第4代航天诱变防风粉末显微分析

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1、第4代航天诱变防风粉末显微分析【关键词】防风航天诱变粉末显微鉴别育种种质资源是药材生产的源头，种质的优劣对药材的产量和质量有决定性的影响［1，2］。但近年来，由于药材籽种品质混杂、退化，药材生产出现减产、病虫害、有效成分含量下降等严重问题，而传统的对药材品种进行的脱毒、组织培养、无菌培育等由于试验周期长、科研费用多、推广繁育难度大等因素，收效甚微。为改变这一状况，尽快实现中药现代化，亟待各种先进技术的应用［3］。充分利用空间技术，促进药用植物的研究，这是当代生药学上亟待解决的问题之一［4］。空间诱变育种作为一项具有国际先进性和创新性的重大科学工程，对其开展深入研究势在必行［5］。

2、自1957年前苏联发射第1颗人造卫星以来，美、苏、日等发达国家先后利用生物卫星、高空气球、空间实验站等各种空间飞行器，进行了一系列高级植物及微生物的空间实验，并成功获得优质的“空间蔬菜”和“空间种子”。我国于1987年开拓了“空间诱变育种”这一新的研究领域，多年来在培育性状优良的新品种及种质资源的创新等方面取得了可喜的成果［6～8］，在太空药用植物的研究方面也取得了一定的进展［4］。防风Saposhnikoviadivaricata（Turcz.）Schischk.是常用中药材，为多年生草本，性温，味辛、甘，能解表祛风，胜湿，止痉。用于感冒头痛、风湿痹痛、风疹瘙痒、破伤风等［9］

3、。最近有关第4代航天诱变射干、防风药材内在品质的研究已有文献报道［10～12］，但鉴于显微分析作为一种快速、简便的中药真伪优劣的鉴别方法，在实际工作中所占有重要地位。本文报道航天诱变第4代防风药材的性状鉴别、粉末显微组织的分析结果，以利于对该药材更全面的了解，为其深入研究和筛选获得优良种质资源提供依据，以促进药用植物空间诱变育种工作的发展进程。1药材与仪器1.1药材为河北省安国市科崴种子公司利用我国发射的神舟3号返回式科学实验卫星搭载的防风种子，回收后由本市科崴航天育种试验基地在地面上筛选繁育的生长旺盛，植株健壮，长势呈现明显优势的1棵第4代航天诱变防风和相同田间管理条件下种植获

4、得5棵地面组防风干品(以下分别简称太空组、地面组)。地面组防风经秦皇岛市药检所中药部主任邸立杰副主任中药师鉴定为伞形科植物防风的干燥根部。1.2仪器XSZ-G型生物显微镜。2方法与结果2.1性状观察太空组和地面组的外形及横截面分别见图1～2。地面组防风，呈长圆柱形或纺锤形，下部渐细，有的略弯曲，直径0.7～2.1cm，长13.0～25.0cm。表面灰黄色，粗糙，有明显纵皱纹、点状突起的细根痕。根头部有明显的环纹，有的环纹上残存毛状叶基。横截面的颜色，皮层为深黄棕，木质部为淡黄，芯部为浅黄棕，各部分分界鲜明，断面平整，质密。气香，微淡，味微甘。太空组防风，根部主干明显变粗，直径约2

5、.5cm，长约16.0cm，表面颜色明显变深，更粗糙，侧根较多且有横生，组织的致密度明显低于地面组。横截面的颜色，皮层为黄棕色，木质部比皮层稍浅，芯部更浅，呈浅黄，微白，木质部、皮层和芯部分界模糊，断面不平整，质变松，气变浓，味微甘。2.2粉末显微特征地面组防风粉末呈浅棕黄色，太空组防风粉末颜色比地面组的稍深。两组样品的粉末显微组织特征见图3。2.2.1油管碎片地面组与太空组中油管碎片未发现明显变化。但太空组油管中的条块状分泌物与地面组相比已明显减少。这可能是与防风种子在搭载过程中产生分泌物相关的基因受到了一定程度的损伤有关。2.2.4叶基纤维地面组：成束，细长，较直，直径6～1

6、2μm，壁厚，沟孔稀少，胞腔狭细；太空组：成束，细长，微弯，直径4～15μm，壁厚，沟孔稀少，胞腔狭细。2.2.5韧皮薄壁细胞地面组多褶皱，有的稍长，直径5～15μm，壁薄；太空组类圆柱，弯曲，与地面组相比，太空组防风药材中韧皮薄壁细胞直径大小无明显变化，但其壁更薄。两组样品中各种组织的显微特征与文献［13］所示的各组织的主要显微特征大致相符，这表明太空防风的主要遗传物质并没有发生十分明显的改变。总之，对比观察表明，与地面组相比，太空组防风较明显变化之处：根部主干明显增粗，颜色加深，侧根增多，油管中条块状分泌物明显减少，导管部分成束，木栓细胞内块状分泌物减少，韧皮薄壁细胞壁变薄等

7、。可见，太空防风不仅在筛选育种过程中呈现出生长旺盛，植株健壮等明显优势，而且其外观性状及各种显微组织均有一定程度的变化。由文献［11］可知，与地面组相比，太空组防风药材中有多种活性成分含量有所提高。这表明防风种子的基因在搭载过程中经历了太空微重力和宇宙射线等特殊空间环境的综合作用而受到一定程度的影响。3结论长势良好的第4代太空组防风与地面组防风相比，其根部主干明显增粗，气稍浓，横截面中心颜色变浅，油管中条块状分泌物明显减少，韧皮薄壁细胞壁变薄等。航天诱变育种有利于选育出生长旺盛，