紫科1號紅豆杉生長量生物量和紫杉醇含量的相關研究

陳靈，羅先權，饒紅欣，彭靜，彭信海

(湖南省森林植物園，湖南 長沙 410116)

紫科1號紅豆杉生長量生物量和紫杉醇含量的相關研究

陳靈，羅先權，饒紅欣，彭靜，彭信海

(湖南省森林植物園，湖南 長沙 410116)

以紫科1號紅豆杉為材料，對其不同年份的生長量、生物量和紫杉醇含量進行觀測和檢測。結果表明：結果分析得出存在顯著差異，其中5年生紫科1號紅豆杉無論是生長量、生物量還是紫杉醇含量都具有明顯優(yōu)勢；生長量方面其株高平均122.37 cm，分支數(shù)與6、7年生苗沒明顯差異，地徑雖不是最大，與 6年生苗相比沒有差異；生物量達3.35 kg；根與枝葉紫杉醇含量沒明顯差異，紫杉醇含量都較高平均0.005 2%。確定了紫科1號紅豆杉采收的最佳時間和部位：5年生枝葉。

紫科1號紅豆杉；生長量；生物量；紫杉醇含量

紫杉醇是治療乳腺癌、卵巢癌等癌癥的理想藥物。紫杉醇僅見于紅豆杉屬Taxus chinensis（Pilger）Rehd和澳洲紅豆杉屬，全世界共有11種，我國有4種，1變種，且極少成林。紫科1號紅豆杉，是中科院從曼地亞紅豆杉Taxus media與歐洲紅豆杉Taxus baccataL.的雜交種中選擇出優(yōu)良無性系，其特點：生長快、生物量大、抗病蟲、紫杉含量高0.52‰（紫杉醇含量測定南方紅豆杉0.004 7%，東北紅豆杉0.003 9%，云南紅豆杉0.004 5%）[1]，生長速度快（是中國紅豆杉的3倍以上），有黃金樹之稱，“紫科1號”紅豆杉是目前最好的紫杉醇原材料[2]。我國云南紅豆杉和南方紅豆杉的天然資源80%以上已遭到破壞[3-4]。隨著全球對野生紅豆杉資源保護措施的不斷加強，利用野生紅豆杉資源生產(chǎn)紫杉醇已無可能[5-6]，人工種植是解決提取紫杉醇所需原料短缺的必然之路。

2007年湖南省森林植物園探索出“微枝繁殖術”，并科學界定了最適宜的種植區(qū)域，使紅豆杉的產(chǎn)量和品質有了明顯提高，本研究主要針對通過“微枝繁殖術”人工栽培的紫科1號紅豆杉生長量、生物量及不同部位紫杉醇的含量進行了觀測分析，確定紫科1號紅豆杉采收的最佳時間和部位，為人工栽培紫科1號紅豆杉及進行紫杉醇有效提取提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地慨況

試驗地4塊，均在湖南省洪江市深渡鄉(xiāng)深渡村，位于湖南省懷化市西南部、雪峰山脈中段、沅水干流上游，海拔520m，全年氣候溫和，年均氣溫17.30℃，最高39℃，最低-3℃，年降雨量1 485 mm左右，無霜期年平均為304 d，年平均日照1 354.3 h，為可日照時數(shù)的30.25%，四季分明，陽光充足，雨量充沛。調查地為菜地，無間種。

1.2 試驗材料

材料是湖南省森林植物園利用出“微枝繁殖技術”培育的紫科1號紅豆杉苗，由洪江市紅豆杉紫衫有限公司栽培管理。①紫科1號紅豆杉生長量、生物量的測定的材料是由深渡鄉(xiāng)深渡村試驗地提供：4年生苗，種植時間2008年3月，種植密度為30cm×30cm。5年生苗，種植時間2007年3月，種植密度為30cm×30cm；6年生苗，種植時間2006年3月，種植密度為30cm×30cm； 7年生苗，種植時間2005年3月，種植密度為30cm×30cm；②紫科1號紅豆杉紫杉醇含量測定材料是以上介紹的4塊試驗地提供。

1.3 紫科1號紅豆杉生長量、生物量的測定

采用種植區(qū)各隨機選取270cm×270cm的樣方，每個樣方再隨機抽取一個樣株，進行測定分析。測量不同年生紫科1號紅豆杉苗整株的株高、地徑和分支等生長量指標。生物量采用平均木法，根據(jù)株高、地徑、分支的平均值，找出平均木，挖出整株，洗凈泥土，陰干后稱量整株的鮮質量。根據(jù)所得數(shù)據(jù)進行相關比較和統(tǒng)計分析。

1.4 紫科1號紅豆杉紫杉醇含量的測定

4個調查點的不同年份紫科1號紅豆杉，分枝葉和根隨機取樣送上海同田生物有限公司檢測，檢 測 儀 器：HPLC110（LC-3D CHEMSTATION A.05.02）；檢測方法：HPLC外標法。

2 結果與分析

2.1 不同年份的紫科1號紅豆杉生長量、生物量比較

不同年份不同調查地的紫科1號紅豆杉的株高、地徑，分支等生長量統(tǒng)計結果（見表1）。

從表1中可看出，不同年份的紫科1號紅豆杉生長量存在顯著差異，5年生苗總平均株高是4年生苗的2.4倍，7年生苗地徑是6年生1.7倍。4年生苗分支是5年生苗2.9倍。

2.1.1 生長年限與株高生長量的相關性

紫科1號不同年份與株高生長量的觀測值方差分析結果見表2。

由表2可知， 不同年份的株高生長差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長年限對株高生長影響很大。進一步多重比較結果見表3。

從表3多重比較表明7年生苗與4、5年生苗株高生長之間存在顯著差異，與6年生苗株高差異不明顯；6年生苗也是與4、5年生苗株高生長之間存在顯著差異，與7年生苗株高差異不明顯；5年生苗株高與4、6、7之間存在顯著差異；4年生苗與5、6、7之間存在顯著差異。結果說明6、7年苗高生長沒明顯差異，4年生苗最矮，5年生苗株高生長最具優(yōu)勢，平均122.37 cm，它與4、6、7年生苗之間存在明顯差異，是4年生苗的2.4倍。這說明紫科1號紅豆杉第5年的株高生長量最大，與4年相比差異大。

表2 生長年限與株高方差分析Table 2 Variance analysis on the year and height

表3 株高Duncan法多重比較?Table 3 Duncan multiple comparison table of height

2.1.2 生長年限與地徑生長量的相關性

紫科1號不同年份與地徑生長量的觀測值方差分析結果見表4。

表4 生長年限與地徑方差分析Table 4Variance analysis on the year and ground diameter

由表4可知， 不同年份的地徑生長差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長年限對地徑生長影響很大。進一步多重比較結果見表5。

表5 地徑Duncan法多重比較Table 5Duncan multiple comparison table of ground diameter

從表5多重比較表明7年生苗與4、6、5年生苗地徑生長之間存在顯著差異； 6年生苗也是與4、5、7年生苗地徑生長之間存在顯著差異；5年生苗地徑與6、7之間存在顯著差異；4年生苗與6、7之間存在顯著差異。表明地徑生長年份之間存在明顯差異，7年生苗地徑生長量最具優(yōu)勢，是6年生苗1.7倍，是5年生苗1.4倍，5年生苗和4年生苗次之。

2.1.3 生長年限與分支數(shù)的相關性

紫科1號不同年份與分支數(shù)的觀測值方差分析結果見表6。

表6 生長年限與分支方差分析Table 6Variance analysis on year and branch

由表6可知， 不同年份的分支生長差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長年限對分支生長影響很大。進一步多重比較結果見表7。

表7 分支Duncan法多重比較Table 7Duncan multiple comparison table of branch

從表7多重比較表明7、6、5年生苗與4年生苗分支生長之間存在顯著差異，其他沒有明顯差異。結果顯示5年生苗以后沒明顯變化，4年苗分支數(shù)最多，可能是葉片。

2.1.4 生長年限與生物量的相關性

紫科1號不同年份與生物量的觀測值及統(tǒng)計量見表8、表9。

表8 紫科1號紅豆杉不同年份生物量觀測值Table 8Biomass observations of different year of Taxus clone Zike 1

表9 生物量單個樣本統(tǒng)計量Table 9Single sample biomass statistics

將紫科1號不同年份與生物量的觀測值進行單個樣本t檢驗結果見表10。

表10 生物量單個樣本t檢驗比較?Table 10t-test comparison of single sample biomass

由表10可知，不同年份的生物量差異Sig＝0.019＜0.05，差異極為顯著，生長年限對紫科1號紅豆杉生物量影響很大。5年生苗生物量是4年生苗的2.91倍，與4年生苗之間有明顯差異，以后每年成0.7倍增長。從生物量來說，5年生苗具顯著優(yōu)勢。

2.2 不同年份不同部位的紫科1號紅豆杉紫杉醇含量比較

不同年份不同部位的紫科1號紅豆杉的紫杉醇含量檢測值結果見表11。

紫科1號不同年份不同部位的紫杉醇含量方差分析結果見表12。

由表12可知，不同年份的紫杉醇含量差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長年限對紫杉醇含量影響很大。進一步多重比較結果見表13。

表11 紫科1號紅豆杉不同年份紫杉醇含量檢測值比較Table 11Paclitaxel content comparison on different year of Taxus clone Zike 1

表12 不同年份部位與紫杉醇含量方差分析Table 12 Variance analysis on the different part and thepaclitaxel content

表13 紫杉醇含量Duncan法多重比較Table 13 Duncan multiple comparison table of the paclitaxel content

從表13多重比較表明5年生苗的根、枝葉與4、3年生苗枝葉之間紫杉醇含量存在顯著差異；4年生苗枝葉與5年生苗的根、枝葉以及3年生苗枝葉之間紫杉醇含量存在顯著差異；3年生苗枝葉與4、5年生苗枝葉、5年生苗的根之間紫杉醇含量存在顯著差異。5年生苗的根和枝葉之間紫杉醇含量沒明顯差異，含量最高，是3年生枝葉的1.6倍，是4年生苗枝葉的1.4倍。

3 結論與討論

（1）不同年份的紫科1號紅豆杉生長量存在顯著差異。其中株高生長量5年生苗株高生長最具優(yōu)勢，是4年生苗的2.4倍；地徑生長量7年生苗最具優(yōu)勢，是6年生苗1.7倍，是4、5年生苗1.4倍，但栽培時間過長成本增加；分支數(shù)3年苗最多，但分支小像葉片，前期生長緩慢，生物量小，5年苗以后沒明顯變化。綜上所述，5年生紫科1號紅豆杉生長量具優(yōu)勢，因其株高生長最大，分支數(shù)與6、7年生苗沒明顯差異，地徑雖不是最大，但不比6年生苗差，所以從生長量來說，5年生確定為紫科1號紅豆杉采收的最佳時間。

（2）不同年份的紫科1號紅豆杉生物量差異極為顯著。5年苗生物量3.35 kg是4年苗1.15 kg的2.91倍，有明顯差異，以后每年成0.7倍增長。從生物量來說，5年苗具顯著優(yōu)勢。

（3）不同年份的紫科1號紅豆杉的紫杉醇含量存在顯著差異，與蘇建榮等對云南紅豆杉研究一致[7]，不同部位根和枝葉紫杉醇含量差異不顯著。5年生苗的根和枝葉之間紫杉醇含量沒明顯差異，枝葉含量最高（0.508 0‰），是3年生枝葉的1.6倍，是4年生苗枝葉的1.4倍。因此從紫杉醇含量上講，5年是采收紫科1號紅豆杉的最佳時間，相同年份不同部位沒明顯差別。

（4）總之，不同年份的紫科1號紅豆杉生長量、生物量和紫杉醇含量都存在顯著差異。5年生紫科1號紅豆杉無論是生長量、生物量還是紫杉醇含量都具有明顯優(yōu)勢，且根與枝葉紫杉醇含量沒明顯差異，紫杉醇含量都較高。但如果大規(guī)模以根為原材料提取紫杉醇，將對紅豆杉資源造成極大破壞，枝葉紫杉醇含量與根一樣，采收的最佳部位為枝葉。此結論與倪慧等研究結果一致[8-11]，結合本研究結果，同時考慮相對生產(chǎn)苗木成本較低，因此用5年生紫科1號紅豆杉枝葉提取紫杉醇是保護與利用紅豆杉資源的良好途徑之一。如同時采取我們的“微枝繁殖術”，建立紅豆杉枝條采穗基地，可最大限度地保護紅豆杉。本研究有待對因施肥、海拔等其他因素對紫科1號紅豆杉紫杉醇含量影響作進行進一步分析研究。

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[9]曹基武,劉春林,吳 毅,等.不同生根劑濃度與基質種類對南方紅豆杉插條生根的影響[J].中南林業(yè)科技大學學報,2013, 33(12):10-14.

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Correlation on growth, biomass and paclitaxel content of Taxus clone Zike 1

CHEN Ling, LUO Xian-quan, RAO Hong-xin, PENG Jing, PENG Xin-hai
(Hunan Forest Botanical Garden, Changsha 410116, Hunan, China)

The observations and detections on growth amount, biomass and the paclitaxel content of clone Zike 1Taxus chinensis(Pilger)Rehd in different years were carried, and it was found that there were signif i cant differences among the rested samples. The best time and the best part ofTaxusclone Zike 1 for harvest had been determined: 5- ear-old health branches and leaves. The growth, biomass and the paclitaxel content of 5-year-oldTaxusclone Zike 1 had obvious advantages, the average height of it was 122.37 cm, and no signif i cant difference was existed in number of branches when compared with 6 and 7-year-old plants, although the ground diameter of it was not the maximum, no signif i cant difference was existed when compared with 6-year-old plants; biomass of it was 3.35 kg; and there was no signif i cant difference in the paclitaxel contents between roots and the branches and leaves, which all had high paclitaxel content with an average of0.005 2%.

Taxusclone Zike 1; growth; biomass; paclitaxel content

S727.34

A

1673-923X(2014)05-0017-04

2014-03-10

國家農(nóng)業(yè)成果轉化資金項目（2013GB2D200347）；中央財政林業(yè)科技推廣項目（2011XT001）；湖南省農(nóng)業(yè)成果轉化資金項目（2011NK4044）；湖南省標準項目（201200032）

陳靈（1973-），女，湖南長沙人，高級實驗師，主要研究方向植物生物技術和林木育種；

E-mail：chenling.yuan@163.com

[本文編校：吳毅]