人工栽培下三種藥用植物生理適應(yīng)性研究

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）是桑科榕屬的木本植物，藥用部位主要是根，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)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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(biāo)，每種植物采集3株～5株，每個指標(biāo)重復(fù)3 次。

1.2 測定方法

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(lán)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]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

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。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 三種藥用植物葉片相對電導(dǎo)率的比較

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(biāo)。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

2.2 三種藥用植物葉片葉綠素含量的比較

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(biāo)。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

2.3 三種藥用植物葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和MDA 含量的比較

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(xì)胞膜脂過氧化水平的重要指標(biāo)。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

2.4 三種人工栽培藥用植物的適應(yīng)性評價

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

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

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。

3.2 討論

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)。