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青钱柳繁殖综述

2016-07-19 10:03

      青钱柳Cyclocarya paliurus (Batal.) Iljin.是我国独有的单种属乔木植物,是国家重点保护的濒危植物之一,属三类保护植物。青钱柳树种用途广泛,是一种很有发展和开发利用前景的珍贵树种。研究发现青钱柳叶中不仅含有人体所必须的钾、钙、镁、磷等常量元素,而且还含有对人体保健有重要作用的微量元素如锰、铁、铜、锌、硒、铬、矾、锗等;从青钱柳叶片中提取的青钱柳甙I (cyclocarioside I )是目前世界上发现的40种具有甜味的天然化合物之一,具有很重要的研究应用价值;青钱柳嫩叶可代茶,叶中含有多糖类化合物、黄酮类化合物、齐墩果酸、乳香、萜类化合物,此外还含有机酸,生物碱,以及甾醇很多对人体有利的无机物质和有机物质[1,2,3,4],具有多种药用和保健功能。据《中国中药资源志要》记载,青钱柳树皮、树叶具有清热解毒,止痛功能,可用于治疗顽癣,长期以来民间用其叶片做茶[5],研究表明,青钱柳有降血糖、降血压、降血脂,增加机体免疫力、抗氧化、抗衰老的作用,尤其是其修复受损胰岛β细胞作用的特性[6],被有关专家认为是有可能治愈Ⅱ型糖尿病的安全无毒的良药,可能将成为继银杏叶产品防治心血管性疾病,风靡世界之后的作为防治糖尿病的极佳产品。目前以青钱柳为主要原料的保健品己经上市,投放市场后产品供不应求,大部分出口美国、日本等国外,江西省修水神茶(集团)公司开发的以青钱柳叶为主要原料的降糖,降压和减肥神茶系列产品,已得到美国食品与药品管理局(FDA)、日本厚生省和德国卫生部的认可,是我国第一个获得美国FDA 颁发质量证书的保健茶。


       青钱柳具有极高的保护和开发应用价值。但是,现有的青钱柳资源主要是天然林,不仅数量少,而且多零星分布于深山老林和一些自然保护区中。青钱柳种子具有深休眠习性,自然更生率低,人工扦插、栽培青钱柳成活率也不高,严重影响了青钱柳的开发利用与产业化进程。目前,国内外尚无大量人工繁殖和栽培青钱柳的成功经验,因此研究青钱柳的人工繁殖技术成为开发利用青钱柳的当务之急。目前对青钱柳繁殖技术研究的探索主要包括有性繁殖和无性繁殖。


       1 有性繁殖        
      青钱柳果实为坚果,通称种子,呈扁球形,形如铜钱。青钱柳种子的种壳坚硬,一般播种后需隔年萌发,自然发芽率低,仅为 0.1~0.2%。研究表明青钱柳种子具有深休眠特性。史晓华等(2002)研究指出:青钱柳种子坚硬外壳是导致其强迫休眠的主要原因,它既束缚了种胚,又影响了透气性,但仍具有透水性,其次,种子还存在着生理休眠。杨万霞认为青钱柳种子属于综合性深休眠类型,种皮在一定程度上阻碍了胚与外界的水气交换;同时,种皮内积累了大量的抑制物质,使幼胚进入深度休眠状态[7]。因此,在有性繁殖方面,种子发芽技术一直是研究的重点和难点。近几年来众多学者对其进行了研究,人们除了对种子进行湿沙埋藏与温水浸泡等催芽外,还对种子采用低温层积、酸蚀和赤霉素处理,以提高种子的发芽率,缩短育苗周期。宋祖祥等采用赤霉素处理种子,不仅能提高种子出苗率,还能有效缩短育苗周期。王家源(2005)等也通过酸蚀的化学软化处理方法与外源赤霉素组合处理,结果表明,综合处理措施可以有效解除种子休眠,缩短发芽时间,使青钱柳种子在120d时发芽率都超过90%。Fang等[8](2006)利用酸蚀种子,湿沙层积一冬,萌发温度 25℃,发芽率达到 87.5 %。尚旭岚等[9](2007)以青钱柳离体胚为外植体材料,采用正交试验设计对影响其萌发、成苗的各种因素进行研究,筛选出了适宜萌发和成苗的培养基,并通过诱导无菌芽苗增殖,获得了一定数量的丛生芽。


        2 无性繁殖

      无性繁殖能保持繁殖母体的遗传性,可以克服某些树种因种子休眠等问题而带来的一系列困难,长期以来一直被广泛采用。由于青钱柳种子发育差,自然更新能力弱,且大多呈零星分布,利用无性繁殖技术扩大其种群数量就显得格外重要,无性繁殖方面,人们主要对青钱柳的扦插繁殖以及组织培养等方面进行了研究,取得了一定成果。宋祖祥等自1993年开始对青钱柳的扦插繁育进行了大量的试验,但扦插成活率近于零;夏小华等(1994)采用ABT生根粉处理,扦插成活率仅为2%,用QI生根处理,扦插成活率为16%,用QInc生根粉处理的扦插成活率最高,可达到41%。郭春兰等[10]用 GGR6号和 SJCL生根剂,IAA和 NAA分别处理青钱柳插穗进行扦插育苗试验.结果表明:在对青钱柳扦插育苗试验中,生根剂 SJCL浓度 500 mg/L、浸泡时间0.5h的组合效果为佳,生根率最高为 64.57%.目前,国内学者已经开始探索组织培养技术用于青钱柳树种的繁殖,以青钱柳一年生枝条的茎段或当年生茎段和叶片为外植体,诱导出愈伤组织,但其进一步研究的效果不理想[11,12]。上官新晨等从不同外植体来源、培养基、植物激素种类及浓度等方面研究了愈伤组织诱导情况[13]。郭春兰等对光照条件、培养基PH值、碳源种类及蔗糖浓度、不同采集时间和不同添加物等不同理化因子对青钱柳愈伤组织生长和黄酮类化合物合成的影响进行了研究[14]。吴群英,徐庆等在青钱柳的组织培养中发现有外植体存在褐变现象并提出了防止褐变的方法[15]。因此,虽然目前也有对青钱柳进行快速繁殖的研究报道,但是,目前国内外对青钱柳的组织培养研究仍处于探索阶段,相关的研究仅获得了愈伤组织但未能诱导芽的形成。


       综上所述,青钱柳无性繁殖还有很多困难,目前生产上一般仍用种子自然繁殖。植物组织培养是利用细胞全能性的原理,通过无菌操作分离植物体的一部分,接种到培养基上,在人工控制的条件下 (包括营养、激素、温度、光照、湿度等)进行培养,使其产生完整植株的过程。利用植物组织培养技术繁殖植物不仅可以获得优良性状的植株,而且可以保持种的纯度、改善品质;此外,植物组织培养技术繁殖的植物大多具有生长速度快、苗木健壮的特点,可以在较短的时间内获得大量的种苗、降低成本并提高效率。为此本研究拟以优良青钱柳植株顶芽、带芽茎段和嫩叶为外植体进行组织培养通过植物组织培养诱导再生植株,建立青钱柳无性繁殖系,系统研究青钱柳组织培养及快速繁殖体系的建立,并对青钱柳组培苗、实生苗降血糖活性成分分析研究为青钱柳的规模化种植和开发利用提供技术支持和参考依据。


主要参考文献

[1]李俊,陆园园,李甫等,青钱柳化学成分的研究.[J]中药材,2006,29(5):441-442

[2]李俊,黄锡山,陆圆圆等,青钱柳化学成分的研究.[J]中成药,2008,30(2):238-240

[3]Jun Li,Yuanyuan Lu, Xiaojian Su etal Norsesquiterpene Lactone and a Benzoic Acid Derivative from the Leaves of Cyclocarya paliurus and their Glucosidase and GlycogenPhosphorylase Inhibiting Activities [J] Planta Medica,2008; 74: 287–289

[4],2008,20(11):63-65

[5]中国药材公司.中国中药资源志要 [M].北京:科学出版社,1994、

[6],2007,31(8):577-579

[7] 杨万霞.青钱柳种子休眠原因及萌发生理的初步研究[J].南京 :南京林业大学,2004.

[8]Fang S z,Wang J Y,Wei z Y,et a1.Methods to break seed dormancy in Cyclocarya paliurus(Bata1)Iljinskaja[J].Scientia Horticulturae,2006,110(3):305- 309.

[9] 尚旭岚,徐锡增,方升佐,等.青钱柳离体胚的培养及快速繁殖[J].南京林业大学学报(自然科学版),2007,31(1):101.

[10] 郭春兰,上官新晨,蒋艳,等. 几种生根剂对青钱柳扦插育苗作用的研究[J]. 江西农业大学学报,2008,30(4):275-278.

[11] 胡冬艳,蒋艳,吴少福等.青钱柳组织培养的初步研究.江西农业大学学报,2005,27(1) :39.

[12] 程茂高,乔卿梅,魏志华,等. 青钱柳愈伤组织培养条件研究的优化[J].郑州牧业工程高等专科学校学报,2009,29(1):12-14.

[13]上官新晨,郭春兰,杨武英,等.培养基及培养条件对青钱柳愈伤组织生长和黄酮含量的影响[J].福建农林大学学报(自然科学版),2006,35(6):588.

[14]郭春兰,上官新晨,蒋艳,等.不同理化因子对青钱柳愈伤组织生长和黄酮类化合物合成的影响[J]. 安徽农业大学学报,2008,35(3):430.

[15]吴群英,徐庆,李丽亚,等.青钱柳不同外植体组织培养及褐变防止的研究[J].时珍国医国药, 2008,19(8): 1872.