張南翼，張克勤，郭樹義，肖鳳艷，常桂英

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，吉林 長春 130118； 2.吉林農(nóng)業(yè)科技學院制藥工程學院，吉林 吉林 132101)

0　引言

烏腺金絲桃(HypericumattenuatumChoisy)又名穩(wěn)心草、紅旱蓮，別名野金絲桃，是藤黃科金絲桃屬多年生草本植物，高30～60 cm.莖呈直立狀，全株布滿深色腺點；葉呈長橢圓形，基部抱莖；花朵多數(shù)著生于植株頂部，花瓣為黃色，在花瓣的邊緣及背側均布滿深色腺點；蒴果卵圓形，深棕色；種子長圓柱形，一側具狹翼.花期7—8月，果期8—9月.多生于山坡、草叢、林下、林緣或河溝旁.主要分布于我國東北、華北、華東、中南及西南等地區(qū)[1].

烏腺金絲桃具有鎮(zhèn)痛、止血和通乳等功效，因此主要用于治療風濕關節(jié)痛、跌打損傷、神經(jīng)痛、子宮出血、吐血等；對哺乳期婦女乳汁的分泌及乳腺炎有一定的調(diào)節(jié)和治療功效； 該藥材也可用于創(chuàng)傷的外用，有較好的止血作用.目前，對烏腺金絲桃的研究主要側重在所含活性成分及生理功能方面.顧麗珍等[2]通過對內(nèi)蒙古野生烏腺金絲桃全草中分離獲得的結晶成分的研究發(fā)現(xiàn)，烏腺金絲桃中含有Ⅰ金絲桃苷、槲皮素、氯原酸以及一些未確定具體結構的黃酮類物質.該藥材黃酮類化合物含量較高，一般在1%左右，在莖、葉、花和果實中均有分布，葉中含量最高，花和果次之，莖中的黃酮含量最低.[3]烏腺金絲桃還含有金絲桃素，它具有多種生物活性，包括抗病毒、抗腫瘤等.[4]李冀等[5]以小鼠作為實驗材料，利用烏腺金絲桃提取物，探討了其活性部位對小鼠心律失常的調(diào)整作用，研究發(fā)現(xiàn)，使用正丁醇提取物可改善由氯化鈣所引起的小鼠心律失常狀況，也能夠對抗氯仿對小鼠室顫的影響.李冀等[6]的研究還發(fā)現(xiàn)，烏腺金絲桃具有非常明顯的抗心肌缺血的作用.另外，通過觀察小鼠在懸尾實驗和強迫游泳實驗中的不動時間，發(fā)現(xiàn)高劑量的烏腺金絲桃能能夠顯著減少小鼠不動的時間，這表明其對小鼠有抑制抑郁的功效[7].研究人員通過對患抑郁癥大鼠的治療實驗發(fā)現(xiàn)，烏腺金絲桃對患病鼠海馬5-羥色胺和5-羥吲哚乙酸的含量有明顯影響，在較高濃度的烏腺金絲桃提取物作用下，大鼠海馬5-羥色胺和5-羥吲哚乙酸含量顯著提高，因此，推斷其抗抑郁作用機制可能與提高這兩種物質濃度有關[8].相關研究檢測還發(fā)現(xiàn)，金絲桃苷能夠提高快速型心律失常大鼠心肌細胞膜Na+-K+-ATP酶活力及Ca2+-Mg2+-ATP酶活力，因此認為烏腺金絲桃抗快速型心律失常的作用機制可能與調(diào)節(jié)心肌細胞膜Ca2+-Mg2+-ATP酶、Na+-K+-ATP 酶活力有關[9].

因此，烏腺金絲桃是一種重要的藥用植物，其提取物和化學成分在醫(yī)藥研究方面具有重要價值.由于野生烏腺金絲桃資源較少，對其進行人工栽培就顯得十分必要.然而，目前對其自然狀態(tài)下生長發(fā)育規(guī)律的研究尚不多見，特別是其在我國北方地區(qū)的人工繁殖研究尚未見報道.為此，了解人工栽培條件下烏腺金絲桃的生長發(fā)育規(guī)律，對于實現(xiàn)人工規(guī)?；耘嘤兄卮笠饬x.本試驗以人工栽培的烏腺金絲桃作為材料，對其植株形態(tài)與發(fā)育節(jié)律進行了觀測，以為烏腺金絲桃資源的綜合開發(fā)利用提供科學的依據(jù).

1　研究方法

1.1　人工栽培

人工栽培試驗包括在農(nóng)田里進行的無性繁殖和有性繁殖(種子繁殖)試驗.在秋季植物生長結束后，將烏腺金絲桃整個植株從野外采挖回來，定植于試驗地中.無性繁殖方法是將植株的分蘗分離，分別定植到試驗田中.有性繁殖則是于每年種子成熟后(9—10月)將種子采收回來，自然干燥后放在陰涼處，然后在翌年春季(4—5月)進行播種育苗，經(jīng)過兩次移栽，定植在試驗田中進行觀測.由于烏腺金絲桃第二年才能開花結實，故有性繁殖實驗至少需要兩年，第一年只能觀測幼苗，對有性繁殖的植株觀測要在第二年進行.于第二年9月完成野外植株和種子采集.

1.2　生長發(fā)育觀察及數(shù)據(jù)采集

烏腺金絲桃一般在每年的4月份開始萌發(fā)，生長發(fā)育觀察從此時開始.選擇20株作為觀測對象，每株做好標記，以保證觀測的連續(xù)性.觀測的間隔時間為10 d.觀測的內(nèi)容包括：(1)定性描述植株的形態(tài)變化，特別是花蕾孕育情況；(2)定量測定植株自然高度、葉對數(shù)和分枝數(shù)；(3)植株營養(yǎng)生長結束日期.

1.3　數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進行株高、葉對數(shù)、分枝對數(shù)的統(tǒng)計學處理；采用SPSS軟件建立Verhaulst生長回歸模型，對模型預測結果與實際觀測值進行t檢驗，以驗證模型的有效性.

2　結果

2.1　烏腺金絲桃的生長

2.1.1烏腺金絲桃株高的變化

烏腺金絲桃植株在每年4月的中、下旬開始萌發(fā)，初萌發(fā)的植株具有多個分蘗，全株呈現(xiàn)紫紅色.從萌發(fā)之后10日齡開始，對株高的生長情況進行測量，結果見圖1.

從圖1可以看出，烏腺金絲桃植株在生長的最初階段(5月初)較為緩慢，而從 5月中旬(30 d左右)開始，生長速度迅速加快，這種狀況會一直持續(xù)到7月上旬.此時間段的生長曲線近似一條直線，之后生長速度開始減慢，直至呈現(xiàn)出一個平緩的生長期.整個生長期的生長曲線大致呈“S”形，這種生長形式與其他生物的一般生長狀況相近.

依據(jù)2年生烏腺金絲桃植株株高(H) 數(shù)據(jù)，建立的Verhaulst株高生長模型如下：

H=73.902/(1+6.526×e-0.051(t-10)).

式中t為日齡(d).擬優(yōu)合度R2=0.969.

對該模型的預測值和實際觀測值進行的差異顯著性檢驗(t=0.007，P>0.05) 表明，此模型可以比較準確地預測烏腺金絲桃株高的生長節(jié)律.

2.1.2烏腺金絲桃葉對數(shù)的變化

烏腺金絲桃的葉對數(shù)的觀測結果見圖2.從圖2可以看出，葉的數(shù)量變化在前期增加緩慢，中間增加快，后期又減慢，整個生長曲線也近似一個“S”形.但其曲線比較平緩，只是在盛花期前后(40～50日齡)增長速度稍快.到開花期末，葉對數(shù)變化也進入了一個平臺期.

圖1　烏腺金絲桃株高變化　　　圖2　烏腺金絲桃葉對數(shù)變化

對二年生烏腺金絲桃葉對數(shù)(L) 建立的葉對數(shù)的Verhaulst增長模型如下：

L=27.11/(1+2.48×e-0.021(t-10)).

式中t為日齡(d).擬優(yōu)合度R2=0.863.

對該Verhaulst增長模型的預測值和實測值進行的差異顯著性t檢驗(t=0.016，P>0.05)表明，二者差異不顯著.因此，建立的該模型可以較好地預測葉對數(shù)的增長狀況.

2.1.3植株分枝對數(shù)的變化

圖3　烏腺金絲桃分枝對數(shù)變化

烏腺金絲桃分枝對數(shù)的觀察結果見圖3.從圖 3可以看出，分枝的出現(xiàn)比葉晚，但其分枝對數(shù)的高峰時期與葉片是基本一致的，都是在盛花期前后.因為花蕾的發(fā)育是在枝上，所以枝的出現(xiàn)和花蕾的孕育是同步的.5月初萌發(fā)的植株尚未出現(xiàn)分枝，分枝出現(xiàn)一般在5月下旬，種子繁殖的植株當年出現(xiàn)分枝的比例較小，一般不超過10%.

對二年生烏腺金絲桃的分枝對數(shù)(B) 建立的Verhaulst生長模型如下：

B=19.922/(1+5.037×e-0.066(t-30)).

式中t為日齡(d).擬優(yōu)合度R2=0.960.

將通過模型計算得到的預測值與實測值進行的差異顯著性分析表明，實測值和預測值之間差異不顯著(t=0.03，P>0.05)，說明該模型能夠比較準確地預測分枝的數(shù)量變化.

2.2　烏腺金絲桃的發(fā)育

烏腺金絲桃營養(yǎng)生長從4月份開始，一般在每年6月中旬出現(xiàn)花蕾，預示發(fā)育期從此時期開始.據(jù)實際觀察，花朵最早出現(xiàn)的時間為6月15日，盛花期在7月初—7月中旬，花期可以延續(xù)到9月初，但帶花植株和每株花的數(shù)量都比較少.單花開放時間為5 d左右，7月中旬進入結實期；盛果期一般在8月初，9月中旬果實變成棕色開始成熟，一般在10月初蒴果開裂，散出種子.種子繁殖的植株當年一般不出現(xiàn)分枝，也基本沒有開花；種子繁殖植株，會在第二年直接萌發(fā)，萌發(fā)的植株會產(chǎn)生分蘗，分蘗基本都會產(chǎn)生分枝并開花結果，果實均可成熟，產(chǎn)生可以正常發(fā)芽的種子.

2.3　烏腺金絲桃的再生能力及早熟性

2.3.1烏腺金絲桃的再生能力

2015—2016年，在烏腺金絲桃盛花期的7月，進行了收割試驗，以觀察植株的再生能力.結果顯示，收割后的植株，當年全部可以再次萌發(fā)，萌發(fā)的植株可以出現(xiàn)分枝，也可以開花，但一般不能結果.這些再生的植株，自然越冬后，第二年仍可于春季正常萌發(fā)，出現(xiàn)大量的分蘗，分蘗可以正常出現(xiàn)分枝，開花結果，得到可育的種子.

3.3.2烏腺金絲桃的早熟性

烏腺金絲桃為多年生草本植物，自然狀態(tài)下通過種子繁殖的植株，第二年才能開花結果.但在實際栽培試驗中發(fā)現(xiàn)，約有10%的一年生幼苗可以開花，而且有些植株還可以結果，也能產(chǎn)生種子，但經(jīng)過觀察和發(fā)芽試驗，這些種子均未成熟，不能萌發(fā)，因此，屬于不完全的早熟.

3　討論

3.1　氣候變化對烏腺金絲桃生長節(jié)律的影響

氣候條件的年際變化會影響植物的生長發(fā)育狀況，導致其生長曲線發(fā)生改變.比較2014年和2015年烏腺金絲桃植株的生長狀況可以發(fā)現(xiàn)，無論是2014年還是2015年，幼苗從5月上旬開始生長較慢，這個狀態(tài)一直持續(xù)到6月上旬，形成了一個平臺期；此后，兩個年份均出現(xiàn)了一個快速生長期，但在2014年這個時期的生長速度略快于2015年.此時也正是花蕾孕育、需要大量營養(yǎng)的階段；到了6月下旬，兩個年份的生長曲線基本重合.這種生長曲線的差異可能與當時的氣候條件有關.2014年6月份的氣溫較2015年略高，可能因此導致其生長速度略快；而從7月份開始，兩個年份的氣溫差異不大，從而使他們的生長狀況基本一致，反映到生長曲線上就顯示基本重合.由此表明，烏腺金絲桃的生長對溫度比較敏感.對2014年和2015 年5—7月的株高數(shù)據(jù)進行t檢驗后，結果顯示差異不顯著(t=1.17，P=0.27)，說明在這兩個年份，雖然氣溫有一定的差異，但對生長速度的影響未達到顯著水平，沒有從本質上改變?yōu)跸俳鸾z桃的生長曲線.

3.2　烏腺金絲桃生長過程中各器官相關性分析

植物各部分的生長和發(fā)育是相互關聯(lián)的，比如在花孕育后，植株各部分的生長也進入高峰，以滿足開花結實所需的大量營養(yǎng)，因此，利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對分枝數(shù)、株高與葉數(shù)的增長關系進行了相關分析，結果表明：株高與葉對數(shù)相關系數(shù)為0.987 9，兩者間有極顯著的相關關系，由此建立的直線方程為：y=0.236 6x+3.918 9(x為株高，y為葉對數(shù))；株高與分枝數(shù)相關系數(shù)為0.981 4，具有極顯著的相關性，由此建立的直線方程為：y=0.293 0x-2.702 4(x為株高，y為分枝數(shù))；葉對數(shù)與分枝數(shù)相關系數(shù)為0.948 1，兩者間有極顯著的相關關系，由此建立的直線方程為：y=1.210 0x-7.232 7(x為葉對數(shù)，y為分枝數(shù)).通過這些方程的建立，可以更好地測試烏腺金絲桃的生長狀況.

另外，將烏腺金絲桃與同屬的長柱金絲桃的生長狀況[10]進行比較后可以看出：烏腺金絲桃到生長末期，即7月中下旬，株高在63 cm左右，而同期的長柱金絲桃則可達120 cm左右，相差近一倍；但兩者發(fā)育的時間節(jié)點基本一致，說明它們對氣候條件的適應性大體相近.

3.3　烏腺金絲桃再生及早熟性的研究意義

栽培試驗驗證了烏腺金絲桃具有再生能力，對這種能力的研究很有必要.首先，通過對烏腺金絲桃再生過程中形態(tài)結構特征變化規(guī)律、生理生化過程的研究，可進一步填補該種植物再生研究的空白，也可為其他植物再生能力的研究提供參考.同時，在實際應用中，由于烏腺金絲桃中的一些活性成分如金絲桃素，主要分布在花中，因此采收期一般均在盛花期的7月，如果不能再生，勢必造成一年進行播種、育苗、移栽，第二年收獲一季，第三年又再重復育苗、移栽這個過程，即兩年才能收獲一次.而在基礎理論研究基礎上，可通過栽培條件的優(yōu)化，強化再生能力，免去了兩年育苗一次的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，達到播種一次，連續(xù)多年收獲的目的，既節(jié)省了時間，也大大降低了直接生產(chǎn)成本.

對烏腺金絲桃早熟性的研究表明，結果雖然沒有達到真正的早熟標準，但是也與再生能力的研究相似，意義是顯而易見的.首先，通過對烏腺金絲桃早熟性的研究，可進一步了解烏腺金絲桃的發(fā)育規(guī)律，豐富其理論研究內(nèi)容；其次，通過了解烏腺金絲桃早熟的規(guī)律，特別是在生理生化過程變化特點的研究基礎上，可望通過人為栽培條件等的調(diào)控，實現(xiàn)烏腺金絲桃的真正早熟，達到當年育苗移栽、當年收獲的目標，從而大大縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本.對烏腺金絲桃的再生能力和早熟性的研究，既有重要的理論意義，更有實際應用的價值，有必要進行深入的探索.

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