根薯資源分布區(qū),分析其適宜分布區(qū)的氣象因子,獲得適宜生長環(huán)境、氣候及區(qū)域等因素,再根據(jù)其生物學(xué)特點,從而營造出箭根薯馴化的適宜生境[11]。

        2.2 種苗繁育

        箭根薯的繁育方式通常有3 種,分別為組織培養(yǎng)繁殖、種子繁殖和分株繁殖[11-12]。

        2.2.1組織培養(yǎng)繁殖 組織培養(yǎng)技術(shù)指通過植物離體的組織器官培養(yǎng)得到組培苗,組培苗經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒捗邕^程后,可以移栽至野外進(jìn)行繁育。組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成為珍稀瀕危藥用植物保育的一種有效途徑。箭根薯的葉片、莖尖、種子、花器官等外植體均可作為組織培養(yǎng)的起始材料。

        研究人員以箭根薯野生種為材料,采用不同激素組合對不同部位起始材料(根莖、葉片、葉柄)進(jìn)行誘導(dǎo),結(jié)果顯示,葉片和葉柄均能誘導(dǎo)出愈傷組織,葉柄效果最好;篩選出了愈傷組織誘導(dǎo)、不定芽誘導(dǎo)分化、生根誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基的配比,其中誘導(dǎo)率、分化率和生根率分別為100%、90%和100%[6,12-13]。調(diào)整接種密度可以使愈傷組織的芽分化率提高到66.67%;適宜的萘乙酸(NAA)濃度可將葉片愈傷組織誘導(dǎo)根分化率提高至66.67%,接種密度為3 塊/瓶時,葉片愈傷組織誘導(dǎo)芽分化率為88%;1/2MS+0.50 mg·L-1NAA 培養(yǎng)基可使分化芽的生根率達(dá)到100%,其中箭根薯的根分化數(shù)為5.73 條/株[6,14]。白艷榮等[15]發(fā)現(xiàn),2%次氯酸鈉2 mL 和0.1%氯化汞8 mL 組成的消毒液對箭根薯種子消毒滅菌效果最好;溫度條件的改變對其種子萌發(fā)率無顯著影響,基質(zhì)中草炭和珍珠巖配比為1∶1 時移植煉苗較好?;ㄗ鳛榉N子植物的有性繁殖器官,也可以用來作為植物組織培養(yǎng)的材料,進(jìn)行植物繁殖。

        2.2.2種子繁殖 箭根薯種子種皮致密,結(jié)構(gòu)緊密,透水和透氣性較差,播種時將箭根薯種子均勻撒播于育苗基質(zhì)上即可[6]。研究人員發(fā)現(xiàn),箭根薯種子萌發(fā)具有需光性;萌發(fā)溫度為25~30 ℃伴隨周期性光照時種子發(fā)芽率較高;土壤含水量60%~70%最佳;種子在-18~4 ℃下貯藏半年,其發(fā)芽率較新鮮種子無顯著差異,貯藏半年以上,其發(fā)芽率下降明顯[16-20]。用水浸泡可軟化種皮加上適宜的處理時間對箭根薯種子萌發(fā)有顯著影響,其種子具輕度休眠習(xí)性,休眠時間約為1年[13]。在對箭根薯種子研究中發(fā)現(xiàn),種子采集地和采收時間對箭根薯種子發(fā)芽率影響顯著,采自西雙版納熱帶植物園陰生植物區(qū)的箭根薯種子發(fā)芽率為12%,采于思茅的種子發(fā)芽率高達(dá)90%以上[6,16],故使用種子進(jìn)行繁殖時,需考慮溫度、光照、水分、種源及采集時間等因素對種子發(fā)芽率的影響。

        2.2.3分株繁殖 分株繁殖過程中,需要保證箭根薯水分充足,但冬季應(yīng)減少澆水。但這一繁殖方式的繁殖系數(shù)低,難以滿足箭根薯大量繁殖的需要。

        2.3 種質(zhì)資源保存

        箭根薯的種質(zhì)資源保存方式包括:活體植株保存、種子保存及離體保存。其種子適宜保存在干燥低溫環(huán)境下[6,17];其組培苗宜存放在15 ℃下,需要半年繼代1 次,延長繼代的時間間隔的方法主要有加入生長抑制劑和降低保存溫度[18]。

        3 回歸保育

        當(dāng)前珍稀瀕危藥用植物主要有就地保護(hù)、近地保護(hù)、遷地保護(hù)和植物回歸的保護(hù)策略,對于箭根薯的回歸保育,需要綜合考慮箭根薯的生物學(xué)特性、生長環(huán)境特征及回歸野外后的管理和監(jiān)控等因素,從而制定適宜的回歸保育方案[11,19-21]。

        3.1 回歸保育的類型

        藥用植物回歸包含增強(qiáng)回歸、回歸引種、異地回歸、重建回歸[11,19-21]。目前,箭根薯主要分布于廣東、廣西、云南等地,生于水邊或雨林陰濕處[22]。其野生資源越來越少,為擴(kuò)大箭根薯的分布區(qū)域、增加箭根薯自然馴化的地理分布多樣性,可以從重建回歸、異地回歸和回歸引種這3 種保育類型著手??紤]到箭根薯資源現(xiàn)狀及保育回歸的資本投入,對于主要?dú)v史分布區(qū)的箭根薯種質(zhì)資源只需要限制濫采亂挖現(xiàn)象,保證現(xiàn)有資源正常更新和繁殖即可,至于增強(qiáng)回歸則意義不是很大[11,21-22]。

        3.2 回歸保育的適宜區(qū)域

        綜合考慮物種回歸地各因素對物種的影響。物種回歸地應(yīng)能基本滿足回歸物種生存所必要的各項基本條件,包括氣候、土壤、生態(tài)學(xué)、生物學(xué)等各方面因素;同時要排除導(dǎo)致回歸物種致瀕的主要因素或使其主要致瀕因素可控,只有滿足這些條件,才可進(jìn)行物種回歸。根據(jù)箭根薯生長習(xí)性可以選擇廣東、廣西及云南等地的熱帶雨林、山谷陰濕處等地作為箭根薯的回歸保育區(qū)域。但為了后期便于管理和監(jiān)控,確保箭根薯回歸保育能夠順利進(jìn)行,最好選擇自然保護(hù)區(qū)、森林公園及國有林場等區(qū)域作為箭根薯回歸保育的地點[21,23]。

        3.3 回歸保育實踐

        3.3.1育苗 因回歸引種用到的種苗數(shù)量大,箭根薯適宜通過種子繁殖或組織培養(yǎng)的方式繁殖種苗。

        3.3.2種植 箭根薯幼苗長出4~5 片葉后進(jìn)行移栽,種植時間不被季節(jié)限制。但其根系需要較為透氣的土壤環(huán)境,所以可在土中混入加腐質(zhì)土、甘蔗渣和有機(jī)肥等以增加透氣性、改良土壤營養(yǎng)狀況,種植前要施足底肥,壟墑種植,種植后提供足夠的水[6,13,24]。

        3.3.3后期管理 移栽15 d后可施肥。因為4—11月均為其花果期,所以在花果期開始至4 月份施有機(jī)肥,以后每月分別交錯施加尿素水肥和復(fù)合肥水肥至9 月,次月松土并施加施有機(jī)肥。若冬季缺水干燥應(yīng)保持基質(zhì)濕潤;若出現(xiàn)螺螄和蝸牛啃食植株,需適量使用蟲劑防治,在冬節(jié)易感褐斑病,此時可用農(nóng)用殺菌[6,13,24]。

        4 展望

        目前,由于生態(tài)環(huán)境的破壞及人們對藥用植物的濫采亂挖,藥用植物資源遭到嚴(yán)重破壞,藥用植物的生存和開發(fā)受到極大威脅。藥用植物保育學(xué)以保護(hù)生物學(xué)為基礎(chǔ),研究藥用植物物種喪失和藥效變化的機(jī)制,探索生物多樣性保護(hù)與藥效形成的原理和方法,制定保育策略,實現(xiàn)資源可持續(xù)利用的一門新興學(xué)科[11,21,23-27]。開展珍稀瀕危藥用植物的保育研究,需要綜合分析其社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等問題,構(gòu)建藥用植物的保護(hù)回歸與自然生態(tài)、人類社會的關(guān)聯(lián)性,以通過保育措施得到良好的社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益[20-21,26-29]。本文在箭根薯藥材資源研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合其生長特性、繁育特性、原生境特點及瀕危因素進(jìn)而制定了箭根薯回歸保育的方法,旨在為箭根薯制定生態(tài)種植和回歸保育實踐策略,并為其他珍稀瀕危藥用植物保育研究及實踐提供理論依據(jù)。在對藥用植物進(jìn)行保護(hù)與開發(fā)的實踐中,需將遷地保育與回歸保育等方法整合起來,充分利用生物技術(shù)、生態(tài)技術(shù)、工程技術(shù)集成,為珍稀瀕危藥用植物筑起一道安全的保護(hù)屏障,從而使珍稀瀕危藥用植物資源得到有效保護(hù)與開發(fā),更好地推動中醫(yī)藥行業(yè)的健康發(fā)展[29]。

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