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黄花蒿(Artemisia annua L.)是我国的传统中药。二十世纪七十年代我国科技工作者首次从中分离出抗疟单体——青蒿素,为抗疟特效药,同时对血吸虫病、艾滋病并发症等也有很好的疗效。从天然黄花蒿中提取青蒿素是目前获取青蒿素的唯一来源。目前栽培的黄花蒿由野生黄花蒿直接引种,产量低,尤其是青蒿素含量低(0.5%左右)。由于遗传差异,单株之间青蒿素含量差异大。了解黄花蒿的生物学特性是引种成功并获得高产的基础;培育青蒿素含量高且稳定的黄花蒿栽培品种必将大大提高经济效益。本研究首先研究实验室在进行青蒿素含量检测时,从原料中提取青蒿素的方法和提取条件,为遗传育种时检测黄花蒿的青蒿素含量提供提取方法的选择依据,然后研究了黄花蒿的生物学特性和青蒿素含量变化动态,为黄花蒿的引种驯化、高产栽培以及高青蒿素含量黄花蒿的选育提供依据,也为生产上最佳收获期和育种过程中最佳取样时间的确定提供依据,最后研究了黄花蒿的形态和结构与青蒿素含量的关系,为育种提供简易、准确、快速的选择指标。主要研究结果如下: 1、室温浸提法和恒温浸提法提取方法简单,一次可以提取大量样品,但提取时间较长。此两种方法适合于进行大规模黄花蒿单株筛选。室温浸提法,由于环境温度变化比较大,提取时间应根据环境温度确定。恒温浸提法由于温度恒定,提取时间易掌握,而且提取彻底,其适宜的提取条件为:温度40℃,每天更换一次石油醚,连续提取5天。搅拌提取法和索氏提取法提取时间短,但一次提取的样品有限,在需检样品少,进行快速检测时适宜采用。搅拌提取法的适宜提取条件为:温度45℃,搅拌速度600r·min-1,提取时间3h。索氏提取法的适宜提取条件为:温度70℃,提取时间4h;由于提取温度高,如果提取时间延长,青蒿素分解而使提取量下降。 2、黄花蒿种子无休眠,春、夏、秋三季播种均可发芽,幼苗早期生长缓慢,抗寒能力强,能顺利越冬。营养旺盛期为6月上旬到7月下旬,7月底到8月中旬花芽分化,9月下旬到10月下旬开花。来源不同地区的黄花蒿生育期存在差异,来源长沙地区的生育期最短,双峰地区的次之,吉首地区的最长。从吉首地区引种的黄花蒿,其叶产量和青蒿素平均含量均较高。黄花蒿的叶产量与生育期有直接关系,生育期越长,叶产量越高。 3、黄花蒿为异花授粉植物,单株间青蒿素含量差异大,变异系数来源于长 沙地区的为34。3%,来源于双峰地区的为36.9O4,来源于吉首地区的为38.6%。 在混合群体中选择高青蒿素含量单株的种子培育成株系,其青蒿素平均含量和 高青蒿素含量单株所占的比例逐年提高,低含量单株所占的比例和单株间的青 蒿素含量变异系数逐年减少。通过两个世代的选育,来源于长沙地区的黄花蒿 其青蒿素含量提高18.14%,来源于吉首地区的提高10.13%,高青蒿素含量和较 高青蒿素含量单株所占的比例,来源于长沙地区的分别由8刀%和22刀%上升到 11*%和35石%,来源于吉首地区的分别由14.OOA和25.0O4上升到22.9%和28石%; 而低含量单株所占比例,来源于长沙地区的由12.0%下降到2.2%,来源于吉首 地区的由13刀%下降到1.9%。在2002年被检测的10个株系中,含量最高的株 系的青蒿素平均含量为0.854%,含量最低的株系的青蒿素平均含量为0.782%, 6个株系的平均含量超过0.8%,4个株系接近0.8%。因此通过优中选优的选择, 能培育出青蒿素含量高且稳定的黄花蒿栽培品种。 4、在黄花蒿各生育期中,从营养生长后期到开花期有效部分的青蒿素含量 逐步降低,但由于有效部分的产量差异大,以盛蕾期最高,花芽分化期次之, 开花期再次之,营养生长后期最低。故单株青蒿素的挣产量以盛蕾期最高,花 蕾分化期次之,开花期再次之,营养生长后期最低。花蕾分化期青蒿素单株产 量与盛蕾期比较,差异不显著。同一单株不同生育期有效部分的青篙素含量存 在显著正相关或极显著正相关。在育种过程中为保证在开花之前有充足的时间 完成检测,可以在营养生长后期取样。在花芽分化期和盛蕾期同一单株各级分 枝有效部分的青蒿素含量差异不显著,但由于各级分枝有效部分产量的差异大, 其青蒿素的产量差异显著,以三级分枝有效部分的青蒿素产量最高。综合考虑 各级分枝有效部分的产量和青蒿素含量以及各生育期有效部分总的产量和青篙 素含量,在生产上以第三级分枝叶片已充分伸展的幼蕾期收获可望获得到最大 经济效益。 5、黄花蒿的形态特点与青蒿素含量有密切关系。叶是青蒿素合成和储存的 主要器官,叶的形态与青蒿素的含量关系最密切。狭裂片型叶的特点是裂片窄、 厚,支持能力强,在茎上斜向上伸直,该形态特点有利于叶充分吸收利用阳光, 青蒿素含量也较?