昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木生长动态及其枝叶紫杉烷类物质含量的季节变化

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁

󰀁2010年6月

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁

JournalofWestChinaForestryScience

西󰀁部󰀁林󰀁业󰀁科󰀁学

Vol󰀁39󰀁No󰀁2󰀁June󰀁2010󰀁

昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木生长动态及其枝叶紫杉烷类物质含量的季节变化

*

曹建新,张劲峰,景跃波,李荣波,李勇鹏,马赛宇,王󰀁磊

(云南省林业科学院,云南󰀁昆明650204)

摘要:对昆明树木园的云南红豆杉人工幼林种植后2年内的林木生长动态进行了观测,并对其不同月份林木枝叶中的紫杉烷类物质含量进行了测定。结果表明:其云南红豆杉人工幼林林木生长迅速,在种植2年后,其平均树高达到112󰀁66cm,平均地径达到14󰀁38mm,

2年内林木的树高和地径分别增长了294%和331%。全年中

4~10月为云南红豆杉幼树生长较快的阶段,而10月以后至次年4月生长较缓;其林木枝叶中的6种紫杉烷类物质的含量在5、7、9三个月中是一年中最高的,表明在云南红豆杉人工幼林的生长盛期,其林木枝叶的紫杉烷类物质含量也较高。故建议在10月左右进行生产用的小枝叶采集。

关键词:昆明树木园;云南红豆杉人工幼林;林木生长动态;枝叶紫杉烷类物质含量季节变化中图分类号:

S791󰀁49󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁文章编号:

1672-8246(2010)02-0080-04

GrowthDynamicsofTaxuswallichianaYoungTreesPlantedinKunmingArboretumandSeasonalVariationofTaxoidsinLeavesandBranches

CAOJian󰀂xin,ZHANGJin󰀂feng,JINGYue󰀂bo,LIRong󰀂bo,LIYong󰀂peng,MASai󰀂yu,WANGLei

(YunnanAcademyofForestry,KunmingYunnan650204,P󰀁R󰀁China)

Abstract:ThegrowthperformanceofTaxuswallichianayoungtreesplantedinKunmingArboretumwassustain󰀂ableobservedfortwoyears,andthecontentsoftaxoidsinleavesandbranchesweredeterminedaswel.lItwasfoundthatTaxuswallichianayoungtreesshowedfastgrowth,2yearsafterfieldplanting,theaverageheightandbasaldiameterachieved112󰀁66cmand14󰀁38cmrespectively,thegrowthincrementofheightandbasaldiameterwithin2yearswere294%and331%respectively.Withinoneyear,youngtreesgrewfastfromApriltoOctober,whereasfromOctobertonextMarchwasthestageoflowgrowth.Asfarasthetaxoidsisconcerned,inMay,JulyandSeptember,highcontentsweredetected.Thestudyresultsimpliedthatinpeakofgrowingseason,thecontentoftaxoidsisalsohigh.ItisthereforesuggestedtocollectleavesandsmallbranchesinOctober.Keywords:KunmingArboretum;Taxuswallichianayoungplantation;growthdynamics;seasonalvariationoftax󰀂oids

云南红豆杉(Taxuswallichiana)为红豆杉科红豆杉属物种,属我国一级保护植物,其树皮、根、茎、叶内均富含紫杉醇(Taxol),为优良的提

制紫杉醇高效抗癌药物的原料植物。近年来随着紫杉醇高效抗癌药物原料市场需求的增加,云南红豆杉林木盗伐现象严重,导致天然资源锐减。因此,

*收稿日期:2010-01-25

󰀁󰀁󰀁基金项目:云南省󰀂十一五 科技攻关项目󰀂云南红豆杉产业化资源培育关键技术研究与示范 ,云南红豆杉实生采穗圃高效营建技术示范,云南红豆杉产业化资源培育关键技术推广。

󰀁󰀁󰀁第一作者简介:曹建新(1981-),男,云南大姚人,硕士,研究实习员,主要从事林业生态学研究。

󰀁󰀁󰀁通讯作者简介:张劲峰(1967-),男,云南昆明人,博士研究生,研究员,主要从事山地退化生态系统恢复,乡土树种开发。第2期曹建新等:昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木生长动态及其枝叶紫杉烷类物质含量的季节变化大力培育云南红豆杉人工药用原料林,已成为满足紫杉醇日益增长的市场需求的主要途径,也是有效保护红豆杉天然资源的重要手段。迄今,云南省已在云南红豆杉的繁育及其栽培技术方面进行了较为广泛的研究,并已在主产区进行了规模化种植。周云等的研究指出,人工培育措施对提高云南红豆杉林木的生长量具有相当大的潜力。由于可以选择适宜的立地条件,提供更好的管理条件,人工栽培将在一定程度上提高云南红豆杉林木的生物量。而且,人工栽培也有利于云南红豆杉林木枝叶紫杉烷类物质含量的提高

[2]

[1]

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7-差向-紫杉醇)和Cephalomannine(三尖杉宁碱)。根据植株大小及样品制备的需要,从昆明树木园云南红豆杉人工幼林中随机选取5株幼树作为采集小枝叶的样株。每次测定均从这5株样树上采集小枝叶,混合成一个样品。其小枝叶样品经烘干粉碎后送中国科学院昆明植物研究所植物化学国家开放实验室进行检测。为提高检测结果的可比性,样品采集、处理都采用统一标准和方法,样品的检测方法、使用仪器也保持一致。

,在人工栽培条件下提

高生物量的同时,也能够提高其植株的紫杉烷含量。本项研究在对昆明树木园人工栽培的云南红豆杉幼林林木的生长量及同期紫杉烷类物质含量测定的基础上,对昆明树木园的云南红豆杉人工幼林林木的生长特征及其枝叶紫杉烷类物质含量同期变化进行了分析,以期为云南红豆杉人工幼林的管理及云南红豆杉药用原料林的合理采收提供科学依据。

2󰀁结果与分析

2󰀁1󰀁云南红豆杉人工幼林林木的生长动态

2年生云南红豆杉苗于2007年2月种植后成活较好,种植1年后的成活率达到97󰀁5%。其营造的云南红豆杉人工幼林2年中的林木树高及地径生长曲线见图1、图2。

1󰀁研究内容与方法

云南红豆杉人工幼林位于昆明市北郊的云南省林业科学院昆明树木园内。昆明树木园海拔1970

m,年平均气温14󰀁7!,绝对最低温-7󰀁8!,绝对最高温31󰀁5!,∀10!的积温4799󰀁3!,平均霜期85天,年降水量1100mm,相对湿度72%,全年日照时数大于2249󰀁3h。云南红豆杉幼林林地的土壤为山地红壤,土壤有机质含量1%~3%,pH值5~6。

2007年2月采用2年生云南红豆杉实生苗(苗高约30cm,地径约3mm)在昆明树木园营造

2

了面积为0󰀁33hm的云南红豆杉人工林。为观测该云南红豆杉人工林幼树期林木的生长状况,在其人工林内设置了11组样地,每组两行。其栽植密度为1m#1m。种植后行常规的水肥及病虫害管理。于2007年4月、8月、10月,2008年1月、5月、10月及2009年4月分别对云南红豆杉植株的株高、地径进行了7次测量。

又于2008年1、3、5、7、9、11月采集参试云南红豆杉植株的小枝叶进行6种紫杉烷类物质含量的测定。所检测的6种紫杉烷类物质是:紫杉醇(Taxol),10-DAB(10-去乙酰巴卡亭∃),Bac󰀂catin-∃(巴卡亭∃),7-XYl-TAXOL(7-差向-紫杉醇),10-Deacet-TAXOL(10去乙酰-图2󰀁昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木的地径生长曲线

Fig󰀁2󰀁BasaldiametergrowthcurveofTaxuswallichiana

youngtreesplantedinKunmingArboretum图1󰀁昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木的树高生长曲线

Fig󰀁1󰀁HeightgrowthcurveofTaxuswallichianayoung

treesplantedinKunmingArboretum

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西󰀁部󰀁林󰀁业󰀁科󰀁学󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2010年󰀁

由图1、图2可以看出,在种植当年(2007

14󰀁38mm,分别比种植初期增长了294%和331%。可见在昆明树木园营造的云南红豆杉人工林,其幼

树期林木的生长是非常迅速的。

从树高生长及地径生长曲线可以看出,在2007年4月至10月以及2008年5月至10月两个阶段,昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木的树高生长较快,而10月以后至次年4月林木的生长趋于缓慢。景跃波等的研究

[3]

年),云南红豆杉幼林的树高和地径就有较快的增长。从2007年4月到10月,幼树的树高由28󰀁59cm增长至57󰀁99cm,增长量约30cm;幼树的地径由3󰀁34mm增长到了6󰀁83mm,增长量约为3󰀁5mm。

定植成活的第2年(2008年),云南红豆杉人工幼林林木的生长量开始进入了较快增长的阶段。2008年5月,其林木的树高为70󰀁58cm,而到了2008年10月,林木的树高达到了109󰀁93cm,增长近40cm。林木的地径则由8󰀁85mm增长到12󰀁74mm,增长量约4mm。2008年10月林木的树高和地径分别比2007年同期增长了90%和87%。至2009年4月,经过两年生长后的云南红豆杉人工林林木的树高达到了112󰀁66cm,其地径则达到了

表明4~9月为云南红

豆杉人工林幼树期林木的生长盛期,本研究也得出

了相似的结果。

2󰀁2󰀁云南红豆杉人工幼林林木枝叶的紫杉烷类物

质含量的季节变化

2008年1、3、5、7、9、11月分别测定的昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木小枝叶内的6种紫杉烷类物质的含量见表1。

表1󰀁昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木枝叶紫杉烷类物质含量Tab󰀁1󰀁ContentsoftaxoidsinleavesandbranchesofTaxuswallichiana

youngtreesplantedinKunmingArboretum

项目10-DBA

巴卡亭󰀁

7-差向-紫杉醇

10-DAET三尖杉宁碱紫杉醇

1月0󰀁04370󰀁00550󰀁02310󰀁01910󰀁00400󰀁0032

3月0󰀁03990󰀁00370󰀁01050󰀁01660󰀁00580󰀁0028

5月0󰀁05840󰀁01030󰀁01710󰀁02540󰀁06150󰀁0112

7月0󰀁04110󰀁00840󰀁01320󰀁02560󰀁00750󰀁0162

9月0󰀁04710󰀁00860󰀁01360󰀁02510󰀁00990󰀁0208

11月0󰀁02170󰀁00380󰀁01280󰀁01630󰀁00740󰀁0123

%

结构非常相似的化合物,本身亦具有抗癌活性,从工艺上亦可转化为紫杉醇。而其他两种物质,10-DAET和三尖杉宁碱也都是紫杉醇类似物,有望成为半合成新一代紫杉醇类前体药物的前体化合物。研究表明

[4]

,这6种紫杉烷类物质含量间呈显著的

正相关。因此,可以用6种紫杉烷类物质含量的合计值作为云南红豆杉幼树枝叶紫杉烷类物质的含量指标。图3是昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木枝叶6种紫杉烷类物质合计值随月份变化的曲线。

图3󰀁2008年昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木枝叶

所含6种紫杉烷类物质合计值的月变化曲线Fig󰀁3󰀁Monthlychangeoftaxoidscontentsinleavesand

branchesofTaxuswallichianayoungtreesinKunmingArboretumin2008

从图3可以看出,在5、7、9三个月,其紫杉烷类物质含量合计值高于其他月份,其中,以5月最高,9月次之。与表1中6种紫杉烷类物质的含量值随生长季节不同而变化的趋势也基本一致。其林

木枝叶中的6种紫杉烷类物质的含量在5、7、9三个月基本上是一年中最高的,这也是其植株生长较快的时期。可见在1年中,处于生长盛期的云南红豆杉幼树,其紫杉烷类物质的含量也达到了最高值,而在其生长缓慢的季节,林木枝叶中紫杉烷类在受检测的6种紫杉烷类物质中,10-DAB和巴卡亭󰀁是目前大量用于半合成生成紫杉醇和多烯紫杉醇的前体化合物;三尖杉宁碱是与紫杉醇第2期曹建新等:昆明树木园云南红豆杉人工幼林林木生长动态及其枝叶紫杉烷类物质含量的季节变化物质的含量也不高。因此,建议在在云南红豆杉人工林幼树期林木每年生长盛期的末期,即10月左右进行小枝叶采集,此时云南红豆杉幼树枝叶的生物量达到了一年中的峰值,而且其内含的紫杉烷类化合物含量亦最高。

参考文献:

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木小枝叶中的紫杉烷类物质含量也较高,可在其幼树生长盛期的末期,即10月左右进行林木小枝叶采集,用作生产紫杉醇抗癌药物的原料。

3󰀁结论

(1)昆明树木园的云南红豆杉人工幼林在定植2年后,其林木的树高可达112󰀁66cm,地径可达14󰀁38mm,2年内林木树高和地径分别增长了294%和331%。

(2)在与昆明类似的中亚热带地区,4~10月为云南红豆杉幼树生长较快的阶段,而10月以后至次年4月幼树生长较缓。

(3)云南红豆杉人工林其幼树生长盛期,林

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