張南翼，張克勤，郭樹(shù)義，肖鳳艷，常桂英

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118； 2.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院制藥工程學(xué)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(diǎn)；葉呈長(zhǎng)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(cè)均布滿深色腺點(diǎn)；蒴果卵圓形，深棕色；種子長(zhǎng)圓柱形，一側(cè)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(guó)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(fēng)濕關(guān)節(jié)痛、跌打損傷、神經(jīng)痛、子宮出血、吐血等；對(duì)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(duì)烏腺金絲桃的研究主要側(cè)重在所含活性成分及生理功能方面.顧麗珍等[2]通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古野生烏腺金絲桃全草中分離獲得的結(jié)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(jié)構(gòu)的黃酮類物質(zhì).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(shí)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(shí)驗(yàn)材料，利用烏腺金絲桃提取物，探討了其活性部位對(duì)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?qū)孤确聦?duì)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(guò)觀察小鼠在懸尾實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)中的不動(dòng)時(shí)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(dòng)的時(shí)間，這表明其對(duì)小鼠有抑制抑郁的功效[7].研究人員通過(guò)對(duì)患抑郁癥大鼠的治療實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，烏腺金絲桃對(duì)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(jī)制可能與提高這兩種物質(zhì)濃度有關(guān)[8].相關(guān)研究檢測(cè)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(xì)胞膜Na+-K+-ATP酶活力及Ca2+-Mg2+-ATP酶活力，因此認(rèn)為烏腺金絲桃抗快速型心律失常的作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞膜Ca2+-Mg2+-ATP酶、Na+-K+-ATP 酶活力有關(guān)[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(xué)成分在醫(yī)藥研究方面具有重要價(jià)值.由于野生烏腺金絲桃資源較少，對(duì)其進(jìn)行人工栽培就顯得十分必要.然而，目前對(duì)其自然狀態(tài)下生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的研究尚不多見(jiàn)，特別是其在我國(guó)北方地區(qū)的人工繁殖研究尚未見(jiàn)報(bào)道.為此，了解人工栽培條件下烏腺金絲桃的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，對(duì)于實(shí)現(xiàn)人工規(guī)模化栽培有重大意義.本試驗(yàn)以人工栽培的烏腺金絲桃作為材料，對(duì)其植株形態(tài)與發(fā)育節(jié)律進(jìn)行了觀測(cè)，以為烏腺金絲桃資源的綜合開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)的依據(jù).

1　研究方法

1.1　人工栽培

人工栽培試驗(yàn)包括在農(nóng)田里進(jìn)行的無(wú)性繁殖和有性繁殖(種子繁殖)試驗(yàn).在秋季植物生長(zhǎng)結(jié)束后，將烏腺金絲桃整個(gè)植株從野外采挖回來(lái)，定植于試驗(yàn)地中.無(wú)性繁殖方法是將植株的分蘗分離，分別定植到試驗(yàn)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(lái)，自然干燥后放在陰涼處，然后在翌年春季(4—5月)進(jìn)行播種育苗，經(jīng)過(guò)兩次移栽，定植在試驗(yàn)田中進(jìn)行觀測(cè).由于烏腺金絲桃第二年才能開(kāi)花結(jié)實(shí)，故有性繁殖實(shí)驗(yàn)至少需要兩年，第一年只能觀測(cè)幼苗，對(duì)有性繁殖的植株觀測(cè)要在第二年進(jìn)行.于第二年9月完成野外植株和種子采集.

1.2　生長(zhǎng)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(kāi)始萌發(fā)，生長(zhǎng)發(fā)育觀察從此時(shí)開(kāi)始.選擇20株作為觀測(cè)對(duì)象，每株做好標(biāo)記，以保證觀測(cè)的連續(xù)性.觀測(cè)的間隔時(shí)間為10 d.觀測(cè)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(cè)定植株自然高度、葉對(duì)數(shù)和分枝數(shù)；(3)植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)結(jié)束日期.

1.3　數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進(jìn)行株高、葉對(duì)數(shù)、分枝對(duì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理；采用SPSS軟件建立Verhaulst生長(zhǎng)回歸模型，對(duì)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)值進(jìn)行t檢驗(yàn)，以驗(yàn)證模型的有效性.

2　結(jié)果

2.1　烏腺金絲桃的生長(zhǎng)

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(kāi)始萌發(fā)，初萌發(fā)的植株具有多個(gè)分蘗，全株呈現(xiàn)紫紅色.從萌發(fā)之后10日齡開(kāi)始，對(duì)株高的生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果見(jiàn)圖1.

從圖1可以看出，烏腺金絲桃植株在生長(zhǎng)的最初階段(5月初)較為緩慢，而從 5月中旬(30 d左右)開(kāi)始，生長(zhǎng)速度迅速加快，這種狀況會(huì)一直持續(xù)到7月上旬.此時(shí)間段的生長(zhǎng)曲線近似一條直線，之后生長(zhǎng)速度開(kāi)始減慢，直至呈現(xiàn)出一個(gè)平緩的生長(zhǎng)期.整個(gè)生長(zhǎng)期的生長(zhǎng)曲線大致呈“S”形，這種生長(zhǎng)形式與其他生物的一般生長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)該模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)際觀測(cè)值進(jìn)行的差異顯著性檢驗(yàn)(t=0.007，P>0.05) 表明，此模型可以比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)烏腺金絲桃株高的生長(zhǎng)節(jié)律.

2.1.2烏腺金絲桃葉對(duì)數(shù)的變化

烏腺金絲桃的葉對(duì)數(shù)的觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)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(gè)生長(zhǎng)曲線也近似一個(gè)“S”形.但其曲線比較平緩，只是在盛花期前后(40～50日齡)增長(zhǎng)速度稍快.到開(kāi)花期末，葉對(duì)數(shù)變化也進(jìn)入了一個(gè)平臺(tái)期.

圖1　烏腺金絲桃株高變化　　　圖2　烏腺金絲桃葉對(duì)數(shù)變化

對(duì)二年生烏腺金絲桃葉對(duì)數(shù)(L) 建立的葉對(duì)數(shù)的Verhaulst增長(zhǎng)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(duì)該Verhaulst增長(zhǎng)模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行的差異顯著性t檢驗(yàn)(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(yù)測(cè)葉對(duì)數(shù)的增長(zhǎng)狀況.

2.1.3植株分枝對(duì)數(shù)的變化

圖3　烏腺金絲桃分枝對(duì)數(shù)變化

烏腺金絲桃分枝對(duì)數(shù)的觀察結(jié)果見(jiàn)圖3.從圖 3可以看出，分枝的出現(xiàn)比葉晚，但其分枝對(duì)數(shù)的高峰時(shí)期與葉片是基本一致的，都是在盛花期前后.因?yàn)榛ɡ俚陌l(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(dāng)年出現(xiàn)分枝的比例較小，一般不超過(guò)10%.

對(duì)二年生烏腺金絲桃的分枝對(duì)數(shù)(B) 建立的Verhaulst生長(zhǎng)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(guò)模型計(jì)算得到的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行的差異顯著性分析表明，實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值之間差異不顯著(t=0.03，P>0.05)，說(shuō)明該模型能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)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(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)從4月份開(kāi)始，一般在每年6月中旬出現(xiàn)花蕾，預(yù)示發(fā)育期從此時(shí)期開(kāi)始.據(jù)實(shí)際觀察，花朵最早出現(xiàn)的時(shí)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(kāi)放時(shí)間為5 d左右，7月中旬進(jìn)入結(jié)實(shí)期；盛果期一般在8月初，9月中旬果實(shí)變成棕色開(kāi)始成熟，一般在10月初蒴果開(kāi)裂，散出種子.種子繁殖的植株當(dāng)年一般不出現(xiàn)分枝，也基本沒(méi)有開(kāi)花；種子繁殖植株，會(huì)在第二年直接萌發(fā)，萌發(fā)的植株會(huì)產(chǎn)生分蘗，分蘗基本都會(huì)產(chǎn)生分枝并開(kāi)花結(jié)果，果實(shí)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(jìn)行了收割試驗(yàn)，以觀察植株的再生能力.結(jié)果顯示，收割后的植株，當(dāng)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(kāi)花，但一般不能結(jié)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(kāi)花結(jié)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(guò)種子繁殖的植株，第二年才能開(kāi)花結(jié)果.但在實(shí)際栽培試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，約有10%的一年生幼苗可以開(kāi)花，而且有些植株還可以結(jié)果，也能產(chǎn)生種子，但經(jīng)過(guò)觀察和發(fā)芽試驗(yàn)，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(duì)烏腺金絲桃生長(zhǎng)節(jié)律的影響

氣候條件的年際變化會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，導(dǎo)致其生長(zhǎng)曲線發(fā)生改變.比較2014年和2015年烏腺金絲桃植株的生長(zhǎng)狀況可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是2014年還是2015年，幼苗從5月上旬開(kāi)始生長(zhǎng)較慢，這個(gè)狀態(tài)一直持續(xù)到6月上旬，形成了一個(gè)平臺(tái)期；此后，兩個(gè)年份均出現(xiàn)了一個(gè)快速生長(zhǎng)期，但在2014年這個(gè)時(shí)期的生長(zhǎng)速度略快于2015年.此時(shí)也正是花蕾孕育、需要大量營(yíng)養(yǎng)的階段；到了6月下旬，兩個(gè)年份的生長(zhǎng)曲線基本重合.這種生長(zhǎng)曲線的差異可能與當(dāng)時(shí)的氣候條件有關(guān).2014年6月份的氣溫較2015年略高，可能因此導(dǎo)致其生長(zhǎng)速度略快；而從7月份開(kāi)始，兩個(gè)年份的氣溫差異不大，從而使他們的生長(zhǎng)狀況基本一致，反映到生長(zhǎng)曲線上就顯示基本重合.由此表明，烏腺金絲桃的生長(zhǎng)對(duì)溫度比較敏感.對(duì)2014年和2015 年5—7月的株高數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)后，結(jié)果顯示差異不顯著(t=1.17，P=0.27)，說(shuō)明在這兩個(gè)年份，雖然氣溫有一定的差異，但對(duì)生長(zhǎng)速度的影響未達(dá)到顯著水平，沒(méi)有從本質(zhì)上改變?yōu)跸俳鸾z桃的生長(zhǎng)曲線.

3.2　烏腺金絲桃生長(zhǎng)過(guò)程中各器官相關(guān)性分析

植物各部分的生長(zhǎng)和發(fā)育是相互關(guān)聯(lián)的，比如在花孕育后，植株各部分的生長(zhǎng)也進(jìn)入高峰，以滿足開(kāi)花結(jié)實(shí)所需的大量營(yíng)養(yǎng)，因此，利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對(duì)分枝數(shù)、株高與葉數(shù)的增長(zhǎng)關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果表明：株高與葉對(duì)數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.987 9，兩者間有極顯著的相關(guān)關(guān)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(duì)數(shù))；株高與分枝數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.981 4，具有極顯著的相關(guān)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(duì)數(shù)與分枝數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.948 1，兩者間有極顯著的相關(guān)關(guān)系，由此建立的直線方程為：y=1.210 0x-7.232 7(x為葉對(duì)數(shù)，y為分枝數(shù)).通過(guò)這些方程的建立，可以更好地測(cè)試烏腺金絲桃的生長(zhǎng)狀況.

另外，將烏腺金絲桃與同屬的長(zhǎng)柱金絲桃的生長(zhǎng)狀況[10]進(jìn)行比較后可以看出：烏腺金絲桃到生長(zhǎng)末期，即7月中下旬，株高在63 cm左右，而同期的長(zhǎng)柱金絲桃則可達(dá)120 cm左右，相差近一倍；但兩者發(fā)育的時(shí)間節(jié)點(diǎn)基本一致，說(shuō)明它們對(duì)氣候條件的適應(yīng)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(yàn)驗(yàn)證了烏腺金絲桃具有再生能力，對(duì)這種能力的研究很有必要.首先，通過(guò)對(duì)烏腺金絲桃再生過(guò)程中形態(tài)結(jié)構(gòu)特征變化規(guī)律、生理生化過(guò)程的研究，可進(jìn)一步填補(bǔ)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(shí)，在實(shí)際應(yīng)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(shì)必造成一年進(jìn)行播種、育苗、移栽，第二年收獲一季，第三年又再重復(fù)育苗、移栽這個(gè)過(guò)程，即兩年才能收獲一次.而在基礎(chǔ)理論研究基礎(chǔ)上，可通過(guò)栽培條件的優(yōu)化，強(qiáng)化再生能力，免去了兩年育苗一次的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，達(dá)到播種一次，連續(xù)多年收獲的目的，既節(jié)省了時(shí)間，也大大降低了直接生產(chǎn)成本.

對(duì)烏腺金絲桃早熟性的研究表明，結(jié)果雖然沒(méi)有達(dá)到真正的早熟標(biāo)準(zhǔn)，但是也與再生能力的研究相似，意義是顯而易見(jiàn)的.首先，通過(guò)對(duì)烏腺金絲桃早熟性的研究，可進(jìn)一步了解烏腺金絲桃的發(fā)育規(guī)律，豐富其理論研究?jī)?nèi)容；其次，通過(guò)了解烏腺金絲桃早熟的規(guī)律，特別是在生理生化過(guò)程變化特點(diǎn)的研究基礎(chǔ)上，可望通過(guò)人為栽培條件等的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)烏腺金絲桃的真正早熟，達(dá)到當(dāng)年育苗移栽、當(dāng)年收獲的目標(biāo)，從而大大縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本.對(duì)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(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，有必要進(jìn)行深入的探索.

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