野生與栽培黨參遺傳多樣性及其保存和保護策略研究.pdf

1、本文以常用大宗藥材黨參原植物(Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.)為具體研究對象，通過野生及栽培居群遺傳多樣性的分析和比較研究，探討藥用植物的野生和栽培居群遺傳多樣性現狀、過度利用和人工栽培對野生和栽培居群遺傳多樣性的影響及其機理，以及藥用植物保存和保護策略等科學問題，為藥用植物種質資源的保存、保護和可持續(xù)利用提供理論依據。 從黨參的主要分布區(qū)山西、陜西和甘肅三省采集8個野生居群和8個栽培居

2、群共463個樣本，另在主產區(qū)甘肅隴西縣兩次取樣，分別采集7個居群138個樣本和5個居群150個樣本。采用ISSR和RAPD分子標記技術，對野生及栽培黨參居群的遺傳多樣性、遺傳結構及其地理分布格局進行深入分析和比較研究，得出如下結論： 1.黨參野生與栽培居群均具有較高遺傳多樣性。黨參野生居群具有較高遺傳多樣性(PP=96.18％，h=0.288，I=0.442)，居群內遺傳變異為73.2％；黨參栽培居群也具有較高遺傳多樣性(PP=

3、96.18％，h=0.266，I=0.414)，與野生居群明顯不同的是栽培居群82％的遺傳變異存在于居群內個體間。在物種水平上，黨參多態(tài)位點百分率PP高達97.0％，Nei氏基因多樣性h=0.285，香農指數I=0.440，遺傳變異主要存在于居群內個體間(76.7％)。說明黨參遺傳多樣性總體仍處于較高水平，其遺傳結構體現出廣布種、多年生和異交物種的特性。 2.過度利用導致山西長治地區(qū)“潞黨參”野生居群遺傳多樣性顯著下降。結果表明

4、，山西長治野生居群遺傳多樣性(h=0.2090，I=0.3272)顯著低于其它野生居群，接近同科瀕危物種裂葉泡沙參以及不同科瀕危物種多樣性水平。導致這一后果的直接原因是由于山西長治是“上黨人參”或“潞黨參”的原產地，歷史上曾發(fā)生過大規(guī)模過度利用事件。這種毀滅性破壞使得山西長治“潞黨參”野生種群數量銳減，居群大幅變小，從而形成了嚴重遺傳瓶頸。 3.人工栽培有效保存了黨參的遺傳多樣性。盡管栽培居群遺傳多樣性普遍低于野生居群，但山西長

5、治地區(qū)栽培居群遺傳多樣性顯著高于同產地野生居群(h=0.2674，I=0.4152vs．h=0.2090，I=0.3272)，說明人工栽培是保存黨參遺傳多樣性的有效方式。這一初步結論通過甘肅隴西栽培居群的對比研究得到進一步驗證。甘肅隴西栽培黨參于1964年引自山西長治，目前其居群遺傳多樣性與原產地栽培居群及總水平基本相當。同時研究發(fā)現隴西栽培黨參居群遺傳多樣性有隨海拔升高而增加的趨勢，表明隴西栽培黨參在適應新環(huán)境過程中逐漸產生了新分化。

6、可見黨參的引種馴化及其農家栽培不僅不會導致遺傳多樣性的下降，而且能夠有效保持遺傳多樣性。研究認為目前這種粗放的農家栽培模式，以及地理隔離和異質化生境下的自然分化，可能是栽培黨參保持較高遺傳多樣性的主要機制。 4.黨參種質資源的取樣策略，既要有足夠的居群數和樣本量，也要考慮居群及樣本的地理分布和采樣范圍。依據研究結果，我們提出黨參種質資源的取樣首先按省劃分采集區(qū)域，每省分別采集至少4個野生和3個栽培居群；其次，對道地品系原產地和主

7、產區(qū)，如山西長治和甘肅文縣，要以縣為單位，獨立實施采集計劃。然后還要注意不同生態(tài)型、農家品種及農藝性狀樣本的采集。每居群合理樣本量為25-30個，采樣中應盡量擴大取樣范圍。基于上述結果和取樣策略分析，提出了黨參種質資源原位保護和遷地保護的具體實施規(guī)劃。 本文首次以廣布種大宗藥材黨參原植物為研究對象，全面系統地研究和分析了藥用植物資源利用和保護中的共性問題，揭示了過度利用會造成野生藥用植物嚴重遺傳瓶頸，使居群遺傳多樣性大幅下降；現