柴胡栽培技术要点(收集3篇)
柴胡栽培技术要点范文篇1
中图分类号：R284文献标识码：A文章编号：1005-5304（2017）07-0125-04
Abstract：Molecularpharmacognosyisanemerginginterdisciplinarysubjectwithcrudedrugsasresearchsubjects.Itsdevelopmentprovidesanewtheoreticalmethodandtechniquefortraditionalpharmacognosyresearch，sothatthestudyofcrudedrugshasreachedthelevelofgene.AstraditionalChinesemateriamedica，BupleuriRadixhasdevelopedmolecularpharmacognosyresearchonthebasisoftraditionalresearchmethods，andachievedcertainresults.ThisarticlesummarizedtheresearchachievementsofBupleuriRadixthroughmolecularpharmacognosymethodinrecentyears，andprospectedthisfield，inordertofurtherprovidereferencesfortheprotection，developmentandutilizationofBupleuriRadixresourcesandotherTCMresources.
Keywords：molecularpharmacognosy；gene；BupleuriRadix；molecularbiologicaltechnology；TCMresources
分子生药学是生药学和分子生物学相互融合形成的一门新兴的交叉学科，由黄璐琦院士在1995年首次提出[1]。分子生药学的提出，使生药学研究有了新的理论方法和技?g，使我国生药学研究又迈上了一个新的台阶。经过20多年的发展，分子生药学在中药分子标识鉴定、中药资源保护和利用、中药优质高产方面都取得了很好的成果，使生药学研究不再停留于药用植物组织器官的层面，而是扩展到基因的层面，为后基因组时代研究中草药奠定了基础[2]。
柴胡是我国常用的大宗中药材之一，历代本草典籍对其药性都有明确记载。柴胡性味苦寒，入肝胆经，具和解表里、疏肝、升阳之功效，主要用于感冒发热，寒热往来、胸胁胀痛、月经不调、子宫脱垂、脱肛等病证的治疗。2015年版《中华人民共和国药典》[3]中规定的正品柴胡为伞形科植物柴胡BupleurumchinenseDC.或狭叶柴胡B.scorzonerifoliumWilld.的干燥根，前者习称“北柴胡”，后者习称“南柴胡”。在分子生药学发展的20多年里，关于柴胡的分子生药学方面的研究也在持续进行。本文对近年柴胡分子生药学方面的研究进行了总结，以期为在分子水平对柴胡进行更深层次的研究提供参考。
1柴胡生药鉴定的分子标记研究
生药鉴定是生药学的重要组成部分，生药鉴定的主要任务是研究生药的来源、品种鉴定、质量评价等。我国生药的品种繁多、来源复杂，在一定程度上制约了中药的安全应用。柴胡作为我国常用的大宗中药材，具有来源复杂、品种丰富等特点[4]，而利用传统的理化鉴别和性状鉴别的方法不能准确鉴别柴胡药材的来源和种属，因此，利用分子标记技术研究柴胡的种属鉴别逐渐成为研究热点。
分子标记技术以1974年Grozdicker首创RFLP（限制性片段长度多态性）为开端，到2003年PaulHebert提出DNA条形码技术，短短30年的时间里各国的科学家提出了十几种分子标记技术，其中常用的有RFLP、RAPD（随机扩增多态性DNA）、SSR（简单重复序列）、AFLP（扩增片段长度多态性）、ISSR（简单重复序列区间）和DNAbarcoding（DNA条形码）等。
1.1RAPD技术
RAPD是第二代分子标记技术，该技术在植物中的应用比较广泛，但其不足之处是稳定性相对较差，不同的物种需要使用不同的反应条件，即使同一物种的同一引物在实验条件改变时产生的谱带也会发生改变。AFLP技术与RAPD技术相似，其特点也是可以简单快速的鉴定植物，但其稳定性也不佳。2002年，梁之桃等[5]对柴胡属的物种植物进行了RAPD分析和分类鉴别，这是对柴胡进行RAPD研究的开始。2003年，王秀全等[6]对柴胡种源的道地性进行了RAPD分析，发现利用RAPD可以准确的鉴定柴胡的道地性。随着对柴胡研究的深入，全国柴胡的主产区都开展了柴胡品种的RAPD鉴定[7-10]，同时，对RAPD的技术进行了一些优化[11]，使其更适合柴胡的分析。在资源鉴定的基础上，对柴胡的干根药材、愈伤组织、试管植株等进行了RAPD分析[12-14]。
1.2SSR和ISSR技术
SSR又称为微卫星DNA或短串联重复，ISSR是在SSR的基础上发展起来的一种分子标记技术。SSR和ISSR可揭示更高的多态性，而且快速、简便，因此在中药材鉴定中得到了广泛应用。2008年，隋春等[15]首次以北柴胡为材料进行了ISSR分析，这为利用ISSR技术鉴定柴胡种质资源、分子标记辅助育种以及遗传多样性研究奠定了基础。2010年，战晴晴等[16]利用SSR和ISSR技术构建了北柴胡的遗传图谱，使对柴胡的研究进一步深入。2013年，杨?F等[17]利用综合评分法对柴胡的ISSR-PCR反应体系进行了优化。2015年，马艳芝等[18]对不同柴胡种质资源的ISSR和ITS进行了序列分析，认为将ISSR和ITS（转录间隔区）技术相结合可提高柴胡种质资源鉴定的准确性。随着SSR和ISSR技?g的不断完善，利用该技术鉴定柴胡的研究不断深入。赵香妍等[19]对北京地区野生的柴胡种质资源进行了ISSR研究，确定了百花山山腰及山脚的柴胡适宜推广种植，为柴胡栽培品种的选育提供了新选择。吴素瑞等[20]对柴胡的栽培品种进行了SSR的分子标记鉴别。通过长期反复的实验摸索，采用SSR和ISSR技术成为鉴别柴胡种质资源的有效方法。
1.3DNA条形码
DNA条形码的鉴定是分子鉴定的最新发展方向，它是通过比较物种中的一段标准的DNA片段，对物种进行快速、准确的识别和鉴定[21]。适于植物的条形码包括psbA-TrnH、rbcL、rpoC1、rpoB、matK、ITS、ITS2等。2004年，NevesSS等[22]首次基于柴胡属植物的ITS序列对其进行了聚类分析。2005年，武莹等[23]对5种习用柴胡进行了ITS的序列鉴别。2006年，谢晖等[24]对9种柴胡属植物的核糖体ITS序列进行了扩增和应用。近5年来，柴胡的鉴定主要以ITS和ITS2扩增为主要方法[25-29]，这为柴胡种质资源鉴定以及药材市场柴胡的真伪鉴别提供了快速简便的方法。
在ITS扩增的研究基础上，刘力等[30]进行了DNA芯片研究，涉及18种柴胡DNA芯片，发现基于18种柴胡的ITS序列的差别所设计的DNA芯片可以将其区分开，这为柴胡的鉴定提供了新的方法。
2柴胡有效成分生物合成分子机理与调控研究
传统中药材的有效成分绝大多数为次生代谢产物，合成路径复杂，其反应过程往往需要十几个甚至几十个酶的催化，因此，找到形成特定产物的关键酶就成为对药材进行合成的分子机理与调控研究的关键步骤，从而进一步利用基因工程技术生产药用植物的有效成分。柴胡皂苷的结构均为五环三萜类齐墩果烷型衍生物，20世纪90年代，人们对萜类的生物合成途径进行了研究，根据Ruzika原则提出了萜类生物合成的中心途径。在此基础上，董乐萌等[31]开始对合成皂苷途径的关键酶的基因片段进行了克隆和序列分析，为进一步克隆全序列及了解调控柴胡皂苷的生物合成奠定了基础。2010-2015年，北柴胡鲨烯合酶基因[32]、IPPI基因[33]、UGT基因[34]、北柴胡细胞色素P450基因[35]、北柴胡糖基转移酶基因BcUGT1[36]、BcUGT3和BcUGT6[37]、BcUGT8[38]、与P450相关基因cyp716y1[39]等与北柴胡皂苷合成相关基因相继被克隆和分析，同时还进行了一些遗传转化方面的初步研究[40]。此类研究为揭示柴胡皂苷合成途径的分子机理奠定了基础。
中药材是非模式植物，因此进行基因克隆一般按照与其相似的植物序列来设计整理引物，序列扩增后还要进行比对，从而确定是否为该药用植物的正确序列。这种研究基因的方法工作量很大，且无法反映基因表达的全貌。转录组研究较好克服了上述缺点，具有时间性和空间性，它反映的是特定条件下活跃表达的基因。通过转录组的分析，可高通量地获得基因表达的RNA水平相关信息，而且可揭示基因表达和生命现象之间的联系，从而揭示生命体的生理活动规律，确定其代谢特性[2]。2011年，SuiC等[41]利用新一代的高通量测序技术454GS-FLXTitanium对北柴胡进行了转录组研究，揭示了柴胡皂苷合成的分子途径，为后续的皂苷关键酶基因克隆及功能分析奠定了基础。2015年，该课题组对“南柴胡”和“北柴胡”进行了转录组分析，揭示了二者之间皂苷合成途径的差异，为从分子水平揭示道地药材形成的原因提供了较好范本[42]。
3胁迫条件下柴胡皂苷合成的分子机制研究
许多植物的药效成分都是该植物的次生代谢产物，植物次生代谢产物是植物对环境的一种适应，同时也是植物的主要防御机制之一，植物的防御反应可诱导多种萜类的次生代谢产物的产生和积累[43]。2016年，张宇等[44]研究了干旱胁迫下北柴胡中柴胡皂苷合成途径关键酶基因表达量的变化，发现适度的干旱胁迫能够提高柴胡皂苷合成途径关键酶基因表达量，同时发现基因表达量与皂苷含量呈正相关，从而为揭示胁迫下药用植物药效成分积累的分子机制奠定了基础。
随着柴胡转录组研究和功能基因的克隆与分析的深入，柴胡响应胁迫的分子机制的研究必将取得较大发展。
4柴胡细胞、组织和转基因器官培养与活性成分生产
运用分子生物学的方法来研究中药材的最终目的是最大限度地获得中药材的药效成分，从而弥补中药材资源不足的情况。利用细胞培养以及转基因技术可以快速、安全地获得中药材的药效成分，是中药材研究和开发的新方向。柴胡的细胞培养研究尚处在初级水平。1995年，郝建平等[45]进行了柴胡细胞的固定化培养，但之后的十几年此类研究发展不大。2008年，吴晓玲等[46]进行了银柴胡细胞培养的尝试。2012年，徐爽等[47]研究了三岛柴胡悬浮细胞的培养并对培养条件进行了优化。2016年，程玉鹏等[48]对狭叶柴胡的愈伤和悬浮细胞成分进行了分析。上述研究为大规模进行柴胡的细胞培养进行了有益的探索。
5展望
柴胡栽培技术要点范文篇2
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柴胡栽培技术要点范文篇3
关键词光皮树;造林;胁迫因子;应对措施
近些年来,光皮树[(s.wilsoniana(cornuswilsoniana)]能源树种的开发和利用日益得到重视。多数研究认为光皮树对土壤的适应性强,喜钙耐碱,耐干旱瘠薄,萌芽力强,甚至在微盐碱性的砂壤土和富含石灰质的黏土中也能正常生长[1-3]。然而,光皮树作为生物柴油能源林在江西南部人工规模栽培后,因受高温干旱胁迫、有害生物胁迫、土壤养分胁迫和系统结构胁迫等因子的综合影响,幼林多表现为生长不良,现将调查研究结果报道如下。
1栽培区概述
栽培区位于中亚热带南缘的江西南部(简称赣南)。具有典型的丘陵山区湿润季风气候,热量丰富,雨量充沛,阳光充足,年均温度18.9℃,年均积温6898℃,年均降水量1587mm,年蒸发量794～1487mm,年均日照时数1823h,无霜期287d。地形地貌以丘陵山地为主。土壤以红壤居多,还有黄壤、黄红壤和紫色土等。影响林业生产的主要灾害性天气有高温、干旱、洪涝、冰霜冻、春季低温阴雨和寒露风等,其中出现较多、影响最大的是伏秋干旱,多数地方平均3年就有2年干旱。如赣南2008年冬季和2009年夏秋,均出现了持续近60d的干旱。近3年来,赣南利用丘陵山地人工规模发展种植光皮树的面积达3000hm2,其中,一年生实生苗造林2900hm2,一年生无性系嫁接苗造林100hm2。
2主要胁迫因子
2.1高温干旱胁迫
高温胁迫是植物生长发育过程中经常遇到的逆境[4]。光皮树既受直接的干旱高温胁迫,也受由此产生的土壤干旱和生理干旱等胁迫。近2年来,特别是2009年伏秋受持续旱情和持续高温天气的综合影响,光皮树生长不良和造林成活率下降的现象普遍发生,其主要表现形式有2种:一是高温胁迫。高温胁迫对光皮树的伤害主要是影响其生理活动,严重则灼伤幼树皮层。一般最常见的是根茎灼伤,此时光皮树幼树基部如果缺少覆盖物,多数未能充分木质化的苗木就会在近地表处灼伤,以致苗木皮层的形成层坏死。此外,由于土壤温度过高,加速了光皮树根系老化,影响了根系活力,加剧了苗木死亡。二是干旱胁迫。据调查,随着干旱胁迫程度的加重,无论施肥与否,均会使光皮树地上部与地下部的生长同时减弱,以致在严重的干旱胁迫条件下,幼树生长势进一步减弱,导致苗木严重缺水而死亡。
2.2有害生物胁迫
有害生物胁迫主要指光皮树受病原微生物、害虫和入侵生物等胁迫。一般来说,原有的本土昆虫、病原微生物等有害生物对引入的光皮树有一个重新适应的过程,通常是经过1～2年或更长时间,这些本土昆虫、病原微生物等特别杂食性昆虫就会适应或加重为害光皮树而成为有害生物。由于光皮树前期的生长量较小,因此,光皮树在造林后的前2年很难忍受这些有害生物胁迫,严重时可导致造林失败。
2.3土壤养分胁迫
光皮树受土壤养分胁迫主要包括土壤贫瘠、营养失衡和个体竞争等。从赣南种植光皮树的土壤状况看,多数种植的立地条件较差,以致光皮树受土壤养分胁迫的影响,水、肥、气、热条件很难得到改善,由此导致光皮树生长势普遍减弱。生产实践表明,尽管光皮树对环境的适应能力较强,但是作为生物柴油能源林为主要目的的光皮树油料林,如果在贫瘠土壤上种植,同时又缺乏抚育管理,经营目标一般很难实现。
2.4系统结构胁迫
光皮树的系统结构胁迫主要是指大面积发展纯林、不合理的林分密度和粗放的经营管理措施等。在赣南,光皮树种植多集中连片,成片面积多数在100hm2以上,不可避免地增加了自然灾害和生物灾害的风险。另外,发展光皮树总体存在重数量、轻质量、重营造、轻管理等问题。就粗放的经营管理状况来说,有的种植穴规格偏小,以致光皮树根系生长受限;有的光皮树林分则很少施基肥或不施基肥;有的缺乏松土抚育和追肥,这些情况均会影响幼树的生长。
3应对措施
3.1选用优质苗木造林
为了提高光皮树胁迫抗性即抵抗各种胁迫因子的能力,造林苗木应选用充分木质化的一年生没有有害生物为害的粗壮苗木造林,其中,苗木的地径最好达到0.7cm以上。
3.2选择适宜林地造林
光皮树的栽培既要结合经济林的特点和适地适树的原则,又要考虑光皮树的生物学和生态学特性。最好选择土层厚度50cm以上、光照充足、坡度比较平缓等立地条件好,相对集中连片,交通较为方便,能形成一定经营规模的宜林荒山荒地、迹地、疏林地和退耕地。避免选择干旱瘠薄的山顶以及光照不充足的阴坡地造林。
3.3发展科学集约经营
为了收获更大的投资收益率,经济林的集约经营程度通常要比用材林程度高。光皮树作为以生产果实为主要经营目的的经济林,其产量与个体和群体结构、水肥条件、栽培措施等关系甚为密切,具有园艺化生产特征;同时,光皮树作为以生产生物柴油为主要经营目的的能源林,其产量与群体密度、立地条件和栽培技术等关系密切,具有更高的林业生产特征。为此,光皮树的栽培技术措施与要求应当更高更严,也就是说,光皮树应当按照经济林的集约经营模式来发展。
3.4研究和推广丰产培育技术
光皮树作为生物柴油能源林栽培在国内尚属首次。发展光皮树除了重视造林地选择外,还要针对光皮树造林的胁迫因子,重点加强改善光皮树造林地生境的研究和应用。比如,要研究和利用营林技术措施,破解土壤养分胁迫、系统结构胁迫和有害生物胁迫等难题;要研究和利用保水剂和树基覆盖等关键技术,以缓解高温干旱胁迫压力;要研究和开发如华山矾、白檀等有望成为生物柴油能源的赣南野生乡土燃油树种,尽早实现树种间的科学配置,规避光皮树生物灾害和自然灾害风险,通过组装、集成和配套光皮树丰产培育技术,引导光皮树生物柴油能源林的健康发展。
4参考文献
[1]梁仰贞.光皮树栽培技术[j].特种经济动植物,2007(3):38-39.
[2]谢风,潘斌林,胡松竹,等.光皮树研究进展[j].安徽农业科学,2009,37(7):2961-2962.
