管花肉蓯蓉的生物學(xué)研究進(jìn)展△

劉國(guó)庫(kù)，屠鵬飛，楊太新*，高欽

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001；2.北京大學(xué) 藥學(xué)院，北京 100191)

·綜述·

管花肉蓯蓉的生物學(xué)研究進(jìn)展△

劉國(guó)庫(kù)1，屠鵬飛2，楊太新1*，高欽1

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071001；2.北京大學(xué) 藥學(xué)院，北京 100191)

管花肉蓯蓉Cistanchetubulosa(Schenk)R.Wight為中藥肉蓯蓉的基源植物之一，也是肉蓯蓉屬植物中最易發(fā)展大規(guī)模栽培的種。為了促進(jìn)管花肉蓯蓉高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)的研究與推廣，本文對(duì)管花肉蓯蓉的植物學(xué)形態(tài)特征、寄生生物學(xué)特性、分子生物學(xué)等方面研究進(jìn)展進(jìn)行了概述，并對(duì)其進(jìn)一步研究提出了展望。

管花肉蓯蓉；植物學(xué)形態(tài)；生物學(xué)特性；分子生物學(xué)

中藥肉蓯蓉為列當(dāng)科植物肉蓯蓉CistanchedeserticolaY.C.Ma或管花肉蓯蓉Cistanchetubulosa(Schenk)R.Wight的干燥帶鱗葉的肉質(zhì)莖，具有補(bǔ)腎陽、益精血、潤(rùn)腸通便等功效[1]。國(guó)內(nèi)外對(duì)肉蓯蓉屬植物的研究主要集中于肉蓯蓉、管花肉蓯蓉和鹽生肉蓯蓉Cistanchesalsa(C.A.Mey)G.Beck[2]。管花肉蓯蓉主要分布于新疆南疆的塔克拉瑪干沙漠及其周圍地區(qū)，由于長(zhǎng)期的不合理采挖，其野生資源已面臨瀕危。為保證中藥肉蓯蓉的原料供應(yīng)，同時(shí)保護(hù)野生資源，從二十世紀(jì)九十年代開始發(fā)展管花肉蓯蓉的人工種植，二十多年來已在新疆和田地區(qū)種植檉柳并接種管花肉蓯蓉達(dá)到1.3萬hm2。為了促進(jìn)管花肉蓯蓉高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用，同時(shí)也促進(jìn)野生資源的有效保護(hù)，本文對(duì)管花肉蓯蓉的植物學(xué)形態(tài)特征、寄生生物學(xué)特性及分子生物學(xué)等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行概述，并對(duì)其進(jìn)一步研究提出了展望。

1 植物學(xué)形態(tài)特征

1.1 植物學(xué)形態(tài)

管花肉蓯蓉為多年生寄生草本，植株高20～150 cm，少數(shù)可達(dá)2 m以上，地上部分高30～70 cm，少數(shù)可達(dá)120 cm。莖肉質(zhì)，不分枝，基部常呈紡錘形，中上部呈圓柱型，直徑5～15 cm，鮮時(shí)白色，干后棕褐色，斷面白色。葉乳白色，干后變褐，三角形，長(zhǎng)0.5～4 cm，寬0.5～2 cm，生于莖上部的漸狹為三角狀披針形或披針形。穗狀花序，長(zhǎng)10～70 cm，少數(shù)達(dá)110 cm，直徑5～20 cm；苞片長(zhǎng)圓狀披針形或卵狀披針形，長(zhǎng)2～2.7 cm，寬5～11 mm，邊緣被柔毛，兩面無毛；小苞片2枚，線狀披針形或匙形，長(zhǎng)1.5～1.7 cm，寬1～5 mm，近無毛?；ㄝ嗤矤?，長(zhǎng)1.5～1.8 cm，頂端5裂至近中部，有的裂片再分裂成2～3個(gè)小裂片，乳白色，干后變黃白色，近等大，長(zhǎng)卵狀三角形或披針形，長(zhǎng)6～10 mm，寬2.5～3 mm?；ü诠軤盥┒沸危L(zhǎng)3.5～4.2 cm，頂端5裂，裂片在花蕾時(shí)多數(shù)為紫色至粉紅色，少數(shù)白色或鮮黃色，干后變棕褐色，近等大，近圓形，長(zhǎng)8 mm，寬1 cm，兩面無毛。雄蕊4枚，花絲著生于距筒基部7～8 mm處，長(zhǎng)1.5～1.7 cm，基部膨大并密被黃白色長(zhǎng)柔毛，花藥卵形，長(zhǎng)4～6 mm，密被黃白色長(zhǎng)柔毛，基部鈍圓，不具小尖頭。子房長(zhǎng)卵形，花柱長(zhǎng)2.2～2.5 cm，柱頭扁圓球形，2淺裂。蒴果長(zhǎng)圓形，長(zhǎng)1～2 cm，直徑0.7～1.5 cm。種子多數(shù)，近圓形，干后變黑褐色，外面網(wǎng)狀；種胚為球型原胚；珠柄突起處有種孔，直徑100～200 μm?；ㄆ?～6月，果期6～8月[3]。

1.2 組織結(jié)構(gòu)

屠鵬飛等[4]最先對(duì)肉蓯蓉屬植物肉質(zhì)莖的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，此后付桂芳等[5]對(duì)荒漠肉蓯蓉和管花肉蓯蓉的莖、葉、花的組織構(gòu)造進(jìn)行了報(bào)道，李志軍等[6]對(duì)管花肉蓯蓉的異常構(gòu)造的發(fā)生進(jìn)行了研究。由于屠鵬飛等的研究?jī)?nèi)容發(fā)表在有關(guān)專著中，為了便于閱讀，本文對(duì)管花肉蓯蓉莖組織構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)介紹，并對(duì)其葉、花的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

管花肉蓯蓉肉質(zhì)莖組織特征(圖1)：表皮為一列扁平類長(zhǎng)方形、類橢圓形薄壁細(xì)胞組成，外被角質(zhì)層，有些部位表皮細(xì)胞和角質(zhì)層脫落。后生皮層由十多列類圓形、類長(zhǎng)圓形細(xì)胞組成，壁木栓化，外側(cè)擠壓破裂，有些部位與表皮細(xì)胞一起脫落。皮層狹窄。中柱維管束散生，外韌型，最外側(cè)維管束單個(gè)散生，內(nèi)側(cè)常3～6個(gè)維管束成群，韌皮部向心，木質(zhì)部向外，排列成梅花形，橫切面每一個(gè)維管束呈卵圓形；韌皮部由薄壁性細(xì)胞組成，莖上部有少量纖維，中下部無纖維，韌皮纖維呈長(zhǎng)條形，長(zhǎng)至600 μm，寬11～43 μm，壁厚1～5 μm。無紋孔和孔溝；木質(zhì)部由導(dǎo)管和木薄壁細(xì)胞組成；導(dǎo)管主為網(wǎng)紋和具緣紋孔導(dǎo)管，少螺紋和孔紋導(dǎo)管，網(wǎng)紋、具緣紋孔、孔紋導(dǎo)管分子長(zhǎng)80～270 μm，直徑25～55 μm，壁厚2～5 μm，具緣紋孔導(dǎo)管紋孔呈網(wǎng)狀或梯狀排列，螺紋導(dǎo)管分子長(zhǎng)270～500～800 μm，直徑13～20 μm，壁厚2 μm。莖上部韌皮部外側(cè)和木質(zhì)部?jī)?nèi)側(cè)孔紋細(xì)胞易見，有些部位連接成環(huán)，木質(zhì)部?jī)?nèi)側(cè)孔紋細(xì)胞長(zhǎng)方形至長(zhǎng)條形，紋孔、孔溝明顯，紋孔狹橢圓形，排列成網(wǎng)狀或交叉；莖中下部木質(zhì)部?jī)?nèi)側(cè)孔紋細(xì)胞類圓形，壁略增厚，紋孔、孔溝明顯。皮層和中柱基本組織中含有大量淀粉粒，單粒，類球形、卵形、橢圓形，直徑10～70 μm，臍點(diǎn)星狀、人字形、一字形、裂隙狀，層紋不明顯[4]。

A.橫切面組織簡(jiǎn)圖，B.橫切面組織詳圖，C.解離組織和粉末圖。1～3.韌皮纖維，4～6.孔紋細(xì)胞，7～11.網(wǎng)紋導(dǎo)管，12～16.具緣紋孔導(dǎo)管，17.孔網(wǎng)紋導(dǎo)管，18.螺紋導(dǎo)管，19.淀粉粒。圖1 管花肉蓯蓉莖組織特征

管花肉蓯蓉肉質(zhì)莖異常構(gòu)造的形成：管花肉蓯蓉肉質(zhì)莖的維管束散生，而且隨著莖的增大，不斷分化新的維管束，這種類型的維管束在雙子葉植物莖的組織構(gòu)造中是極罕見的。研究表明，其維管束主要發(fā)生在兩個(gè)部位。首先是中柱外側(cè)，相當(dāng)于中柱鞘的部位，細(xì)胞分化，先形成韌皮部，然后向內(nèi)分化木質(zhì)部，向外分化韌皮部，形成新的維管束，使莖不斷變粗，所以在中柱外側(cè)可見僅有韌皮部的維管束(圖2-A)；其次為中柱內(nèi)側(cè)，在韌皮部外側(cè)的薄壁細(xì)胞，恢復(fù)分生能力，形成新的維管束，分化過程也同樣先分化韌皮部，然后再向外分化木質(zhì)部，向內(nèi)分化韌皮部，從而形成韌皮部向心、木質(zhì)部向外的維管束群，此類維管束分化的結(jié)果，使中柱部分的細(xì)胞相互擠壓而成腦紋狀結(jié)構(gòu)[4](圖2-B)。

圖2 管花肉蓯蓉異常構(gòu)造的形成

管花肉蓯蓉葉的組織結(jié)構(gòu)：為等面葉，上表皮為一層扁平多邊形細(xì)胞，葉肉組織不分化，均為海綿狀組織。維管束無限外韌型，具束中形成層，多6～13束，均有側(cè)分枝，無髓部。上表皮無氣孔，下表皮具有大量的平軸式及不等式兩種氣孔[5](圖3)。

1.維管束，2.上表皮，3.下表皮。圖3 管花肉蓯蓉鱗葉橫切面(×4)

管花肉蓯蓉花的組織結(jié)構(gòu)：子房表皮細(xì)胞由一層整齊扁平多邊形細(xì)胞組成，略角質(zhì)化，皮層由數(shù)十層薄壁細(xì)胞組成，心皮的胚珠著生于每一無限外韌型的維管束上，珠柄較長(zhǎng)，每一心皮的維管束數(shù)約2～3束。開花與未開花有明顯變化，四心皮單雌蕊，側(cè)膜胎座，未開花時(shí)將子房不均分成5～7室不等，開花后將子房呈不均勻地分成8室不等(圖4)；空心花柱表皮由一層扁平的多邊形細(xì)胞組成，皮層由數(shù)十層薄壁細(xì)胞組成，偶爾形成大的細(xì)胞腔隙，2束對(duì)生周木型維管束，腺組織由一些細(xì)胞壁增厚的薄壁細(xì)胞的腺體組成，與子房相對(duì)應(yīng)的成多束(圖5)；開花與未開花略有變化，偶從實(shí)心的花柱到空心的花柱變化。柱頭的表皮細(xì)胞均延長(zhǎng)成乳頭狀[5]。

1.心皮，2.胚珠。圖4 管花肉蓯蓉子房橫切面(×4)

1.維管束，2.腺體，3.表皮的角質(zhì)化部分。圖5 管花肉蓯蓉花柱橫切面(×4)

2 寄生生物學(xué)特性

2.1 種子休眠與萌發(fā)

種子休眠是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是植物在系統(tǒng)發(fā)育中所形成的抵抗不良環(huán)境條件的適應(yīng)性[7]。管花肉蓯蓉種子休眠是其對(duì)沙漠環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。近年來由于肉蓯蓉需求量不斷增加，野生資源已無法滿足需求，開展了人工種植管花肉蓯蓉的研究[8-10]，但接種率普遍較低，這主要是因?yàn)楣芑ㄈ馍惾厥羌纳参?，其種子具有休眠特性，其萌發(fā)機(jī)制尚需進(jìn)一步明確，自然條件下，需要寄主釋放的信號(hào)物質(zhì)刺激才能萌發(fā)[11]。故打破管花肉蓯蓉種子休眠，提高其萌發(fā)率成為人工種植管花肉蓯蓉的關(guān)鍵。

近年來，有關(guān)管花肉蓯蓉種子休眠與促進(jìn)萌發(fā)的研究很多。王華磊等[12-13]研究指出氟啶酮處理可打破管花肉蓯蓉種子休眠，ABA可能參與管花肉蓯蓉種子休眠的調(diào)控。喬學(xué)義等[14]研究認(rèn)為氟啶酮能有效刺激肉蓯蓉種子萌發(fā)和吸器發(fā)育。趙東平等[15，23]研究認(rèn)為，酚酸處理對(duì)管花肉蓯蓉種子發(fā)芽有明顯影響，且與酚酸的濃度及種類有關(guān)，2，6-二甲氧基對(duì)苯醌對(duì)芽管膨大形成吸器的誘導(dǎo)作用顯著。馬東明等[16-17]研究了管花肉蓯蓉種子脫離寄主條件下的離體萌發(fā)和吸器形成的形態(tài)學(xué)，認(rèn)為管花肉蓯蓉的種子萌發(fā)刺激物質(zhì)可能為還原性氫醌類物質(zhì)。楊重軍等[18]認(rèn)為適宜濃度的乙酰膽堿可促進(jìn)肉蓯蓉種子萌發(fā)，并改變了內(nèi)源 IAA 和 ABA 含量。可見，氟啶酮、酚酸、2，6-二甲氧基對(duì)苯醌、氫醌類物質(zhì)等對(duì)種子萌發(fā)均有促進(jìn)作用。另外，閆妍等[19]研究表明，管花肉蓯蓉花序不同部位的種子萌發(fā)率有所不同，花序中部蒴果種子萌發(fā)率顯著高于基部和上部，原因?yàn)椴煌挠行Хe溫所導(dǎo)致。

2.2 寄生過程和機(jī)理

明確管花肉蓯蓉寄生過程是揭示其寄生關(guān)系建立的重要內(nèi)容。管花肉蓯蓉種子萌發(fā)時(shí)胚根從軟化的內(nèi)種皮種孔端伸出，接著形成芽管狀物，繼而發(fā)育出初生吸器，厚的帶狀表皮分化出若干吸根毛，在初生吸器頂端帶狀表皮圍成窩狀，表皮上的褶皺和窩內(nèi)分布有乳頭狀突起，吸根毛和乳突是黏著寄主根、刺穿寄主皮層發(fā)育為內(nèi)生吸器最終建立寄生關(guān)系的基礎(chǔ)[20]。王華磊等[21]研究提出其寄生過程遵循種子萌發(fā)長(zhǎng)出芽管，接觸寄主根形成吸器并侵入寄主根，管花肉蓯蓉幼體出現(xiàn)3個(gè)階段(圖6)。苗中芹等[22]研究認(rèn)為管花肉蓯蓉吸器侵入寄主根是一個(gè)主動(dòng)過程，并有機(jī)械力的參與，吸器頂端分化出侵入細(xì)胞侵入寄主根的皮層、中柱，與寄主的木質(zhì)部相連，最后完成幼苗的建成。為了更好地觀察管花肉蓯蓉的寄生過程，張金霞等發(fā)明了木箱-玻璃板法，這種方法可以在不傷害管花肉蓯蓉種子和檉柳根系的情況下，直觀地觀察到管花肉蓯蓉寄生的整個(gè)過程，為進(jìn)一步明確管花肉蓯蓉寄生過程和寄生機(jī)理提供了一種研究模型[24]。

A.管花肉蓯蓉種子；B.剛剛萌發(fā)的管花肉蓯蓉種子；C.芽管狀器官前端接觸到寄主根；D.吸器侵入寄主根表皮；E.吸器前端開始膨大；F.寄主根和肉蓯蓉芽管器官之間發(fā)生相互識(shí)別；G.芽管未脫落的肉蓯蓉小植株；H.肉蓯蓉寄生后膨大的寄主根；I.芽管脫落的肉蓯蓉小植株；GP.種孔；T.小突起；S.種子；GT.芽管器官；HR.寄主根；BGT.破裂的芽管；CT.肉蓯蓉小植株；NSCS.去掉種皮的種子；AHR.萎縮的寄主根；BHR.膨大的寄主根；圖版中短橫線均為0.5 mm。圖6 管花肉蓯蓉種子萌發(fā)和寄生過程

管花肉蓯蓉侵入寄主檉柳根的機(jī)理研究是提高管花肉蓯蓉接種率的關(guān)鍵問題。趙東平等[23]測(cè)定了管花肉蓯蓉芽管形成過程中果膠酶、纖維素酶、木聚糖酶的活性變化，呈先增加后降低的趨勢(shì)。苗東琴等[25]研究指出，管花肉蓯蓉吸器侵入寄主根的過程中有果膠酶和纖維素酶的參與，離體的芽管、吸器均分泌果膠酶和纖維素酶，其含量隨著芽管和吸器生長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)。在吸器和寄主根的侵染結(jié)構(gòu)界面，侵入細(xì)胞也分泌果膠酶和纖維素酶，并在吸器和寄主根相鄰的胞間層、寄主細(xì)胞壁周邊部位分布，導(dǎo)致寄主細(xì)胞間連接被解除和細(xì)胞的降解(圖7)。研究結(jié)果加深了對(duì)管花肉蓯蓉侵入寄主檉柳根的機(jī)理認(rèn)識(shí)，但分泌降解酶所需的環(huán)境條件和調(diào)控措施仍需深入探討。

2.3 生長(zhǎng)環(huán)境

管花肉蓯蓉生長(zhǎng)于海拔高度約1200 m水分較充足的檉柳叢中及沙丘地，常寄生于多枝檉柳TamarixvamosissimaBunge、多花檉柳T.hohenackeriBunge、塔克拉瑪干檉柳T.talamakanensisM.T.Liu和密花檉柳T.arceuthoidesBunge的根部。土壤的固相、液相和氣相組成了管花肉蓯蓉寄生生長(zhǎng)的環(huán)境，影響管花肉蓯蓉的生長(zhǎng)發(fā)育狀況。土壤固相決定于土壤容重和土壤密度，通常用孔隙度表示土壤固相的通氣狀況，不同土壤類型間存在差異[26]。楊太新等[27]研究，在沙子、沙土和壤土3種類型土壤中，管花肉蓯蓉在土壤相對(duì)水分含量40% ～ 60% 時(shí)生長(zhǎng)迅速，沙土和壤土水分含量超過80%時(shí)管花肉蓯蓉出現(xiàn)腐爛；在沙子、沙土和壤土中，管花肉蓯蓉適宜生長(zhǎng)的固、液、氣三相比分別為1∶(0.11～0.16)∶(0.52～0.57)，1∶0.23∶0.57和1∶0.31∶0.67，沙土三相比1∶0.38∶0.43和壤土三相比1∶0.52∶0.46為該土壤類型管花肉蓯蓉腐爛的三相比臨界指標(biāo)。郭玉海等[28]研究指出，黑暗、相對(duì)濕度100%、溫度為20～30 ℃是管花肉蓯蓉寄生的適宜環(huán)境條件。

A.未被吸器侵染的寄主根皮層細(xì)胞，Bar=10 μm；B.吸器黏附在寄主根表皮，Bar=50 μm；C.吸器黏附后，寄主根表皮層被破壞(箭頭所示)，Bar=10 μm；D.吸器侵入寄主根皮層，Bar=50 μm；E.寄主根皮層細(xì)胞之間連接被破壞，被吸器頂端的侵入細(xì)胞擠開一條通道(箭頭所示)，Bar=10 μm；F.在侵入接觸面的寄主根皮層細(xì)胞被吸器細(xì)胞擠壓而破碎，Bar=10 μm。Ha：管花肉蓯蓉吸器；HR：寄主檉柳根。圖7 果膠酶及纖維素酶對(duì)寄主根細(xì)胞形態(tài)的影響

2.4 干物質(zhì)積累和成分變化

近年針對(duì)管花肉蓯蓉干物質(zhì)積累的研究也屢有報(bào)道。楊太新等[29-30]研究，管花肉蓯蓉干物質(zhì)積累呈“S”型動(dòng)態(tài)變化，9月份干物質(zhì)積累增加最多，生長(zhǎng)12個(gè)月單株干物質(zhì)量可達(dá)138.58 g；不同接種時(shí)間的管花肉蓯蓉，隨著接種時(shí)間的推遲，年內(nèi)干物質(zhì)積累量顯著降低。杜友等[31]研究認(rèn)為，多效唑具有通過抑制檉柳生長(zhǎng)、提高檉柳光合速率和增加檉柳同化物向管花肉蓯蓉的分配而提高管花肉蓯蓉生物量的作用。駱翔等[32]研究認(rèn)為，管花肉蓯蓉寄生優(yōu)化了檉柳同化物在器官間的分配，促使更多的同化產(chǎn)物向管花肉蓯蓉分配；管花肉蓯蓉呼吸可能是導(dǎo)致檉柳-管花肉蓯蓉總干重降低的一個(gè)原因。郭東峰等研究認(rèn)為，寄生肉蓯蓉的檉柳與未寄生植株間水分利用效率的不同，可能是寄生肉蓯蓉的檉柳植株生長(zhǎng)速度緩慢、生物量降低的一個(gè)重要原因[33]。郭雄飛等[34]研究認(rèn)為，管花肉蓯蓉各部位有效成分含量的差異懸殊，有效成分主要分布在肉質(zhì)莖基部。駱翔等[35]研究認(rèn)為，接種有管花肉蓯蓉的檉柳根隨著管花肉蓯蓉的生長(zhǎng)而增粗，其初生導(dǎo)管有黃色粘性物質(zhì)阻塞，這些阻塞物中含有糖類和脂類物質(zhì)，隨著管花肉蓯蓉的生長(zhǎng)而消失。

關(guān)于管花肉蓯蓉活性成分變化，楊太新等[29-30]研究指出，管花肉蓯蓉松果菊苷含量以生長(zhǎng)5個(gè)月時(shí)最高，之后逐漸降低，吸器韌皮部可能是管花肉蓯蓉松果菊苷的次生代謝部位。劉淑紅等[36]指出管花肉蓯蓉的松果菊苷和毛蕊花糖苷含量均以11月最高，12月半乳糖醇含量最高，不同部位的松果菊苷和毛蕊花糖苷含量均差異顯著，基部含量最高。郭東峰等[37]研究了礦質(zhì)元素在管花肉蓯蓉不同部位的分布規(guī)律，結(jié)果顯示，礦質(zhì)元素的橫向分布和縱向分布中，Na、K含量最高，其次為P和Ca；除Na外，其他幾種元素含量從外層到內(nèi)層逐漸降低；K含量從頂端到基部逐漸降低，P、Ca、Fe和Mn含量?jī)啥烁咧虚g低；Al含量基部最高(0.82%)，Mg、Zn含量頂端最高，其他部位差別不大。

3 分子生物學(xué)及其他

3.1 遺傳多樣性

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于管花肉蓯蓉的分子生物學(xué)研究相對(duì)較少。然而，在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)時(shí)如何防止其物種的衰退，以及如何盡快恢復(fù)有限的野生居群，保存珍貴的野生種質(zhì)資源，是實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)利用的關(guān)鍵。

崔光紅等[38]采用隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA方法對(duì)管花肉蓯蓉的4個(gè)野生居群和2個(gè)人工栽培居群的123個(gè)個(gè)體進(jìn)行了遺傳多樣性研究，結(jié)果顯示：用10個(gè)隨機(jī)引物共擴(kuò)增出清晰譜帶87條(圖8)，野生居群平均多態(tài)位點(diǎn)百分率27.59，各居群多態(tài)位點(diǎn)百分率19.54～25.29，其中安迪爾居群的最高為25.29，2個(gè)人工栽培居群的多態(tài)位點(diǎn)百分率僅為13.79和11.49；用UPGMA法聚類得出，4個(gè)野生居群聚為一類，2個(gè)人工栽培居群聚為一類(圖9)。結(jié)果表明野生居群與人工居群間已發(fā)生了遺傳分化，栽培管花肉蓯蓉遺傳背景單一，故對(duì)野生管花肉蓯蓉的保護(hù)十分重要。

圖8 引物S1500的擴(kuò)增效果

圖9 管花肉蓯蓉居群間的Nei，s遺傳一致度聚類圖

3.2 RAPD分析

王長(zhǎng)林等[39]用篩選出來的16個(gè)10-mer寡聚核苷酸引物對(duì)寄生于8種檉柳上的管花肉蓯蓉遺傳物質(zhì)進(jìn)行了RAPD分析，寄生于8種不同檉柳上的管花肉蓯蓉遺傳多態(tài)性為66.7%，管花肉蓯蓉不同居群之間存在有較豐富的遺傳多樣性，其中以剛毛檉柳和中國(guó)檉柳上寄生的管花肉蓯蓉最為特別。結(jié)果表明，生長(zhǎng)區(qū)域比寄主檉柳對(duì)管花肉蓯蓉遺傳物質(zhì)的影響較為明顯，異地引種對(duì)保持管花肉蓯蓉較高的遺傳多樣性有利，管花肉蓯蓉種內(nèi)居群間遺傳物質(zhì)差異遠(yuǎn)小于肉蓯蓉屬植物種間的遺傳差異。

3.3 試管苗培養(yǎng)

馬東明等[40]用去果皮的管花肉蓯蓉種子對(duì)檉柳試管苗進(jìn)行接種，建立管花肉蓯蓉種子與檉柳的離體接種體系，體視顯微鏡觀察接種情況表明，通過寄主檉柳的離體快速繁殖得到的試管苗與管花肉蓯蓉種子的共培養(yǎng)能夠建立管花肉蓯蓉-檉柳接種復(fù)合體(圖10)，為研究檉柳-管花肉蓯蓉相互關(guān)系提供了有效的實(shí)驗(yàn)體系。

A.生根的檉柳與管花肉蓯蓉種子的共培養(yǎng)；B.管花肉蓯蓉種子的芽管；C.管花肉蓯蓉種子的初生吸器；D，E.瘤狀物的形成；F.萌發(fā)種子形成的愈傷組織；G，H.種子成功侵染寄主根；I.瘤狀物雖與寄主接觸，但未能與寄主成功建立寄生關(guān)系。GT.芽管；PH.初生吸器；T.瘤狀物；HR.寄主根；P.寄生物。圖10 管花肉蓯蓉與檉柳試管苗的離體接種

4 展望

關(guān)于管花肉蓯蓉植物學(xué)形態(tài)、種子萌發(fā)、吸器形成和寄生過程的形態(tài)學(xué)研究已多見報(bào)道，然而決定管花肉蓯蓉種子萌發(fā)、專性寄生的信號(hào)物質(zhì)及寄生關(guān)系建立的機(jī)理還有待進(jìn)一步深入探討。如何建立適宜的管花肉蓯蓉寄生環(huán)境，提高其田間種子萌發(fā)率和接種率仍是發(fā)展人工栽培的重點(diǎn)。管花肉蓯蓉分子生物學(xué)研究為其瀕危資源保護(hù)和種質(zhì)資源創(chuàng)新提供了新思路。今后應(yīng)將保護(hù)管花肉蓯蓉野生資源和發(fā)展人工栽培相結(jié)合，加強(qiáng)管花肉蓯蓉寄生機(jī)理的理論探討和提高田間接種率的技術(shù)研究，探求人工栽培實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的調(diào)控途徑，合理開發(fā)利用管花肉蓯蓉資源。

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ProcessinginBiologyResearchofCistanchetubulosa(Schenk)R.Wight

LIUGuoku1，TUPengfei2，YANGTaixin1*，GAOQin1

(1.AgronomyCollege，HebeiAgriculturalUniversity/CropGrowthRegulationLaboratoryofHebei，Baoding071001，China；2.SchoolofPharmaceuticalSciences，PekingUniversity，Beijing100191，China)

Cistanchetubulosa(Schenk)R.Wight is an original plant of the traditional Chinese medicine named Roucongrong and it is suitable to be cultivated in large-scale production.In order to promote research and production on high and stable yield cultivation technique ofC.tubulosa，this paper made a review on the botany morphological characters，parasitic biological characters and molecular biology ofC.tubulosa，and the future research direction was put forward.

Cistanchetubulosa(Schenk)R.Wight；botany morphological characters；parasitic biological characters；molecular biology

2015-03-15)

國(guó)家科技惠民計(jì)劃項(xiàng)目(2012GS650101)；河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中藥材創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目

*

楊太新，教授，研究方向：藥用植物種質(zhì)資源和規(guī)范化栽培；E-mail：yangtaixin@126.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.4.022