杜仲保护生物学研究概况.PDF
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2006年2月23日
| 第1页 |
参见附件(34KB，3页)。
2003 年2 月第10 卷第2 期 中国中医药信息杂志 ·39 ·
·资源开发与利用·
杜仲保护生物学研究概况△ 王瑷琦 佟长辉
邵爱娟 黄璐琦
( 中国中医研究院中药研究所 北京 100700)
杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.) 为我国特有的第三纪孑
遗植物。其皮、叶供药用, 种子含有大量的高级营养油[1]
, 而
且所有器官维管组织的韧皮部, 以及初生组织皮层和髓中均
含有性质介于橡胶的弹性和塑料的塑性之间的杜仲胶。杜仲
胶除用作补牙材料、 海底电缆以及医用、 体育等外, 还在形状
记忆方面有很广泛的潜在应用价值[ 2 ～4 ]；杜仲叶还可作为保
健品及饲料添加剂的原料[5 ～7]。因此, 杜仲不仅具有很高的药
用价值, 而且还有很高的经济价值。正因为如此, 其野生资源
不断遭受严重破坏。目前, 杜仲已成为国家二级保护植物, 急
需开展保护生物学的研究。
保护生物学作为一门新兴学科在我国的发展方兴未艾,它涉及分类学、 生态学、 遗传学和种群生物学的原理和方法,探讨对自然保护和管理的最佳途径。 为此, 笔者拟从保护生物
学以及现有的保护措施对杜仲作一概述, 以明确今后的研究
方向和目标。
1 生态学研究
1.1 生长环境
杜仲具有很广泛的适应性, 在酸性土、 中性土、 微碱性土
及钙质土上均能生长, 尤其在土层深厚、肥沃、湿润、排水良
好和阳光充分的旷地生长最好[8]。杜仲的海拔适应性很广,在海拔 200 ～1 800m 左右生长良好, 甚至在 2 500m 也有分布,多生长在中低山。杜仲要求雨量充沛、气候湿润, 具有喜光、耐寒力较强的特性；对温度适应幅度较宽, 年均温 11.7
～17.1 ℃, 绝对最高温度 33.5 ～43.6 ℃, 绝对最低温度- 4 ～
- 19.1 ℃下均可正常生长发育。 以年均温15 ℃,1 月均温5 ℃,7
月均温 25 ℃, 绝对最高温度 40 ℃, 绝对最低温度- 5 ℃下生长
发育最为适宜。 杜仲可耐- 22.8 ℃的低温； 在温度较高的亚热
带地区也可生长, 但冬季气温过高, 缺乏休眠条件, 生长发育
不好。 杜仲耐荫性差, 光照时间和光照强度对杜仲的生长发育
影响较显著。伴生植物有油桐、漆树、栓皮栎、麻栎、棕榈、柏木、乌柏、梧桐、核桃、红豆杉、杉木、马尾松、枫香、板栗、槐等中亚热带和北亚热带树种[9]。
1.2 分布
杜仲原产地及中心分布地带在秦岭以南华中地区的陕
△国家重大公益研究项目
吉林省公安厅安康医院
西、四川、贵州、湖北、湖南等省, 多为山区。由于广泛的引
种栽培, 现在已远远超出这些原始分布区。
国内杜仲分布于北纬 25 ～35 °, 东经 104 ～119 °的广大
地区。主要在秦岭、黄河以南、五岭以北、黄海以西、云南
高原以东、 长江中下游以南地区, 以贵州、 四川、 湖北、 湖南、陕西、甘肃等省分布较多, 江苏、福建、河南、广东、广西、安徽、江西、浙江、山东、云南、北京等省市亦有分布。据
文献报道, 在东北的吉林、沈阳也有栽培。在国外, 杜仲也已
分布到欧洲 60 多个植物园、树木园以及苏联、美国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚、瑞典等国, 都是从中国引进的[10]。
2 生物多样性研究
2.1 外部形态差异
2.1.1 树皮类型 杜仲外部形态的差异主要表现在树皮类
型上。 《中华本草》中将其分为粗皮( 青冈皮) 和光皮杜仲( 白
杨皮) ；周氏[11]
、沈氏[12]
则划分为深纵裂、浅纵裂、光皮、龟裂 4种。对湖北杜仲的研究结果表明：光皮杜仲的单株产
鲜皮量最高, 具有较高的开发利用价值[12]。
2.1.2 叶的长度和颜色 杜仲叶的长度一般在 10 ～15cm,也存在长度小于 3cm( 河南洛阳发现 1种小叶杜仲, 叶片厚、革质, 通过芽变选择培育出一种密叶型杜仲, 节间长度仅为普
通杜仲的 13 或 12) 和大于 18.5cm, 甚至达到 33cm 的类型。
叶的颜色多为绿色, 标本也有呈黄褐色, 胡氏[13]
报道在湘西
发现红叶杜仲, 笔者在中科院植物所标本馆也看到采自湖北
的红叶杜仲。
2.1.3 果实 杜仲果实为翅果, 不同地区采到的果实其形
状、大小、色泽、千粒重、先端缺刻的角度都有显著的不同,而果实的千粒重与发芽率关系重大[14]。
2.2 胚胎学差异
张氏等[15]
对杜仲的胚胎学( 从小孢子囊和小孢子的发
生、 大孢子囊及大孢子的发生、 胚的发育) 作了较全面的观察,与国外 Davis(1966) 、Tang(1962) 、Eckardt(1963) 的资料相
比无差异, 认为胚珠是厚珠心型；与唐氏[16]
观察的在初期是
厚珠心型, 后期由于周缘细胞解体而成为薄珠心型有差异。有
关胚胎发育类型, 张氏[15]
等的研究认为是茄型, 而田氏等[17]
认为是藜型。
田氏[17] 对杜仲的雄配子体的研究发现, 杜仲花粉管单一
无分枝, 与 Davis 报道的有分枝的情况不同。此外, 她还观察·40 · 中国中医药信息杂志 2003 年2 月第10 卷第2 期
到营养核与生殖核靠近, 二者关系密切, 在精子形成后仍在其
紧前端, 这与唐氏[16]
报道的营养核处于精子后面的情况又有
不同。
不同采样地胚胎学存在的差异是否可以证明这些地区的
杜仲资源确实存在变异尚有待进一步探讨。
2.3 遗传多样性研究
张氏等[18]
对采自贵州、湖南、四川、陕西等地的 38 个
杜仲的无性系进行了酯酶同工酶分析, 结果共检验出 16 条酯
酶同工酶带。 依据酶谱的相似性与差异性, 划分出两大类型区,黔、 湘、 川系及秦系, 说明秦系与其余三者差异较大； 而黔系、湘系、川系三者之间又有所不同 ......
·资源开发与利用·
杜仲保护生物学研究概况△ 王瑷琦 佟长辉
邵爱娟 黄璐琦
( 中国中医研究院中药研究所 北京 100700)
杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.) 为我国特有的第三纪孑
遗植物。其皮、叶供药用, 种子含有大量的高级营养油[1]
, 而
且所有器官维管组织的韧皮部, 以及初生组织皮层和髓中均
含有性质介于橡胶的弹性和塑料的塑性之间的杜仲胶。杜仲
胶除用作补牙材料、 海底电缆以及医用、 体育等外, 还在形状
记忆方面有很广泛的潜在应用价值[ 2 ～4 ]；杜仲叶还可作为保
健品及饲料添加剂的原料[5 ～7]。因此, 杜仲不仅具有很高的药
用价值, 而且还有很高的经济价值。正因为如此, 其野生资源
不断遭受严重破坏。目前, 杜仲已成为国家二级保护植物, 急
需开展保护生物学的研究。
保护生物学作为一门新兴学科在我国的发展方兴未艾,它涉及分类学、 生态学、 遗传学和种群生物学的原理和方法,探讨对自然保护和管理的最佳途径。 为此, 笔者拟从保护生物
学以及现有的保护措施对杜仲作一概述, 以明确今后的研究
方向和目标。
1 生态学研究
1.1 生长环境
杜仲具有很广泛的适应性, 在酸性土、 中性土、 微碱性土
及钙质土上均能生长, 尤其在土层深厚、肥沃、湿润、排水良
好和阳光充分的旷地生长最好[8]。杜仲的海拔适应性很广,在海拔 200 ～1 800m 左右生长良好, 甚至在 2 500m 也有分布,多生长在中低山。杜仲要求雨量充沛、气候湿润, 具有喜光、耐寒力较强的特性；对温度适应幅度较宽, 年均温 11.7
～17.1 ℃, 绝对最高温度 33.5 ～43.6 ℃, 绝对最低温度- 4 ～
- 19.1 ℃下均可正常生长发育。 以年均温15 ℃,1 月均温5 ℃,7
月均温 25 ℃, 绝对最高温度 40 ℃, 绝对最低温度- 5 ℃下生长
发育最为适宜。 杜仲可耐- 22.8 ℃的低温； 在温度较高的亚热
带地区也可生长, 但冬季气温过高, 缺乏休眠条件, 生长发育
不好。 杜仲耐荫性差, 光照时间和光照强度对杜仲的生长发育
影响较显著。伴生植物有油桐、漆树、栓皮栎、麻栎、棕榈、柏木、乌柏、梧桐、核桃、红豆杉、杉木、马尾松、枫香、板栗、槐等中亚热带和北亚热带树种[9]。
1.2 分布
杜仲原产地及中心分布地带在秦岭以南华中地区的陕
△国家重大公益研究项目
吉林省公安厅安康医院
西、四川、贵州、湖北、湖南等省, 多为山区。由于广泛的引
种栽培, 现在已远远超出这些原始分布区。
国内杜仲分布于北纬 25 ～35 °, 东经 104 ～119 °的广大
地区。主要在秦岭、黄河以南、五岭以北、黄海以西、云南
高原以东、 长江中下游以南地区, 以贵州、 四川、 湖北、 湖南、陕西、甘肃等省分布较多, 江苏、福建、河南、广东、广西、安徽、江西、浙江、山东、云南、北京等省市亦有分布。据
文献报道, 在东北的吉林、沈阳也有栽培。在国外, 杜仲也已
分布到欧洲 60 多个植物园、树木园以及苏联、美国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚、瑞典等国, 都是从中国引进的[10]。
2 生物多样性研究
2.1 外部形态差异
2.1.1 树皮类型 杜仲外部形态的差异主要表现在树皮类
型上。 《中华本草》中将其分为粗皮( 青冈皮) 和光皮杜仲( 白
杨皮) ；周氏[11]
、沈氏[12]
则划分为深纵裂、浅纵裂、光皮、龟裂 4种。对湖北杜仲的研究结果表明：光皮杜仲的单株产
鲜皮量最高, 具有较高的开发利用价值[12]。
2.1.2 叶的长度和颜色 杜仲叶的长度一般在 10 ～15cm,也存在长度小于 3cm( 河南洛阳发现 1种小叶杜仲, 叶片厚、革质, 通过芽变选择培育出一种密叶型杜仲, 节间长度仅为普
通杜仲的 13 或 12) 和大于 18.5cm, 甚至达到 33cm 的类型。
叶的颜色多为绿色, 标本也有呈黄褐色, 胡氏[13]
报道在湘西
发现红叶杜仲, 笔者在中科院植物所标本馆也看到采自湖北
的红叶杜仲。
2.1.3 果实 杜仲果实为翅果, 不同地区采到的果实其形
状、大小、色泽、千粒重、先端缺刻的角度都有显著的不同,而果实的千粒重与发芽率关系重大[14]。
2.2 胚胎学差异
张氏等[15]
对杜仲的胚胎学( 从小孢子囊和小孢子的发
生、 大孢子囊及大孢子的发生、 胚的发育) 作了较全面的观察,与国外 Davis(1966) 、Tang(1962) 、Eckardt(1963) 的资料相
比无差异, 认为胚珠是厚珠心型；与唐氏[16]
观察的在初期是
厚珠心型, 后期由于周缘细胞解体而成为薄珠心型有差异。有
关胚胎发育类型, 张氏[15]
等的研究认为是茄型, 而田氏等[17]
认为是藜型。
田氏[17] 对杜仲的雄配子体的研究发现, 杜仲花粉管单一
无分枝, 与 Davis 报道的有分枝的情况不同。此外, 她还观察·40 · 中国中医药信息杂志 2003 年2 月第10 卷第2 期
到营养核与生殖核靠近, 二者关系密切, 在精子形成后仍在其
紧前端, 这与唐氏[16]
报道的营养核处于精子后面的情况又有
不同。
不同采样地胚胎学存在的差异是否可以证明这些地区的
杜仲资源确实存在变异尚有待进一步探讨。
2.3 遗传多样性研究
张氏等[18]
对采自贵州、湖南、四川、陕西等地的 38 个
杜仲的无性系进行了酯酶同工酶分析, 结果共检验出 16 条酯
酶同工酶带。 依据酶谱的相似性与差异性, 划分出两大类型区,黔、 湘、 川系及秦系, 说明秦系与其余三者差异较大； 而黔系、湘系、川系三者之间又有所不同 ......
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