杜仲胶的研究进展与发展前景

介绍了杜仲含胶细胞形态与分布，杜仲高产胶培育技术及杜仲果园栽培模式，杜仲胶的提取、分离以及杜仲胶高分子材料的基础研究与应用开发研究的新进展；总结了杜仲胶开发的现状；阐述了杜仲胶产业化开发与培育技术的发展方向。     

杜仲胶在杜仲叶发育过程中的含量变化研究

综合应用石蜡切片法和实验室提胶法研究了杜仲胶在杜仲叶生长发育过程中的变化规律,探讨了杜仲叶结构发育与杜仲胶积累的关系.结果表明,杜仲叶含胶细胞在一年中的形成积累具有一定的独立性.从叶片展开到叶片停止生长仅有1个月时间,叶片大小在生长30 d以后基本保持恒定.随着叶片栅栏组织、海绵组织等叶肉细胞的分化发育,叶片内含胶细胞也在不断地形成积累;叶片各结构生长停止后,含胶细胞仍继续增加和生长,叶片含胶率总体上呈增加的趋势.由于杜仲叶片内杜仲胶分泌、积累与叶片生命周期在1年中同步,使在将近黄落的11月份叶片含胶率较高,可达1.11％.     

杜仲皮内杜仲胶形成积累的规律

为了弄清杜仲皮含胶率的年变化、逐年变化和垂直变化的特点和规律．为杜仲皮内杜仲胶的有效利用提供科学依据．2002年．在河南省嵩县杜仲综合试验示范基地进行了杜仲皮内杜仲胶形成积累的试验．试验方法为选择典型样株法和随机取样法；杜仲皮样品采集后均进行了发汗处理；采用杜仲胶综合提取法测定含胶率．试验结果表明：杜仲树皮含胶率在一年内的变化不明显：树龄为6a以前的树皮其含胶率随树龄的增长而提高．树龄为6a以后的树皮其含胶率有所下降并逐步趋于稳定；同一单株杜仲树皮的含胶牢和杜仲胶的密度，随其主干高度的增加总体呈上升趋势；由于杜仲皮含胶率在一年中比较稳定．因而在不同的生长季节均可以取皮利用，且以树龄为6a的杜仲皮最为适宜；由于树皮木栓层不含杜仲胶．随着树龄增加．树皮木栓层逐步形成．树皮含胶率降低．利用率随之降低．     

杜仲组织培养中培养基与含胶量关系的研究

以杜仲幼苗的茎、叶为外植体,在附加植物激素的ＭＳ、Ｂ５和Ｈ培养基上,诱导出了大量的愈伤组织（平均诱导率９４．２％）。在继代培养中建立了３个愈伤组织无性系。绝大多数愈伤组织系以橡胶烃表示的杜仲胶含量都超过了对照（幼苗茎、叶）的５０％。Ｂ５培养基适宜于生产杜仲胶,附加激素Ｂ有利于提高含胶量。愈伤组织系的平均含胶量５．６２％,为对照的５９．４％。     

不同产地杜仲叶含胶特性的变异规律

为了弄清杜仲叶片含胶特性的地理变异规律,以便为杜仲高产胶产业化基地的选择提供科学依据,该文选择我国主要杜仲产地和主要引种区共16个产地作为研究对象，采用选择典型样株和随机取样的方法进行研究.研究结果表明,不同产地杜仲叶片含胶率的变异特点具有明显的多样性和复杂性.杜仲叶片含胶率随着纬度的增加而呈逐步减小的趋势.南方产区杜仲叶片的含胶率一般比北方产区的高.纬度越高、年日照时数越长、土壤pH越高,杜仲叶片含胶率越低;而年降雨量越大、海拔高度越高\,无霜期越长,杜仲叶片含胶率越高.      

杜仲不同器官含胶率的差异及其相关性分析

为了确定杜仲高产胶优良无性系选择的指标，采用选择典型样株和随机取样的方法对杜仲果实、树皮和叶片内含胶率进行全面分析比较．研究结果表明：不同产地、不同变异类型以及不同无性系的各器官杜仲胶含量由高到低的顺序均为果实〉树皮〉叶片；不同变异类型果实含胶率是叶片含胶率的4．34～4．89倍；不同产地果实含胶率是叶片含胶率的3．79～5．47倍；不同无性系果实含胶率是叶片含胶率的2．98～6．75倍；杜仲果实内杜仲胶的开发利用潜力远远大于杜仲叶,果园化栽培是今后杜仲综合利用的主导栽培模式，利用杜仲果实提取杜仲胶是今后杜仲胶产业化发展的最主要途径之一，也是今后杜仲培育技术重点研究的技术领域．     

杜仲不同无性系叶中杜仲胶含量及相对分子质量研究

用有机溶剂法提取杜仲不同无性系叶中的杜仲胶,对其含量进行比较,并用高效液相凝胶渗透色谱对杜仲胶的相对分子质量及相对分子质量分布进行了分析。结果表明,14个杜仲无性系间杜仲胶的含量、相对分子质量及相对分子质量分布均存在极显著差异;无性系G 3叶中的杜仲胶含量最高,G 2中的含量最低,无性系G 3,X 18,L 49和L 1(胶含量均在35.00 g/kg以上)可以作为叶胶产量高的优良无性系;相对分子质量较高(Mw在1.550×105以上)且相对分子质量分布范围较宽(MW D在13.50以上)的无性系G 2,L 23,L 33和G 1叶中的杜仲胶较适合用作高弹性材料,而相对分子质量较低(Mw在1.000×105以下)且相对分子质量分布范围较窄(MW D在10.00以下)的L 45,L 49和L 9叶中的杜仲胶更适合用作热塑性材料。     

杜仲胶生物合成相关蛋白质的研究

杜仲（EucommiaulmoidesOliv．）是我国特有的第三纪了遗树种,不仅是一种名贵的药用植物,而且是温带最有开发前景的胶源植物。长期以来,杜仲胶仅作为生产硬橡胶的原料。近年的研究表明,杜仲胶能象三叶橡胶一样制成弹性橡胶,还能制成具有橡胶和塑料双重特性的高分子新材料,从而极大地提高了杜仲胶的开发价值。杜仲中橡胶颗粒积累在根、茎、叶和果实的韧皮部薄壁细胞中,与银胶菊（PartheniumargentatumGray．）茎中橡胶颗粒的积累相似。国外通过对橡胶颗粒结合蛋白的分离鉴定,已证明与橡胶生物合成相关的一些蛋白存在于胶颗粒中。杜…     

杜仲组织培养中培养条件与含胶量关系的研究

在杜仲愈伤组织的继代培养过程中，随着继代次数的增加，含胶量也呈增加趋势，在４￣７代出现了一个含胶量的高峰值区，８代以后又迅速下降。增加光照虽然能增加含胶量，但愈伤组织，增殖倍数降低，杜仲胶生产的总效率以暗培养为好。固体静止培养的杜仲胶含量和生产效率经液体振荡培养高。提出了一个较理想的产胶愈伤组织生产工艺。     

杜仲叶内杜仲胶的形成积累规律

通过对杜仲叶内杜仲胶形成与积累的动态进行全面系统的研究，探索杜仲叶含胶性状年变化和逐年变化的特点和规律以及不同着生部位叶片含胶率随叶龄变化的规律．结果表明，在一年的不同季节中，叶片含胶率差异很大，春季展叶时，叶片含胶率最低，6月下旬达到最大值。着生在枝条不同部位的叶片虽然展叶时问不同，但是叶片含胶率都是在展叶时最低，在叶龄50～65d时，含胶率几乎都达到最大值，杜仲叶片含胶率与叶龄的相关性达到了极显著水平；杜仲叶片古胶率随着树龄的增大含胶率总体呈提高的趋势并逐步趋于稳定．     

杜仲茎韧皮部超微结构的初步研究

杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)茎韧皮部组成分子的超微结构与一般双子叶植物的相类似,但其韧皮薄壁组织细胞之间分布着含胶细胞。韧皮薄壁细胞中含有少量橡胶颗粒,伴胞和成熟的筛分子中却未见有分布。橡胶物质在细胞间转移的趋势不明显。因此,我们认为韧皮部含胶细胞内橡胶物质的合成和积累具有相对的独立性。其筛分子质体为S—型。此外,在成熟筛板的筛孔周围都衬有很厚的胼胝质,并为一些电子不透明的P—蛋白质所堵塞,这种现象可能是由于制备样品过程中对韧皮部损伤而引起的损伤反应。     

杜仲对体外培养大鼠骨髓基质细胞增殖和分化的影响

取30日龄SD大鼠的骨髓细胞,置于含20%小牛血清的DMEM/F12培养基中,37℃,5%CO2培养,传代3次后进行分化诱导,诱导培养基杜仲的浓度分别为4×10^-7、4×10^-6、4×10^-5,4×10^-4 g/ml。研究不同浓度杜仲对SD大鼠骨髓基质细胞增殖和分化的影响。结果表明,除4×10^-7、4×10^-6g/ml处理组外,其余处理显著抑制细胞增殖;4×10^-6～4×10^-4g/ml杜仲可提高骨髓基质细胞ALP的活性;在各诱导组中均可见到钙化结节,4×10^-6～4×10^-4g/ml杜仲处理组钙化结节最明显。     

杜仲叶生长发育过程中组织结构及指标成分含量的变化

[目的] 探讨杜仲叶结构发育与绿原酸积累的关系。[方法] 应用荧光显微技术和HPLC化学分析方法研究杜仲叶在生长发育过程中组织结构和指标成分的变化规律。[结果]叶片发育早期,随着栅栏薄壁组织、海绵薄壁组织等叶肉细胞的分化发育,杜仲叶片中绿原酸含量不断增加。6月叶片组织结构发育成熟时叶片中绿原酸的含量达到最高,为1.153%。随着叶片的衰老,叶片中绿原酸的含量不断降低,至落叶前叶片中绿原酸的含量最低,为0.483%。在紫外光下,绿原酸储备在叶表皮、叶柄表皮和果实表皮周围,呈现淡蓝色荧光现象。[结论] 综合分析叶片生物量和绿原酸的含量,7-8月份采集杜仲叶较合适。     

3个观赏型杜仲品种叶片生理特征的比较

以原阳杜仲良种繁育圃的‘红叶’杜仲(E.ulmoides‘Hongye’)、‘密叶’杜仲(E.ulmoides‘Miye’)、‘小叶’杜仲(E.ulmoides‘Xiaoye’)3个良种的2年生嫁接苗为实验材料,对叶片进行显微观测,并测定了叶片色差值、植物色素质量分数、可溶性糖质量分数、叶片pH值,分析3个杜仲品种叶片的生理生化差异。结果表明:显微镜下观测到‘红叶’杜仲的正面含有大量的红色细胞,其他品种均未观测到红色细胞;‘红叶’杜仲的亮度(L值)为28.17、变红度(a~*值)为0.96、变黄度(b~*值)为2.69,计算得到颜色指数为5.54,达到深红级别;‘红叶’杜仲品种叶绿素a质量分数(w_a)为1.100 9 mg·g~(-1)、叶绿素b质量分数(w_b)为0.454 5 mg·g~(-1)、类胡萝卜素质量分数(w_(car))为0.445 5 mg·g~(-1)、总叶绿素质量分数(w_t)为1.555 4 mg·g~(-1)、花色苷质量分数(w_A)为0.304 2 mg·g~(-1);葡萄糖质量分数为2.94 mg·g~(-1)、果糖质量分数1.20 mg·g~(-1)、蔗糖质量分数为2.12 mg·g~(-1);pH值为5.90。方差分析表明:‘红叶’杜仲叶片色差值、色素质量分数,与其他品种间均存在显著差异;但pH值、可溶性糖质量分数,3个品种间无差异。叶色差异的主要原因是色素种类及含量的不同。     

杜仲叶中总黄酮的提取工艺研究

[目的]探讨用超声提取法提取杜仲叶中黄酮类成分的最佳工艺,为杜仲叶的开发利用提供理论依据。[方法]以杜仲叶为试材,以乙醇为溶剂,采用超声提取工艺从杜仲叶中提取黄酮类物质成分,通过单因素试验研究乙醇浓度、浸润时间、提取时间、料液比对总黄酮提取率的影响,再采用正交试验法优化提取总黄酮的最佳工艺条件。[结果]单因素及正交试验表明,影响黄酮提取率的因素主次顺序为：料液比〉乙醇浓度〉提取时间度〉浸润时间。用超声提取工艺法从杜仲叶中提取黄酮类成分的最佳工艺条件：料液比1∶15、乙醇浓度80%、提取时间30min。在最佳条件下总黄酮的提取率平均为2.42%。[结论]超声提取法比常规浸泡法的提取时间明显缩短,且提取率高。     

持续干旱及复水对杜仲幼苗保护酶活性和渗透调节物质的影响

通过盆栽试验,研究了土壤干旱及复水对杜仲幼苗的生理特性。结果表明:杜仲叶片SOD、POD、CAT活性及P ro含量变化一致,随干旱时间的延长呈现先增加后降低的趋势;MDA含量表现出“增加→降低→再增加”的变化过程;可溶性蛋白变化呈“M”曲线;可溶性糖含量则呈现递增趋势。复水后,除可溶性糖外,其他各指标均恢复至较低水平。方差分析结果表明,持续干旱对杜仲、辽东栎的生理指标影响极显著(P<0.01)。经隶属函数法计算得出,杜仲具有一定的抗旱性,但是较辽东栎弱。     

微生物在杜仲叶胶提取中的作用研究

研究不同真菌微生物在提胶过程中对杜仲叶纤维素的分解效果,从而筛选出适合于杜仲叶发酵分解的菌类。结果表明,黑曲霉BN易于分解杜仲叶,且经其发酵处理后胶得率可提高13.3%。利用酸碱处理法测定的粗纤维素含量可作为衡量微生物对杜仲叶分解能力的指标。     

杜仲杂种优良无性系抗旱性间接评价

以7个杜仲无性系22-22、2-23、4-30、17-17、2-32、6-30、5-152和2个对照品种（无性系）秦仲2号（Qinzhong No.2）、龙拐（Longguai）为对象，以其2年生嫁接苗成熟叶片为材料，采用常规石蜡切片法研究叶片解剖结构、扫描电镜技术观察气孔结构和压力室技术测定水分生理指标，用主成分分析法筛选主要指标，用隶属函数法对各无性系抗旱性进行对比分析。结果表明，共筛选出栅栏组织厚度、原初渗透势、气孔开度、厚角组织厚度4项主要指标，12项解剖结构参数、5项水分生理指数和5项气孔参数，均在无性系间差异显著，无性系抗旱性排序为:6-30>4-30>龙拐>秦仲2号>17-17>5-152>22-22>2-23>2-32。研究结果可对进一步筛选杜仲优良无性系提供参考依据。     

不同基因型杜仲叶片中绿原酸含量的检测

[目的]检测不同基因型杜仲叶片中的绿原酸含量。[方法]以超声波助提法提取绿原酸,采用HPLC法检测和二倍体含量,色谱柱为Eclipse xdb-c18柱（4.6 mm×150.0 mm,5μm）,以乙腈-0.4%磷酸水（10∶90）为流动相,检测波长为327 nm。[结果]四倍体和二倍体杜仲叶片中绿原酸的平均含量分别为4.005和为0.850 mg/g。[结论]四倍体杜仲叶片中绿原酸含量显著高于二倍体。     

未来气候变化下贵州杜仲气候适宜性区划研究

为实现气候变化下杜仲的科学种植布局,基于CMIP6发布的2021-2040年的4种气候情景,利用最大熵模型研究了未来气候变化情景下贵州省杜仲种植的气候适宜性区划。结果表明,高气候适宜区主要分布在黔中、黔西南地区,低适宜和不适宜区主要分布于西北高海拔区和北部、东南部高温地区。4种未来气候情景下的杜仲生长气候适宜度体现出不同的空间分布。低排放情景下与现状接近,高排放表现为适宜度的降低和不适宜区的扩大。不适宜区的扩大主要分布于贵州省西北、北部和东南地区。综合4种气候情景绘制了杜仲气候适宜性区划图,高气候适宜区面积占全省面积的10.62%;高气候适宜区和中气候适宜区面积占全省面积的42.85%,开发潜力较大。研究同时统计了各县区杜仲适宜性种植潜力,分析了贵州杜仲适宜生长的气候条件。温度类变量对杜仲适宜度影响较大,贵州杜仲生长最适宜气候条件为年均温度在15~17.5 ℃、最暖季平均温度在23~26 ℃、最湿季节平均温在22.4~24.7 ℃,最热月极高温度在27.5~32 ℃、年均降水量在1 000 mm以上。海拔亦是影响杜仲适宜性区划的重要因素,贵州杜仲更适合海拔在700~1 400 m的区域生长。研究结果可作为未来杜仲种植布局的参考,以实现优质杜仲资源的高品质和高产。