川貝母保護(hù)生物學(xué)研究.pdf

1、川貝母(Fritillaria cirrhosa)為百合科貝母屬植物，中國《藥典》2005版收載，以鱗莖入藥，主要功效為清熱潤肺，化痰止咳。市場需求的快速增長加速了川貝母資源瀕危，已成為我國三級保護(hù)物種，其生物學(xué)保護(hù)工作迫在眉睫。本文在川貝母野外資源調(diào)查、產(chǎn)地適宜性分析、生理生態(tài)學(xué)研究、生物條形碼鑒定及cDNA文庫建立和功能基因挖掘等方面開展了研究，為川貝母資源可持續(xù)利用及生物多樣性保護(hù)奠定了基礎(chǔ)，通過對川貝母資源瀕危機(jī)制的分析提出了保

2、護(hù)策略。綜合以上研究，得出如下結(jié)論： (1)川貝母主要分布于我國的川西高原，主產(chǎn)于四川甘孜州。采用TCMGIS系統(tǒng)可以科學(xué)、準(zhǔn)確地分析出與川貝母道地產(chǎn)區(qū)最接近的區(qū)域，有利于生產(chǎn)布局的合理規(guī)劃。貝母類藥材按照環(huán)境因子可以分為西北高原產(chǎn)區(qū)、中東部平原和低山產(chǎn)區(qū)及東北山區(qū)產(chǎn)區(qū)，且生物堿種類與貝母在種的水平上與環(huán)境密切相關(guān)。 (2)首次對川貝母進(jìn)行了系統(tǒng)的生理生態(tài)學(xué)研究，結(jié)果表明：川貝母未受到明顯的環(huán)境脅迫，通徑分析表明人工引種

3、過程中光照強(qiáng)度、空氣相對濕度、空氣溫度是影響川貝母生長的主要環(huán)境因子。通過提高非光化學(xué)淬滅，耗散過多吸收的熱能是川貝母防止光合機(jī)構(gòu)破壞的主要方式。川貝母生活史各個階段均對光照敏感，一匹葉和樹兒子強(qiáng)光下受到明顯的光抑制，燈籠花階段強(qiáng)光下可以正常生長。不同群落類型對川貝母的光合生理影響差異顯著，相對濕度、土壤濕度和二氧化碳濃度是主要影響因子，光合作用速率與土壤中Fe、Cu、Zn和有效N呈顯著相關(guān)，香柏十杜鵑灌叢適宜進(jìn)行野生撫育。海拔與川貝母

4、光合速率呈負(fù)相關(guān)，氣孔導(dǎo)度、光合強(qiáng)度和二氧化碳濃度為關(guān)鍵影響因子。 (3)首次在自然條件下人工復(fù)制了植物的返祖現(xiàn)象并研究了其發(fā)生機(jī)制，發(fā)現(xiàn)川貝母表型返祖是生境遭到破壞后的一種生態(tài)適應(yīng)對策，有利于其克服非生物脅迫。 (4)首次對貝母屬主要藥用植物進(jìn)行了生物條形碼鑒定，結(jié)果表明單一的候選序列不能完全把貝母屬藥用植物區(qū)分開，但TrnH-PsbA+ITS2組合序列可以成功實現(xiàn)徹底鑒定的目標(biāo)。另外，我們發(fā)現(xiàn)貝母屬植物系統(tǒng)發(fā)育構(gòu)建、

5、產(chǎn)地適宜性分析、生物堿種類和實驗所選條形碼候選序列堿基組成存在顯著的一致性。 (5)首次對川貝母花期鱗莖構(gòu)建了cDNA文庫，并對其功能基因進(jìn)行挖掘。在1330個unigene中，我們獲得8個與生物堿生物合成途徑相關(guān)的基因，7個與生長素調(diào)節(jié)生長發(fā)育相關(guān)的基因，23個與環(huán)境脅迫相關(guān)的基因，16個抗病基因，這些基因的發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究基因功能及其開發(fā)利用、改良川貝母品質(zhì)、提高人工引種技術(shù)提供了依據(jù)。另外，有165個EST可能是其它物種尚

6、未報道的新基因。 (6)從研究結(jié)果看，川貝母瀕危的原因主要為：生境破碎化和人為采挖過度造成的資源破壞；川貝母自身生理因素決定的種群競爭力下降，如川貝母需要4—6年才能進(jìn)行有性繁殖、衰退型種群年齡結(jié)構(gòu)、自然種子萌發(fā)率和幼苗保苗率低、地理分布區(qū)域狹窄等。由此我們提出保護(hù)對策：一、就地保護(hù)，在原生境較好或生態(tài)相似性好的地區(qū)建立自然保護(hù)區(qū)或野生撫育區(qū)，把藥材生產(chǎn)與生態(tài)保護(hù)有機(jī)結(jié)合，建立“生產(chǎn)保護(hù)”的模式。二、異地保護(hù)，開展人工引種和種質(zhì)