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【doc】国产人参种质资源研究进展.doc

【doc】国产人参种质资源研究进展

tian宏玉
2017-10-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【doc】国产人参种质资源研究进展doc》,可适用于综合领域

【doc】国产人参种质资源研究进展国产人参种质资源研究进展辑,)一田一己国产人参种质资源研究进展上l氏jj综述:二毫望』:垒肖培根洪德元(北束中国医学科学院中国和医科大学药用植物研究所北京中国科学院植物研究所系统与进化植物学开放实验室)摘要目的:总结和评论人参种质资源研究的成就和问题,进一步推动种质资源研究方法:采用手栓和机检相结合的方法,查闼近年国内外文献:结果与结论:升山参的生态环境研究有不少进展,但种质资潦研究鲜见报道,资源破坏异常严重栽培参中已发现十几十变异类型,主要农家类型大马牙,二马牙,长脖,圆膀田芦和黄果中,大马牙产量最高,黄果总皂苷含量最高较详尽的遗传学比较为品种选育提供了依据,近年DNA指纹等分析结果为人参生产和首种提供丰富的贵料美毽词墨堕堡苎!寰进豆人参(搬ginsengCAMeyer)是应用最广泛研究最深人的中药之一人参的种质资源是人参生产的源头,种质的优劣对产量和质量有决定性的作用,其研究对人参的引种栽培,良种选育和资源保护有重要意义人参的种质资源主要包括野生人参(山参wildrr~untainr幽)资源和各地的栽培人参(栽培参,园参辨rdginseng)资源据考证我国人参栽培史已有多年大规模栽培出现在清代但只是近~年人参种内变异才被重视近年来,藏国科研人员对国产栽培参的种质资源进行了系统的研究并取得很大进展,对山参的研究也积累了许多经验由于DNA指纹等分子生物新技术的应用使本来很困难的工作得以在短时间内完成现将这几方面的进展简述如下野生人参对山参的研究多限于一些基础工作,如山参形态,分布,生态环境,发育规律,产量形成,化学成分,组织粉末鉴别等,严格地说这些研究不属于种质资源研究,真正的种质资源考察,鉴别,比较及遗传研究资料十分匮乏形态特征山参形态的报道多集中在药材特征即干燥(或鲜括)根的描述孙三省等对"芦","丁,"体","皮",'设","点"等个方面的药材特征进行了详细描述和分类llJ最典型山参的根应具有细长的根茎(芦)枣核状的不定根(丁),主根纵向短粗横向伸展分成两支,形似人体外皮紧凑致密,肩部有较重环纹,须根上有珍珠点等特征分布山参主要分布在我国东北地区,朝鲜和俄罗斯也有古时我国太行山脉,长白山脉,大小兴安崎为人参主要分布地区到年代,山参资源缩小在北纬,东经','的有限范围内目前山参资源还在进一步萎缩,仅局限在长白山脉,少量分布于小兴安岭南麓由于森林面积的大幅度缩小和过分栗挖,夸天即使在自然保护区腹地也难见到山参,年已教列为国家珍稀濒危植物引特殊生境【驯地形:山参分布的大地形为各种类型的山地平原无野生种土壤:森林腐植土含水量,pH值,植被:针阔混交林,树种为柞,紫年月第卷第椴,塘椴,红松等余种,由大乔木,小灌木,草车植物形成高,中,低层自然屏障,郁用度气候:分布地区年平均气温YC,年降水量,mm年平均湿度林间小气候特点:山参点平均光照仅有林棵光的气温,温差湿度舳生长规律l生长缓慢,,年为幼苗,三小叶,年小叶,年,批叶生长年限与平均根重问的回归模型为Y=X眵根重变化规律分个阶段:,年缓慢增长阶段,年均增重,g,年快速增长阶段年均增重,g年以后,平均增重g也有比较不同年龄山参和栽培参根重增重规律的研究【引,但差异主要是环境而非遗传造成的栽培人参栽培人参种质资源研究方面已发表了很多论文对人参的研究可能是所有中药品种中最深人的已取得的成绩主要有以下几方面变异类型的鉴别及产区混杂情况调查栽培参是从山参弱化来的混杂群体经上百年生态环境的作用及生产者的选择,逐渐分离出一些变异类型人参种内变异的重要性直到年代才被认识,最早的突破是从鉴别根的变异与产量关系开始的,孙先首次报道了变异类型"大马牙与产量的关系提出"大马牙"为高产类型吴元山比较了不同变异类型(年生)在相同管理条件下的产量,证明"大马牙比"圆膀圆芦"增产,比"线芦","竹节"类型增产,随后有更多的统计学分析确认了变异类型在产量上的差异性l迄今共发现了十几个变异类型,依据根的形态分为大马牙,二马牙(包括二马牙圆芦,二马牙尖嘴子),圆膀圆芦(包括大圆芦,小圆芦),长脖(包括草芦,线芦,竹节芦)Is一:依据果实颜色有红果,黄果,橙黄果种依据茎的颜色有紫茎,绿茎,青茎种依据果穗有紧赫,散赫种等J报道最多的是大马牙,二马牙,长脖,圆膀圆芦,黄果个变异类型又称农家类型draoe研究包括它们在各产地的混合比例及与产量的关系【,形态【"和组织解剖,农艺性状【引,抗逆抗病性【,生理生化【,染色体按型【,种皮n"』,OOMayNo纹饰l,化学成分等结论是:大马牙是产量最高的类型,黄果是人参总皂苷含量最高的类型长脖(石柱参的基原植物),圆膀圆芦(石柱参的基原植物)和二马牙(边条参的基原植物)因根彤好且各有特色而闻名:人参农家娄型农艺性状的遗传分析赵寿经等l用方差和聚类分析研究了集团选择的各类型子代个苗期性状,单株重等l个性状差异显着,并认为"大马牙"与"二马牙亲缘关系接近,"圆芦"与"长脖接近在对农家类型子代成熟植株个经济性状的比较中,个性状差异显着l在对个主要产量性状进行的遗传分析中,证明不同农家类型的产量和产量构成因素有较高的遗传力,单根重,根粗,茎粗与单产呈极显着正相关,各产量因素与产量构成因素有较大的选择改良潜力ll对个不同类型的个性状进行了性状相关分析,对个性状进行主成分分析,累积贡献率大于的个主成分是齐墩果酸,生长势和总皂苷这些遗传参数既为选种工作中性状选择提供了依据,又为性状连锁分析提供了线索:种子的发育生理和贮存方法人参种子属胚构造发育不完全类型,须经后熟才能发芽出苗后熟过程分胚形态后熟和生理后熟个时期需温规律是:形态后熟需l,l变温个月,生理后熟需低温,个月在生理后熟期发生的生理生化变化及利用生长调节剂促进后熟打破体眠的研究也取得进展为解决人参种子中,长期保存问题,人参种子的低温,超低温保存技术已被研究,石思信等【圳将人参种子放在一的低温下保存近年后,发现种子生活力为,经后熟处理,裂口率和田间出苗率和对照无明显差异,形态发育和苗期生长正常,说明人参种子能忍耐干燥和低温,属正常种子范畴人参种质资源研究的新方法近年来分子生物技术在人参真伪鉴别,系统学考察研究等方面已有报道,但在种质资源领域还少见报道种质资源的传统研究方法(子代分析法)耗时长,困难大严重制约了种质资源的研究DNA指纹等新技术的出现改变了传统的研究模式,通过直接比较不同种质DNA的差异性并借助计算机程序来分析种质遗传关系,大大加快了种质资源的研究,使本需几年才能完成的工作缩短到几周甚至几天我们利用DNA分子标记技术率先对国产人参种质资源进行了系统研究,此前还建立和改进了有关实验方法提取人参微量DNA的新方法马小军等设计的提取人参微量DNA的新方法,DNA得率比通常所用CTAB法高倍,也超过多种提取方法用比色法和电泳法检测DNA得率约为tggo该法仅保留了CTAB法十几个步骤中的两个关键步骤,略去其它步骤,不仅得率高,而且得到的DNA较完整,扩增效果较好应用毛细管PCR方法扩增P,APD(随机扩增的多态性DNA分析)指纹,仅用g的材料即可进行多次PCR反应,这说明该法是提取珍稀药材微量DNA的有效方法快速扩增人参微量DNA的毛细管PCR方法RAPD凸mPharmJoMay,VdNo是药材DNA指纹鉴定技术中最简便的一种,该方法一般在Eppetldorf离心管进行PCR反应,扩增DNA指纹,但费用高(反应体积大),耗时长,需DNA模板量较多因此其应用受到一定限制近年发展起来的毛细管PCR方法在一定程度上弦补了这一缺点,后者优点是:反应体系小,省试剂和材料毛细玻璃管管壁比普通薄壁管感温灵敏,传热快,反应介质与反应环境接触面积相对大,提高了Taq酶功效反应时间缩短三分之二马小军等l圳将其用于人参种质分析,系统比较了不同条件扩增人参RAPD指纹的效果,建立并优化了扩增人参RAPD指纹的反应体系分析DNA指纹的PCRRn方法经典RFLP方法需经酶切,电泳,Southern转穆,与探针杂交,放射白显影等繁琐的步骤,DNA需要量大(级),因而难以在药用植物研究中广泛应用为了获得更多的人参DNA遗传信息,鉴定随机扩增产物的同源性及更有效地利用DNA分子标记研究人参种质资源,马小军等对毛细管PCR扩增产物进行限制性内切酶消化和酶切位点分析结果表明PCRRFLP是筛选药材特异DNA分子标记的一种简易方法,尤其对那些因扩增条带太少在分析中本欲摒弃的引物加以再利用,有效的提高了DNA指纹的使用效率,因而也是药用植物种质资源研究的另一工具栽培群体遗传分化指数DC值和PDC值的分析方法遗传分化指数(DC)和分化指数比(PDc)是汪小全等为统计RAPD检测结果而提出的一个新方法,主要用于分析野生植物的遗传结构马小军等首次将其引人栽培作物种质资源研究,并对已知亲缘关系的几个人参栽培群体加以分析结果得到了与事实完全相符的结论,验证了这种统计方法的可靠性由此认为该方法作为一种较敏感的分析手段适用于作物种质资源的比较,鉴定不同育种材料亲绦关系的判断以及群体纯度检测等方面人参DNA指纹分析的主要结果马小军等采用DNA指纹等技术对山参和栽培参的个农家类型进行了分析,用RAPD和AFLP方法检测了个样品基因组上多个引物结合位点,对山参nDNA中ITS进行了序列测定,获得了关于人参不同种质的遗传特性及种质问遗传关系的量化指标,为人参的栽培,育种及资源保护提供了新的依据人参种内有较丰富的遗传多样性马小军等分析了大马牙,二马牙,长脖,圆膀圆芦,黄果等个主要农家类型的指纹,多态位点为,证明人参农家类型有较丰富的遗传多样性检测个人参农家类型的AFLP指纹,各类型均有各自的特征多态位点,长脖的AFLP指纹有相对较高的多态性,说明长脖类型内部有更多的"杂合态"个体,可艟更接近山参通过RAPD指纹分析首孜从遗传上证实山参遗传多样性远大于栽培参,这与比较山参和栽培参种子醇溶蛋白所得结果相吻合,故认为山参在育种上极具价值聚类分析表明,山参个体同及其与栽培参问均有较大的遗传距离,但小于山参与近绦种西洋参间的遗传差异从年月第卷第RAPD指纹及其遗传距离的分析来看,遗传因素在人参形态变异上的作用可能小于环境因素,这一结果为"山参培育提出了理论依据【"j从种质鉴定的角度来看,由于山参与圊参的关系是"覆盖的关系,即山参的遗传多样性覆盖了栽培参的遗传多样性,故很难找到为所有山参所共有而栽培参没有的RAPD特异分子标记主要农家类型之间的遗传关系马小军等分析遗传分化指数DC值表明,各类型fIj部变异量不同,二马牙变异最小(O),长脖最大()大马牙与圆膀圆芦间遗传分化最显着,PDC值为,其次是圆膀圆芦与二马牙(),大马牙与二马牙()最低PDC值聚类图将大马牙和二马牙聚为一类,长脖和圆膀圆芦聚为一类,黄果期为另一类这一结果支持形态学关于农家类型之间关系的划分,但补充了黄果在关系图中的位置农家类型之间的关系图及PDC值为集圃选育提供了依据,恒由于大部分遗传变异()分布于农家类型之fIj,故个体选择更具潜力分析吉林省集安市一路参,三路参,系选品系号和北京人参等不同栽培群体的Dc值表明,三路参变异量最大,一路参降为,经代自交后边条参系选品系号降至,这表明选择方式和选择代数的纯化作用十分显着比较还表明,北京引种的西洋参的变异量为远小于人参栽培参与山参ITS序列的比较rDNA是编码核糖体RNA的基因其非编码区(ITS,ITSa)的序列常用于种问等级的系统学研究文军等一分析了人参属所有个种的ns序列,并籍此讨论了人参属的种问关系,但所用的个人参材料均为栽培参为搞清山参与栽培参问变异程度,马小军等对个山参的不邗和个山参的ITS进行了测序分析发现:人参种内TS非常稳定,个山参lT序列与Genetank中个栽培参完全一样个抚松山参ITS中有个位置的碱基与湖北栽培参(U号)不同,而与黑龙江栽培参(U号)和朝鲜栽培参(U号)一致,说明黑龙江和朝鲜栽培参与抚松山参的种源较近,而湖北栽培参可能引自其它山参居群人参与其近缘种西洋参之间具有比人参种内变异更稳定的遗传差异与栽培参的ITS和H'S序列相比GeHeBank中个西洋参样品在,,位均具有个相同的变异位点,即碱基分别由A,A,T颠换或转换为cG,C对人参选种方式和选种策略的建议性状的选择:分化指散Dc值分析表明,各类型内部变异量不同,以二马牙纯化程度最高,其内部变异量最低(Dc值),仅为长脖变异量()的综合各方面的分析结果,在诸多性状中根长和根重这对性状选择效果十分显着选种策略:以往人参育种多懊I重于农家类型间的集团选育,认为这种选种方法是一条快速育种的有效途径但马小军等研究证明仅有少量遗传变异()分布于农家类型之间大部分遗传变异()存在于农家类型之内,因此个体选择比集圃选育更具潜力,应成为人参选种的主要方法因山参有年月第卷第很高的遗传多样性应尽早用于人参育种目前存在的问题和解决方涪人参的种质资源破坏严重由于森林的破坏和人类的过度采挖,人参资源破坏严重据统计我国山参主产地吉林省年山参产量为公斤,年降到公斤,年降到公斤,据专家估计年产量仅为lO余公斤,目前山参资源已近枯蝎栽培参资源在市场冲击下也面临严重威胁近年来人参(栽培参)的滞销使参地萎缩,许多地方人参已绝收,这一形势严重破坏栽培参的种质资源另外,由于老参地(人参和西洋参栽种过的地块)不能连续使用土地资源渐趋枯竭,也将导致人参种质资源的丧失:马小军等在集安产区的调查发现,集安一参场及附近可种的土地已接近枯竭,有的地段已开始种第茬,结果病害严重,产量很低为实现可持续利用,应限制栽培面积,提高单产目前政府已禁止覆山种参人参地方品种,类型,品系的收集和国外品种的弓l进亟待加强由于山参生长于深山密林,现已极为稀少,很难收集,故极少对山参种质资源进行研究,也未见到山参与栽培参的田问评比试验近年来开展的人参种子中,长期贮藏研究和山参种子收集工作,是抢救山参基因资糠的重要步骤另一方面,在国际交流日益频繁,全球资源日趋共享的今天,农作物,园艺作物的引进都在积扳进行,国外优异种质的引种栽培报道不断,但在人参生产领域却缺乏对外交流和引进,这种状况值得深思人参种质资源研究亟待弓『进新方法,新手段用常规遗传方法研究人参种质十分困难,因人参生长和繁殖周期长且栽培技术复杂,构建和Bcl需年,故快速简便的分子生物学新方法的引^尤显重要分子标记育种【是当今作物育种的发展方向对人参选种育种大有裨益,人参的形态,果色)数量有限且在生长年后才能利用,分标记(如根形子标记则用于当年选择,可缩短育种周期已有的研究结果证明,RAPD方法完全可以有效的用来研究人参种质资源的遗传关系,但还未找到鉴定山参或不同农家品种的特异条带需改用其它更好的鉴定方法,一般认为品种鉴定最有效的方法是筛选小卫星或微卫星特异探针,通过与样品杂交来鉴定植物,或将其制成引物,根据扩增出简单重复序列的长度来鉴定植物但探针筛选要化巨额经费,筒节的办法是借用从其它植物已筛选出的探针来鉴定样品,香港中文大学将此法用于人参种闻鉴定已获成功近年来一种全新的育种方法一早代(第三代之前)回童QTL法正在兴起j=该法以选择基因为基础,将分子连锁图和育种技术相结合,原理是在农艺亲本背景下对野生近缘种不同点的作用进行评价利用分子连锁图确定传给后代的外缘基因在杂色体上的位置,判断哪些基因弓l八农艺亲本后产生超亲表现,进一步纯化,从而在农艺亲本遗传背景基础上,只保留野生种特定的町L(数量基因位点),期望改良后的材料表现优于原农艺亲本开展药用植物QTL的研究应成为今后药用植物育种的一个重要方向值得指出的是,ChinPharmJ,MayVolNo'分子生物方法的应用离不开经典遗传育种学的技术参数,因此,应该大大加快药用植物经典育种学的研究,以便引进分子种质资源学和分子育种学方法参考文献孙三省张恚民,任国拣,等野山参的分类与鉴定中国中药杂志,增刊:付立国中国植物红皮书(第一册)北京:科学出版牡t:肖培根我国东北地区野生人参的初步调查药学,,():刘辫权,王荣生,钱素文,等野生人参的生长发育规律中国林副特产,():中国医学科学院药物研究所中草药现代研究(第二卷)北京:北京医科大学协和医科大学台出版社:i孙先人参提纯复壮增产教果特产科学实验,,():姜顺善关于人参品种的比较研究人参研究,,():王玉良人参高产技术指南海口:南海出版盐可:,庄文庆药用植物育种学北京:农业出版杜:,赵寿经王荣生,刘云章,等当前人参混杂程度与集团选育教果特产研究,,():l兰进人参农隶品种的韧步调查吉林农业科学,,():q马迎春,庄文庆,杨维样,等人参农隶品种大马牙与长脖组织解翻学研究简报特产科学实验,,():肖墙根朱,但,张福全,等人参的研究与栽培北京:农业出版社:杨维样药用植物栽培学北京:农业出版社,:李方元,孙先八十人参农家品种类型染色体校型差异特产科学实验,():马小军,江小全肖培根,等人参农家类型种皮扫描电镜观察中国中药杂志,,():【l刘丽萍,王铁生,剂云章,等不同类型人参化学成分测定特产研究,,():l赵寿经王荣生,刘云章,等^参不同类型苗期主要数量性牡的差异及亲缘关系探讨中药材,,():cf,王荣生,刘云章,等人参农家类型主要经挤性状的遗赵寿经传特性研究中药材,,():赵寿经,王荣生人参主要农艺性状的遗传相关和选择响应中草药,():赵寿经刘任重不同类型人参数量性状的综合比较分析特产研究,,():j中国医学科学院药用植物资源开发研究所中国药用植物栽培学北京:农业出版杜j:,李先思,陈瑛,张军激索在人参种胚后熟中的作用植物学报,():石思信,张志娥肖建平,等普通人参种子长期保存技术研究初报作物品种资源,,():曹晖,刘玉萍分子标技术在人参药材鉴定上的应用中药材,I,O():【』NganF,ShawP,ButPat"MdecularauthendcatlonofPamxspeciesPhytochemlstry马小军,征小仝,蔡美琳,等野山参撒量DNA提取方法的研究中国中药杂志,,():马小军,狂小垒邹l禽苹,等人参RAPD指纹鉴定的毛细管PCR方法中草药I,():马小军,汪小生,肖培报,等^参RAPD产物的限制性内切酶消化中草药,,():马小军人参种质资源及其DNA指纹的研究博士研究生毕业论文北京:中国医学科学院中国协和医科大学:马小军,汪小生,孙三省,等野生人参RAPD指纹的研究药学,,():【』JunWen,EtizaberthAZimmer,PhylogenyandB嘲graphyPanaxL(theGinsengGetlll$,A枷aceae):In憎既fmITSSe口u印ofNuclearRIbf【la【DNAMo~uarPhyloge~icsandE"fl,{):贾继增分子标记种质赘源鉴定和分子标记育种中国农业科学,():【J"I'~sleySD,MeC~chsRSeedbanbadd加dec盯r岫:unlockinggeneticl~tendalfmthewikl,:(收稿:I)流通池法溶出度检查方法的研究和应用左文坚(天津天律市药品检验所)f,摘要目的:舟绍一种新的溶出度检查法流通池法的研究进展和应用情况方涪:以国内外发表的研究论文为基础对谊方法的适应性,优越,~tJL箕应用等方面进行综速结果:谊方法与药真中常用的转蓝法和桨法进行比较,洲定结果有很好的相关性在体内的生轴利用度方面也有很好的相关性结论:国外采用流通池法进行固体制刑的研究越来越广泛箕优点是现行药真溶出度方法的扑充和完善,在药轴的溶出,释放,特别是在桂荆和缓释制剂的研究和质量控制方面有着非常广阔的前景,,关词巡丝些狲芝嘲流通诎溶出度检查方法(flt}rDIcellmet}H),也曾被称为流诎法(nceIIdissolutionmethod)现已在美国药典版,英国药典年版,日本药局方版和歇洲药典舨的附录中均有收载谈方法是针对现行的溶出度检查法中无法克服的困难而发展起来的技术,目前大多数药典中仅仅是收载了方法并无检查的品种,但许多的研究报告表明,该方法的主要优点有:克服因缺乏下沉条件而导致的饱和或吸附作用的平衡在测试中改变pH条件,使测试参数适应生理条件给样品定位于小尺寸的溶出室中溶剂体积可根据实验条件或体内参数而定保持不溶微粒在诎内,不需要附加另外的过滤或离心步骤设计了多种流通诎,可以对片剂,软胶囊,硬胶囊,粉末,栓剂,颗粒剂和植入ChinPk聊J,舢^埘,No中国药学杂志o年月第卷第

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