欒川華中五味子野生種質(zhì)資源的表型性狀研究

莊紅衛(wèi) ，王 森 ，聶宏善 ，蘇 苒 ，邢怡琪 ，陳建華

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2 欒川縣林業(yè)局,河南 洛陽(yáng) 471500）

欒川華中五味子野生種質(zhì)資源的表型性狀研究

莊紅衛(wèi)1，王 森1，聶宏善2，蘇 苒1，邢怡琪1，陳建華1

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2 欒川縣林業(yè)局,河南 洛陽(yáng) 471500）

河南省欒川縣是華中五味子的適生區(qū)，經(jīng)全面調(diào)查，收集了24個(gè)品種的葉和果穗進(jìn)行研究；根據(jù)果穗特征分為長(zhǎng)穗稀疏顆粒和短穗緊湊顆粒兩種類型，其中長(zhǎng)穗型的顆粒大，而短穗型株產(chǎn)量較高；雄株葉片寬大且厚，適于開(kāi)發(fā)調(diào)料及疏菜類食品。

華中五味子；種質(zhì)資源；表型性狀

華中五味子Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.屬于我國(guó)三級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生藥材物種，資源嚴(yán)重減少，分布于山西、陜西、甘肅、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、福建、河南、湖北、湖南、四川、貴州、云南東北部[1-7]。五味子喜陰涼濕潤(rùn)氣候，耐寒，需適度蔭蔽，幼苗期尤忌烈日照射，其果實(shí)莖藤根皮等均可入藥。目前，生產(chǎn)原料主要是采集野生華中五味子，隨著五味子新藥的開(kāi)發(fā)，華中五味子的產(chǎn)量供求日趨緊張，而長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)五味子一直處于重開(kāi)發(fā)、輕保護(hù)的狀態(tài)，資源破壞嚴(yán)重，致使其野生資源數(shù)量降低、多樣性下降。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)五味子植物資源的研究主要集中于北五味子[8]。前人對(duì)華中五味子作了一些研究，鄧白羅等[9]對(duì)葉綠素含量進(jìn)行了分析，梁文斌等[10]研究了培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件對(duì)愈傷組織生長(zhǎng)及多糖含量影響，謝碧霞等[11]研究了果實(shí)性狀變異規(guī)律。

目前華中五味子野生種質(zhì)資源研究未見(jiàn)報(bào)道。由于華中五味子分布區(qū)生態(tài)條件變化復(fù)雜，因而在其系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中形成了在生長(zhǎng)和適應(yīng)性多方面不同的種內(nèi)遺傳變異，對(duì)種群形態(tài)學(xué)研究、植物化學(xué)成分含量分析、表型和基因之間的內(nèi)在聯(lián)系以及種群遺傳多樣性等研究至今未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。因此，對(duì)華中五味子展開(kāi)種質(zhì)資源研究具有重要意義[12]。

1 調(diào)查地概況

河南省洛陽(yáng)市欒川縣位于豫西伏牛山，地理坐 標(biāo) 為 111°11′～ 112°01′E、33°39′～ 34°11′N 之間。欒川處于北溫帶南緣，植物資源比較豐富，既有華北區(qū)系植物，又有華中區(qū)系植物和西南高寒區(qū)系植物；土壤有棕壤和褐土兩大土類；氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，其特點(diǎn)是：雨量適中，熱量、光照充足，年均氣溫12.1℃，7月份最熱，平均氣溫24.3℃，極端最高氣溫40.2℃，1月份平均氣溫-0.8℃，極端最低氣溫-20℃。年均降水量864.6 mm。華中五味子性喜濕，多生長(zhǎng)于海拔600～3 000 m的濕潤(rùn)山坡邊或灌叢中，欒川縣的自然環(huán)境非常適宜華中五味子生長(zhǎng)。

2 調(diào)查的目的意義

種質(zhì)資源又稱遺傳資源[13]。對(duì)植物品種和他們的近緣種、野生種進(jìn)行收集、整理、保全、保存、鑒定、評(píng)價(jià)、交換、利用和創(chuàng)新，這是一個(gè)繁雜的研究系統(tǒng)[14]。種質(zhì)資源是在漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程中，由自然演化和人工創(chuàng)造而形成的一種重要的自然資源，它積累了由于自然和人工引起的極其豐富的遺傳變異，即蘊(yùn)藏著各種性狀的遺傳基因，是人類用以選育新品種和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是進(jìn)行生物學(xué)研究的重要材料，是極其寶貴的自然財(cái)富[15]。

華中五味子表型多樣性研究表明，表型性狀在各種群間和種群內(nèi)間均存在極顯著差異，變異系數(shù)較大，說(shuō)明表型變異豐富。果實(shí)是華中五味子的藥用部位，其大小和質(zhì)量直接影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而其果實(shí)表型性狀變異卻表現(xiàn)出豐富的多樣性，如聚合果縱徑（LDF）、橫徑（HDF）、果形指數(shù)（FSI）、果柄長(zhǎng)（FPL）、小漿果數(shù)（BNSF）和單果質(zhì)量（SFW）的平均變異系數(shù)高達(dá)30.43%。聚合果組成中的單果質(zhì)量、聚合果縱徑和單果小漿果數(shù)是聚合果最主要的性狀，同時(shí)又是變異較大的性狀。對(duì)采集的24個(gè)華中五味子種群性狀分析表明，不同品種的五味子的變異幅度較大，表明其聚合果性狀具有豐富的多樣性[16]。

3 調(diào)查方法

通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料和2011年3月對(duì)欒川縣實(shí)地調(diào)查走訪，了解到華中五味子的總體分布情況、生態(tài)環(huán)境和生長(zhǎng)狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)用途及當(dāng)?shù)卮迕窭们闆r等，作者本人于2012年8月7日至11日在五味子果實(shí)成熟期對(duì)龍峪灣林場(chǎng)、廟子鄉(xiāng)（街上村、楊莊村）、石廟鄉(xiāng)（東溝）、陶萬(wàn)鄉(xiāng)（常灣村）、譚頭鄉(xiāng)（倉(cāng)房村）、欒川鄉(xiāng)（寨溝村）的華中五味子進(jìn)行了調(diào)查。根據(jù)華中五味子的藤長(zhǎng)、藤粗、葉長(zhǎng)、葉寬、果穗?yún)采?、果穗長(zhǎng)、果穗粗、果穗質(zhì)量、顆粒橫縱徑及種子橫縱經(jīng)等性狀，確定不同的標(biāo)準(zhǔn)株，填寫(xiě)調(diào)查表。采集24株華中五味子的葉和果穗等部位進(jìn)行觀察，其中雄株2株、雌株22株依次標(biāo)記，同時(shí)對(duì)其葉、枝、果等部位拍攝數(shù)碼照片，進(jìn)行室內(nèi)分類鑒定和成分分析等。

4 結(jié)果與分析

野生華中五味子多生長(zhǎng)于水分充足的溪邊或濕地上，即使生長(zhǎng)環(huán)境是在巖石堆中，土壤條件十分貧瘠，但是由于水分非常充足，五味子的長(zhǎng)勢(shì)仍非常旺盛（如圖1所示）。

圖1 野生華中五味子植株Fig.1 Wild plants of Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.

4.1 果穗性狀比較

每個(gè)植株隨機(jī)選擇5個(gè)果穗用于形態(tài)指標(biāo)的測(cè)量，最后用SPSS軟件分析得均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)用于比較觀察。

4.1.1 果穗長(zhǎng)

每株選取5個(gè)果穗進(jìn)行測(cè)量，最后取平均值，結(jié)果如表1、表2所示，所有果穗樣本中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的是顆粒稀疏的21號(hào)，為126.86 mm；最短是1號(hào)，為51.51 mm；平均值85.37 mm，標(biāo)準(zhǔn)差17.62 mm。變異系數(shù)21.64%。

表 1 24株選株果穗性狀比較?Table 1 Traits comparison of fruit ears among 24 S. sphenanthera trees

表 2 果穗性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Statistical results of fruit ears traits

4.1.2 果穗質(zhì)量

22個(gè)果穗樣品中，果穗最重是顆粒緊密的22號(hào)，為25.28 g；最輕是1號(hào)，為8.26 g；平均值16.86 g，變異系數(shù)22.75%。觀察發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)穗疏松型五味子和短穗緊湊型五味子單穗質(zhì)量相差較大,緊湊型重于疏松型的。

4.1.3 果穗粒數(shù)及顆粒直徑比較

樣本中顆粒數(shù)最多的是14號(hào)，為53粒，比最少的3號(hào)31粒多22粒；顆粒橫徑最大是2號(hào)，為9.58 mm，最小是11號(hào)，為6.76 mm，相差2.82 mm，變異系數(shù)為8.42%；縱徑最大是2號(hào)，為13.03 mm，最小是11號(hào)，為8.57 mm，相差4.46 mm，變異系數(shù)為10.29%。

觀察發(fā)現(xiàn)，果穗可明顯分為長(zhǎng)穗稀疏顆粒型（見(jiàn)圖2）和短穗緊湊顆粒型（見(jiàn)圖3）兩個(gè)類型，短穗緊湊型顆粒的單穗質(zhì)量及株總產(chǎn)量較高。

圖2 長(zhǎng)穗型果實(shí)Fig.2 Fruits of long-ear type

4.2 雌雄株表現(xiàn)型比較

除果穗外，雌雄株葉片性狀也有差異，如表3，表4和圖4～6所示。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，每個(gè)調(diào)查地雄株的葉片比雌株的葉片大、厚，葉型也有明顯不同。

圖3 短穗型果實(shí)Fig.3 Fruits of short-ear type

表 3 24葉片性狀比較Table 3 Comparison of leaf traits

表 4 樣本葉片統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 4 Statistical results of sample leaf traits

圖4 雌株Fig.4 Female plants

圖5 雄株Fig.5 Male plants

圖6 雌雄株葉對(duì)比Fig.6 Comparison of leaves of male and female plants

4.2.1 葉片縱橫徑

23號(hào)株葉片最大，縱橫徑均為24個(gè)選株中最長(zhǎng)，分別為縱徑152.60 mm，橫徑88.55 mm；葉片縱橫徑最短的是18號(hào)株，分別為縱徑75.72 mm，橫徑44.72 mm；葉片縱橫徑的平均值分別為106.59 mm和64.50 mm。葉片縱徑標(biāo)準(zhǔn)差22.03 mm，橫徑標(biāo)準(zhǔn)差12.69 mm，縱徑變異系數(shù)20.67%，橫徑變異系數(shù)19.67%。

4.2.2 葉柄長(zhǎng)和葉片厚度

24號(hào)株葉柄最長(zhǎng)（46.50 mm），16號(hào)株最短（21.45 mm），平均值31.26 mm，標(biāo)準(zhǔn)差5.98 mm，變異系數(shù)19.14%。葉片最厚的是23號(hào)株（0.65 mm），最薄的是18號(hào)株（0.19 mm）。24個(gè)選株葉片厚度平均值是0.38 mm。標(biāo)準(zhǔn)差0.10 mm，變異系數(shù)27.70%。

5 結(jié)論及存在的問(wèn)題

5.1 結(jié) 論

（1） 本次研究表明，欒川縣的華中五味子野生種質(zhì)資源15個(gè)表型性狀變異系數(shù)范圍在7.44%～27.70%之間，變異系數(shù)在20%以上的是果穗的縱徑、果穗質(zhì)量、葉片縱徑、葉片厚度。

（2） 性狀差異從果穗上區(qū)分有兩種類型，長(zhǎng)穗稀疏顆粒型和短穗緊湊顆粒型，長(zhǎng)穗型穗較大，單穗較輕，每株掛果較少；短穗型穗較小，單穗較重，每株掛果較多， 短穗緊湊型顆粒的單穗質(zhì)量及株總產(chǎn)量較高。

（3） 雌株和雄株在葉片上有明顯的區(qū)別。本次調(diào)查目的為選擇其中品種好的單株，通過(guò)嫁接培育出單穗質(zhì)量、株產(chǎn)高的品種作為優(yōu)株投入生產(chǎn)。雄株葉片寬大且厚，可開(kāi)發(fā)為調(diào)料、疏菜類食品。

5.2 存在的問(wèn)題

目前為止華中五味子只有通過(guò)移栽野生實(shí)生苗進(jìn)行栽培繁殖，而不能通過(guò)種子進(jìn)行繁殖，從而導(dǎo)致其很難進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，今后的研究重點(diǎn)是解決種子萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)抑物的難題。

此外，關(guān)于華中五味子到底是雌雄同株還是雌雄異株的問(wèn)題尚無(wú)定論。因植物性別間的差異主要表現(xiàn)在花器官上，從查閱的文獻(xiàn)上有記載，華中五味子偶見(jiàn)不明顯的兩性花，即在雌花中有不發(fā)育的雄蕊，或在雄花中有不發(fā)育的雌蕊狀物[17]，有待進(jìn)一步研究。

[1] 康廷國(guó). 中藥鑒定學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)中醫(yī)藥出版社, 2004.

[2] 祁承經(jīng), 喻勛林. 湖南樹(shù)木志[M]. 長(zhǎng)沙: 湖南科技出版社,2004.

[3] 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì). 中國(guó)植物志：第30卷(第1分冊(cè))[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1996.

[4] 中國(guó)科學(xué)院西北植物研究所. 秦嶺植物志(第1卷): 種子植物(第2冊(cè)) [M]. 北京: 科學(xué)出版社,1974.

[5] 四川植物志編輯委員會(huì)編. 四川植物志(第8卷): 種子植物[M]. 成都: 四川民族出版社,1990.

[6] 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所. 云南植物志(第11卷): 種子植物[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2000.

[7] 浙江省衛(wèi)生廳. 浙江天目山藥用植物志(上集)[M]. 杭州: 浙江人民出版社, 1965.

[8] 于立河, 孫慶龍, 竇圣姍, 等. 藥用五味子種質(zhì)資源調(diào)查及研究[J]. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥, 2005, (3): 54-87.

[9] 鄧白羅, 張麗娜, 王 森. 華中五味子葉綠素含量分析[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 30(11): 65-68

[10] 梁文斌, 鄧白羅, 肖 健, 等. 培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件對(duì)華中五味子愈傷組織生長(zhǎng)及多糖含量的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 31(3): 130-134.

[11] 謝碧霞, 王 森, 鄧白羅, 等. 華中五味子果實(shí)性狀的個(gè)體變異規(guī)律[J]. 中南林學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 26(3): 130-134.

[12] 王喆之. 華中五味子種質(zhì)資源遺傳多樣性研究[D]. 陜西：陜西師范大學(xué), 2010.

[13] 陳靈芝. 生物多樣性保護(hù)現(xiàn)狀及其對(duì)策[M]//錢迎倩, 馬克平.生物多樣性研究的原理與方法. 北京: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1994:13-36.

[14] 施立明. 遺傳多樣性及其保存[J]. 生命科學(xué), 1996, 2(4): 155-164.

[15] 葛 頌, 洪德元. 遺傳多樣性及其檢測(cè)方法[M]//錢迎倩, 馬克平. 生物多樣性研究的原理與方法. 北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社, 1994: 123-140.

[16] 劉玉壺. 五味子科的分類系統(tǒng)與演化趨勢(shì)—I五味子目的建立及南五味子屬的分類系統(tǒng)[J]. 中山大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2002, (5):

[17] 胡芳名, 譚曉風(fēng), 劉惠民. 中國(guó)主要經(jīng)濟(jì)樹(shù)種栽培與利用[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2006.

Study on phenotypic traits of wild germplasm resources of Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils. in Luanchuan county, Henan province

ZHUANG Hong -wei1, WANG Sen1, NIE Hong-shan2, SU Ran1, XING Yi-qi1, CHEN Jian-hua1
(1.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. Forestry Bureau of Luanchuan County, Luoyang 471500, Henan, China)

Luanchuan county, Henan province is a suitable area for Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.. An investigation on the germplasm resources of was conducted in the county. The leaves and fruit ears of 24 S. sphenanthera trees were collected and studied.According to theirs fruit ears characteristics, these plants can be classif i ed into two types: long sparse ear and short compact ear. It was found that the grains were larger in the middle and long ear type but the total yield was higher in the short ear type. The leaves of male plants were wide and thick, which can be exploited for food use such as seasoning and vegetables.

Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.; germplasm resources; phenotypic traits

S759.3+5

A

1673-923X(2013)10-0048-05

2012-10-16

華中五味子栽培技術(shù)規(guī)程（2008-LY-170）國(guó)家林業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目

莊紅衛(wèi)（1961-），女，江西贛州人，副教授，博士研究生，主要從事經(jīng)濟(jì)植物開(kāi)發(fā)與利用方面的研究

[本文編校：吳 彬]