披麻草野生居群表型多樣性分析研究

尹子麗 馮澤輝 陳靜怡

摘要：目的 分析披麻草野生居群表型多樣性。方法 對(duì)12個(gè)居群植株葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉片數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑等 5 個(gè)性狀進(jìn)行測(cè)量，并測(cè)定居群土壤pH值和肥力指標(biāo)。所得數(shù)據(jù)采用Excel 和 SPSS（19.0）軟件進(jìn)行描述性、單因素方差和 LSD 多重比較處理分析。結(jié)果 披麻草變異系數(shù)最大的為葉基直徑，最小的為葉基長(zhǎng)度;葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉片長(zhǎng)/葉片寬、葉數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑各項(xiàng)性狀在各居群間均有極顯著性差異（P<0.01）。全鹽量、有效磷及速效鉀含量在居群間并無(wú)一定的規(guī)律可循，地上部分表型特征不能作為全鹽量、有效磷和速效鉀的直觀性指標(biāo)。結(jié)論 披麻草居群間的環(huán)境差異及個(gè)體間的小環(huán)境差異對(duì)披麻草生長(zhǎng)過(guò)程中的形態(tài)變化產(chǎn)生很大的影響。

關(guān)鍵詞：披麻草;野生居群;表型多樣性

【Abstract】Objective：To study the wild population phenotypic diversity of Veratrum taliense Loes. Methods：Five characters such as leaf length，leaf width，leaf number，leaf base length and leaf base diameter of 12 population plants were measured，and the pH value and fertility index of the population soil were determined. The data obtained were analyzed by using Excel and SPSS（19.0）software for description，one-way variance and LSD multiple comparisons. Results：The largest coefficient of variation of Veratrum taliense Loe was leaf basal diameter，and the smallest was leaf basal length，and the leaf length，leaf width，leaf length-width ratio，leaf number，leaf basal length and leaf basal diameter had extremely significant differences（P<0.01）among the populations. There is no certain rule for the total salt content，available phosphorus and available potassium content among the populations，and the aboveground phenotypic characteristics cannot be used as visual indicators of the total salt content，available phosphorus and available potassium. Conclusion：The environmental differences among the populations and the small environmental differences among individuals of Veratrum taliense Loe have a great influence on the morphological changes during the growth of Veratrum taliense Loe.

【Key words】of Veratrum taliense Loe，wild population，phenotypic diversity

披麻草是國(guó)家保密配方制劑“云南白藥”的主要組成藥材之一，也是國(guó)家中藥保護(hù)品種“一粒止痛丸”的主藥，收載于1996年版《云南省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》[1]，具有活血散瘀、消腫止痛、殺蟲(chóng)毒之功效，用于中風(fēng)痰壅、喉不通暢、跌打損傷、風(fēng)濕疼痛、創(chuàng)傷止血、疥癬、惡瘡等。目前，披麻草尚未收入《中國(guó)藥典》，全國(guó)各地多就地取材，地產(chǎn)地銷(xiāo)，未形成有效的保護(hù)和統(tǒng)一規(guī)范的種植。近年來(lái)，由于市場(chǎng)需求量增加，西南地區(qū)持續(xù)干旱以及部分地區(qū)土地使用的變遷，采挖價(jià)格持續(xù)走高，同時(shí)由于人為干預(yù)，現(xiàn)有居群中成年繁殖期個(gè)體比例較低，種群資源量的穩(wěn)定性難以維系，致使資源將會(huì)或者已經(jīng)趨于漸危狀態(tài)。因此，開(kāi)展披麻草種質(zhì)資源表型多樣性與生境相關(guān)性的研究，及時(shí)制定該物種的保護(hù)策略是非常有必要的。

目前，披麻草的種質(zhì)資源研究主要集中在生物學(xué)特性、生藥學(xué)鑒定、遺傳多樣性分析、適生區(qū)等研究上，披麻草種質(zhì)資源相關(guān)研究表明：披麻草的花序結(jié)構(gòu)、居群分布特征和種群資源量的不穩(wěn)定性直接導(dǎo)致其自然繁殖率和資源量的大幅銳減，遺傳多樣性大量喪失，趨于漸危狀態(tài)[2-6]。因此，本文以野生居群為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)一步了解披麻草表型間的差異及多樣性的變化規(guī)律。表型是指在一定環(huán)境下，植物所表現(xiàn)出的性狀總和，是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果[7]。土壤是重要的環(huán)境因子，同時(shí)也是植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，對(duì)其植物的表型和產(chǎn)量影響較大[8]。植物種群的形態(tài)結(jié)構(gòu)與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境有密切關(guān)系，研究各個(gè)居群分布區(qū)內(nèi)各種環(huán)境下的表型變異，是了解其遺傳變異的重要線索，也是生物多樣性與生物系統(tǒng)學(xué)研究的重要內(nèi)容[9]。本文通過(guò)研究12個(gè)披麻草野生居群的表型性狀的多樣性及其與土壤因子的相關(guān)性，以期揭示披麻草種質(zhì)資源的表型多樣性及其分布規(guī)律，并為披麻草野生種質(zhì)資源的保護(hù)提供相關(guān)理論參考依據(jù)。

1 材料和方法

對(duì)披麻草資源進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)地調(diào)查，選定了云南省 12個(gè)野生居群作為研究地，進(jìn)行群體取樣及形態(tài)學(xué)研究，具體采樣居群情況見(jiàn)表1。標(biāo)本經(jīng)中國(guó)科學(xué)院昆明植物所雷立公研究員鑒定。

按照常規(guī)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[10-12]隨機(jī)選取測(cè)量個(gè)體，且每個(gè)體相距 5 m 以上。每居群 20個(gè)個(gè)體（部分居群因個(gè)體數(shù)太少則測(cè)了15個(gè)），用卷尺、直尺及游標(biāo)卡尺對(duì)其植株葉片長(zhǎng)（指離地面1～3cm）、葉片寬（測(cè)中間最寬處）、葉片數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑（測(cè)最寬處）等5個(gè)性狀進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)性狀重復(fù)測(cè)量3次。在野生居群中選取5個(gè)土壤子樣（取樣深度為0-20cm）作為重復(fù)，取完后充分混勻裝入自封袋內(nèi)。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后置于陰涼處自然風(fēng)干，然后棄去雜物，測(cè)量土壤全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀含量及pH。所得數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS（19.0）軟件進(jìn)行描述性、單因素方差和LSD多重比較處理分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 披麻草野生居群表型多樣性 各居群葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉長(zhǎng)/葉寬、葉片數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑形態(tài)特征見(jiàn)表2。以葉片長(zhǎng)為例，師宗竹基居群>大理菠蘿寺居群>保山西邑居群>大理太和居群>新平楊 武居群>蒙自居群>墨江景星居群>保山瓦窯居群>劍川沙溪居群>楚雄祿豐居群>劍川清坪居群>個(gè)舊，分別為（64.31±1.31）cm、（59.26±1.95）cm、（56.47±1.86）cm、（52.63±1.32）cm、（51.18±1.22）cm、（48.79±1.62）cm、（47.65±1.67）cm、（54.42±1.62）cm、（42.27±1.59）cm、（39.07±1.57）cm、（35.92±1.26）cm和（27.8±1.62）cm;變異系數(shù)則反映了葉片長(zhǎng)的相對(duì)變異程度，個(gè)舊居群變異系數(shù)最大為 29.21，最小的為師宗竹基居群為14.17;單因素方差分析結(jié)果顯示，披麻草葉片長(zhǎng)這一性狀在各居群間有極顯著性差異（P<0.01）.

從表2中可以看出其它5 個(gè)性狀：葉片寬、葉片長(zhǎng)/葉片寬、葉數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑的各項(xiàng)描述性參數(shù)。其中，變異系數(shù)最大的為葉基直徑;最小的為葉基長(zhǎng)度;各形態(tài)性狀在各居群間均有極顯著性差異（P<0.01）。

2.2 土壤條件分析 披麻草生長(zhǎng)地土壤成分分析結(jié)果（表3），從表中可以看出：披麻草生長(zhǎng)于呈微酸性的腐殖質(zhì)壤土中，土壤全鹽量值范圍為：0.258～2.37 g/kg，保山瓦窯居群最小為0.258 g/kg，大理太和居群的最大為2.37 g/kg;有效磷含量為0.96～17.8 mg/L，大理太和居群含量最小為0.96 mg/L，新平楊武居群含量最大為17.8 mg/L;速效鉀含量為78～1.22×104 mg/L，墨江景星居群含量最小為78 mg/L，劍川沙溪居群含量最大為1.22×104 mg/L，速效鉀最小值和最大值差異較大。全鹽量、有效磷及速效鉀含量在9個(gè)居群間并無(wú)一定的規(guī)律可循，因此各居群的植物形態(tài)除考慮與生境、氣候等相關(guān)性因素外，應(yīng)需考慮土壤與植株各形態(tài)相關(guān)性的分析研究。

土壤中重金屬含量與國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618—2008）比較，9個(gè)居群砷元素含量除保山西邑居群和師宗竹基居群高于40 ppm（pH<6.5）外，其余居群均低于標(biāo)準(zhǔn);汞元素含量均低于或等于0.30 ppm（pH<6.5）的標(biāo)準(zhǔn);鉻元素含量均低于250 ppm（pH<6.5）的標(biāo)準(zhǔn);鉛元素含量均低于250 ppm（pH<6.5）的標(biāo)準(zhǔn);鎘元素含量大理太和居群、大理菠蘿寺居群、保山西邑居群、師宗竹基居群高于0.30 ppm（pH<6.5），其余居群均低于標(biāo)準(zhǔn);銅元素含量大理太和居群、大理菠蘿寺居群、保山西邑居群、師宗竹基居群高于50 ppm（pH<6.5），其余居群均低于標(biāo)準(zhǔn)。

披麻草生長(zhǎng)于微酸性的腐殖質(zhì)壤土中，土壤中pH值、全鹽量值、有效磷值、速效鉀值及重金屬含量均存在較大的差異。

2.3 生長(zhǎng)土壤與植株相關(guān)性分析 披麻草藥用部位根及根莖的生長(zhǎng)狀況，難于直觀看出，而其每年10月～11月時(shí)披麻草地上部分倒苗，于次年春季發(fā)芽，其生長(zhǎng)狀況可反映植株當(dāng)年的生長(zhǎng)狀況。因此分析土壤成分與植株特別是地上部分易于觀測(cè)項(xiàng)目的相關(guān)性，希望得出土壤成分與植株形態(tài)的相關(guān)性，以便于進(jìn)行栽培管理。土壤成分與植株形態(tài)數(shù)值（表4）。

用SPSS19.0軟件分析全鹽量、有效磷和速效鉀與植株形態(tài)間的相關(guān)性。結(jié)果如表5顯示，各成分與植株形態(tài)之間無(wú)相關(guān)性。因此植株形態(tài)特別是地上部分易于觀測(cè)的項(xiàng)目不能作為全鹽量、有效磷和速效鉀的直觀性指標(biāo)。

2.4 披麻草野生居群聚類(lèi)分析 所研究的12個(gè)披麻草居群中個(gè)舊居群分布于向東的陡坡，大理太和、大理菠蘿寺、保山西邑和蒙自居群分布于向西陡坡上，其余7個(gè)居群均分布于向西緩坡上。其中劍川清坪居群、師宗竹基居群、保山瓦窯居群分布于林下，師宗居群部分長(zhǎng)于石縫中;大理太和居群、大理菠蘿寺居群、保山西邑居群、墨江景星居群、個(gè)舊居群分布于山坡灌叢;蒙自居群分布于石灰?guī)r山灌叢;其他居群主要分布于在肥沃、疏松、潮濕、排水良好的腐殖質(zhì)土壤或砂質(zhì)土壤的山坡草地，且自然植被覆蓋度較大。

根據(jù)單因素方差和 LSD 多重比較的分析結(jié)果，運(yùn)用 Ward 聯(lián)接，可以對(duì)披麻草大理菠蘿寺、劍川清坪、劍川沙溪、大理太和、師宗竹基、墨江景星、新平楊武、保山西邑、保山瓦窯、個(gè)舊、楚雄祿豐、蒙自12個(gè)居群的形態(tài)性狀進(jìn)行聚類(lèi)分析，結(jié)果如圖1所示。其中距離較近的居群有：劍川沙溪與墨江景星居群、大理太和與楚雄祿豐居群、新平楊武與保山瓦窯居群、大理菠蘿與蒙自居群、劍川清坪與保守西邑居，說(shuō)明生境較為相似，居群中個(gè)體的小環(huán)境也很相似，故從形態(tài)性狀方面來(lái)說(shuō)，兩個(gè)遺傳距離較近的兩個(gè)居群都分別聚為 1 類(lèi);劍川沙溪、墨江景星、師宗竹基、楚雄祿豐和劍川清坪5個(gè)居群聚為一支，說(shuō)明狹葉藜蘆和蒙自藜蘆分布區(qū)的生境差異不是很大;大理菠蘿、蒙自、大理太和、保山西邑、個(gè)舊5個(gè)居群聚為一支，說(shuō)明大理藜蘆和蒙自藜蘆部分分布地區(qū)的生境很相似。

從披麻草云南12個(gè)自然居群的形態(tài)變異上來(lái)看，居群間的環(huán)境差異及個(gè)體間的小環(huán)境差異對(duì)披麻草生長(zhǎng)過(guò)程中的表型多樣性產(chǎn)生了很大的影響。

3 討論

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)披麻草的使用，無(wú)論是民間還是制藥企業(yè)完全靠野生資源，加之自然生長(zhǎng)緩慢、市場(chǎng)需求量增加，致使其資源量劇減，資源趨向漸危狀態(tài)。同一居群的披麻草多呈星散殘余分布，片段化明顯。本文研究結(jié)果表明，在所調(diào)查的12個(gè)披麻草野生居群中，葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉片長(zhǎng)/葉片寬、葉數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑在居群內(nèi)和居群間均存在不同程度的變異，主要表現(xiàn)為居群間變異大而居群內(nèi)個(gè)體間變異小，推測(cè)生境片段化后，把披麻草原有自然連續(xù)分布的居群分割成彼此隔離的小居群后，使片段化居群個(gè)體數(shù)量減少，增大了片段化居群個(gè)體之間近交和自交的概率，各片段化居群間可能發(fā)生一些形態(tài)上的分化。

形態(tài)學(xué)性狀向來(lái)是物種分類(lèi)、資源鑒定以及探討物種進(jìn)化問(wèn)題的基礎(chǔ)[13]。植物的形態(tài)性狀是由其內(nèi)在的基因型與所處的外界環(huán)境共同作用的結(jié)果，因此來(lái)自內(nèi)在和外在因素的綜合作用可能是披麻草群間形態(tài)性狀發(fā)生顯著差異的主要原因。披麻草表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)變異，是長(zhǎng)期適應(yīng)不同環(huán)境的結(jié)果，形態(tài)上的多樣性和可塑性是披麻草賴以適應(yīng)和生存的基礎(chǔ)。披麻草野生居群的表型多樣性豐富，各表型性狀在居群間都存在極顯著差異，且葉片長(zhǎng)、葉片寬、葉片長(zhǎng)/葉片寬、葉數(shù)、葉基長(zhǎng)度、葉基直徑等是構(gòu)成這種差異的主要表型性狀。所選居群的地理位置和所選表型性狀具有局限性，因此關(guān)于披麻草野生居群表型的多樣性及土壤因子披麻草表型的綜合影響還需進(jìn)一步研究。

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