濒危药用植物羌活(Notopterygium incisum)地下部分发育对生境特征因子的响应
批准号:
81473311
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
蒋舜媛
依托单位:
学科分类:
中药资源
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙辉、周毅、马焕焕、万凌云、尹元畅、张春梅、宋波
中文摘要
羌活是我国最早应用的中国特有高原濒危野生药用植物之一,入方中藏成药二百余种,入药部分包括根茎(蚕羌、竹节羌和头羌)与根(条羌),是传统上区分药材质量的主要指标,以短缩直立根茎的蚕羌为优,目前仅产自野生资源。引种研究显示栽培环境下羌活根茎部位发育不足,须根多,相关基础研究欠缺制约优质羌活人工种植技术开发。本项目拟在长期对羌活资源生态与田间实验基础上,针对土表覆盖条件、土壤养分特征、土壤水分特征以及低温季节冻融交替格局等栽培条件下主要环境影响因子,设置不同因子和水平组合的定位实验,在原位观测、定期采样进行组织解剖学观察、土壤与植物样品的化学与生理生化等多种现代研究方法与技术分析的基础上,通过典型相关分析与对应分析等现代数理统计手段,揭示羌活地下部分发育规律及主要影响因子,确定其地下部分发育的环境因子与药用部位营养元素及特征次生产物间的定量关系,为羌活及同类根茎类药材人工栽培品质调控提供理论依据
英文摘要
Notopterygium incisum is one of the most early and commonly used endangered medicinal plants in traditional Chinese medicine (Rhizoma seu Radix Notopterygii in TCM), and used in more than 200 Chinese patent drugs. The difference of underground parts, used for medicine including rhizome (Silkworm-like part and bamboo-like part) and root (head-like part and theoxtail-like part), is considered as the most decisive morphological indicator on quality and price of the medicinal materials, and the silkworm-like part of rhizome is regarded as products with the best quality traditionally. However, poor taproot development and massive fibrous root reduced products quality morphologically in artificial cultivation. Shoot-root differentiation were not realized because of lack of research on the development processes and their influencing factors of N. incisum,which restricts to promote artificial cultivation at a large scale due to difficulty in producing high-quality products. Based on the results of long-term field investigation of N. incisum, we design field and laboratory control experiments involving major impacting environmental factors, i.e., soil surface cover, soil composition, soil moisture, and soil freeze-thaw patterns during cold season at alpine zone, to examine the related intrinsic and environmental impacting factors on different underground part development through observation and monitoring on-site, tissue anatomical observation, intrinsic hormones and key resiting enzymes, nutrition elements and specialized secondary metabolites determination of dated sampling soil and plant,and to determine the quantitative relationships between environmental and intrinsic factors and differentiation of different part (axial root,lateral root, and rhizome) of root system by canonical correlation analysis and correspondence analysis.The studies would be useful to elucidate theoretical basis for quality regulation of N. incisum, and also to promote artificial cultivation for similar rhizomatous herbs cultivation.
本项目严格按照项目计划书开展相关研究工作。通过高寒山区野外原位研究、室内控制实验结合植物形态发育、植物化学、土壤与植物营养等多学科理论和技术的综合运用,阐明了羌活地下部分形态发育及其主导影响因素。在形态发育与解剖特征方面,首次发现羌活幼苗子叶节区类型属于枝间伸长型胡萝卜亚型,上胚轴苗区与子叶节区上部发育为根颈肥大增粗部分。羌活植株形态发育对氮素营养存在剂量-效应关系,氮浓度介于15~20 mmol•L-1 时有效促进羌活地上和地下生长,氮浓度超过20 mmol•L-1 时羌活地上生长受到显著抑制。高氮环境下植株抗氧化酶系活性显著高于低浓度处理,显示羌活对低氮环境的适应。在土壤水分效应方面,田间持水量70%~100%羌活植物生长和次生代谢产物积累最优,40% 田间持水量下叶绿素相对含量SPAD、根茎过氧化物酶POD和超氧化物歧化酶SOD活性低于田间持水量70%和100%处理,根茎丙二醛MDA含量则高于田间持水量70%和100%处理;土壤含水量低于20%田间持水量时植株全部死亡。冻融条件下,羌活植株抗逆酶活性及脯氨酸含量均增加,并随冻融交替时间间隔变化,显示羌活对低温冻融的适应性。羌活根茎发育受凋落物覆盖和激素影响,凋落物覆盖2个月即可形成竹节羌, 脱落酸ABA促进竹节羌形成而抑制地上部分生长,赤霉素GA3抑制植株竹节羌形成而促进已形成的竹节羌生长,生长素IAA和玉米素核苷ZR对竹节羌诱导效果不明显但促进伸长生长。研究首次发现土壤水分和温度均不是羌活根系形态主要影响因素,土壤结构是影响羌活根系形态的主导因素之一。本项目研究成果可为人工种植羌活及同类根茎类药材的品质调控提供理论支撑。本项目执行期间共发表学术论文10篇,其中SCI收录论文1篇,培养硕士毕业生3名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
中国中药杂志
影响因子:
--
作者:
[蒋舜媛, 孙辉, 王红兰, 马小军, 秦纪洪, 邢军, 孙洪兵, 杜玖珍, 尹莉]
通讯作者:
尹莉
DOI:
10.13412/j.cnki.zyyl.2017.02.026
发表时间:
2017
期刊:
中药药理与临床
影响因子:
--
作者:
[周毅, 白筱璐, 孙洪兵, 朱文涛, 杜玖珍, 王红兰, 蒋舜媛]
通讯作者:
蒋舜媛
DOI:
10.19540/j.cnki.cjcmm.20170614.011
发表时间:
2017
期刊:
中国中药杂志
影响因子:
--
作者:
[蒋舜媛, 周燕, 孙辉, 周毅, 万凌云, 张艳侠, 王建]
通讯作者:
王建
In vitro propagation of an endemic and endangered medicinal plant Notopterygium incisum
特有濒危药用植物羌活的离体繁殖
DOI:
10.1007/s11240-018-1474-x
发表时间:
2018-08
期刊:
Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)
影响因子:
--
作者:
[朱文涛, 杜玖珍, 孙洪兵, 蒋舜媛, 陈学军, 孙辉, 周毅, 王红兰]
通讯作者:
王红兰
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
中国中药杂志
影响因子:
--
作者:
[杨萍, 王红兰, 张燕, 蒋舜媛, 杜玖珍, 孙洪兵, 周毅, 孙辉]
通讯作者:
孙辉
共 10 条
国内基金
海外基金