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药用植物的良种繁育是什么?

药用植物良种繁育的主要任务是:一方面加速繁殖新的优良品种,以便更换原来在生产上应用的老品种;另一方面保持新品种的优良性状,防止混杂和退化。

一、品种混杂退化的表现

品种混杂退化是影响生产的严重问题,不可忽视。根据在地黄上的观察,一株地黄劣种,一年能繁殖出十几株甚至几十株,第二年可发展到几百株,到第三年就可发展到数千株。在同一块地里,良种单株产量200—250g,而劣种仅36—56g,品种混杂退化后良种比例下降,劣种比例上升。例如河南地黄引种北京,初期良种占89%,劣种仅占11%,不进行去杂去劣,经过3年以后,良种仅占5.76%,劣种却上升到94.24%,亩产由1972kg下降到461.4kg。采取去杂去劣措施的比不采取该措施的增产3倍以上(表8—4)。又如我国广西特产罗汉果的混杂退化严重,传统的优良品种长滩果和拉江果在生产中的比重大幅度下降,据调查,优良品种的产量仅占总产量的25%,而长滩果还不到5%,特别是纯正的长滩果的雄株和冬瓜果品种已经很难找到,这些濒危品种如果不注意保存、提纯复壮、繁育发展,将有绝种的危险。

表8—4 去杂去劣对地黄产量的影响

此外,如玄参、白术等重要药用植物也有类似的退化现象。

二、良种混杂退化的原因

(一)机械混杂

良种中混进了异品种或异种植物的种子或栽子叫机械混杂。机械混杂是在播种、收获、晒干、贮藏过程中操作不严造成的,是目前种子混杂的主要原因,应高度重视。

(二)生物学混杂

在生产过程中,由于和其它品种及类型发生天然杂交而引起的混杂叫生物学混杂。优良品种中有个别植株和其它品种杂交后,后代必然发生分离,使本来整齐一致的优良品种中出现了五花八门的个体,破坏了优良品种的整齐性和丰产性。此外,有些需要进行人工授粉的药用植物,如果对所授花粉选择不当也会引起混杂退化。例如在给罗汉果进行人工授粉时,如果不注意选择优株花粉就会使所结果实的形态和品质变劣。

(三)品种本身的性状分离

品种的“纯”只是相对的,任何一个新品种不可能做到所有性状都绝对稳定,而是或多或少都带有一定的杂合性,在生产过程中不可避免地要产生性状分离,从而造成品种的混杂退化。

(四)良种本身的自然突变

按照遗传学的观点,性状是由遗传物质即基因控制的,在自然界,基因突变是经常发生的,基因改变必然引起相应的性状的改变,而且这种改变了的性状是会遗传给后代的。改变了的性状与原来不同,也就是混杂了。

(五)不科学的无性繁殖

例如罗汉果传统的繁殖方法是利用垂于棚下的徒长性匍匐茎(群众称为“懒藤”)压蔓繁殖。但是,一般情况是生长发育良好、开花结果多的母株“懒藤”较少,还未开花结果的幼苗和徒长不结果的母株才生长较多“懒藤”。因此,这种繁殖方法不是繁殖良种,相反是广泛繁殖了劣种。又如地黄用块茎繁殖,有人为了节约用种量,往往将膨大好的块茎作商品,而将膨大不好的细长地下茎留种,这种不科学的留种方法也会导致种性退化。

三、防止品种退化的方法

一个优良品种应经常去杂保纯,如果不及时采取措施,等混杂退化严重后再来提纯复壮就事倍功半了。在防杂保纯的技术上主要抓以下几个环节:

(一)去杂去劣

在收获和贮藏过程中除了避免上述原因的机械混杂外,在药苗生长季节,首先应根据品种的特征特性,把与良种不同的杂株拔除,保留纯的植株。其次,如果种过一个品种的地块,第二年再种另一品种,头一年收挖不尽的品种有可能混杂,因此要注意轮作。

(二)隔离繁殖

自花授粉的药用植物异交率不高,一般不用隔离,异花授粉和常异花授粉的药用植物,为防止异交,要采取措施隔离繁殖。隔离的方法有空间隔离(品种或类型相隔一定距离种植);时间隔离(使不同品种或类型花期不遇);天然屏障(房屋、树木、高秆作物等)或人工屏障(用塑料薄膜、网罩等)隔离。少数珍贵药用植物也可用人工套袋方法隔离。但是简便而经济的方法还是空间隔离,因为药用植物采种面积一般都不很大,种类也不会太多,有条件将其分开种植。根据作者对延胡索授粉习性的观察,延胡索为异花授粉植物,品种内自交基本不结实,但与它种元胡相邻种植时,结实率可达61.3%,相距50m左右时,结实率降为21.5%,相距500m,结实率仅1.4%,在温室内由于没有昆虫授粉,完全不结实。以上说明空间隔离是防止混杂退化的重要手段。

(三)加强选择

人工选择不仅可以除去杂株,保证品种纯度,并且有巩固和提高优良性状的作用。选择的方法和标准要根据不同的药用植物而定。例如浙江贝母,由于繁殖系数低,为保证种子质量,生产上将商品地和种子地分开。对种子地的栽子有较高的要求,一般是选鳞茎 中等大小、无病虫害、鳞片抱合较紧的二号贝作种栽。因为种子地的种栽过大,不但成本高,而且由于增加了种子地用种量而相应地减少了商品地用种量,从而影响了当年商品产量。种栽过小则不能保证种子地贝母的质量,会严重影响以后贝母种子和商品的产量和品质。又如元胡的块茎分“母元胡”和“子元胡”两种,“母元胡”是由栽子块茎内部形成,由于组织相应较老化,生活力较“子元胡”低。用其作种栽,地下茎纤细,所结块茎小,产量低。“子元胡”则由地下茎节膨大而来,块茎扁圆光滑,生活力强。因此宜选择“子元胡”作种。罗汉果优株与劣株的单株结果数可相差十多倍,应选优良母株而不用劣株来进行繁殖。

选择的方法归纳起来有三大类:(1)单株选择;(2)混合选择;(3)改良混合选择。由此看出培育新品种和良种繁育都用选择法,那末两者之间有何区别呢?区别主要在于选择的目标不同,因此,所得结果也就不同。培育新品种是在原品种或人工诱变的材料中选择优良的变异单株,培育出来的新品种与原品种是不相同的,是优于原品种的,只有超过原有品种,才达到了培育新品种的目的。而提纯复壮(良种繁育)是选择具有原品种典型性状的单株,提纯复壮以后的品种,只要保留了原品种的优良性,就达到了目的。例如地黄新品种A和6272,其亩产量曾分别达到1916和2388kg,由于这两个新培育出来的品种都存在优劣两种类型的个体,因此退化很快。后来把6272品种中的优良类型选出来单独繁殖,恢复了6272品种原来的种性,使亩产达到1950kg,而没有进行选择复壮的A品种亩产仅413kg,完全退化而被淘汰。

(四)改变繁殖方法

有的药用植物长期无性繁殖容易引起生活力衰退,采用有性繁殖则可使生活力得到提高。天麻就是一个实例。天麻的人工栽培,开始是用无性繁殖的,中国医学科学院药用植物资源开发研究所的科研人员在生产中发现,长期无性繁殖的种栽有退化现象,经过努力,终于发明了天麻的有性繁殖方法——树叶菌床法,既解决了天麻无性繁殖种栽的退化问题,又解决了天麻种源缺乏的问题。

(五)其它方法

1.异地换种

本地品种退化严重,可从外地调进种子以提高生活力和适应性。如美国栽培西洋参,为了提高产量和质量,常常从加拿大购进种子以替换自产种子。我国平原栽培川芎常常在山区培育“芎苓子”,实际上也是异地换种的一种方式。

2.采用倒栽方法生产繁殖材料

如地黄用块茎繁殖,如果用春栽地黄秋天收获的块茎作栽子,由于块茎大,不但用种量大、成本高,而且生长不好,产量不高。若在7月份将未长大的地黄块茎刨出栽植(俗称倒栽)到回苗时,其块茎不但数量多,而且大小匀称,相对处于年幼和生活力较强的阶段,用这种块茎作种栽,不但成本低,而且生长好产量高,可防止退化。

3.利用茎尖培养方法获得无病毒植株

例如地黄农家品种金状元,经过茎尖培养所得无病毒苗与原品种相比,病害轻,产量高,可使因感染病毒而退化的品种复壮。

此外,根据每种药用植物所要求的环境条件,选择适宜地区种植,注意栽培技术,加强肥水管理,防治病虫害等都是防止品种退化的重要环节。