一、实验背景
自20世纪70年代美国科学家Wani从短叶红豆杉(Tbrevfolia)树皮中提取紫杉醇(taxol)以来,红豆杉属植物就倍受人们的重视,近40年来成为世界上天然药物研究领域的热点。红豆杉为红豆杉科红豆杉属常绿乔木,在地球上已有250万年历史,由于红豆杉种群竞争力弱、天然更新缓慢和地理分布局限等客观因素,是世界公认的濒临灭绝的天然珍稀植物,我国1999年定为国家一级保护植物,《濒危野生动植物种国际贸易公约》也将其列入附录II 。20世纪80年代,美国、中国、英国、俄罗斯、韩国等红豆杉产地国相继开展了从红豆杉中提取活性二菇类化合物—紫杉醇等多种化学成分的研究。1992年12月,美国食品与药物管理局(FDA)率先批准将紫杉醇制剂用于临床,中国卫生部于1995年批准将紫杉醇制剂和原药作为II类新药用于临床。我国20世纪90年代后期成为美国紫杉醇原料药的供应国之一,其制剂又高额返销我国。市场需求和高额利润的诱导,促使我国药品生产企业相继研发紫杉醇注射液,于1998年上市销售。随着抗癌新药紫杉醇的开发利用,红豆杉原料供需矛盾也日益突出,人们对野生红豆杉掠夺式的采伐,加剧了其濒危程度。
红豆杉(taxus spp)是一类古老的植物类群,全世界有11种,分布于北半球,我国有3种2变种,即东北红豆杉,又名紫杉(Taxus cuspidata Seb. et Zucc);喜马拉雅密叶红豆杉,又名西藏红豆杉((Taxus fauna);喜马拉雅红豆杉,又名云南红豆杉(Taxus yunnanensis Cheng et L.Fu)。2变种为红杉(Taxus wallichiana var chinensis)和南方红豆杉(Taxus Wallichiana var mairei)云南省是我国红豆杉资源的主要分布区域,有1种2变种:云南红豆杉、中国红豆杉、南方红豆杉。
云南红豆杉分布较为广泛,主要集中于滇西北、滇西、滇西南和滇中海拔2 300 ~3 300m的中山湿性常绿阔叶林或针阔混交林中。主要分布区有:保山市的隆阳区、腾冲和龙陵县,大理州的云龙、鹤庆、剑川、漾濞、洱源、祥云等县,丽江市的玉龙、永胜、宁菠县,临沧市的双江、凤庆、云县、永德、临翔、耿马等县沤天怒江州的沪水、福贡、贡山、兰坪县,迪庆州的香格里拉、德钦、维西县,昭通市的威信、镇雄、盐津、绥江、永善县,玉溪市的新平县,楚雄州的双柏县。中国红豆杉在云南省主要分布于滇东南岩溶山地和昭通市季风常绿阔叶林和中山湿性常绿落叶林中。主要分布区有文山州的麻栗坡、西畴县和红河州屏边、河口县.南方红豆杉在云南主要分布于滇西、滇西南和昭通市海拔为900 ~ 2 000m的中山湿性常绿落叶林和山地苔鲜林中。主要分布区有红河州的金平县,昭通市的镇雄、威信、盐津和彝良等县,思茅市的景东县以及保山市的腾冲等县。
云南得天独厚的种质资源条件,自然气候的适宜性和丰富的土地资源,为红豆杉人工培育奠定了基础。近十多年来,相关科研、生产单位对红豆杉苗木繁育与栽培技术的研究取得了丰硕成果;以企业为主体,以科研院所为依托的红豆杉活性药用成分提取技术日趋成熟,红豆杉资源人工培育已成为红豆杉产业发展的关键。云南省目前关于红豆杉产业方面的研究特别是良种选育、高产栽培、新产品研发等方面较滞后,尚处于苗木繁育、原料林种植、原料加工等初级阶段,故产业发展的初期加快技术支撑体系建设尤为重要。目前,红豆杉天然资源储量有限,且受到严格保护,而人工原料林建设滞后,导致红豆杉原料紧缺,并成为制约红豆杉产业发展的瓶颈。我国对紫杉醇及其同系活性化合物的研究开发方面跟踪多、创新少.导致科技创新实力明显不足,科技水平落后于世界水平。目前,国内市场因制剂价格高,制约了市场容量的快速发展,导致原料药的营销在一定程度上受限。
虽然云南省拥有发展红豆杉产业的资源、背景、环境等有利条件,但缺乏对资源、技术、力量的整合。目前,云南省基本没有大规模的红豆杉人工种植园区,大部分是零散的农户小规模种植,没有统一的管理和技术力量支持,导致农户收益低,原材料产量供应不足,无法满足大规模生产紫杉醇的需求。云南省红豆杉适生区宽广,经过多年种植,已选择出了最适生区与适生区。经过引种驯化栽培实践,云南省红豆杉的种植区域已远远超出天然分布区,达到滇南季雨林山区。在滇西北及滇中许多高山峡谷中有许多湿润的小气候区也可供红豆杉种植。
癌症正在不断扩展,现在已成为世界和中国第二大死亡原因,联合国今年预测,癌症病例将在未来几年内大大增加,2030年全球每年死于癌症的人数将达1 700万,新增癌症病例将达2 700万例,癌症患者总人数将达到7 500万。据权威的美国NCI的预测,目前全世界每年至少需要1 000kg的紫杉醇(99. 5%)纯度才能满足20%的癌症患者的需求,而目前紫杉醇世界年产量为250kg。作为广谱抗癌药的紫杉醇类的需求量也将随之大幅增加。除癌症以外,紫杉醇类药物的治疗范围也不断扩大.药物的降价将大幅扩大其市场,特别是国内市场。因此,可以预测,红豆杉药用原料林还将有大幅增长。
由于市场需求的剧增及资源的稀缺,红豆杉的身价也因此倍增。由于红豆杉在自然条件下生长速度缓慢,再生能力差,所以很长时间以来,世界范围内还没有形成大规模的红豆杉原料林基地。大规模地培植红豆杉原料林用材基地,也蕴藏着巨大的市场商机。而掌握红豆杉育苗技术是培植大规模原料林基地的重要条件。
近年来有关云南红豆杉的研究多集中在地理分布和生境要求,云南红豆杉群落的分析、多样性研究,以及种子休眠等方面,但是对提高云南红豆杉存活率、繁殖方式及育种方法方面的研究则较少,且对云南红豆杉扦插育苗的研究甚少。云南红豆杉在全球11种红豆杉天然物种中紫杉醇平均含量最高。经人工种植后其含量还有提高的趋势,因此,在产业发展上,云南红豆杉的种质资源优势处于极为有利的地位。云南红豆杉具重要经济价值,然而其母树数量稀少,且种子繁殖成苗时间长,变异率大的问题未能攻克。探求简便易行、经济快速的扦插繁殖方法对其推广繁育至关重要。云南红豆杉的自然繁殖能力很低,种子含有发芽抑制剂且需要后熟过程,实生苗培育需要经历较长的种子处理期,且种苗出圃至少需要两年的时间,利用扦插育苗则可以保持母株优良性状并可当年出圃,因此,扦插已经成为当前和今后人工繁育云南红豆杉的主要手段。本研究意在探索不同生长激素及浓度与不同木质化程度扦插枝条的生根率,为提高云南红豆杉扦插育苗的成活率寻找方法。为此进行了云南红豆杉扦插育苗技术探索。
二、实验目的和意义
