喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质定向培育的研究

摘要

本研究以国家二级重点保护植物喜树和国家一级重点保护植物南方红豆杉为目的树种，在其林下种植著名抗癌药用植物长春花，进行人工配置形成乔灌草群落。研究人工复合群落与纯种种植的喜树、南方红豆杉和长春花目的活性物质含量、气象因子对人工复合群落目的活性物质含量的影响、人为调控遮荫条件对紫杉醇和长春碱含量影响，并对人工复合群落生活史型以及人工复合群落经济效益评价等方面进行了研究，最终确定最佳的喜树人工复合群落定向培育措施，为我国山多地少的浙江省以及其他地区提供新的药用植物种植模式。 本研究结果表明： 1、目的活性物质含量方面：平地和坡地喜树纯种种植和人工复合群落中目的活性物质含量在一个生长季节内动态规律明显，变化趋势相一致：喜树碱含量在5月和8月都出现较高峰值，人工复合群落中喜树碱含量峰值都明显高于喜树纯种种植喜树碱的含量。紫杉醇含量在5月、7月和11月都出现较高峰值，人工复合群落中5月份和11月份的紫杉醇含量峰值都明显高于南方红豆杉纯种种植紫杉醇的含量，7月份则差别不大。长春碱含量在10月份有共同的较高峰值期，人工复合群落中10月份长春碱含量的峰值明显高于纯种种植。结果表明人工复合群落有利于目的活性物质的合成。 2、目的活性物质含量的季节动态与气象因子的关系方面：平地人工复合群落中喜树碱含量仅与土壤湿度显示出正相关关系。在坡地人工复合群落中喜树碱含量与空气高温、高湿呈显著正相关，与土壤湿度则呈显著负相关。平地人工复合群落中紫杉醇含量与净辐射、气温、降雨量、土壤湿度显示一定的正相关关系，与空气湿度呈现一定的负相关关系，暗示一定范围内的高光强、高温、降雨量可促进紫杉醇的积累，而高湿则可抑制紫杉醇的积累，而在坡地人工复合群落中，紫杉醇含量仅与降雨量有一定正相关关系，但2立地条件下相关关系均不显著。平地人工复合群落中，长春碱的积累与高温和高的降雨量呈现正相关关系，特别是与高温极显著正相关，而与高光强呈极显著负相关；在坡地人工复合群落中，长春碱的积累则仅与空气湿度呈显著正相关，与土壤湿度则呈极显著负相关。 3、不同人工遮荫度对紫杉醇和长春碱含量影响方面：通过对遮荫度为89％的纯种种植区的南方红豆杉进行全光照胁迫处理三周时紫杉醇含量达到较高值，是对照的1.5倍。表明光照强度对南方红豆杉中紫杉醇的合成有重要影响。南方红豆杉纯种种植区89％和46.4％遮荫网遮光条件下和喜树遮荫度86.4％和52.3％的遮光条件下，表明遮荫度约为50％时更有利于紫杉醇的合成。 光质对长春花叶片中长春碱含量的影响很明显。红色、黄色、蓝色和绿色的滤光膜以及白色膜处理60d和90d后，只有白膜处理60d时长春碱含量略有提高，其他处理均比对照低。 4、在生活史型研究方面：平地和坡地人工复合群落内与纯种种植生活史型对比分别为：喜树生活史型为V<,0.89600>S<,0>C<,0.1040>型，属于V型生活史型和V<,0.8517>S<,0>C<,0.1483>型，属于V型生活史型，南方红豆杉生活史型为V<,0.7521>S<,0>C<,0.2479>型，属于V型生活史型和V<,0.8890>S<,0>C<,0.1110>型，属于V型生活史型，长春花生活史型为V<,0.7249>S<,0.2064>C<,0.0687>型，属于VS型生活史型和V<,0.7865>S<,0.1623>C<,0.0512>型，属于VS型生活史型；坡地人工复合群落内与纯种种植生活史型分别为：喜树生活史型为V<,0.8278>S<,0>C<,0.1722>型，属于V型生活史型和V<,0.8965>S<,0>C<,0.1035>型，属于V型生活史型，南方红豆杉生活史型为V<,0.6865>S<,0>C<,0.3135>型，属于VC型生活史型和V<,0.8883>S<,0>C<,0.1117>型，属于V型生活史型，长春花生活史型为V<,0.6376>S<,0.2875>C<,0.0749>型，属于VS型生活史型和V<,0.5961>S<,0.3374>C<,0.0665>型，属于VS型生活史型。喜树、南方红豆杉和长春花的生活史型和目的活性物质含量呈现了很好的对应关系，V型生活史型的南方红豆杉紫杉醇含量低于VC型生活史型南方红豆杉中紫杉醇的含量。同样V型生活史型的喜树和VS型生活史型的长春花，营养生长相对旺盛的目的活性物质含量低于营养生长相对较弱的目的活性物质含量。 依据喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质增量期，通过采取一定的人为措施改变植物的生长状态，使其生活史型发生转化，能促进目的活性物质的合成和累积。 5、经济效益评价方面：平地纯种种植喜树、南方红豆杉、长春花单位面积经济效益分别是平地人工复合群落的14％、57％和49％；坡地纯种种植喜树、南方红豆杉、长春花单位面积经济效益分别是坡地人工复合群落的18％、50％和61％。平地喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落单位面积(每亩)的经济效益是13640元，坡地喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落单位面积(每亩)的经济效益是16960元，说明坡地种植人工复合群落比平地经济效益明显，对山多地少的浙江省以及其他地区有着广阔的发展前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1喜树、南方红豆杉和长春花研究概况

1.1.1喜树研究概况

1.1.2南方红豆杉研究概况

1.1.3长春花研究概况

1.2植物人工复合群落研究概况

1.2.1植物人工复合群落的概念

1.2.2植物人工复合群落的研究现状

1.2.3植物人工复合群落定向培育研究

1.2.4目的活性物质的概念

1.3植物生活史型研究进展

1.3.1植物生活史型的概念

1.3.2植物生活史型的多样性与动态研究

1.3.3植物生活史型研究进展

1.4研究内容、目的和意义

1.4.1研究内容

1.4.2研究目的和意义

2研究地的自然概况

2.1研究地地理位置

2.2研究地气候特点

2.3研究地土壤状况

2.4研究地植被类型

3材料与方法

3.1喜树、南方红豆杉、长春花人工复合群落生境条件分析

3.1.1喜树、南方红豆杉、长春花人工复合群落的设置

3.1.2喜树、南方红豆杉、长春花人工复合群落研究地概况

3.2气象监测

3.3样品采集方法

3.4喜树碱含量的检测方法

3.4.1设备和试剂

3.4.2喜树碱提取方法

3.4.3喜树碱检测条件

3.4.4喜树碱标准曲线的建立

3.5紫杉醇含量的检测方法

3.5.1设备和药品

3.5.2紫杉醇碱提取方法

3.5.3紫杉醇检测条件

3.5.4紫杉醇标准曲线的建立

3.6长春碱含量的检测方法

3.6.1设备和药品

3.6.2长春碱提取方法

3.6.3长春碱检测条件

3.6.4长春碱标准曲线的建立

4喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落不同种植方式下目的活性物质含量的比较研究

4.1平地喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质含量的比较研究

4.1.1平地喜树纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落的喜树碱含量比较

4.1.2平地南方红豆杉纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落的紫杉醇含量比较

4.1.3平地长春花纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落长春碱含量比较

4.2坡地喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质含量的比较研究

4.2.1坡地喜树纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落的喜树碱含量比较

4.2.2坡地南方红豆杉纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落的紫杉醇含量比较

4.2.3坡地长春花纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落长春碱含量比较

4.3小结

5喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落不同立地条件下目的活性物质含量比较研究

5.1平地与坡地人工复合群落喜树碱含量的比较

5.2平地与坡地人工复合群落紫杉醇含量的比较

5.3平地与坡地人工复合群落长春碱含量的比较

5.4小结

6喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质含量季节动态与气象因子关系

6.1人工复合群落中目的活性物质含量季节动态与气象因子季节动态的关系

6.1.1喜树、南方红豆杉、长春花人工复合群落气象因子季节动态

6.1.2人工复合群落中目的活性物质含量季节动态与气象因子季节动态关系

6.2小结

7人工复合群落中喜树和人工遮光条件不同遮荫度对紫杉醇含量影响的比较研究

7.1人工遮光条件对紫杉醇含量的影响

7.1.1光胁迫条件下对紫杉醇含量的影响

7.1.2遮荫网不同遮光条件对紫杉醇含量的影响

7.1.3喜树遮光条件对紫杉醇含量的影响

7.2不同光质对长春碱含量的影响

7.3小结

8应用植物生活史型理论对喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落定向培育的研究

8.1引言

8.2生活史型划分依据

8.2.1生境类型划分

8.2.2生活史型划分形态性状参数分类

8.2.3植物生活史类型划分及其特征

8.3喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落生活史型的划分

8.3.1平地喜树生活史型的划分

8.3.2平地南方红豆杉生活史型的划分

8.3.3平地长春花生活史型的划分

8.3.4坡地喜树生活史型的划分

8.3.5坡地南方红豆杉生活史型的划分

8.3.6坡地长春花生活史型的划分

8.4喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落生活史型与目的活性物质含量的关系

8.4.1喜树生活史型与喜树碱含量的关系

8.4.2南方红豆杉生活史型与紫杉醇含量的关系

8.4.3长春花生活史型与长春碱含量的关系

8.5依据喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质增量来确定相应的生活史型及其生境条件的人工调控

8.5.1喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质的增量

8.5.2喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质的增量期生活史型的确定

8.5.3喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质的增量期生境条件的确定

8.6 小结

9喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落不同立地条件下不同种植模式经济效益评价

9.1喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落生物量的评价

9.1.1平地纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落生物量评价

9.1.2坡地纯种种植与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落生物量评价

9.2不同种植方式下喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落的评价

9.2.1平地和坡地方式两种种植方式下喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落生物量的评价

9.2.2平地和坡地方式两种种植方式下喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落目的活性物质产量的评价

9.3不同种植方式下喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落经济效益的评价

9.3.1纯种种植方式与喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落经济效益的评价

9.3.2平地和坡地方式两种种植方式下喜树、南方红豆杉和长春花人工复合群落经济效益的评价

9.4小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间申报的国家发明专利

致谢