中国丹参种质资源的遗传改良与可持继利用研究

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1、◎药用植物化学与中药有效成分分析研讨会论文集(上)中国丹参种质资源的遗传改良与可持继利用研究陈力(南开大学生命科学学院天津300071)摘要：在对我国丹参种质资源进行形态学，细胞学和分子生物学研究的基础上，将二倍体白花丹参诱变成同源四倍体(2n--4x=32)，然后与来自全国不同地区的栽培或野生丹参杂交、转育成三倍体(2n=3x=24)，使丹参药材产量和质量得到了大幅度提高；同时，三倍体丹参没有有性过程、不结种子、没有后代分离，所以，三倍体丹参是“永久F1”．通过无性繁殖，可将三倍体丹参的杂种优势和多倍体优势固定下来，使三倍体丹参成

2、为“永久杂种”．因此，丹参基因组三倍化是我国丹参资源可持继利用的重要途径。1前言丹参(5口知切miltiorrhizaBunge)是一种传统的活血化淤中药，在临床上被广泛用于治疗冠心病、心绞痛、缺血性中风等疾病．丹参的利用虽然经历了从野生到家种的漫长过程，但是，随着城市和人口的发展，人类生活环境的变化，目前丹参药材仍处于供不应求的状态。因此，丹参种质资源的遗传改良与创新研究格外重要。我国丹参种质资源的发掘、保存和创新仍有大量基础研究亟待开展(郭宝林2002)。这主要包括两个方面：首先是关于我国丹参种质资源的问题，在我国药材市埸上，特

3、别是南方各地把鼠尾草其他30种植物的根也用来入药，造成丹参药材商品混乱。所以就不能盲目认为“我国丹参种质资源丰富，全国各地都有分布”．实际上，我国丹参种质资源有记载的种下变异只有两个变种一个变型，原变种S．miltiorrhizavar．miltiorrhiza，单叶丹参S．miltiorrhiza'car．charbommellii和白花丹参S．miltirrhiza『：alba．但是，因为丹参是一个异花授粉植物，自然变异类型很多，丹参又行无性繁殖，保留了这些变异类型，使我国丹参种质资源类型非常丰富。我们采用AFLP技术对来自22

4、个不同地理居群丹参遗传多态性进行分析，AFLP多态位点比率为90．15％，与RAPD分析结果一致(郭宝林2002年)。表明我国丹参种质资源多样性十分丰富，为丹参遗传改良新品种选育和可持继发展提供了良好基础。我国丹参的遗传改良与新品种选育还处在初期阶段，多数地区都是只种不选，就地取材，由野生直接变栽培。据我们分析，不同地区的栽培、半野生、野生居群间的遗传相似性系数在O．76一O．8间变化，表明在栽培丹参中，很少有变异的积累——人工选择，因而造成了各地丹参表现出品种混杂，质量和产量都不稳定。要保持我国中药丹参的可持继发展，遗传改良和新品

5、种选育工作己是事在必行。另一方面，至今全国还没有一个公认的主栽丹参品种，只有四川从现有混杂的川丹参群体中，经过系统筛选分离纯化出了大叶型(SA)和小叶型(SI)两个品种资源(张兴国2002)，并确定小叶型为川丹参优良品种。而其他丹参产区，目前还没有见到有系统选种的报道。基因组三倍化，除形成无籽果实外，营养器官的巨大性和速生性，在非粮食作物生产上具有重要意义。因此，基因组三倍化，在药用植物遗传改良和新品种选育上也具有特殊的作用。本项研究选择以根部为药材的丹参为材料，以基因组三倍化为目的，对丹参种质资源实施了系统地遗传改良，选育出了一批

6、三倍体丹参“永久杂种”新材料，丹参根部药材产量得到了大幅度提高。有望使丹参成为继三倍体糖甜菜之后，第二个利用根部杂种优势的三倍体作物。2材料与方法2．1、二倍体丹参：供试的2X丹参材料采自全国12个省、市地区的22个不同地理居群(详见中国中药104药用植物化学与中药有效成分分析研讨会论文集(上)杂志2007年32(19)1988--1991．)2．2、四倍体白花丹参：用秋水仙碱人工诱交获得。方法：采自山东省莱芜山区野生2X白花丹参，在种子变黑前采收，按无菌手续接种在：1／2MS+20ppm秋水仙碱培养基中处理72．96h．在瓶苗移栽

7、时，取根尖检查染色体倍性。2．3、三倍体丹参：3X丹参由4X丹参与2X丹参杂交获得，即2nXn或n×2n．2．4、丹参田间栽培管理，按一般条件进行栽培管理．3结果与分析3．1、四倍体白花丹参人工诱变与优良株系筛选在成活的50株中，获得16株4X丹参(2n=32)，一株非整倍体(2n=31)，4X诱变频率达56％。经种植观察，4x白花丹参在株高，冠幅，叶面积，叶片厚度、花、花药及花粉粒大小等方面都显著大或高于原2X白花丹参．4x根部药材产量显著提高，在测定的78株中平均单株根部药材鲜重318．2克／株，比2X白花丹参对照(180克／株

8、)增产162．75％，其中最高单株药材鲜重632．5克，株，比2X白花丹参增加350％，表明4X白花丹参具有重要应用价值。3．2、三倍体丹参的杂交转育3X丹参可以通过2nXn或nX2n获得。我们将来自全国12个省、市的栽培和野生丹参与