川芎苓种的初步筛选及快繁体系的建立

川芎（Ligusticum chuanxiong．Hort）是一种传统的中药材，具有活血行气、祛风止痛、治疗头痛、胸肋痛、经闭腹痛、风湿痛、跌打损伤等功效。临床上主要用于治疗心脑血管疾病、肺心病、慢性肾病与肝病、神经性疼痛等。川芎在我国已有1500多年的栽培历史，主要产于四川，四川都江堰是其道地性产地，其产品在国内外享有很高的盛誉。但是，一直以来，对川芎栽培用种缺乏统一规范管理，品种混杂，并且川芎生产上苓种的培育地点多，质量良莠不一，严重影响川芎产量和质量，另外根腐病和茎节蛾为川芎苓种繁育和大田生产中面临的最主要的病虫害，对川芎的种质和产量遭成严重的影响，本研究首先通过选取川芎主产区都江堰为试验地，以来源于有代表性的五个川芎主产区苓种作为试验材料，对川芎的生长发育、产量、主要有效成分的产、质量四个方面进行综合比较评价，筛选出最佳的苓种，并通过对川芎主要农艺性状与单株产量间的相关分析，对川芎苓种的选育及科学种植提供理论依据。另外通过快繁体系的建立，为提高川芎的繁殖系数，缩短育种时间，建立优质川芎规模化生产体系提供科学依据，并通过对愈伤组织诱导过程中一系列影响因子的研究，为川芎次生代谢物（有效成分）的生产奠定基础。主要结果如下： 1、通过对五个川芎主产区苓种进行比较实验，结果表明，不同苓种川芎有较大差异。其中农艺性状方面，在倒苗期和收获期的株高没有明显的差异，但都以泰安苓种川芎最好，12月倒苗前，平均株高为48．79cm，而次年5月收获时，平均株高为44．48cm。这两个时期各苓种川芎叶片数差异显著，泰安苓种叶片数最多（12月平均为35．58片／株，5月平均为76．45片／株），八角苓种最低（12月平均为25．08片／株，5月平均为51．22片／株）。川芎苓种在9月开始分蘖，至倒苗期时，分蘖数达到最大值，各来源苓种川芎分蘖数差异显著，泰安苓种川芎分蘖数最高，为7个／株；八角苓种川芎最低，为4．75个／株。在收获期时，各来源苓种川芎的茎蘖数差异也显著，泰安苓种川芎茎蘖数最高，比最低的八角苓种川芎高82．1％。 干物质的积累方面，在倒苗期，根茎与叶片的干物质分配比例最高的是泰安苓种，比值达到1．94，分别占到了整个植株干物质总量的65．94％和34．06％。最低的是八角苓种，根茎与叶片的干物质分配比值仅为1．67。在收获期，泰安苓种川芎叶、茎、根茎干物质的比例为1：1：4，平均单株干物质重量为106．17g／株，八角苓种川芎叶、茎、根茎干物质的比例为1．58：1：5．54，而单株干物质重量却仅为69．55g／株，说明叶片与根茎的干物质分配比例在收获期不能太高，在生产中，应该重视各营养器官的协调发展。 产量方面，泰安苓种川芎的产量最高，为5057．4 kg／hm2，与其余各苓种川芎差异显著，八角苓种川芎产量最低，泰安苓种川芎较八角苓种川芎增产33．2％。主要有效成分方面，川芎的总阿魏酸和挥发油含量以泰安苓种的最高，分别为0．227g／100g和1．527g／100g，水磨苓种的总阿魏酸和挥发油含量最低，分别为0．181g／100g和1．453g／100g；总生物碱含量则以八角苓种最高，为0．534g／100g。其次为泰安苓种，为0．468g／100g。由于泰安苓种川芎的产量最高，其总阿魏酸、挥发油和总生物碱含量也较高，因而单位土地面积上的总阿魏酸、挥发油和总生物碱产量也最高，分别达到12．05kg／hm2、77．27kg／hm2和23．7kg／hm2。说明来自于都江堰泰安镇的苓种，为五个川芎主产区的最佳苓种。 2、通过相关和回归分析后得出：川芎的产量与年前的株高、R/T和年后株高、茎蘖数、叶片数、茎粗、叶片重、茎杆重有关，生产上应采取适宜措施，增加R／T、茎蘖数、茎粗、叶片重；降低株高、茎杆重，减少叶片数，以有利于提高川芎产量。其中年后的茎蘖数、茎粗、叶片重3个性状应该作为川芎高产育种的主要目标。通过逐步回归，得到的关于单株产量的最优回归方程为：Y=86．94-3．28X1+143．60X6-4．69X7+2．93X8-0．89X9+424．96X10+2．64X11-1．68X12 3、川芎组织培养最佳的取材季节为春季的4月份，最佳的外植体为茎节，在4月份，愈伤组织的启动时间为5天，愈伤组织的诱导率高达88．3％，在灭菌剂的选择上，对茎节而言，0．1％HgCl2的灭菌效果大大的优于2％NaClO3，处理6分钟效果最佳，污染率和死亡率都为0，且外植体无任何损伤。 4、NAA诱导愈伤组织的效果优于2,4-D，虽然2,4-D在促进愈伤组织的形成上活力最高，但愈伤组织质地差，为白色水浸状，并且强烈抑制芽的形成，随着浓度的增加，生长后期加速衰老、死亡。2．0mg/L的NAA的效果最好，诱导的愈伤组织在生长后期明显的带绿色而且质地疏松，有利于下一步的分化。 5、茎节愈伤组织诱导和分化的主要影响因子分别是蔗糖和6-BA，愈伤组织诱导的最佳培养基为：MS+NAA1．5（mg/L）+6-BA0．5（mg／L）+蔗糖40g/L，愈伤组织诱导率为85％。愈伤组织分化的最佳培养基为MS+6-BA2．0（mg/L）+NAA0．2（mg／L）+蔗糖（20g/L），愈伤组织分化率达86．67％。 6、碳源中蔗糖的效果优于葡萄糖，蔗糖诱导的愈伤组织生长旺盛，结构疏松，其中30g/L蔗糖的诱导效果最好，鲜重增长率和干重增长率分别为365．21％和265．21％，而葡萄糖以10g/L的浓度为佳，鲜重增长率和干重增长率分别为240．15％和140．15％。 7、对茎节愈伤组织诱导和分化具有促进作用的最佳有机附加物质是浓度为450mg／L的CH，愈伤组织的诱导率为58．33％，而愈伤组织的分化率为61．67％。 8、生根的最佳培养基为1／2MS+NAA0．5（mg／L）+蔗糖30g/L，生根率为100％，根多，较细长，乳白色，长约5．5cm，平均生根数为7．2条。