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關鍵詞:木蘭科;遺傳多樣性;研究
木蘭科(Magnoliaceae)植物是古老的第三紀孑遺植物,分布于亞洲、美洲的熱帶至溫帶,我國有11屬約9O種,主要分布在長江以南,華南至西南的地方[1]。據記載,木蘭科是被子植物中受到嚴重威脅種類最多的科,其中有8屬35種是中國瀕危稀有植物[2]。
生物保護的最終目標是保證物種或居群的延續及維持物種的進化潛力[2]。物種的遺傳多樣性既是其維持繁殖活力和適應環境變化的基礎,同時又是其它一切多樣性的基礎[3],而居群的遺傳多樣性水平在相當程度上制約著一個居群對環境的適應能力,可以因此預測這個居群未來的發展趨勢[4]。種內遺傳變化是物種適應環境變化以及物種進化的基礎,對物種保護有重要意義[5]。
近年來野生居群遺傳多樣性的減少已經成為保護生物學最關注的問題[6],從一個居群或物種的遺傳數據可以估算出它的遺傳多樣性水平、遺傳漂變的影響力、遺傳分化程度和基因流,了解這些數據是防止這個居群或物種滅絕必須做的第一步[7]。因此,了解木蘭科植物中如華木蓮、巴東木蓮、樂昌含笑等瀕危物種的遺傳多樣性并據此分析其致瀕原因,這對保護物種多樣性具有非常重要的意義。同時,也有益于研究木蘭科的系統分類,系統發育、分布及其起源,被子植物的起源與演化等問題。
1 華木蓮屬(Sinomanglietia)
1.1 華木蓮(S. glauca)
在1999年國務院公布的《國家重點保護野生植物名錄》中,華木蓮被列為一級保護植物。根據IUCN(國際自然與自然資源保護聯合會)(2001)公布的“2001 IUCN Red List Categories and Criteria”,如果一個物種的生活區域不超過100 km2,僅存一個居群,且個體數量還在持續減少,則這個物種屬于極度瀕危物種。華木蓮僅分布于27°34′N~27°36′N,114°19′E~114°22′E[8],總面積僅16 km2左右,屬于極度瀕危物種。因此,對華木蓮的遺傳多樣性進行研究,進而探討其瀕危的原因將對華木蓮的保護及物種多樣性的保護有著非常重要的意義。
林新春和俞志雄利用RAPD分子標記對華木蓮的l9個天然群體進行了遺傳多樣性分析,結果表明:華木蓮居群在遺傳距離為0.205處可分為三大類:玉金山居群、模式標本樹周圍居群、模式標本樹對面山上的其余居群;19個居群之間的遺傳相似性指數介于0.7000~0.9389之間,遺傳距離值介于0.0931~0.3808之間,平均觀察等位基因數與平均有效等位基因數分別為1.5444和1.3l34,平均基因多樣度和平均Shannon信息指數分別為0.1847和0.2782[9]。
華木蓮自然居群的遺傳多樣性水平低于一般物種。與其它瀕危植物相比,它低于觀光木、北美鵝掌楸及中國鵝掌楸,高于版納青梅,可能與水杉相當而高于銀杉。其居群間的分化可能主要受環境因子選擇和基因流阻隔的影響,華木蓮陷入瀕危之境的主要原因可能是生境破壞嚴重和它自身的生物生態學特性。應對華木蓮現有生境進行保護,并人工促進生長更新,擴大現有居群,提高遺傳多樣性,并開展遷地保護。
廖文芳和夏念和運用ISSR標記對采自江西宜春的華木蓮進行遺傳多樣性研究,結果表明,無論與物種的遺傳多樣性平均水平,還是與同科的樂昌含笑和觀光木,或其它特有、珍稀瀕危物種相比,華木蓮的遺傳多樣性都是很低的,其遺傳結構顯示了它作為珍稀瀕危物種的特性[10]。研究指出了導致華木蓮遺傳多樣性較低的兩個可能原因:一是華木蓮演化歷史與生境破壞。最早的、最可靠的木蘭科大化石出現在白堊紀[11],第三紀時,木蘭科植物曾經廣泛分布于北半球[12],到第四紀,我國東部出現了干冷與濕暖氣候的交替變化[13],極不利于當地植物的生長,華木蓮的生長可能在歷史的氣候變遷中遭遇了嚴重的瓶頸效應,從而遺傳多樣性極低。二是人為破壞。華木蓮是國家保護樹種,而且個體很少,竹林中的成年華木蓮大樹在當地的林業部門有記錄,而幼苗則無記錄,農民為其自身的利益,常在竹林管理時將華木蓮幼苗清除,使華木蓮個體數量急劇減少,直接導致了華木蓮遺傳多樣性的降低。人為破壞是導致華木蓮遺傳多樣性低的直接原因,而低的遺傳多樣性是導致華木蓮瀕危的主要原因。
在保護珍稀瀕危植物中,棲息地的保護被認為是最重要的。由于華木蓮種群數量稀少,生長區域狹窄,遺傳多樣性水平低,抗干擾能力弱,因此,對華木蓮的保護應以就地保護為主,將華木蓮的整個生長區域保護起來,以提高其遺傳多樣性。為了增加遺傳變異,在就地保護的同時,還應該進行遷地保護。在遷地保護過程中應盡可能地從華木蓮的整個生長區引種,由于華木蓮靠昆蟲傳粉(主要是甲蟲),種子的傳播主要依靠鳥類,在進行遷地保護時,應充分保證移栽后華木蓮的正常繁殖,在選擇栽培地時,盡量選擇與華木蓮原始生境相似,受外界干擾少的區域,以保證移栽后華木蓮的成活及生長;同時,應該盡量避免移栽幼苗,而采用種子培育的方法進行移栽 [10]。
2 木蓮屬(Manglietia)
2.1 巴東木蓮(M. patungensis)
巴東木蓮隸屬于木蘭科木蓮屬,為我國特有珍稀瀕危物種。分布范圍狹窄,僅見于湖北、湖南、重慶及四川的局部地區,且極為零散,很多居群的個體數量不超過10株,較大的分布點估計有30株以上。垂直分布多見于海拔600~1000 m 的密林中[14],其樹形美觀、四季常綠,是良好的園林綠化樹種,樹皮為中藥厚樸的代用品。盡管我國的植物學工作者對其繁殖技術進行了一定的研究[15,16],但整體來看研究較少,資料欠缺,尤其在居群遺傳多樣度及遺傳結構方面。
何敬勝等[17]采用等位酶分子標記的技術和方法,系統地對巴東木蓮遺傳多樣性、遺傳變異程度進行了研究。結果表明,巴東木蓮具有較高的遺傳多樣性和一定程度的遺傳分化。[此為18號文獻,與17號文獻的順序應該調整一下。]較高的遺傳多樣性可能與其繁育系統等生物學特性、生活習性及生境特點有關。其次,巴東木蓮為長壽命多年生的樹種,而且種子萌發能力較強[18],在相當長的時間內可以保持原有的遺傳多樣性。最后,巴東木蓮所處的長江流域地形復雜、氣候差異顯著,在第四紀冰川期成為許多第三紀古老植物和特有植物的避難所,并形成一個遺傳多樣性孑遺中心,也是木蘭科植物的現代分布中心和多樣性中心之一。與受第四紀冰川影響更大的北美相比,該地區更有利于物種在冰期保持遺傳多樣性,從而削弱冰期后的瓶頸效應。
巴東木蓮目前仍有較高的遺傳多樣性,說明導致它瀕危的不是遺傳基礎,而是生境破壞。因此,建議以就地保護為主,遷地保護為必要補充[17]。
3 含笑屬(Michelia)
3.1 樂昌含笑(Mi. chapensis)
樂昌含笑,木蘭科含笑屬植物,自然分布于我國中亞熱帶偏南地區,是南方常綠闊葉林的主要組成樹種之一。原始林因受人為砍伐的影響,現呈間斷零散分布,水平分布東起福建武夷山,西至貴州黔東南山區,南至廣東懷集,北達湖南慈利,包括江西、湖南、廣東、廣西、貴州、福建六省[19]。樂昌含笑自20世紀90年代中期被作為優良綠化樹種推出后,在華東地區得到廣泛研究利用,其引種育苗、嫁接繁殖等方面的技術很快被攻克了。但是,由于樂昌含笑開發利用前期被無節制地采種和砍伐,野生資源遭到了嚴重的破壞,遺傳多樣性受到嚴峻考驗。
姜景名和滕花景應用隨機擴增多態DNA(RAPD)標記方法分析了珍稀木蘭科植物樂昌含笑6個種群的遺傳多樣性及分化程度,探討了其群體遺傳結構。研究結果揭示樂昌含笑具有較高的遺傳多樣性,平均Shannon指數為0.4751,多態位點頻率高達81.98%,種群間的基因分化系數為22.26%[20]。
樂昌含笑群體內的遺傳變異大于群體間的遺傳變異,所以在進行種質收集或種源試驗時,可以適當地在群體內加大取樣單株的數量,以增加遺傳變異的來源[20]。
4 鵝掌楸屬(Liriodendron)
鵝掌楸屬現存2種,一種是生長在我國中部和南部山區的中國鵝掌楸(L. chinese),另一種是生長在美國中西部至加拿大東南部一帶的北美鵝掌楸(L. tulipifera),既是地球上殘存并處于瀕危狀態的雙種屬,被稱為跨洲際分布的特殊類型“樹種對”,又是優良的雜交育種配對親本種[21-22]。
20世紀90年代Parks等人[23]和Parks本人[24] 分別利用等位酶標記和RFLP技術進行了中國鵝掌楸與北美鵝掌楸的遺傳分析,計算出Nei’s遺傳距離為0.434,北美鵝掌楸的群體遺傳變異與遺傳多樣性大于其他異交授粉樹種。國內同時期的研究得出了鵝掌楸育種潛力大,中國鵝掌楸與北美鵝掌楸各自空間格局形成的假說[21,25]。1997年朱曉琴等人通過等位酶分析研究,認為鵝掌楸種內遺傳多樣性水平較高,種內遺傳變異的20.6%分布在群體間、79.4%分布在群體內,東部分布亞區的多樣性水平和群體問分化程度高于西部,其遺傳多樣性水平隨著緯度增加而遞減[26-27]。近年來,逐步開展了鵝掌楸花粉流標記和檢測鵝掌楸屬種間雜交的花粉污染等研究[28-29]。
劉丹和顧萬春運用群體遺傳學原理、RAPD分子標記技術,從DNA分子水平闡述鵝掌楸的群體遺傳多樣性、群體遺傳變異規律等,探討中國鵝掌楸、北美鵝掌楸遺傳變異豐富程度及雜種鵝掌楸的偏重親本雜交程度,為鵝掌楸遺傳資源保存、測定、評價和利用提供實驗依據[30]。
RAPD所提供的遺傳信息與已發表的中國鵝掌楸等位酶揭示的遺傳規律大致相符。研究結果從分子水平上進一步證實了中國鵝掌楸群體具有豐富的遺傳多樣性,并證實了北美鵝掌楸遺傳多樣性要高于中國鵝掌楸。
在中國鵝掌揪、北美鵝掌揪的等位酶研究中,用RAPD分析結合表型研究的結果都表明鵝掌楸存在著廣泛而豐富的遺傳變異,但為什么又處于瀕危狀態?許多學者分別從不同角度進行了論證,多數人認為是生殖上隔離和瀕危生態造成鵝掌楸日趨瀕危,但如何挖掘其廣泛的遺傳資源,還有待探討。
5 觀光木屬(Tsoongiodendron)
5.1 觀光木(Tsoongiodendron odolum)
觀光木是木蘭科單種屬植物,其形態與含笑屬相近,因其聚合果于果熟時愈合而與含笑屬不同,是研究被子植物系統發育方面的重要材料。該種分布區很廣,包括湖南、江西南部、福建、廣東、廣西、云南東部及海南,但種群通常較小,為稀有植物,是我國二級保護植物[31]。
關鍵詞:α-多樣性;指標;植物
中圖分類號:Q949 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.08.024
生物多樣性是地球生物數十億年進化的結果,是人類賴以生存和發展的物質基礎,它不僅給人類提供了豐富的食物、藥物資源,而且在保持水土、調節氣候、維持自然平衡等方面起著不可替代的作用,是人類社會可持續發展的生存支持系統[1]。生物多樣性已成為生物學、生態學等學科最為熱門的研究領域之一。
關于生物多樣性的內涵,通常有4個層次: 遺傳( 基因)多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性[2-3]。其中,物種多樣性則是生物多樣性最基礎和最關鍵的層次,也是衡量一定地區生物資源豐富程度的一個客觀指標[4]。在闡述一個國家或地區生物多樣性豐富程度時,最常用的指標是區域物種多樣性。區域物種多樣性的測量包含物種總數、物種密度和特有種比例3個指標[5]。
植物多樣性是生物多樣性研究中最常涉及的部分,其相關理論和評價指標體系也比較成熟。20世紀80年代初至今,研究人員對植物多樣性的研究取得了較大進展,包括多樣性測度方法的歸納[4-9]。對于物種多樣性的測度,Whittaker將其歸納為α-多樣性指數、β-多樣性指數和γ-多樣性指數3類[10]。目前用得較多的是α-多樣性指數和β-多樣性指數[11]。
古交市是全國最大的土焦煤生產基地。作為國家重點開發建設的能源基地,煤炭開采成為經濟支柱產業,煤炭產業的快速發展,使古交市的生態系統遭受嚴重干擾和破壞,動植物賴以生存的生態環境不斷惡化,棲息地逐漸縮小,多數動植物及其生境受到嚴重威脅。鑒于此,以古交市全境植物物種為研究對象,運用群落生態學原理,對境內植物進行了系統調查,廓清了古交市綠地植物資源的現狀,分析了綠地植物的種類構成,并對古交市境內植物群落的多樣性指數進行了抽樣分析,旨在為古交市政府進行園林城市申請和植物物種的有效保護提供一定的理論依據和有益參考。
1 研究區概況
古交市位于山西省中部、太原市西部山區,呂梁山脈東麓,地理位置為37°40′6″~38°8′9″N,111°43′8″~112°21′5″E,總面積151 198.6 hm2。全境山嶺連綿,溝壑縱橫,海拔均在1 000~3 500 m之間。隨著海拔高度的變化,古交市共有山地棕壤、褐土、草甸土3個土類。研究區屬暖溫帶大陸性氣候,四季分明,冬長夏短,年平均降水量400~650 mm,日照充足,晝夜溫差大。汾河為流經古交的最大河流,蜿蜒曲折,由西向東流入太原盆地。
2 研究方法
筆者通過對古交市全境內的植物資源進行全面踏查,重點采用典型的隨機抽樣法進行野外調查,根據生物多樣性相關指數對調查結果進行數據分析。
2.1 樣地設置
在野外踏查的基礎上,按照一致性、同質性、代表性的原則[12],結合古交市的植物資源、生境、氣候、植被類型及植物種的分布等特征,隨機抽取樣地進行植物物種數量特征的調查。在古交境內的林地上隨機選取14個樣地,每個樣地根據植物的生活型特征分別對喬木層、灌木層、草本層進行分層調查,各樣地的具置見表1。
2.2 調查內容
本次調查在搜集古交境內的所有植物資源種類的基礎上,根據不同植物的分布特征和范圍,在地形圖上進行對坡調繪,劃分不同的植被類型;參考《植物學》[13]、《山西植物志》[14]等資料對搜集的植物進行鑒別、觀察、記錄,并邀請山西農業大學植物分類學專家進行審核校對。
在隨機抽取的樣地內按喬木層、灌木層和草本層進行植物種類的調查、測定和統計。喬木層:樣地面積為10×10 m2,測定樹高>4 m、胸徑>2.5 cm的所有木本植株,記錄喬木樹種、胸徑、樹高、多度、密度、基部蓋度、頻度;灌木層:樣地面積為4×4 m2,測定樹高
2.3 α-多樣性指數的測定
α-多樣性的測度指標比較多,筆者從物種豐富度(Margalef指數)、物種多樣性(Simpson指數和Shannon-Wiener指數)和均勻度3個方面選取了5個指標測算古交市的物種多樣性。計算公式如下。
(1) Margalef豐富度指數R:
R=(S-1)/lnN
(2) 物種多樣性指數:
Simpson指數:D=1-∑(Ni/N)2
Shannon-Wiener指數:H=-∑PilnPi
(3) 均勻度指數J:
基于Simpson指數的均勻度指數:
JD=D/(1-1/S)
基于Shannon-Wiener指數的均勻度指數:
JH=H/lnS
其中:S—樣方中的植物種類數;
N—樣方中植物的總個體數;
Ni—樣方或群落中種i的個體數;
Pi—樣方或群落中種i的重要值。
由于喬木層、灌木層和草本層對群落結構、功能與穩定性的貢獻不同,因此分別賦予其0.5,0.3,0.2的權重系數[15],計算各樣地的總體多樣性,即各群落的總體多樣性指數為:W=0.5Wq+0.3Wg+0.2Wc。式中Wq、Wg和Wc分別為喬木層、灌木層和草本層對應的多樣性指數值。
3 結果與分析
3.1 古交市植被類型的分布特征
古交市氣候溫和,陽光充足,錯綜復雜的地形地貌和水文特征,孕育了當地豐富的植物資源和植被類型。通過調查,根據植被種類、群落結構、生態環境、山西主要植被類型及分布等特征[16],劃分出古交市主要植被類型,包括:針葉林、針闊混交林、落葉闊葉林、灌叢、荒草地等5種類型,各植被類型的匯總情況見表2。
結果顯示,古交市主要植被類型為荒草地,占古交市國土總面積的34.70%,均勻分布在荒山荒坡上;其次為針葉林,占古交市國土總面積的18.86%,集群分布在低、中海拔的陰坡上,種群內部均勻分布;灌叢占古交市國土總面積的8.71%,均勻分布在較干旱的陰坡或立地質量較好的陽坡;落葉闊葉林占古交市國土總面積的3.78%,集群分布在低海拔的山溝山谷地或村莊附近,種群內部均勻分布;針闊混交林面積最小,僅占古交市國土總面積的0.21%,隨機分布在陽坡的中坡位上。
3.2 古交市植物資源種類
古交市現有植物85科288屬494種,其中木本植物共有43科88屬175種,草本植物共有57科211屬319種。在現有的植物中,其中3種引自國家重點保護野生植物的栽培種,2種省級重點保護野生植物,10種鑒于植物的觀賞性、藥用價值和在育種上的重要性,被列為地方珍稀野生植物,詳見表3。
3.3 古交市植物多樣性比較
根據所記錄樣地中各植物種的數量特征,對各調查樣地中所有物種和個體數加以統計,計算各α-多樣性指數,并繪制群落內不同結構多樣性指數比較圖(圖1)。從圖1可以看出,各樣地不同結構的各多樣性指數變化趨勢基本一致,灌草層多樣性指數極值均分別出現在樣地2和樣地9。從變化幅度來講,若忽略掉未作喬灌層調查的樣地的多樣性指數值,喬木層的Shannon-Wiener指數變化幅度最大4.04,草灌層的最大變化幅度均出現在Margalef豐富度指數R,分別為灌木層10.22,草木層9.52。再對圖1從多樣性指數的極值關系方面對每一群落結構作進一步分析,結果顯示:多樣性指數最大差值同樣出現在Margalef豐富度指數R,分別為喬木層2.05、灌木層2.49和草本層4.42。雖然Margalef豐富度指數R的變化范圍為0~6,但結合變化幅度的比較,可以發現古交市多樣性分布在物種數目上較不均勻,這在很大程度上由樣地選取位置決定,即生長環境及人類活動對群落結構尤其是草灌層的影響很大。
若忽略Margalef豐富度指數R的比較,古交市物種多樣性指數也存在較大差異,在灌木層上體現尤為明顯。物種多樣性指數是反映某個群落內部豐富度和均勻度的綜合指標,Simpson指數和Shannon-Wiener指數所反映的各樣地的多樣性特征并不一致,主要是由于這2個指數公式的數學含義不同所致,如Simpson指數是對優勢度的度量,而Shannon-Wiener指數主要是對稀有種屬的衡量。雖然表達的數學含義不一致,但在一定程度上也反映了古交市植物α-多樣性的分布情況。
3.4 古交市植物α-多樣性特征
對古交市各調查樣地中不同結構的多樣性指數進行加權計算獲得各樣地總體多樣性指數,并繪制不同α-多樣性指數比較圖(圖2)。可以看出,5種指數曲線反映的物種多樣性變化趨勢基本一致,除Margalef豐富度指數R和Shannon-Wiener指數H的波動較大外,另外選取的3個指數基本趨于一致。其中樣地2、樣地11、樣地14的Margalef豐富度指數R相比其他樣地而言較大。由于Shannon-Wiener指數對稀有種屬的衡量具有較大貢獻,也反映了古交市稀有種屬占有較小的比例,應對現有珍稀植物加以保護,確保植物多樣性的完整性。
4 結論及建議
植物物種的多樣性是森林生態效益的重要組成部分,不僅為人類提供了必不可少的生物資源,也構成了人類賴以生存的基礎,是人類生存和發展非常重要的條件[17]。受全球氣候變化和人類環境的影響,生物多樣性的喪失已成為影響人類福利和可持續發展的全球性重大問題之一,生態環境安全面臨嚴重挑戰[18]。通過本次調查分析,古交市植物群落物種多樣性整體水平一般,為保持和增加現有的物種多樣性水平,提出以下建議。
(1) 因地制宜,對境內林地加強養護管理,適當進行封育管理。為完善人工植物群落的生態功能,可在現有的群落結構中豐富人工群落層次結構,同時加強河岸植被資源的保護;針對珍稀野生植物資源,除增加必要保護區外,還應對其進行長期動態監測,將保護和養護有機結合起來,更好地促進森林生態系統的良性循環。
(2) 宣傳為主,提高民眾素質,樹立生態意識。由于受廣種薄收傳統思想的支配,不合理的開荒時有發生,致使當地的掛坡地、禿嶺田比比皆是。因此,要注重對民眾的生態理念宣傳教育,使他們認識到保護生態環境的重要性,自覺地遵循生態規律從事生產、生活活動。
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關鍵詞:優勢種 物種多樣性 道路綠地 長沙市
中圖分類號:U41 文獻標識碼:A 文章編號:
基金項目:《城市生態廊道的景觀生態效益研究-以長沙為例》,中南林業科技大學青年科學基金項目(200800913)
作為城市交通主要設施、通道,既要滿通功能要求,又要起到組織城市用地作用,同時兼顧游憩功能和生態功能。我國主要將城市道路分為:快速路、主干路、次干路、支路,城市道路綠地景觀是指城市道路綠地范圍內喬木、灌木、草花、地被等綠色植物。道路綠化是城市綠化的骨架,道路綠化水平的高低直接影響人們對城市景觀印象的形成。隨著城市化發展和城市居民環境意識提高,城市道路綠地建設尤其是如何保護和開發本地植物資源越來越受到人們的重視 [1,2]。
1長沙城市道路綠地景觀現狀與問題
1.1現狀
長沙現有城市快速干道一條,為南北走向,全長6.62公里;主干道28條,總長為100.833km,已綠化長度94.948km,占94.16%,整個道路綠地面積占道路總面積的25.88%;城市次干道32條,總長度92.758km,已綠化長度85.597km,占92.28%,道路綠化普及率達92.32%;支路綠地情況比較復雜,涉及到老城區改造等問題,其變化非常明顯。整體而言,目前道路綠化整體達標率僅17.73%。
1.2問題
城市道路綠化水平較低,,平均綠地率僅為9.97%,其中只有少數新建和改拓建道路綠地率和綠地景觀達到一定水平,多數不能滿足規范和綠地景觀要求。尤其小街小巷綠化狀況不容樂觀,有的小區道路綠地景觀建設幾乎空白,老城區建筑密度大道路寬度窄,大部分建筑線與道路紅線重合,沒有留出足夠空間進行道路綠地景觀建設,一些街巷除簡單樹池式行道樹栽植外幾乎沒有綠化地[4]。
植物景觀單一,缺乏個性和識別性,季相變化少,沒有考慮生態學配置,僅從植物造景美學角度以及經濟角度開展工作,極易發生病蟲害等問題。另外由于道路環境比較惡劣以及人為踩踏等原因,綠化效果并不理想,綠地邊緣和角落地區垃圾成堆土壤板結,基本只有少量有害外來植物才能生存下來。
2研究方法
2.1調查范圍
根據長沙市分區特點及城市規劃基本概況,對長沙市快速路、主干路、次干路、支路綠地進行實地調查研究,將岳麓區、芙蓉區、天心區、開福區、雨花區的綠地植物分為三類:(1)主干道綠地;(2)次干道綠地;(3)支路綠地。樣方設在植物群落分布典型的地區,分別設A、B、C、D、E、F六個典型點作為大樣點。每個大樣點的草本和灌木各取6個小樣方。共選取360個樣方進行調查,其中灌木有180個樣方,草本180個樣方。并注意各抽樣點植物配置方式、植物種類、形式及環境狀況,總結長沙市道路綠地景觀植物群落特點。
2.2調查方法
采取樣點調查,灌木采用2 x 2m樣方調查,草本采用1 x 1m樣方調查,即調查沿著一固定的隨機樣線行走,并記錄樣方內植物物種種類、蓋度、株數、多度、生長狀況等因子。
2.3道路綠地植物物種多樣性測度公式
1.Margalef指數R=(s-1)/lnN
2.多樣性指數
Simpson多樣性指數D=1-∑Pi2
Shannon-Wiener指數H=-∑PilnPi
3.均勻度指數
Pielou均勻度指數J=(-∑PilnPi)/lnS
Alatolo均勻度指數E=[(∑Pi2)-1-1]/[exp(-∑PilnPi)-1]
3結果與分析
3.1優勢種分析
表1不同環境梯度種類組成
道路是一種人工廊道,是城市廊道最為重要的一部分,起到人員和物資流通的作用。在道路綠地小尺度下,決定物種多樣性格局主要因素是生物或生態過程,在道路兩側建設綠地生態廊道不僅有助于消除城市破碎所產生的負面影響,同時也能保護當地野生動物。通過計算得出不同環境道路綠地中灌木和草本重要值,并進行排序,便可以得出不同環境的種類組成變化,從重要值排序結果(表1)來看:城市支路綠地優勢種和非優勢種差別較大,其中構樹、杜鵑、小葉女貞三個種重要值占50%以上;次干道綠地次之;主干道植物重要值差異較小,所占比重最小。
3.2豐富度變化分析
表2不同環境梯度物種多樣性指數統計
不同環境梯度道路綠地物種豐富度變化比較明顯(見表2),表現在由支路綠地代替主干道綠地,物種豐富度及指數呈上升趨勢,特別是從支路綠地到次干道綠地趨勢更為顯著,主干道綠地SR和R達到最大值為52/35和4.322/3.125,支路綠地僅為27/23和2.520/2.125。由于規劃主干道綠地擁有更多空間資源和養分資源,只有人為踩踏較少和其他干擾作用,使得植物可以充分萌發、生長成活,表現出較高物種豐富度。支路綠地空間資源和養分資源受到很大限制,人為干擾強烈,很多植物根本不能生長和成活,所以出現“年年綠化不見綠”的現象。
3.3均勻度變化
物種均勻度可反映種屬組成均勻程度,統計樣方中,根據Pielou和Alatolo均勻度指數公式計算不同級別道路均勻度(見表2),分別為J和E,變化基本一致。均表現為:主干道綠地和支路綠地中均勻度相對稍高,次干道綠地稍低,呈現兩頭高中間低的情況,主要是因為主干道資源分布相對均勻,植物繁殖機會近于均等,所以均勻度較高;次干道人為干擾加強,各種空間和養分資源分布不均,植物競爭排斥力較大,邊緣效應明顯,影響了各植物萌發率和幼苗成活率,種個體數目差異大降低了更新層物種均勻度;支路綠地中,盡管優勢種和非優勢種之間重要值差別較大,空間資源和養分資源最小及人為干擾情況最嚴重,能存活的幼苗種類數量極少(主要為優勢種),分布較為均勻,使得支路綠地物種均勻度相對較高,出現兩頭高中間低的變化趨勢。
3.4多樣性變化
物種多樣性指數是豐富度和均勻度的綜合指標,可以用來測度群落中的物種多樣性。統計結果(表2)顯示:從支路綠地到主干道綠地物種多樣性D和H值均逐漸上升,支路綠地到次干道綠地D和H值上升顯著,次干道綠地到主干道綠地D和H值上升趨勢減弱,主要是次干道綠地處于中度干擾狀況,空間和其他資源保證了物種多樣性迅速增加,隨著面積增大,種的數量并不和面積成線性相關,所以物種多樣性緩慢上升。
4結論
通過對長沙360個灌木和草本樣方優勢種和多樣性調查研究結論如下:
1.不同干擾和資源條件下,支路綠地到主干道綠地的微觀空間異質性梯度上,植物物種多樣性呈現上升趨勢。
2.綠地植物豐富度的變化與多樣性變化基本一致,均勻度呈現兩端高中間低的現象。
3.人為干擾和空間以及養分等資源對于物種多樣性有明顯影響作用,幾個因子不能分開考慮。
4.中度干擾能有效提高生物多樣性,原因是能提供更多生態位給r選擇物種(尤其是一些競爭力較強的外來植物),隨著干擾減弱,以及資源狀況改善,生物多樣性有所上升但上升不明顯,在實際調查中,當道路綠化帶距離達到12左右,物種多樣性上升趨于平緩。
5.不同人為干擾強度,不同空間養分資源可以影響植物多樣性,同時影響整個綠地系統生態效益和恢復能力。所以從自然資源保護和生態效益角度考慮,應特別重視道路綠地中本地植物資源保護和培育,這對城市綠地系統規劃和整個生態城市規劃具很強指導意義。
參考文獻
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關鍵詞:螞蟻群落;多樣性;優勢種;無量山
中圖分類號:S718.7 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)06-1386-05
無量山處于橫斷山系和云南高原兩大地理區域的接合部,特殊的地理位置、多樣的氣候類型和高大的山體,導致區內野生動植物資源豐富,區系成分復雜,是中國生物多樣性特別豐富和物種分化特別明顯的地區之一[1]。螞蟻是地球上分布最廣泛的昆蟲,是陸地生態系統的重要成員,具有重要的經濟價值、生態價值和科學研究價值。由于螞蟻易于采集,多樣性高、對生態變化敏感,已作為生物多樣性和環境變化的重要指示物種[2,3]。為了更好地保護和利用螞蟻資源,課題組于2009~2011年間對無量山東西坡南北段4個垂直帶的螞蟻群落進行了系統調查,現報道如下。
1 研究方法
1.1 取樣及調查方法
以云南省南澗縣擁翠鄉和碧溪鄉為北段東坡的調查點,以南澗縣公郎鎮為北段西坡的調查點,以南澗縣無量鄉和景東縣安定鄉為南段東坡的調查點,以南澗縣漫灣鎮為南段西坡的調查點。在每個調查點上,沿山體海拔每升高250 m設置1個樣地,在每個樣地中,每隔10 m選取5個1 m×1 m樣方,采集、統計樣方內的地表螞蟻,將野外采集的螞蟻標本進行分離、制作。采用形態分類學方法對不同螞蟻逐一鑒定,盡量鑒定到種[4-6]。對于不能鑒定的種類,作為形態種對待[7]。
1.2 群落指標
樣地中物種個體數占群落個體總數的百分比超過10%的螞蟻物種確定為優勢種;根據Simpson優勢度公式計算優勢度指數;根據Shannon-Wiener物種多樣性公式計算物種多樣性指數;根據Pielou均勻度公式計算均勻度指數;根據Jaccard相似性公式計算相似性系數[8,9]。
2 結果與分析
2.1 優勢種調查
對無量山4個垂直帶21塊樣地中螞蟻數量進行統計分析,結果表明,所采集的螞蟻標本分屬于6亞科30屬91種,其中有41種螞蟻在各自的樣地中表現為優勢種。由表1可知,41個樣地優勢種分別屬于5亞科19屬,其中蟻亞科的優勢種有8屬19種,切葉蟻亞科的優勢種有5屬16種,臭蟻亞科的優勢種有4屬4種,猛蟻亞科和偽切葉蟻亞科有1屬1種;優勢種最多的是舉腹蟻屬(7種),其次是大頭蟻屬(5種),擬毛蟻屬、立毛蟻屬和弓背蟻屬(4種)。41個優勢種中,巴瑞弓背蟻在4塊樣地中都表現為優勢種,立毛舉腹蟻、菱結大頭蟻、中華大頭蟻、布立毛蟻和無毛凹臭蟻等5種在3塊樣地中表現為優勢種,上海舉腹蟻、大阪舉腹蟻、舒爾盤腹蟻、黑頭酸臭蟻、羅思尼斜結蟻、絲光蟻、掘穴蟻、奇異毛蟻、黃毛蟻和東京弓背蟻等10種螞蟻在2塊樣地中表現為優勢種,其余的25種螞蟻都只在1塊樣地中表現為優勢種。在所調查的21塊樣地中,優勢種數最多樣地是南段西坡1 250 m樣地(6個優勢種),其次是北段東坡1 750 m樣地和南段西坡1 000 m樣地(5個優勢種),南段東坡2 500 m和北段西坡1 250 m的優勢種為2個,北段東坡2 500 m和北段東坡1 500 m樣地只有1個優勢種,其余14個樣地的優勢種都是3個。
2.2 群落多樣性分析
對無量山4個垂直帶21塊樣地中螞蟻群落多樣性進行統計分析,結果見表2。由表2可知,不同樣地的螞蟻物種數為2~23,平均為10種,種類超過15種的有北段西坡1 750 m(23種)和1 500 m樣地(23種)、南段東坡1 750 m樣地(15種),而螞蟻物種最少的是北段東坡2 500 m(1種)和1 500 m(2種)樣地;不同樣地的螞蟻個體數量為2~267頭,平均100.6頭,個體數超過160頭的樣地有北段東坡2 000 m(267頭)和2 250 m(265頭)樣地、北段西坡1 750 m(178頭)和1 500 m(166頭)樣地、北段東坡1 750 m(165頭)樣地,最少的是北段東坡2 500 m樣地(2頭);優勢度指數為0.101 5~1.000 0,平均為0.307 3。優勢度指數低于0.200 0的樣地有北段西坡的1 750 m(0.101 5)和1 500 m(0.115 0)、南段東坡1 750 m(0.1315)、南段西坡1 250 m(0.149 1)、北段東坡1 750 m(0.160 8)、南段西坡1 750 m(0.180 7)和1 000 m(0.198 6)樣地;物種多樣性指數為0.000 0~2.630 4,平均為1.613 8。多樣性指數超過2.0的依次是北段西坡1 750 m樣地(2.630 4)、北段西坡1 500 m樣地(2.503 8)、南段東坡1 750 m樣地(2.341 3)、南段西坡1 750 m樣地(2.087 4)、北段東坡1 750 m樣地(2.060 6)和南段西坡1 250 m樣地(2.008 8),最低是北段東坡2 500m樣地(0);均勻度指數為0~0.878 7,平均為0.701 3,均勻度指數高于0.850 0的樣地有南段東坡1 500 m樣地(0.878 7)、南段西坡1 250 m樣地(0.872 4)、南段東坡1 750 m樣地(0.864 6)、南段西坡2 000 m樣地(0.859 4)。
總體上,北段平均每個樣地的螞蟻物種為11.4種,南段為8.8種,西坡為12.3種,東坡為7.6種;北段平均每個樣地的螞蟻個體數為149.6頭,南段為56.1頭,西坡為101.6頭,東坡為99.5頭;北段各樣地的平均優勢度指數為0.379 3,南段為0.241 8;西坡為0.219 4,東坡為0.403 9;北段各樣地的平均多樣性指數為1.515 7,南段為1.703 0,西坡為1.865 1,東坡為1.337 3;北段各樣地的平均均勻度指數為0.589 7,南段為0.802 7,西坡為0.764 6,東坡為0.631 5。不同海拔高度樣地重要群落指標的平均值如圖1所示,不同植被類型樣地重要群落指標的平均值如圖2所示。
2.3 群落相似性研究
經統計,得到無量山4個垂直帶21塊樣地之間螞蟻群落相似性系數,結果見表3。根據Jaccard相似性系數原理,當q為0.00~0.25時,為極不相似;當q為0.25~0.50時,為中等不相似;當q為0.50~0.75時,為中等相似;當q為0.75~1.00時,為極相似。從表3可知,21塊樣地之間的210組相似性系數中,有119組具有相似性,其中南段西坡2 000 m樣地與北段西坡2 000 m樣地(0.50)1組為中等相似,南段東坡1 750 m樣地與南段西坡1 750 m樣地(0.33)、北段西坡1 750 m樣地與南段西坡1 750 m樣地(0.29)、北段西坡1 500 m樣地與北段西坡1 250 m樣地(0.26)、北段西坡2 250 m樣地與北段西坡2 000 m樣地(0.25)等 4組為中等不相似,其余114組為極不相似;另有91組間沒有相同物種,完全不具相似性。
綜合統計,北段有螞蟻73種,南段有61種,南北段共有物種43個,南段和北段的螞蟻群落相似性系數為0.47,為中等不相似;西坡有螞蟻72種,東坡有54種,東西坡共有物種35個,東坡和西坡的螞蟻群落相似性系數為0.38,為中等不相似;海拔2 500 m所有樣地中有螞蟻7種,2 250 m有28種,2 000 m有26種,1 750 m有44種,1 500 m有34種,1 250 m有19種,1 000 m有9種,不同海拔高度的螞蟻群落相似性系數值見圖3。由圖3可見,垂直帶上螞蟻群落之間的相似性系數全都小于0.25,為極不相似,高海拔與低海拔樣地之間幾乎沒有相似性。
3 小結與討論
1)無量山西坡和東坡的螞蟻群落屬于中等不相似水平,西坡的螞蟻群落多樣性明顯優于東坡。西坡有螞蟻72種,東坡有54種,東西坡共有物種35個,東坡和西坡的螞蟻群落相似性系數為0.38。每個樣地螞蟻平均物種數、平均個體數、平均多樣性指數和平均均勻度指數都表現為西坡大于東坡,且物種最多的樣地、個體數最多的樣地、優勢度指數最低的樣地和多樣性指數最高的樣地都出現在西坡。西坡的優勢度指數小于東坡也恰恰說明了這一規律。主要原因是大多數螞蟻通常喜歡溫度高、陽光充足、濕度較小的環境,在這一條件上西坡更適宜于螞蟻的生活。
2)無量山北段和南段的螞蟻群落屬于中等不相似水平,北段的螞蟻群落多樣性優于南段。北段有螞蟻73種,南段有61種,南北段共有物種43個,南段和北段的螞蟻群落相似性系數為0.47。每個樣地螞蟻平均物種數和平均個體數表現為北段多于南段,且物種最多的樣地、個體數最多的樣地、優勢度指數最低的樣地和多樣性指數最高的樣地都出現在南段,說明螞蟻群落多樣性在整體上是北段優于南段。但每個樣地的平均多樣性指數和平均均勻度指數都表現為南段稍大于北段,是因為北段東坡2 500 m和1 500 m有兩個較為極端的不適應螞蟻生活的樣地,其多樣性指數和均勻度指數都極低。主要是因為北段植被保存相對完好,而南段山體中部和下部由于人為的農牧業活動導致植被次生化和片段化。
3)無量山各垂直帶上的螞蟻群落屬于極不相似水平,螞蟻群落指標在山體上表現為明顯“中部優、兩頭差”的垂直地帶性分布規律。垂直帶上螞蟻群落之間的相似性系數全都小于0.25,為極不相似水平,說明垂直帶上不同海拔地段的物種之間差異顯著。無量山因垂直高差顯著,生物氣候垂直帶明顯,螞蟻群落也表現出明顯的垂直地帶性規律,即“中部優、兩頭差”的垂直地帶性特點。每個垂直帶上都是1 750 m樣地的螞蟻物種最多、多樣性指數最高,并在1 750 m的基礎上隨海拔的升高和降低都逐漸減小,其中在1 500 m樣地處有一些例外,是因為在北段東坡的1 500 m位置出現了一個極端的干熱河谷樣地,從而導致了這一海拔位置的各項群落指標下降。就不同海拔高度所有樣地重要群落指標的平均值而言,物種數、多樣性指數、優勢度指數和均勻度指數等幾項重要群落指標也都反映出這一分布規律。螞蟻優勢種分布也表現一定的垂直分布特點,同一海拔高度上不同地段的優勢種具有一定的相似性。
4)無量山螞蟻群落多樣性在不同植被類型中呈現思茅松林最優、河谷稀疏灌木草叢最差的特點。無量山所調查的7種植被類型中,螞蟻的物種數、物種多樣性指數、均勻度指數在思茅松林表現為最好,中山濕性常綠闊葉林和河谷稀樹灌木草叢表現最差。因為原始中山濕性常綠闊葉林森林郁閉度高,林內陰暗潮濕,不利于大多數螞蟻的生活,而稀疏灌木草叢分布于干熱河谷地段,環境極度干旱,也不利于大多螞蟻的生活。
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關鍵詞:鐵皮石斛;多糖;微生物發酵;抗氧化活性
中圖分類號:S567.23+9 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2017)10-1934-03
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.10.033
Study on the Extraction and Antioxidant Activity of Dendrobium candidum Polysaccharides Obtained by Microbial Fermentation
AN Quan1,XU Dan-ni2,LI Guang-min2,WANG Lian-chun2,LI Meng2,SU Ning3,WANG Chang-tao2
(1. Yunnan Baiyao Group Co., Ltd., Kunming 650504,China; 2. Beijing Industry and Commerce University Faculty of Science/Beijing Municipal Key Laboratory of Plant Resources Research and Development, Beijing 100048,China; 3. Cosmetics Technology Center of China Inspection and Quarantine Institution, Beijing 100176,China)
Abstract: Using microbial fermentation method to extract polysaccharides from Dendrobium candidum,solid-liquid ratio and fermentation pH were selected as single factors for polysaccharides extraction,and to evaluate the antioxidant activity of polysaccharides in vitro. The optimum conditions obtained by two factors and three levels orthogonal method of Dendrobium candidum polysaccharides extraction were as follows:the solid-liquid ratio was 1∶90,the pH value was 5,the polysaccharides extraction ratio in this condition was 42.86%;experiments were operated on scavenging the hydroxyl radical,DPPH radical and superoxide anion radical of the polysaccharides extract by microbial fermentation, results showed that crude Dendrobium candidum polysaccharides had certain antioxidant activity and the antioxidant activity showed dose-effect relationship at selected concentrations.
Key words: Dendrobium candidum; polysaccharides; microbial fermentation; antioxidant activity
石斛是中傳統名貴藥材,有較好的藥用價值。鐵皮石斛為其中之極品,為蘭科石斛屬附生草本植物類[1]。鐵皮石斛中含有的主要活性成分為石斛多糖、石斛堿、氨基酸、芪類及其衍生物以及多種揮發性成分,多糖是其最主要的有效成分,具有增強免疫、抗疲勞、抗氧化、降血壓、降血糖、抗腫瘤等作用[2-4],在化妝品原料開發中具有很好的應用前景[5]。石斛多糖是鐵皮石斛中最重要的有效成分。提取鐵皮石斛多糖有酶提法、酸提法、堿提法、水提法、超聲提取等方法[6-8]。本試驗采用微生物發酵法研究鐵皮石斛多糖的最佳提取條件。
1 材料與方法
1.1 材料試劑
鐵皮石斛,浙江義烏鮮禾有限公司;乳酸菌,北京川秀科技有限公司;氫氧化鈉、鹽酸、苯酚、濃硫酸、過氧化氫、硫酸亞鐵、水楊酸、DPPH、無水乙醇、抗壞血酸、弱堿性(Tris-HCL)緩沖液、鄰苯三酚、D-無水葡萄糖標準品均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。
1.2 儀器設備
DHG-9030A電熱恒溫鼓風干燥箱,上海精宏實驗設備有限公司;TB-214分析天平,北京富海科技有限公司;RJ-TDL-5A低速臺式大容量離心機;LDZX-50FBS立式壓力蒸汽滅菌鍋,上海申安醫療器械廠;PHS-3CpH計;UVmini-1240紫外分光光度計,北京普析通用儀器有限公司;YT-CJ-IND超凈工作臺,北京亞泰科技儀器技術公司。
1.3 鐵皮石斛多糖提取與測定
1)材料預處理。將鐵皮石斛樣品洗凈、晾干,切成1~2 cm長的細段,于60 ℃的烘箱中烘干至恒重。粉碎,過40目分子篩,備用。
2)葡萄糖標準曲線的繪制。準確稱取無水葡萄糖0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g加水溶解,于10 mL容量瓶中定容,吸取1 mL各濃度葡萄糖溶液,加入1 mL 5%苯酚溶液,搖勻,加入5 mL濃硫酸,搖勻。5 min后封管,置沸水浴中1 h,取出,冷卻至室溫,用去離子水代替待測液做空白對照,于490 nm下測其吸光度,以濃度為縱坐標,吸光度為橫坐標,繪制標準曲線。
3)生物D化法提取鐵皮石斛多糖工藝流程。準確稱取一定量的鐵皮石斛于錐形瓶中,置于高溫滅菌鍋中滅菌25 min,于超凈臺內按照1∶100用量添加乳酸菌,培養箱中培養6 h,滅菌,待其冷卻至室溫,進行汁渣分離,棄沉淀,得多糖粗提液。從上述粗提液中,取2 mL于離心管中,加入10 mL無水乙醇。冷藏靜置1 h,離心10 min,棄上清液。沉淀以80%乙醇溶液洗滌2次,棄上清液,加水溶解,定容至50 mL,得鐵皮石斛多糖溶液。
4)鐵皮石斛多糖含量的測定(苯酚-硫酸法)。吸取待測液2 mL,另取2 mL去離子水做空白對照,于具塞試管中分別依次添加1.0 mL 5%苯酚溶液,混勻后加入5.0 mL濃硫酸,再次混勻,5 min后封管沸水浴1 h。取出后冷卻至室溫,在490 nm處測吸光度。
1.4 鐵皮石斛多糖抗氧化性的測定
1)對羥自由基清除作用的測定(水楊酸法)。在25 mL比色管中加入2 mmol/L FeSO4 3 mL、 1 mmol/L H2O2 3 mL,搖勻;其中H2O2最后加入并啟動整個反應。接著加入6 mmol/L水楊酸3 mL,搖勻;于37 ℃水浴加熱15 min后取出,測其吸光度(A0);然后分別加入一定濃度的待測液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL;再分別加入蒸餾水0.8、0.6、0.4、0.2、0.0 mL,搖勻,繼續水浴加熱15 min,取出測其吸光度(AX)。為消除后加的共1.0 mL待測液和蒸餾水所造成的體系吸光度的降低,方法同上,恒溫15 min后測其吸光度(A00),加入1 mL蒸餾水,搖勻后再測一次吸光度(AXX),即A降低=A00-AXX。
羥自由基清除率=[(A0-AX-A降低)/A0]×100%
2)對DPPH自由基清除作用的測定(DPPH法)。取等體積的待測液與2×10-4 mol/L的DPPH溶液混勻(A1);取等體積的無水乙醇(待測物溶劑)與2×10-4 mol/L的DPPH溶液混勻(A2);取等體積的無水乙醇與待測液混勻(A3);反應30 min后,在517 nm下測A1、A2、A3管吸光度。
DPPH自由基清除率=[(A2+A3)-A1]/A2×100%
2 結果與分析
2.1 葡萄糖標準曲線的繪制
采用紫外-分光光度法測葡萄糖標準品不同濃度下的吸光度,由葡萄糖吸光度標準曲線(圖1),得回歸方程y=0.100 2x-0.005,相關系數為0.999 5,表明0.2~1.0 mg/mL葡萄糖濃度與吸光度呈良好線性關系。
2.2 生物轉化法中單因素對鐵皮石斛多糖提取率的影響
2.2.1 料液比對多糖提取率的影響 選用乳酸菌為發酵菌種,調節pH至5.6,設置料液比為1∶60、1∶70、1∶80、1∶90、1∶100(g/mL,下同)共5個梯度,3個平行組。由圖2可知,隨著料液比中石斛樣品的增加,多糖提取率上升。故取料液比1∶80、1∶90、1∶100做后續正交試驗。
2.2.2 pH對多糖提取率的影響 以乳酸菌為發酵菌種,料液比為1∶100,設置pH為3、4、5、6、7共5個梯度,3個平行組。由圖3可知,pH為3時多糖提取液出現明顯沉淀物,影響試驗結果,故作為誤差點舍去。隨著pH的增加,多糖提取率上升。故取pH為5、6、7作為后續探究試驗的條件。
2.2.3 探究生物轉化法提取鐵皮石斛多糖最佳工藝條件 以微生物發酵鐵皮石斛單因素試驗結果為依據,以料液比(A)、pH(B)為考察因素,以鐵皮石斛多糖提取率為考察指標,根據正交試驗設計(表1)進行L9(32)試驗,按照表1中的因素設計并進行正交試驗,結果見表2、表3。
由表2、表3可知,通過比較極差大小R值可以看出對鐵皮石斛多糖提取率的影響因素A>B,即料液比對提取率影響大于pH。各因素最佳提取工藝為A2B1,即料液比為1∶90、pH為5,此條件下多糖得率為42.86%。
2.3 鐵皮石斛抗氧化性結果分析
2.3.1 對羥自由基的清除作用 由圖4可知,鐵皮石斛多糖對羥自由基具有清除作用,且隨濃度的增加,清除率趨近向直線式增長,表現出一定的抗氧化性功效。
2.3.2 對DPPH自由基的清除作用 由圖5可知,微生物發酵法制備的鐵皮石斛多糖對DPPH自由基的清除作用明顯,且清除率隨濃度的增加而增強,具有較好的抗氧化能力。
3 結論
本試驗通過探究微生物發酵法提取鐵皮石斛多糖最佳工藝條件并研究鐵皮石斛生物粗多糖抗氧化活性得出結論,在料液比為1∶90,pH為5時,生物轉化法提取鐵皮石斛多糖最高提取率為42.86%;鐵皮石斛多糖表現出一定的抗氧化活性,對羥自由基和DPPH自由基均有一定的清除作用。
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