陳運雷,羅昌優(yōu),羅靜,洪文君
1.三亞市林業(yè)科學(xué)研究院,海南三亞 572000;
2.三亞市森林病蟲害檢疫檢疫站,海南三亞572000
藥用植物資源是指在自然資源中對人類有直接或間接醫(yī)療作用和保健功能的各種植物和蘊藏量總和,包括野生植物、人工栽培和利用生物技術(shù)繁殖的藥用植物[1,2]。目前,藥用植物中栽培成功的有200 余種,黃芩(Scutellaria baicalensis)、石斛(Dendrobium nobile)、重樓(Paris polyphyllavar.chinensis)等瀕危野生植物資源在人工種植技術(shù)與規(guī)模上有著較大突破。藥用植物人工栽培下的生境與野生自然生長環(huán)境存在差異,其影響著藥材植物生長、藥材成分、生理生化特性、次生代謝產(chǎn)物的積累等[3]。
廣藿香(Pogostemon cablin)為唇形科刺蕊草屬植物,以干燥地上部用藥,為中國常用的芳香化濕類中藥,具有芳香化濁、開胃止嘔、發(fā)表解暑的功效和提取廣藿香精油的用途[4,5]。天門冬(Asparagus cochinchinensis)為百合科天門冬屬,以塊根入藥,具有養(yǎng)陰潤燥,清肺生津的功效[4]。五指毛桃(Ficus hirta)是??崎艑俚哪颈局参铮幱貌课恢饕歉?,藥用成分主要為補骨脂素、佛手柑內(nèi)酯等[6]。
許多研究者對藥用植物主要集中在中藥化學(xué)成分、活性成分、栽培技術(shù)等方面[7-12],但在人工栽培條件下,藥用植物的生理生化的研究報道較少。該研究以廣藿香、天門冬和五指毛桃三種藥用植物為研究對象,在人工栽培下比較葉片相對電導(dǎo)率、葉綠素含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的差異,探討其生態(tài)適應(yīng)性,旨在為藥用植物栽培技術(shù)提供參考依據(jù)。
試驗材料為三種藥用植物廣藿香、天門冬和五指毛桃2 年生的實生苗,苗木栽培在三亞市林業(yè)科學(xué)研究院苗圃基地(18°21′N,108°56′E)。三亞為熱帶海洋性季風(fēng)氣候,全年暖熱,雨量充沛,年平均氣溫26.5℃。2021 年7 月,選取長勢良好、生長情況相近的試驗苗木各30株,采集無病蟲害的葉子測定其生理生化指標,每種植物采集3株~5株,每個指標重復(fù)3 次。
葉片相對電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測定;葉綠素含量采用丙酮法溶解法測定;可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250 法測定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定,游離脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定;丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法測定[13]。
采用模糊隸屬函數(shù)法對三種藥用植物適應(yīng)性能力進行綜合評定,X(u)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。式中:X(u)為某一植物在某一條件下的隸屬函數(shù)值;X為該植物在某一條件下的平均測定值;Xmax和Xmin分別為所有參試植物在該處理下平均測定值中的最大值和最小值。
試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 19.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,用Duncan’s 多重比較法。
相對電導(dǎo)率是反映植物在受到逆境或者其他損傷的情況下植物膜系統(tǒng)狀況的一個重要的生理生化指標。由圖1 可知,三種藥用植物葉片相對電導(dǎo)率存在較大差異。廣藿香葉片相對電導(dǎo)率顯著高于五指毛桃和天門冬。由此可見,三種藥用植物在受到逆境時,廣藿香的耐受力強于五指毛桃和天門冬。
圖1 三種藥用植物葉片相對電導(dǎo)率的比較Fig.1 Comparison of the Relative Electrical Conductivity of Three Medicinal Plants
葉綠素是植物進行光合作用的色素,其含量的多少是反映植物葉片光合能力的一個重要指標。由1 表可見,廣藿香的葉綠素a、葉綠素b 和總含量最高,五指毛桃的葉綠素含量次之,天門冬最低。方差分析結(jié)果表明,廣藿香和五指毛桃的葉綠素a 和總含量顯著高于天門冬,廣藿香葉綠素b 含量顯著高于五指毛桃。
表1 三種藥用植物葉片葉綠素含量的比較Tab.1 Comparison of the Chlorophyll Content of Three Medicinal Plants
植物滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)主要包括可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量,MDA 是反映細胞膜脂過氧化水平的重要指標。三種藥用植物葉片可溶性蛋白含量在2.99mg·g-1~3.72mg·g-1之間,廣藿香和五指毛桃的可溶性糖含量和脯氨酸含量顯著高于天門冬(表2)。五指毛桃葉片MDA 含量為18.53mmol·ml-1,顯著高于其它2 種。
表2 三種藥用植物葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和MDA 含量的比較Tab.2 Comparison of the Osmotic Adjustment Substances and Mda Content of Three Medicinal Plants
基于可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、MDA 含量、相對電導(dǎo)率和葉綠素含量進行的模糊隸函數(shù)值綜合評價結(jié)果(表3)表明,人工栽培下,廣藿香的生長適應(yīng)性能力強于五指毛桃和天門冬。
表3 基于模糊隸屬函數(shù)值對三種藥用植物適應(yīng)性的綜合評價Tab.3 Comprehensive Assessment of the Adaptability of Three Medicinal Species Based on Subordinate Function Values
在人工栽培條件下,廣藿香、天門冬和五指毛桃三種藥用植物的葉片相對電導(dǎo)率、葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量均存在一定差異。葉片相對電導(dǎo)率、葉綠素a 含量、葉綠素總含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量以廣藿香最高,五指毛桃次之,天門冬最低;生長適應(yīng)性能力從大到小依次為廣藿香>五指毛桃>天門冬。
廣藿香和五指毛桃為陽生植物,天門冬為陰生植物,其對生長環(huán)境的適應(yīng)性存在一定差異。在非生物脅迫條件下,植物生長發(fā)育和體內(nèi)物質(zhì)受到不同程度的影響。三種藥材植物在人工栽培條件下,廣藿香葉片相對電導(dǎo)率為77.03%,三者間的葉綠素a 含量、葉綠素b 含量和葉綠素總含量差異不大,該研究中五指毛桃葉綠素含量與陶瑜等[14]研究淺裂型五指毛桃較為相近。
糖類是植物體中不可缺少的物質(zhì),其含量一定程度上反應(yīng)植物的生長代謝情況及品質(zhì)高低[15]。田雲(yún)等[16]、武勇等[17]研究表明可溶性蛋白含量、脯氨酸含量的累積能夠提高植物對環(huán)境脅迫的耐受力,在逆境環(huán)境中起著緩沖保護作用。廣藿香和五指毛桃葉片透調(diào)節(jié)物質(zhì)和MDA 含量均高于天門冬,可溶性糖和脯氨酸含量以廣藿香最高,可溶性蛋白和MDA含量以五指毛桃最高,因此廣藿香和五指毛桃植物的代謝旺盛,生長適應(yīng)性較強,抗脅迫能力強。
通過隸屬函數(shù)分析結(jié)果表明,三種藥用植物的生長適應(yīng)性能力從大到小依次為廣藿香>五指毛桃>天門冬。因此,不同藥用植物在人工集約栽培中需要根據(jù)其光照、溫度等條件的需求,合理的分配利用其立體種植空間,并有效對有害生物的防控。藥用植物的生態(tài)種植仍處于摸索過程中,還需要大量的研究工作,特別是產(chǎn)量、品質(zhì)及次生代謝產(chǎn)物等,該研究結(jié)果為藥用植物的生態(tài)種植提供一定的理論和實踐指導(dǎo)。