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《福建农林大学》 2012年
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雷公藤GAP关键技术研究

黄宇  
【摘要】:雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)系卫矛科雷公藤属木质藤本植物,是我国重要的有毒天然药物资源,是一种用途广泛经济价值高的树种。福建省泰宁县是我国雷公藤最大的生产基地。虽然雷公藤生产技术已日益成熟,但是生产中还存在着病害重、栽培方式和施肥技术不规范等问题。因此,进行雷公藤GAP关键技术研究非常迫切。为达到雷公藤药材“真实、优质、稳定、可控”的目的,为促进中药标准化、集约化、现代化和国际化的需要,本文对福建道地中药材雷公藤GAP关键技术进行研究。 本研究首先对雷公藤GAP基地环境质量进行评价;接着收集国内雷公藤种质资源,对其进行良种选育和优良品种种苗繁育技术研究;同时进行了雷公藤施肥效应分析、栽培关键技术研究、光合特性及抗低温冷害等方面的研究。研究结果如下: 1、位于泰宁县16个雷公藤主要分布区的土壤养分综合得分排名较前的为:梅口乡大洋村(江坑)、上青乡崇际村下蓝坑、杉城镇长兴村,综合得分依次为1.7174、1.0247、0.7638。而利用土壤肥力综合指数法,排名较前的为:梅口乡大洋村、杉城镇胜一村(支农坑)、龙湖乡官田村、杉城镇长兴村;两种方法得出杉城镇邱洪村玉溪工区的均为最低。土壤养分年动态变化中,2009-2011年,雷公藤的主要种植区长兴村、玉溪工区、支农坑、江坑的土壤pH值、全钾、全氮、速效磷和有机质含量大致呈现逐年上升的情况,其余的呈现逐年下降的趋势。其中江坑的土壤pH值、全钾含量在这3年中均处于最高,分别为5.75,4.22g·kg~-1;支农坑的土壤全磷和有机质含量在这3年中均处于最高,最高值依次为0.55g·kg-1,103.62g·kg~-1;长兴村的土壤水解氮含量在3年中均处于最低,在2011年的最低,仅32.11mg·kg-1。 2、2011年1月-9月,雷公藤的主要种植区长兴村的pH值偏高,变化范围在5.24-5.69。长兴村、玉溪工区、支农坑、江坑全钾含量在2月-6月间变化范围不大,较为平缓;均在1月最低;其中江坑的土壤全钾含量在4月份达到最高,达60.35g·kg~-1,支农坑的最低,仅0.94g·kg~-1。长兴村、玉溪工区、江坑的土壤全磷含量较支农坑而言变化平缓;其中支农坑的土壤全磷含量处于最高,在6月份高达0.28g·kg~-1。主要种植区的土壤速效钾含量大致呈现先上升后下降的趋势,均在1月最低,以玉溪工区的最低,为5.37mg·kg~-1。长兴村和玉溪工区的土壤全氮和速效磷含量变化趋势一致,其中江坑的土壤全氮含量在2月处于最高,达4.29g·kg~-1。 3、位于泰宁县长兴村、江坑、支农坑的这3个雷公藤主要种植基地环境现状良好,基地及周边无工矿企业,无任何工业污染源,空气质量良好。土壤肥力中等偏下,江坑、支农坑、长兴村综合污染指数分别为0.33、0.28、0.40,均小于0.5,土壤耕层内无有毒离子和倾倒物富集,无重金属污染。基地灌溉水水质环境各项污染物的单项污染指数均小于1,大气环境各项监测项目的单项污染指数均小于1,总评适宜雷公藤种植。对长兴村的水源进行动态监测发现,由于2011年泰宁县发生特大洪灾后,水中悬浮物、挥发酚、化学需氧量等指标出现短暂性异常外,分别达232.47mg·L~-1、49.7mg·L~-1、276.33mg·L~-1,在灾后恢复6-12个月后,各项指标均恢复正常,符合国家标准。但长兴村水中铜(Cu)的含量总是偏高,有的甚至高达38.997mg·L~-1。 4、对雷公藤进行安全性评价,结果表明,六六六、DDT、五氯硝基苯、艾氏剂、细菌总数、大肠菌群在雷公藤根和叶中的残留量均低于国家相应标准的浓度限值。除雷公藤叶的铜含量偏高外,达25.00mg·kg~-1,其根中的Pb、Cd、Cu、As、Hg残留量均低于国家相应标准的浓度限值。该检测结果能够保证雷公藤药材的用药安全性。 5、利用四因素二次回归正交组合设计优化内酯醇提取工艺可得,甲醇浓度78.64%,料液比1:35.96,超声时间39.1min,层析氧化铝用量9g,预测可获得雷公藤内酯醇最大提取率达0.0192%。根据雷公藤32个种源的叶生物量、叶和根内酯醇含量这3个聚类分析,进行雷公藤优良种源的选择,32个种源的平均叶生物量为132.0g,其中福建三明泰宁的叶生物量和根内酯醇含量均最高,分别达200.6g,26.37mg·kg~-1,福建三明大田的叶内酯醇含量最高,达17.25mg·kg~-1。选出三者兼备的优良种源如下:福建三明泰宁、福建三明大田、福建三明清流、福建南平武夷山、浙江丽水景宁,其得分依次为2.7733、2.6880、2.2472、2.0626、2.0041。 6、对5a、6a、7a、8a、9a的雷公藤不同组织内酯醇含量分析发现,即将脱落的叶片的内酯醇含量(简称“落叶”)较其他组织高,其中7a的含量最高,达74.92mg·kg~-1;各年生落叶的平均内酯醇含量是叶的2.72倍。花的内酯醇含量最低,其中7a的最低,仅9.19mg·kg~-1。同一年生的雷公藤枝内酯醇含量为主枝侧枝,在7a达到最高,主枝高达22.78mg·kg~-1,侧枝高达17.05mg·kg-1。各年生根系的内酯醇含量为主根须根根芯,其中7a的主根内酯醇含量最高,达45.09mg·kg~-1。5a、6a、7a的根皮内酯醇含量高于主根,而8a、9a的反之,其中7a的根皮内酯醇含量高达46.87mg·kg-1。 7、在11月至1月间,用粗度为0.5-0.7cm的插条,以黄壤土或珍珠岩+黄壤土(1:2)为扦插基质,经100mg·L~-1速效生根粉浸泡1h的扦插方法有利于提高扦插成活率,扦插成活率高达88.0%。扦插成活率与气温的相关性最大,相关系数为-0.98,说明温度越高,雷公藤的扦插成活率越低。 8、采用L9(43)正交试验设计研究前体物质对雷公藤组培苗的影响,可得光照条件下,处理2的组培苗内酯醇含量最高,达59.44mg·kg~-1,其综合得分最高,达0.8536;遮光条件下,处理4的内酯醇含量高达50.49mg·kg~-1,其综合得分最高,达0.8542。遮光时,经0.5mg·L~-1赖氨酸和1.0g·L~-1酵母提取物处理的雷公藤组培组合效果最好。但无论光照还是不光照,添加1.0g·L~-1酵母提取物均有利于雷公藤组织培养次生代谢物质的产生。经前体物质处理的组培苗在光照和遮光条件下平均内酯醇含量分别为33.22mg·kg~-1、31.40mg·kg~-1,平均全株生物量分别为2.4506g、2.2504g,分别比CK高出了1.36倍、1.24倍。 9、雷公藤根N、K、Ca、Mg含量在1-3月均较低,根的P含量在各个月份普遍较低;其中根N、K、Ca含量均低于10g·kg~-1,根的P和Mg含量均低于1g·kg~-1。雷公藤叶N、K、Mg含量会明显高于根的,叶中P含量略高于雷公藤根。9a的根和叶中N含量均在4月最高,分别达22.31g·kg~-1、31.69g·kg~-1;1a的根和叶中Ca含量均在9月达到最高,分别为15.01g·kg~-1、26.70g·kg~-1;5a根P含量在2月最高,达1.37g·kg~-1;2a根K含量在6月最高,达24.03g·kg~-1;5a根Mg含量在4月最高,达7.63g·kg~-1。2a叶P含量在9月最高,达1.31g·kg~-1;5a叶K含量在4月最高,达61.27g·kg~-1;9a叶Mg含量在4月最高,达6.90g·kg~-1。 10、通过二次通用旋转组合设计建立了定植6a后的雷公藤叶生物量以及叶、根内酯醇含量与氮磷钾施肥量的三因子回归方程。结果表明,雷公藤叶生物量的最优施肥方案为:尿素51.4-68.6kg·hm~-2,过磷酸钙70.8-97.9kg·hm~-2,硫酸钾111.0-154.1kg·hm~-2,执行这套方案,雷公藤叶生物量Y=437.3-456.1g,是对照生物量的1.7-1.8倍。影响雷公藤叶内酯醇含量的顺序为NPK,N肥对于提高雷公藤叶内酯醇含量的作用较大。应用计算机模拟试验,由此推求最优施肥方案,尿素66.3-86.4kg·hm~-2,过磷酸钙93.9-119.1kg·hm~-2,硫酸钾124.0-164.1kg·hm~-2,可得雷公藤叶内酯醇含量Y=90.462-110.541mg·kg~-1,是对照内酯醇含量的4.2-5.1倍。雷公藤根内酯醇含量的最优施肥方案为:尿素55.2-77.6kg·hm~-2,过磷酸钙60.6-78.5kg·hm-2,硫酸钾69.9-87.8kg·hm~-2,执行这套方案,雷公藤根内酯醇含量Y=47.474-53.661mg·kg~-1,是对照根内酯醇含量的1.73-1.96倍。 11、喷施药剂的1年生雷公藤幼苗平均株高和最长藤长分别为40.62cm、28.09cm,均高于对照;其中喷施复合微生物菌剂浸出液(P7)的根生物量最高,600倍液国光氨基酸叶面肥(P11)的次之,分别为43.70g、39.83g,是对照(P16)的4.22倍、3.84倍。经过喷施药剂处理的根、枝、叶内酯醇含量的平均值分别为52.167mg·kg~-1、16.677mg·kg~-1、51.281mg·kg~-1,均比对照高。喷施药剂影响内酯醇含量的顺序为雷公藤叶根枝;处理11的全株内酯醇含量最高,达164.84mg·kg~-1。喷施0.2%磷酸二氢钾(P2)在根系粗度0.1-0.2cm、0.2-0.4cm、0.4-0.6cm和4.0-6.0cm这4个粗度的分布最多,分别累积达461.583cm、134.345cm、53.907cm、9.479cm,分别是对照的3.96、3.82、3.22、4.55倍。喷施600倍液国光氨基酸叶面肥(P11)处理在根系粗度在0-0.1cm、0.6-0.8cm、0.8-1.0cm、1.0-2.0cm、2.0-4.0cm之间和大于6.0cm的分布最多,分别累积达4.407cm、48.884cm、37.078cm、90.644cm、65.002cm和2.014cm,分别是对照的3.79、2.80、2.66、2.77、3.55和21.84倍;可见,喷施600倍液国光氨基酸叶面肥和0.2%磷酸二氢钾(P2)最有利于根系生长,且根系最为发达。 12、以种植株行距1.5m×2m的造林密度最佳,其叶内酯醇含量最高,达21.43mg·kg~-1,有利于促进雷公藤产量和质量的提高。在雷公藤造林模式上,建议以雷公藤×厚朴混交模式和纯林模式为主;雷公藤×厚朴的混交模式中雷公藤根和叶平均内酯醇含量均达到最大,分别为38.86mg·kg~-1、35.61mg·kg~-1。混交厚朴和杉木平均胸径分别为5.36cm、16.01cm,比对照高出18.92%、35.79%;厚朴平均树高高出纯林22.35%。 13、采用L16(45)的正交试验,研究1年生的雷公藤灌溉情况。结果表明,土温大小为:6月5月11月12月;5-8月间各灌溉处理的植株含水率大小大致为5月6月7月8月,平均含水率分别为77.39%、72.07%、67.08%、65.22%。各灌溉处理的植株水势大小大致为10月9月8月6月,平均水势分别为-1.874MPa、-1.875MPa、-2.147MPa、-2.906MPa。经过灌溉处理可以提高雷公藤根和叶内酯醇含量,处理16的雷公藤根内酯醇含量高达28.20mg·kg~-1,处理13的叶内酯醇含量高达14.51mg·kg-1,各灌溉处理的平均根重为9.53g,平均根数大约在7.5根,平均根长为15.5cm。综合得分排名较前的为:处理3(即3-4月灌溉量20mm,5-6月灌溉量20mm,7-10月灌溉量60mm,11-12月灌溉量30mm),得分1.8722。 14、用生石灰对土壤进行消毒有利于促进雷公藤生长,其根和叶内酯醇含量最高,分别达14.62mg·kg~-1、12.77mg·kg~-1。经过喷施药剂处理的雷公藤叶片病情指数均比对照低,其中喷施400倍液的65%代森锌可湿性粉剂的病情指数最低,仅为14.56%;经过喷施药剂处理的雷公藤根和叶的平均内酯醇含量均比对照高。喷施65%代森锌可湿性粉剂的平均根内酯醇含量最高,达17.18mg·kg~-1。 15、雷公藤根和叶的内酯醇含量随着年龄的增长呈现先上升后下降的趋势,8年生的根内酯醇含量最高,达35.48mg·kg~-1;6年生的叶高达21.60mg·kg~-1;故确定雷公藤根可在种植7年后采挖;叶在6年后采摘最好。7年生的雷公藤植株,在10月底,根内酯醇含量开始大幅度上升,12月时达到最高,达36.87mg·kg~-1,建议采挖根的最佳时期在秋季末至冬季初,确定叶的采摘在每年7-8月。 16、随着烘干温度的上升,雷公藤根内酯醇含量呈现先上升后下降的趋势,60℃烘干的根内酯醇含量最高,达30.26mg·kg-1;三种烘干方式对雷公藤药材质量的影响不大,仅对水分含量的差异达到极显著水平,对根内酯醇含量的影响达到差异显著水平。不同干燥方式对雷公藤根内酯醇含量的影响达到差异显著水平,建议采用烘干箱干燥或混合交叉干燥方式进行烘干。 17、雷公藤光饱和点随季节的变化呈现先上升后下降再上升的趋势。在6月,1-3a雷公藤的光饱和点很大,大小顺序为:1a3a2a;其中以2a的最高,达4650.757μmol·m~-2·s~-1。大体上,雷公藤光补偿点随季节的变化呈现先上升后下降的趋势。在6月,1-3a雷公藤的光补偿点很大,大小顺序为:1a2a3a;其中以1a的最高,达61.001μmol·m~-2·s~-1。1a、3a雷公藤的光补偿点在10月均达到最低,其中以3a的最低,仅13.608μmol·m-2·s-1。1a、2a雷公藤各个月之间的胞间CO2浓度和气孔限制值大致上大小排序为:10月8月6月4月。1a雷公藤各个月之间的净光合速率大小排序为:8月6月4月10月。1a雷公藤各个月之间的蒸腾速率和2a的水分利用效率大致上大小排序为:8月6月10月4月。 18、以1a的雷公藤扦插苗为试验材料,对其外施脱落酸(ABA)溶液5、10、15、20、25mg·L-1,以喷施蒸馏水为对照(CK),并进行连续7d的低温胁迫处理。研究表明,喷施15-20mg·L~-1的ABA能提高雷公藤幼苗的抗冷性,有效地降低叶片相对电导率和MDA的积累,使雷公藤幼苗体内游离脯氨酸的含量升高,减弱了低温胁迫对超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性的影响;当ABA浓度为15mg·L~-1时,其相对电导率和MDA含量最低,分别为45.74%和153.28nmol·g~-1,脯氨酸含量比对照高出72.99μg·g~-1;当ABA浓度为20mg·L~-1时,幼苗冷害程度显著低于其他处理;经ABA处理的SOD酶活性随胁迫时间的延长呈现明显的“双峰”趋势,POD酶活性呈现先上升再下降的“单峰”趋势,当ABA浓度为15、20mg·L~-1时,CAT酶活性呈现“下降-上升-下降”趋势。 19、喷施20mg·L~-1的ABA能减缓低温下雷公藤叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)的下降幅度,提高幼苗叶片的光合能力。低温处理6d后,随ABA浓度的上升,雷公藤叶片的初始荧光(Fo)下降,最大荧光(Fm)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)上升,PSII实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)先下降后上升,而非光化学猝灭系数(qN)呈下降-上升-下降趋势。Pn、Gs、qP、Fm和Fv/Fm均在20mg·L-1ABA处理时达到峰值。不同浓度ABA的相对电子传递速率(rETR)随着光化光强度增加呈先上升后下降的趋势,当光化光强度(PAR)达到395μmol·m~-2s~-1时,各处理的rETR达到最高值,其中25mg·L~-1和20mg·L~-1ABA处理分别比对照高17.1%和5.2%。雷公藤叶片ΦPSⅡ的光响应曲线均随光化光强度升高而下降,qN的光响应曲线呈相反趋势。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S567.19

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘超;雷公藤人工林林下植被群落生态及凋落物持水性研究[D];福建农林大学;2014年
【参考文献】
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8 罗丽;柠檬形克勒克酵母(34-9)对柑橘意大利青霉抑菌机理的研究[D];华中农业大学;2010年
9 蔡东;鄂南棕红壤区施用石灰对桃园土壤和树体营养的效应研究[D];华中农业大学;2010年
10 吴素英;不同硼效率油菜品种硼吸收运转及细胞膜透性差异的研究[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周幽心,黄煜伦,许期年,叶明,孙成法,周岱;雷公藤单体体外抑制胶质瘤细胞的实验研究[J];癌症;2002年10期
2 曲国辉,郭继勋;松嫩平原不同演替阶段植物群落和土壤特性的关系[J];草业学报;2003年01期
3 夏铭;生物多样性研究进展[J];东北农业大学学报;1999年01期
4 夏鑫;范海兰;洪伟;洪滔;吴承祯;郭妍;;南方红豆杉群落物种的多样性[J];东北林业大学学报;2007年11期
5 兰长春;余艳峰;刘波;徐小牛;;安徽肖坑亚热带常绿阔叶次生林的结构特征[J];东北林业大学学报;2008年11期
6 张如龙;秦晓燕;巴建文;;张掖市北郊湿地土壤有机质与全氮、全磷的相关性分析[J];地下水;2010年04期
7 洪伟;唐佳栋;吴承祯;范海兰;李键;陈灿;;泰宁雷公藤根系分布规律[J];福建林学院学报;2007年02期
8 陈建宇;杉木林下植被生物量与土壤容重关系的研究[J];福建林业科技;2000年04期
9 张炜平;黄聚聪;李熙波;;杉木林林下植被生物量影响因素[J];福建林业科技;2007年03期
10 黄瑞平;;福建主要中药材生态适宜性种植区划探讨[J];福建热作科技;2012年02期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 刘鹏;[N];经济信息时报;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董合忠,李维江,唐薇,李振怀;大田棉花叶片光合特性的研究[J];山东农业科学;2000年06期
2 胡春梅,王秀峰;不同抗冷剂叶面喷施对瓜尔豆幼苗耐寒性的影响[J];山东农业科学;2003年05期
3 曹克友;魏佑营;吴静;王军伟;魏秉培;邱红;;低温弱光胁迫对辣椒CMS三系幼苗光合特性与叶绿素含量的影响[J];山东农业科学;2008年06期
4 邱乾栋;吕晓贞;臧德奎;张雷;张立才;杜淑辉;;植物抗寒生理研究进展[J];山东农业科学;2009年08期
5 彭金光;孙玉宏;师瑞红;谢国生;;10℃低温对西瓜幼苗耐性生理指标的影响[J];安徽农学通报;2006年10期
6 刘志雄;周高峰;廖启荣;费永俊;;低温胁迫对几个狗牙根品种生理生化特征的影响[J];安徽农学通报;2007年04期
7 罗海燕;陈业渊;;ISSR分子标记及其应用[J];安徽农学通报;2008年19期
8 龚珊珊;;永安国有林场土壤理化性质的分布研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年15期
9 吕凯,魏凤娟,吴永辉,石扬娟;施肥和激素对水稻不育系柱头外露率和结实率的影响[J];安徽农业科学;2003年04期
10 马文月;植物冷害和抗冷性的研究进展[J];安徽农业科学;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 秦万章;戴克敏;;国产雷公藤属四种植物生药监定[A];第四次全国雷公藤学术会议论文汇编[C];2004年
2 田磊磊;谭鹏;李飞;;炮制对雷公藤毒性影响的研究综述[A];中华中医药学会中药炮制分会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 罗自生;热处理诱导采后柿果抗冷性机理的研究[D];浙江大学;2002年
2 李文英;蒙古栎天然群体遗传多样性研究[D];北京林业大学;2003年
3 王凌晖;何首乌野生种质资源地理变异与种源初步选择[D];南京林业大学;2005年
4 黄福平;茶树遗传多样性分析与遗传图谱构建[D];浙江大学;2005年
5 王晶英;黑龙江东部山区水源涵养林树种水分适应性研究[D];东北林业大学;2007年
6 王国霞;古银杏雄株遗传多样性的ISSR分析及花粉用优良单株初步选育研究[D];南京林业大学;2007年
7 杨红兵;湖北恩施产厚朴的品质研究[D];湖北中医学院;2007年
8 张水明;基于AFLP和SSR分子标记的中国杨梅遗传多样性分析[D];浙江大学;2009年
9 李媛媛;树莓种质资源遗传多样性及创新研究[D];沈阳农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马华明;凹叶厚朴人工林林木生长规律和生态系统生产力的研究[D];福建农林大学;2002年
2 周建云;栓皮栎天然类型划分及其同工酶分析的研究[D];西北农林科技大学;2003年
3 阮少宁;马尾松红心材变异类型分析及选择研究[D];福建农林大学;2004年
4 马鸿艳;温室不同温度管理对黄瓜生长、产量及理化指标的影响[D];东北农业大学;2004年
5 郑文俊;六种菊属植物的耐热性研究[D];华中农业大学;2004年
6 黄晓丹;甜橙种质资源的ISSR标记研究[D];浙江大学;2006年
7 刘万水;雷公藤植物遗传关系与遗传多样性分析[D];北京中医药大学;2006年
8 周源;七种鸢尾的抗旱性研究[D];新疆农业大学;2006年
9 赵丽娟;荞麦种质资源遗传多样性分析[D];中国农业科学院;2006年
10 荣俊冬;高双酯碱三尖杉优树选择及苗期子代测定研究[D];福建农林大学;2006年
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