川产姜黄的种质资源评价及优良株系初步筛选研究

论文摘要

姜黄为姜科植物姜黄Curcuma longa L.的干燥根茎。具有破血行气、通经止痛之功效。既是常用中药,又广泛应用于食品、化妆品行业。但背景资料显示：由于落后的繁育技术加上长期栽培,导致姜黄种质退化、品系不纯、抗性降低、植株间良莠不齐、产量下降,地区之间亩产差异可达2-5倍；且不同姜黄种质在原植物形态、化学成分、药效方面都有较大差异,严重影响了姜黄的药材质量和临床疗效。本课题是四川省育种攻关项目“川郁金特色种质材料研究”的延伸。主要收集了姜黄道地产区四川省8地共8份种质,并建立了种质资源圃,从原植物形态、显微、薄层色谱、分子生物学、HPLC指纹图谱、农艺性状、产量、有效成分、灰分等方面进行了比较研究。首次将ISSR分子标记技术及HPLC指纹图谱技术用于姜黄种质资源的评价研究中。首次采用加权评分方法,以农艺性状、产量（经济性状）、3种有效成分（浸出物、挥发油、姜黄素）含量共5个指标对姜黄种质进行综合评价,建立了姜黄优良种质筛选的综合评价模式。根据评价结果对收集的331份植株进行了优良株系的初步筛选研究,初步筛选出7个姜黄优良株系。1.种质资源评价方面原植物形态比较了植株高度、叶长、叶宽、块根及根茎五个方面；结果表明乐山地区种质比双流、崇州、新津地区种质植株高、块茎大。横切面和粉末的显微比较结果显示各种质无明显区别。薄层色谱比较结果表明不同姜黄种质均含有姜黄素,且化学成分非常相似,仅从斑点大小和颜色深浅上反映出量上有差异。运用ISSR-PCR标记技术,首次采用聚丙烯胺凝胶电泳技术进行分子生物学研究,分析姜黄种质亲缘关系和遗传多样性。从30个ISSR引物中筛选出6个扩增条带较多、信号强、背景清晰的引物,并对8份DNA进行分子标记分析。6个引物共扩增出条带36条,其中多态性条带24条,平均多态性条带百分率达67%。结果表明：不同姜黄种质的遗传距离在0.000～0.9155之间,说明各种质间遗传变异较大、遗传信息丰富,对良种选育意义重大。聚类结果将8份姜黄种质分为2个大类,双流、崇州、新津地区为一类,乐山地区为一类。表明各种质的亲缘关系与它们的地理位置远近有一定相关性。首次进行了姜黄种质的高效液相指纹图谱研究,建立了姜黄HPLC指纹图谱共有模式图,确定了11个特征峰构成姜黄的指纹图谱。各种质的相关系数均大于0.90,相关性良好。用SPSS 11.5软件进行聚类分析结果显示：8份种质聚为两类：LS1、LS2、LS3先聚类,再与CZ2聚为一类；其余4份种质聚为一类。此结果与ISSR聚类分析中将LS1、LS2、LS3三份乐山地区种质聚为一类的结果相似,说明地理位置相近,亲缘关系相近,显示出相似的化学成分组成。农艺性状评价显示：乐山地区种质均比双流、崇州、新津地区的种质优良。对不同种质进行了单株最大鲜重与单株平均鲜重的比较。结果：单株最大鲜重为290g～770g。单株平均鲜重的为189g～283g。说明姜黄单株产量差异大、进行姜黄优良株系的筛选意义重大。有效成分评价的结果显示不同姜黄种质的挥发油、浸出物含量相差不大,但姜黄素含量则相差近2倍,排名前两位的均为乐山地区种质,说明乐山地区种质的有效成分含量高于其他地区种质。首次采用加权评分方法,以农艺性状、产量（经济性状）、3种有效成分（浸出物、挥发油、姜黄素）含量共5个指标对姜黄种质进行综合评价,得到最佳种质1个；优良种质5个；一般种质2个。在综合评价不同姜黄种质的基础上,进一步进行了灰分检查。综合评价中最佳种质LS3的总灰分、酸不溶性灰分含量均为所有种质中最低者。2.优良株系筛选方面根据优良种质评价结果,在乐山、双流、崇州地区收集了植株高大、健壮,无病虫害污染等外观性状良好的331株姜黄,以产量、姜黄素含量为筛选指标,进行优良株系初步筛选研究,初步筛选出7个姜黄优良株系。单株产量均在200g（双流、崇州地区）或250g（乐山地区）以上,姜黄素含量均在1.0%以上。通过分组,可得到“极高产高含、极高产中含、高产高含、高产中含、中产高含、中产中含、极高含”7个优良株系；其中“高含”株系的姜黄素含量在1.8%以上,“高产”株系的单株产量在400g以上上述研究结果为姜黄种质资源的综合评价、质量标准的完善以及良种选育等研究提供了科学的理论依据。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一部分 文献综述
• 1 本草考证
• 2 品种考证
• 3 种质资源的保存技术研究
• 4 种质资源评价研究
• 5 生长规律、栽培技术研究
• 6 良种选育研究
• 7 药理作用
• 8 安全性研究
• 第二部分 实验研究
• 1 姜黄种质资源的收集及资源圃的建立
• 2 姜黄种质资源地区现状调查
• 3 姜黄种质资源的评价
• 3.1 原植物形态
• 3.2 显微特征比较
• 3.3 薄层色谱比较
• 3.4 分子生物学研究
• 3.5 HPLC指纹图谱比较研究
• 3.6 农艺性状评价
• 3.7 产量评价
• 3.8 有效成分评价
• 3.9 姜黄优良种质的综合评价研究
• 3.10 灰分检查
• 4 姜黄优良株系初步筛选研究
• 4.1 产量筛选
• 4.2 含量筛选
• 4.3 优良株系筛选结果
• 第三部分 结论与讨论
• 致谢
• 参考文献
• 附图
• 附件一