陳靈，羅先權(quán)，饒紅欣，彭靜，彭信海

(湖南省森林植物園，湖南 長(zhǎng)沙 410116)

紫科1號(hào)紅豆杉生長(zhǎng)量生物量和紫杉醇含量的相關(guān)研究

陳靈，羅先權(quán)，饒紅欣，彭靜，彭信海

(湖南省森林植物園，湖南 長(zhǎng)沙 410116)

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

紫科1號(hào)紅豆杉；生長(zhǎng)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(jiàn)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(guó)有4種，1變種，且極少成林。紫科1號(hào)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(wú)性系，其特點(diǎn)：生長(zhǎng)快、生物量大、抗病蟲(chóng)、紫杉含量高0.52‰（紫杉醇含量測(cè)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(zhǎng)速度快（是中國(guó)紅豆杉的3倍以上），有黃金樹(shù)之稱，“紫科1號(hào)”紅豆杉是目前最好的紫杉醇原材料[2]。我國(guó)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?qū)σ吧t豆杉資源保護(hù)措施的不斷加強(qiáng)，利用野生紅豆杉資源生產(chǎn)紫杉醇已無(wú)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(shù)”，并科學(xué)界定了最適宜的種植區(qū)域，使紅豆杉的產(chǎn)量和品質(zhì)有了明顯提高，本研究主要針對(duì)通過(guò)“微枝繁殖術(shù)”人工栽培的紫科1號(hào)紅豆杉生長(zhǎng)量、生物量及不同部位紫杉醇的含量進(jìn)行了觀測(cè)分析，確定紫科1號(hào)紅豆杉采收的最佳時(shí)間和部位，為人工栽培紫科1號(hào)紅豆杉及進(jìn)行紫杉醇有效提取提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地慨況

試驗(yàn)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(wú)霜期年平均為304 d，年平均日照1 354.3 h，為可日照時(shí)數(shù)的30.25%，四季分明，陽(yáng)光充足，雨量充沛。調(diào)查地為菜地，無(wú)間種。

1.2 試驗(yàn)材料

材料是湖南省森林植物園利用出“微枝繁殖技術(shù)”培育的紫科1號(hào)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(hào)紅豆杉生長(zhǎng)量、生物量的測(cè)定的材料是由深渡鄉(xiāng)深渡村試驗(yàn)地提供：4年生苗，種植時(shí)間2008年3月，種植密度為30cm×30cm。5年生苗，種植時(shí)間2007年3月，種植密度為30cm×30cm；6年生苗，種植時(shí)間2006年3月，種植密度為30cm×30cm； 7年生苗，種植時(shí)間2005年3月，種植密度為30cm×30cm；②紫科1號(hào)紅豆杉紫杉醇含量測(cè)定材料是以上介紹的4塊試驗(yàn)地提供。

1.3 紫科1號(hào)紅豆杉生長(zhǎng)量、生物量的測(cè)定

采用種植區(qū)各隨機(jī)選取270cm×270cm的樣方，每個(gè)樣方再隨機(jī)抽取一個(gè)樣株，進(jìn)行測(cè)定分析。測(cè)量不同年生紫科1號(hào)紅豆杉苗整株的株高、地徑和分支等生長(zhǎng)量指標(biāo)。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(zhì)量。根據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)比較和統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 紫科1號(hào)紅豆杉紫杉醇含量的測(cè)定

4個(gè)調(diào)查點(diǎn)的不同年份紫科1號(hào)紅豆杉，分枝葉和根隨機(jī)取樣送上海同田生物有限公司檢測(cè)，檢 測(cè) 儀 器：HPLC110（LC-3D CHEMSTATION A.05.02）；檢測(cè)方法：HPLC外標(biāo)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份的紫科1號(hào)紅豆杉生長(zhǎng)量、生物量比較

不同年份不同調(diào)查地的紫科1號(hào)紅豆杉的株高、地徑，分支等生長(zhǎng)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果（見(jiàn)表1）。

從表1中可看出，不同年份的紫科1號(hào)紅豆杉生長(zhǎng)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(zhǎng)年限與株高生長(zhǎng)量的相關(guān)性

紫科1號(hào)不同年份與株高生長(zhǎng)量的觀測(cè)值方差分析結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知， 不同年份的株高生長(zhǎng)差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長(zhǎng)年限對(duì)株高生長(zhǎng)影響很大。進(jìn)一步多重比較結(jié)果見(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jié)果說(shuō)明6、7年苗高生長(zhǎng)沒(méi)明顯差異，4年生苗最矮，5年生苗株高生長(zhǎng)最具優(yōu)勢(shì)，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(shuō)明紫科1號(hào)紅豆杉第5年的株高生長(zhǎng)量最大，與4年相比差異大。

表2 生長(zhǎng)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(zhǎng)年限與地徑生長(zhǎng)量的相關(guān)性

紫科1號(hào)不同年份與地徑生長(zhǎng)量的觀測(cè)值方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 生長(zhǎng)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(zhǎng)差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長(zhǎng)年限對(duì)地徑生長(zhǎng)影響很大。進(jìn)一步多重比較結(jié)果見(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)年份之間存在明顯差異，7年生苗地徑生長(zhǎng)量最具優(yōu)勢(shì)，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(zhǎng)年限與分支數(shù)的相關(guān)性

紫科1號(hào)不同年份與分支數(shù)的觀測(cè)值方差分析結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 生長(zhǎng)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(zhǎng)差異Sig＝0.000＜0.01，差異極為顯著，生長(zhǎng)年限對(duì)分支生長(zhǎng)影響很大。進(jìn)一步多重比較結(jié)果見(jiàn)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(zhǎng)之間存在顯著差異，其他沒(méi)有明顯差異。結(jié)果顯示5年生苗以后沒(méi)明顯變化，4年苗分支數(shù)最多，可能是葉片。

2.1.4 生長(zhǎng)年限與生物量的相關(guān)性

紫科1號(hào)不同年份與生物量的觀測(cè)值及統(tǒng)計(jì)量見(jiàn)表8、表9。

表8 紫科1號(hào)紅豆杉不同年份生物量觀測(cè)值Table 8Biomass observations of different year of Taxus clone Zike 1

表9 生物量單個(gè)樣本統(tǒng)計(jì)量Table 9Single sample biomass statistics

將紫科1號(hào)不同年份與生物量的觀測(cè)值進(jìn)行單個(gè)樣本t檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 生物量單個(gè)樣本t檢驗(yàn)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(zhǎng)年限對(duì)紫科1號(hào)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(zhǎng)。從生物量來(lái)說(shuō)，5年生苗具顯著優(yōu)勢(shì)。

2.2 不同年份不同部位的紫科1號(hào)紅豆杉紫杉醇含量比較

不同年份不同部位的紫科1號(hào)紅豆杉的紫杉醇含量檢測(cè)值結(jié)果見(jiàn)表11。

紫科1號(hào)不同年份不同部位的紫杉醇含量方差分析結(jié)果見(jiàn)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(zhǎng)年限對(duì)紫杉醇含量影響很大。進(jìn)一步多重比較結(jié)果見(jiàn)表13。

表11 紫科1號(hào)紅豆杉不同年份紫杉醇含量檢測(cè)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(méi)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(jié)論與討論

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

（2）不同年份的紫科1號(hào)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(zhǎng)。從生物量來(lái)說(shuō)，5年苗具顯著優(yōu)勢(shì)。

（3）不同年份的紫科1號(hào)紅豆杉的紫杉醇含量存在顯著差異，與蘇建榮等對(duì)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(méi)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(hào)紅豆杉的最佳時(shí)間，相同年份不同部位沒(méi)明顯差別。

（4）總之，不同年份的紫科1號(hào)紅豆杉生長(zhǎng)量、生物量和紫杉醇含量都存在顯著差異。5年生紫科1號(hào)紅豆杉無(wú)論是生長(zhǎng)量、生物量還是紫杉醇含量都具有明顯優(yōu)勢(shì)，且根與枝葉紫杉醇含量沒(méi)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(duì)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(jié)論與倪慧等研究結(jié)果一致[8-11]，結(jié)合本研究結(jié)果，同時(shí)考慮相對(duì)生產(chǎn)苗木成本較低，因此用5年生紫科1號(hào)紅豆杉枝葉提取紫杉醇是保護(hù)與利用紅豆杉資源的良好途徑之一。如同時(shí)采取我們的“微枝繁殖術(shù)”，建立紅豆杉枝條采穗基地，可最大限度地保護(hù)紅豆杉。本研究有待對(duì)因施肥、海拔等其他因素對(duì)紫科1號(hào)紅豆杉紫杉醇含量影響作進(jìn)行進(jìn)一步分析研究。

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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(guó)家農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（2013GB2D200347）；中央財(cái)政林業(yè)科技推廣項(xiàng)目（2011XT001）；湖南省農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目（2011NK4044）；湖南省標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目（201200032）

陳靈（1973-），女，湖南長(zhǎng)沙人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向植物生物技術(shù)和林木育種；

E-mail：chenling.yuan@163.com

[本文編校：吳毅]