中藥材GAP概論-種質(zhì)和繁殖材料

第三章種質(zhì)和繁殖材料第一節(jié)物種和物種鑒定一、種質(zhì)和種質(zhì)資源(gennplasm)遞給后代的遺傳物質(zhì)總體一1914)提出，以后得種質(zhì)資源(gemlplasmresources)是指“能夠繁殖后代并保持穩(wěn)定的遺傳性狀的(動(dòng))植物材料的統(tǒng)稱(動(dòng)植物分類學(xué)方法。二、物種概念物種(species)的形態(tài)特征，共同的祖源，在通常情況下生殖隔離，即不與他種雜交)。物種既是進(jìn)化的單位，又是生態(tài)系統(tǒng)中的功能單位。(spedespopuladon)員共有一個(gè)基因庫(kù)。特別是那些遺傳保守性很強(qiáng)的部位如花器、種子等繁殖器官。生態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)每一物種都占有一個(gè)生態(tài)位，在生態(tài)系統(tǒng)中都處于它所能達(dá)到的最佳現(xiàn)舉例蒙古黃芪與膜莢黃芪為例說(shuō)明(表3-1)：表3-1 蒙古黃芪與膜莢黃芪的比較蒙古黃芪 膜莢黃芪AstragalusmongolicusBge．植株地上部分較纖弱小葉小，每復(fù)葉有15～30對(duì)小葉深根性明顯，通常無(wú)二級(jí)分枝6(陽(yáng)5—187—8月

A．mernbranceus(P＼sch)Bge．植株地上部分較健壯小葉較大，每復(fù)葉有16—21對(duì)小葉深根性較弱，易產(chǎn)生分枝花較小，排列緊密，花期8月初至9月初(沈陽(yáng))；每花序有花15～30朵；子房有毛；果期8～10期分布于我國(guó)華北；半干旱過(guò)渡地區(qū)，降水分布于我國(guó)華北；半干旱過(guò)渡地區(qū)，降水分布于我國(guó)東北、西北部；中生地區(qū)，降水量及相量及相對(duì)濕度較低，土壤貧瘠，缺水對(duì)濕度較高，土壤肥力較高，水分相對(duì)充足注：兩種在胚胎學(xué)、染色體及游離氨基酸等項(xiàng)也有差異。三、種下等級(jí)的分類自然界里的生物由于種種因素，內(nèi)在因素(遺傳變異)或外在因素(環(huán)境改變)均可導(dǎo)致生物變異，產(chǎn)生亞種、變種、變型等等。亞種(subspecies) 是指種內(nèi)地理分布上有其不同的區(qū)域，在形態(tài)上又有一定區(qū)的類群。它的區(qū)分主要強(qiáng)調(diào)種內(nèi)分化的地理因素，故又稱為地理亞種，如柴黃姜DioscoreanipponicaMakinosubsp.Rosthoenii(PrainetBurkill)C．T．Ting是穿龍薯蕷D．nipponica的地理亞種，前者分布于秦嶺以南，植物健壯，染色(4x=40)，根莖無(wú)剝落栓皮，薯蕷皂苷含量較低，平均為1．25％；后者分布秦嶺以北地區(qū)(西北、東北及至俄羅斯植株相對(duì)纖弱染色體根莖具剝離栓皮薯蕷皂苷含量較高平均為2．0％。變種(varietas)形態(tài)上與原來(lái)的種已有區(qū)別，甚至已有較大的區(qū)別，但基本特性仍未超出原種范圍的一群個(gè)體。如大果ft楂CrataegusponnatifidaBungevar.majorft楂CrataeguspinnatifidaBunge的變種。(forma)無(wú)、花色不同等。重齒當(dāng)歸AngelicapubescensMaxim．f．6iserrataShanetYuan是毛當(dāng)歸AngelicdpubescensMaxim．的變型?；瘜W(xué)型(chemotype，chenlofomla) 種內(nèi)化學(xué)成分變化的植物類群，是由于遺傳因子的多態(tài)現(xiàn)象或地理生態(tài)因子形成的它們?cè)谛螒B(tài)上可能無(wú)明顯差異但在化學(xué)成分的組成含量或結(jié)構(gòu)上有差異如亞洲薄(Menthaasiatica有兩個(gè)化學(xué)型產(chǎn)于高海拔地新疆阿勒)的種型含有薄荷酮和薄荷醇，而產(chǎn)于低海拔地(烏魯木齊、吐魯?shù)姆N群(Ⅱ型)含較多的氧化胡椒酮和氧化胡椒烯酮。Cinnamomumparthenoxylen(Jack．)Nees：主含d姜樟：主含Q—檸檬大葉油樟1—8)％；chf青味樟)71．48％等等。目前，有關(guān)中藥原植物的化學(xué)型研究尚少，但對(duì)藥用植物的栽培與利用具有重大意義。栽培品(cultivar．或cv．cultivatedvariety) 這一術(shù)語(yǔ)屬于栽培范疇，它是指人們?cè)谝欢ㄉ鷳B(tài)條件和經(jīng)濟(jì)條件下根據(jù)需要經(jīng)過(guò)選擇培育創(chuàng)造出的某種生物的新群體這一群體應(yīng)具有相對(duì)穩(wěn)定的遺傳性、性狀的一致性和適應(yīng)的地域性，并應(yīng)滿足人類的某種需要因此它具有農(nóng)學(xué)的和經(jīng)濟(jì)學(xué)的雙重概念。如寧夏枸(Lychiumbarbarum新品種寧杞l號(hào)和寧杞2號(hào)等。四、植物鑒定與命名GAP要求對(duì)栽培的或采集的藥用植物準(zhǔn)確進(jìn)行物種鑒定，并記錄其中文名和學(xué)名。(一)鑒定工作準(zhǔn)備1．采集與制作供鑒定用的標(biāo)本(憑證標(biāo)本) 要求采集不同時(shí)期，主要應(yīng)是花果期的標(biāo)本，最好帶有藥用部分。標(biāo)本應(yīng)具有代表性與典型性，并應(yīng)附有植物性狀、生境、產(chǎn)地、集時(shí)期，采集人等記錄，特別對(duì)容易變化的性狀如氣味、顏色、毛被等應(yīng)記錄。憑證標(biāo)本應(yīng)壓制3～5份，供鑒定及保存之用2．要追溯栽培植物的來(lái)源及原產(chǎn)地的地理、氣候、植被、區(qū)系成分等資料如果是從外地引進(jìn)的種子、種苗，可以進(jìn)行種子、幼苗鑒定，還可以進(jìn)行播種、栽培試驗(yàn)，爭(zhēng)取拿到發(fā)育成熟植株的標(biāo)本，以供鑒定。(二)鑒定方法根據(jù)植物特征，查閱《中國(guó)高等植物科屬檢索表(Correlativediffe-。交差出現(xiàn)的。ft植物園標(biāo)()()()、西北植物所標(biāo)本館(西北)、應(yīng)用生態(tài)研究所標(biāo)本館(東北)核對(duì)標(biāo)本。但標(biāo)本的鑒定非一日之這里簡(jiǎn)單介紹植物檢索表的查閱方法：檢索法(Key)是植物分類學(xué)者選定植物某些明顯而具有可比較的特點(diǎn)，排列成有次序的表列下，以供學(xué)習(xí)。小檗科Berberidaceae分屬檢索表l 花蜜腺存在，多年生草本或灌木。2 灌木；果為漿果。3花藥直裂；葉為2～3次3出復(fù)葉(1種，在我國(guó)產(chǎn)自河北、ft東至福建、云南) 南天竹NandinaThunb．3花藥以外卷裂瓣開(kāi)裂；葉為單葉或羽狀復(fù)葉。4葉為單葉(約500種；我國(guó)約200種，主產(chǎn)西部和西南部) 小檗BerberisL．4 葉為羽狀復(fù)葉( 約100 種；我國(guó)約50 種，主產(chǎn)西部)…………………十大功勞屬M(fèi)ahonia2 多年生草木；果為蒴果或膜質(zhì)。5 胚珠多數(shù)；果為蒴果；小葉不分(20余種；我國(guó)13種，產(chǎn)吉林、遼寧、ft西、河南、陜西、甘肅、四川、云南、貴州、廣西、湖南、江西安徽、浙江、福) 謠羊藿Epimedium5 2—3裂。6 根狀莖橫生；果植易開(kāi)裂，花成頂生圓錐花序；小葉不分裂(2種；我種產(chǎn)東北、陜西、甘肅、四川、湖北、浙江、安) 紅毛七Caulophyllum6 根狀莖塊狀；果不開(kāi)裂或在頂端不規(guī)則開(kāi)裂；花成總狀花序(約123種，產(chǎn)東北、新疆、內(nèi)蒙古、安徽、浙) 牡丹草LeonticeL．1 花蜜腺不存在；多年生草本。7 種子多數(shù)。8 果為漿果；種子無(wú)假種皮。9 花單生；雄6～18枚，花藥向外開(kāi)裂；無(wú)花柱，柱頭盾約2種；國(guó)1種，產(chǎn)甘肅、湖北、四川、西) 鬼臼Podophyllum9傘形花序；雄4．-~6枚；花藥向內(nèi)開(kāi)裂；有花柱，柱頭球(7種產(chǎn)我國(guó)西南、華中、華東、華南等省) 角蓮DysosmaR．E．Woodson8果為革質(zhì)蒴果種子有假種(2種我1種產(chǎn)東) ……鮮黃連屬JeffersoniaBarton7 2裂(3種；我1種，產(chǎn)陜西、甘肅、湖北、云) ft荷葉DiphyUeia除上述經(jīng)典方法鑒定外，還可以借助一些現(xiàn)代方法：花粉觀察：顯微鏡下觀察花粉的形狀、大小、紋飾、孔溝等。染色體：采集植物的幼嫩生長(zhǎng)細(xì)胞(通常用根尖細(xì)胞)或花粉母細(xì)胞，染色后制片，觀察染色體的數(shù)目、核型等。()，)。②DNARAPD方法和ITS(三)植物命名中藥或其原植物往往有多個(gè)名稱，如中文名、地方名或通俗名以及外文()、命名人。如黃連 Coptis chinensis 屬名 種加詞 命名人在命名人部分，有時(shí)出現(xiàn)以下情況，所表示的意義分別說(shuō)明如下：e三角葉黃連CoptisdeltoideaetHsiao是由)Hsiao(肖培根)合作命名，共同發(fā)表。eee名稱并正式發(fā)表。如：粗莖秦艽OentianacrassicaulisDuthieexBurk。(((后的命名人重新組合((1891年～AngelicapolymorphaMaxim．var．sinensisOlive正式發(fā)表過(guò)，后由Diels重新組合為現(xiàn)在的學(xué)名。Franch．為命名人為Franchet的縮寫。2位的拉丁文縮寫。如亞種subspecies縮寫為ss．或subsvarietas縮寫為vaforma縮寫為cultivaritas縮寫為ccultiforma縮寫為c時(shí)，屬名可僅以大寫首字母表示，后加“如：忍冬：Lonicerajaponica紅腺忍冬：L．hypoglaucaft銀花：L．confusa的拉丁文縮寫ss．或subsva，再加上此亞種／變種栽培變種的種加詞和命名人。(四)栽培植物命名方法栽培植物的命名方法比較復(fù)雜，與(普通)植物命名類似，但有3個(gè)主要等級(jí)：屬、種和栽培品種。屬和種兩級(jí)的名稱，有以植物學(xué)名(拉丁名)為基礎(chǔ)的，也有以具有屬(或種)的意義的普通名稱(通常是英文)為基礎(chǔ)的；栽培品種這一級(jí)的名稱，則不必用拉丁文。栽培品種的全名包括種的學(xué)名或普通名和栽培品種名和栽培品種名稱(確切地應(yīng)該稱為栽培品種加詞)并且相互可以作為合法異名共存。與中藥材栽培有關(guān)的栽培品種命名主要有以下兩類：栽培品種名稱直接寫在植物學(xué)名或普通名稱之后時(shí)，必須在它之前寫上縮寫亦可寫作Citrusmaxim(Burm．)Merrtomentosa(X)連接親本的植物學(xué)名。如：由ftCameliajaponica和怒江ftC．saluenensis培品種，其公式為CameliajaponicaxC．Saluenensis由這兩個(gè)親本來(lái)源的某一特定栽培品如Donation可以寫成(CameliajaponicaXC．saluenensis)Donation。提示：物種雖然是客觀存在，但種(以及種以下分類單位)的區(qū)分、命名卻不可避免地會(huì)受到人為的影響。尤其植物，種類繁多，生態(tài)環(huán)境差異大，生物學(xué)特性(這兒主要指繁殖方法)復(fù)雜，因此對(duì)于有些類群的植物，要想保證命名的客觀性，需要通過(guò)各學(xué)科的綜合研究分析才能得出正確結(jié)論。關(guān)于藥用動(dòng)物的鑒定和命名見(jiàn)第四章第二節(jié)。第二節(jié)種子檢驗(yàn)和檢疫病蟲害及雜草的傳播；防止偽劣種子、菌種和繁殖材料的交易與傳播。國(guó)家為了保護(hù)和合理利用種質(zhì)資源，規(guī)范品種選育和種子生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、使用行為，維護(hù)品種選育者和種子生產(chǎn)者、經(jīng)營(yíng)者、使用者的合法權(quán)益，提高種子質(zhì)量水平，推動(dòng)種子產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)種植業(yè)和林業(yè)的發(fā)展，國(guó)家頒布了《中華人民共和國(guó)種子法2000年12月1簡(jiǎn)稱)中藥材是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)組成部分，其種子、菌種、繁殖材料在生產(chǎn)、流通、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中同樣必須遵照國(guó)家《種子法》第七章第四十八條規(guī)定營(yíng)根據(jù)國(guó)家對(duì)植物檢驗(yàn)、檢疫制度實(shí)施的要求，各中藥材GAP基地對(duì)以下幾點(diǎn)需要特別注意：目前國(guó)家規(guī)定：此，各基地在需要時(shí)可向當(dāng)?shù)刂参餀z驗(yàn)、檢疫機(jī)構(gòu)申請(qǐng)檢驗(yàn)、檢疫。(市的，經(jīng)調(diào)進(jìn)地植物檢疫機(jī)構(gòu)檢疫合格后，方可種植市)有關(guān)種子進(jìn)出境檢驗(yàn)、檢疫工作遵照《中華人民共和國(guó)進(jìn)出境動(dòng)植物檢疫法》規(guī)定10條規(guī)定“國(guó)家對(duì)種質(zhì)資源享有主權(quán)，63并移送省、自治區(qū)、直轄市人民政府農(nóng)業(yè)、林業(yè)行政主管部門處理“構(gòu)成犯罪的，依法追究請(qǐng)各基地務(wù)必注意。第三節(jié)加強(qiáng)良種選育工作一、中藥材品種是中藥材生產(chǎn)重要的生產(chǎn)資料中藥材品種在中藥材種植業(yè)中是作為內(nèi)因而存在的，許多生產(chǎn)條件幾乎都是通過(guò)品種隨著整個(gè)藥材生產(chǎn)的發(fā)展，品種對(duì)藥材生產(chǎn)的作用所涉及的范圍和影響的程度，將日2002年全國(guó)十大科技成果之一。二、現(xiàn)代植物育種的基本途徑現(xiàn)代植物育種從涉及的內(nèi)容來(lái)說(shuō)，就是應(yīng)用現(xiàn)代生物學(xué)的有關(guān)理論、方法和技術(shù)，與目標(biāo)的要求。改良植物基因型的途徑，按照內(nèi)容和性質(zhì)可分為以下幾個(gè)方面：通過(guò)基因突變，利用突變體培育新品種。通過(guò)基因重組，利用重組型個(gè)體培育新品種。通過(guò)異種或異屬間染色體片段的“轉(zhuǎn)移通過(guò)異種或異屬間染色體的代換或附加，利用代換系或附加系培育新品種。通過(guò)遠(yuǎn)緣雜種的染色體加倍，利用多倍體培育新品種。6．通過(guò)原生質(zhì)體融合，利用體細(xì)胞雜種培育新品種。7．通過(guò)細(xì)胞或組織培養(yǎng)，利用無(wú)性系變異或單倍體培育新品種。8．通過(guò)核物質(zhì)置換或細(xì)胞核移置，利用核質(zhì)雜合體培育新品種。9．通過(guò)目的基因的轉(zhuǎn)移，選用目的基因在受體得以正確表達(dá)的變異型培育新品種。10．通過(guò)選配特殊配合力強(qiáng)的親本，利用雜種優(yōu)勢(shì)規(guī)律培育強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種?，F(xiàn)代育種學(xué)是一門人工進(jìn)化的科學(xué)，是綜合運(yùn)用現(xiàn)代遺傳學(xué)及其他有關(guān)自然科學(xué)的理察，運(yùn)用現(xiàn)代植物育種手段還剛起步。中藥材的育種工作與一般農(nóng)作物育種有著明顯的區(qū)別。一般農(nóng)業(yè)上常用的育種方法是功的可能性最大的方法是與之相對(duì)的近緣雜交和利用現(xiàn)有種質(zhì)資源進(jìn)行優(yōu)選。三、當(dāng)前中藥材良種選育工作的策略主要是以整理、選育現(xiàn)有的混雜的農(nóng)家品種，以提純、選育為主。育種是指在借助人種質(zhì)(一)制訂育種目標(biāo)的原則1／4左右，大部分地區(qū)還處于中、低產(chǎn)水平。所以在制訂育種目標(biāo)時(shí)，便應(yīng)從現(xiàn)有7～8年，因此在制訂育種目標(biāo)時(shí)，還必須預(yù)計(jì)到今后生產(chǎn)條件的變化及生產(chǎn)發(fā)展對(duì)品種的要求，使育種工作走在生產(chǎn)發(fā)展的前面。育種目標(biāo)要落實(shí)到具體性狀上制訂育種目標(biāo)時(shí)，切忌泛泛地提出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)和選育，否則事倍功半，甚至徒勞無(wú)益?？紤]品種的合理搭配育種實(shí)踐證明，要培育出一個(gè)能完全滿足生產(chǎn)上各種需要的過(guò)品種的合理搭配，以解決生產(chǎn)上多樣化的需要，是可能的。(二)選擇的基本方法選擇的方法很多，應(yīng)用也十分靈活。但歸納起來(lái)最基本的方法有：?jiǎn)沃赀x擇法和混合選擇法兩種。如果就其選擇的次數(shù)而言，則上述兩種方法中都可以分為一次選擇和多次選擇。單株選擇法和比較。淘汰不符合要求的株行，選擇優(yōu)良株行。此法最為常用。(株行的依據(jù)，誤選的不良單株后裔可以最大限度地剔除，因而選擇的效果好。將選到的優(yōu)良單株，用營(yíng)養(yǎng)繁殖法保留和鞏固。對(duì)異花授粉的藥材來(lái)說(shuō)，單株選擇主要用于培養(yǎng)或改良某一特定性狀和原種生產(chǎn)。混合選擇法等)(效果：混合選擇時(shí)，由于將入選的個(gè)體，混合收獲、混合播種，因而不能進(jìn)一步鑒除，因而降低了選擇效果。同時(shí)可獲得大量種子，盡快用于生產(chǎn)，它也是純化和提高現(xiàn)有品種常用的方法。異花授粉植物，用連續(xù)單株選擇法，很難育成穩(wěn)定一致的優(yōu)良品系，而用連續(xù)混合選擇法進(jìn)行群體改良時(shí)，就可選出相對(duì)一致的，各方面性狀有所提高的優(yōu)良品種?？傊?，在育種工作中，必須根據(jù)藥用植物種類、材料的變異和優(yōu)良程度，欲改良性狀的遺傳特點(diǎn)及育種任務(wù)等而靈活運(yùn)用各選擇方法(三)性狀鑒定和鑒定方法外部形態(tài)主要包括花、果實(shí)、種子及根、莖、葉等器官的形態(tài)特征和附屬結(jié)構(gòu)等。鏡、電子顯微鏡等現(xiàn)代先進(jìn)儀器對(duì)其表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)和組織、細(xì)胞的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定?；瘜W(xué)成分利用植物分類方法和顯微觀察雖然可以對(duì)中藥材種質(zhì)進(jìn)行一般鑒定，但是隨著中藥現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，我國(guó)加入DNA分子標(biāo)記技術(shù)所形成的基因圖譜、采用電泳技術(shù)形成的同工酶譜、蛋白質(zhì)圖譜、利用X光衍射技術(shù)所做的X光衍射指紋圖譜等。目前要對(duì)每一種藥材的內(nèi)在質(zhì)(四)品種審定新選育出的農(nóng)作物品種，經(jīng)區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)，鑒定確定表現(xiàn)優(yōu)異的，還需由各級(jí)農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定通過(guò)后，才能推廣。2～31～2年的生產(chǎn)試驗(yàn)，證明性狀穩(wěn)定、綜10～15抗逆性等一項(xiàng)乃至多項(xiàng)性狀表現(xiàn)突出的，均可報(bào)審。報(bào)審程序：首先由選育單位或個(gè)人提出申請(qǐng)，并由支持區(qū)域性試驗(yàn)單位推薦，最后由植物必須要有可靠的、完整的品質(zhì)鑒定資料，并需提供試驗(yàn)所需的原種種子(不可帶檢疫性病害)。審定合格的品種，由審定委員會(huì)統(tǒng)一編號(hào)，登記正式公布，同時(shí)發(fā)給“品種審定合第四節(jié) 建立良種繁育基地經(jīng)過(guò)審定合格的新品種，必須按程序加速繁殖并保持優(yōu)良種性及純度，使新品種在種對(duì)生產(chǎn)才有實(shí)際意義。一、良種繁育的任務(wù)一個(gè)新選育出來(lái)的