1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
课题意义：
半夏Pinellia ternata(Thumb.) Berit来源于天南星科半夏属，其块茎入药，辛、温，有毒，归脾、胃、肺经，可燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结等[1]，全国除内蒙古、新疆、青海、西藏未发现野生种，各地均有分布[2]。关于半夏倍性问题，国内外有多篇报道。中国半夏分布资源广，不同地区差异较大，半夏染色体数目变化广，倍性复杂，导致半夏生物形态及其化学成分含量差异较大。研究半夏不同的染色体数目对于半夏生物学特性的影响，有助于分析半夏内在化学品质，帮助寻找半夏的优良种植，提高半夏质量。
国内外研究进展：
半夏的多倍性首先体现在基数多样性，国内外已报道的半夏染色体基数有13[3]，国内学者李明旺认为半夏染色体基数有7、8、9、29[4]，候典云等认为10、23也为半夏的染色体基数，此外，还发现半夏居群中存在2n36、42[5]、52[6]的整倍体。由于半夏染色体数还受外部环境因素的影响，导致自然居群中半夏染色体数层次不齐，如表1所示；其次，半夏多倍性体现在其倍数多样性，半夏多倍体包括整倍体、非整倍体、复合多倍体，对于整倍体，现已研究出，半夏具有二倍体、四倍体、六倍体、七倍体、八倍体、九倍体、十倍体[10]，其中，七倍体、八倍体所占比例最大，我国并未发现九倍体[7]。半夏的非整倍体所占比例很少，半夏非整倍体的形成与半夏的无性繁殖方式有关[11]。
对于不同倍性的半夏，国内外有众多学者研究。
贾明亮[12]等将十六倍体与八倍体三叶半夏的离体茎栽种，观察二者生长期长短，并在生长3个月后测量其株高、叶柄直径、叶片长宽比；同时，利用电子显微镜观察其保卫细胞、气孔，并测量气孔密度。二者外观形态测定结果表明十六倍体较八倍体生长期延长，植株有矮化、叶片变圆并增厚的趋势。二者微观形态观察结果表明十六倍体较八倍体叶绿体个数多，气孔密度低，得到与欧巧明[13]相同的结果。
潘红梅[9]对遗传资源复杂的川半夏进行了系统研究，对于四川遂宁（N104）、贵州扬拱（N26）、安徽砀山县（N104）三种半夏，运用传统KI-I2法检测花粉活力，结果为1.8、0.9、2.9；运用联苯胺-过氧化氢法检测柱头可受性，结果为96.7、90.0、70.9。其结果表明，当染色体数相同，但产地不同时，半夏花粉活力与柱头可受性同样具有较大差异，进一步说明了半夏的遗传多样性。
表1不同产地半夏的染色体数[7-9]
| 种源地 | 染色体数目 |
| 四川西昌 | 42 |
| 江西樟树 | 74 |
| 山东新泰 | 54 |
| 江苏东台市 | 72、78、84 |
| 云南文山坪寨 | 64、90 |
| 云南文山和平 | 52 |
| 云南文山三合 | 74、76 |
| 云南鹤庆东山 | 54、88 |
| 云南鹤庆马坪 | 36 |
| 云南鹤庆苏桂东坡 | 52 |
| 云南鹤庆羊圈坡 | 64 |
| 山西新绛、山东菏泽 | 117 |
| 湖北潜江、河南信阳、北京密云、四川南充、北京房山、河北易县、江苏南京植物园、安徽旌德、安徽石台、江苏南京灵谷寺、广西药植所、云南沪西、河南唐海县、陕西丹凤县、浙江台州、宁夏泾源、贵州岑巩、浙江丽水四川遂宁、河南内乡、安徽砀山县 |
104 |
| 四川安岳和宜宾、安徽鹞落坪、云南昭通奕良、云南昭通凤凰村、贵州咸宁、四川渠县清溪 | 91 |
| 重庆北碚 | 91、104、117、130、92 |
| 河北安国 | 117 |
| 湖北武汉洪山区 | 104、117、105 |
| 山东莒县 | 104、117、130 |
| 贵州望谟 | 72 |
| 贵州贵阳和赫章 | 108 |
| 甘肃陇南 | 86 |
| 贵州大方和长顺、河南内乡 | 98 |
| 贵州威宁和平凉、湖南 益阳和西、安徽安庆、四川南充 | 96 |
| 贵州遵义、湖北襄阳、河北保定 | 92 |
| 四川达州 | 116 |
| 四川雅安观化和都江堰、四川广元、四川雅安周公山 | 88 |
| 四川雅安、贵州扬拱 | 26 |
| 河南内乡 | 101 |
| 山东荣城 | 78 |
魏淑红[14]等于四川省南充市高坪区中坝半夏栽培基地随机取5个样点，观察半夏珠芽情况，据调查，珠芽共有叶柄下端、叶柄近基部、叶柄下端三种着生方式，运用SPSS软件对统计数据进行分析，计算珠芽数的遗传变异系数为0.443，表明珠芽数有较大的遗传变异程度。
李明旺等[15]以表2中半夏属5个种，来源于不同产地的10个群体，观察其珠芽发生状况，发现基数为13的鹞落坪半夏、虎掌、盾叶半夏无珠芽，基数为9的滴水珠、半夏有珠芽，对于半夏单独一个种，珠芽数有随染色体数增加而增加的趋势。这说明半夏珠芽发生与染色体倍性相关，珠芽数目随着染色体倍性增加而增加。
潘平等[16]采用HPLC法[17]测定十六倍体与八倍体半夏中草酸、草酸钙的含量，测定结果表明十六倍体块茎中草酸和草酸钙的含量均低于八倍体，但其原球茎中草酸和草酸钙的含量均高于八倍体，说明染色体加倍可以减少半夏块茎中草酸和草酸钙的含量，降低半夏的刺激性，但原球茎中二者含量增加还未有解释。
半夏中的总有机酸具有止咳、祛痰、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡等作用[18]，是药典中半夏质量标准控制成分之一。王冰洁[19]利用电位滴定法[1]测定十六倍体与八倍体半夏中总有机酸含量，其结果表明十六倍体半夏原球茎中有机酸含量高于其块茎，十六倍体半夏块茎和原球茎中有机酸含量均高于八倍体，这说明染色体加倍一定程度上可以增加半夏的疗效。
潘红梅[9]以来自四川各地，染色体数为26、78、84、88、91、96、98、104、107、117的半夏为材料，通过冰水提取法、Tris-HCl缓冲液提取法、Na3PO3溶液提取法、PVP溶液提取法四种方法提取叶片、块茎蛋白，并进行凝胶电泳，对每份半夏所得电泳图谱按条带的有无（1/0）统计，参照Nei[20]的方法计算遗传相似系数（GS），计算结果为所用半夏叶片可溶蛋白GS变异范围在0.333~1.000之内，平均值为0.786；块茎溶蛋白GS变异范围在0.500~1.000之内，平均值为0.678。对得到的可溶蛋白凝胶图谱进行分析，仅有3条条带为所有材料所共有表明半夏有较丰富的遗传资源。潘红梅[9]根据以上结果对所有材料进行聚类分析，发现染色体数相近或相同的材料有聚合的趋势，并在叶片可溶蛋白中明显，有少数例外存在。
生物碱、β-谷甾醇是半夏的主要成分，不同居群间差异很大[21-22]，此外，不同的采收时期也会影响其含量。潘红梅[9]利用考马斯亮蓝法测定半夏中可溶蛋白含量，利用传统方法提取生物碱、β-谷甾醇。其结果表明不同产地、不同染色体数的半夏可溶蛋白、生物碱、β-谷甾醇变化较大。
陈华国等[23]等采用高效液相色谱法测定贵州、四川、云南、安徽、山东、甘肃、河南等地半夏总生物碱含量，其变化范围为0.009~0.032，高低相差35倍多。费顺改等[24]等对甘肃西和、天水、单县地区栽培、野生半夏采用氯仿提取、紫外-可见光分光光度计在416nm测定总生物碱含量，其变化范围为0.0132~0.0332，其中栽
培种含量高于野生种。于超[25]、白权[26-27]、魏淑红[28]等采用不同的方法测定四川等地半夏中总生物碱含量，发现各地总生物碱含量变化范围较大，高低相差四倍或更多。这说明不同产地半夏的遗传物质较复杂。
核苷酸是生物细胞内维持生命活动的基本元素，参与DNA代谢，具有多种抗性，并起到治疗作用[29]。鸟苷与腺苷同样是生物碱类成分，与半夏疗效有一定的相关性。
王冰洁[19]利用超声波法提取十六倍体与八倍体半夏中的鸟苷，其结果表明八倍体半夏原球茎中鸟苷含量高于其药用部位块茎，十六倍体块茎和原球茎含量无显著差异。但是，十六倍体块茎中鸟苷含量高于八倍体。张科卫[30]利用高效液相色谱法测定河南、浙江 、四川、贵州 、陕西 、江西、安徽、山西、湖南 、湖北 、河北地区的半夏中的鸟苷含量，含量从0.003802~0.0220不等。赵杨[31]、刘冬兰[32]同样利用高效液相色谱法测定贵州不同地区半夏鸟苷含量，鸟苷含量差别很大；赵杨[31]利用高效液相色谱法测定贵州不同地区半夏腺苷含量，测定其变化范围为33.43μg·g-1~127.47μg·g-1。张严方[33]采用HPLC法测定自四川、贵州、重庆、甘肃、云南、湖南六省半夏鸟苷、尿苷的含量，发现从东南到西北，半夏中的核苷含量逐渐增加。
应用前景：
国内研究多关于八倍体半夏与十六倍体半夏形态、化学成分含量的差异，缺少对于不同倍性间半夏形态与化学成分的比较与分析。半夏的染色体加倍与其无性繁殖有关，在实际生产中，半夏多用块茎等无性繁殖方法，研究倍性对于半夏特性的影响，有助于选择良好的半夏种质。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标、内容：
1.观察不同地区半夏的染色体数目。
2.比较不同产地、不同倍性半夏的部分生物学特征。
3. 研究的方法与方案
研究方法：
对照法、统计学方法
技术路线：
4. 研究创新点
特色或创新之处
1.比较相同染色体数，不同产地半夏的生物特性。
2.对于南北两地的半夏，分析其特性对于地域的适应性。
5. 研究计划与进展
研究计划：
一、2019年4月于大棚中栽种半夏材料。
二、2019年6月-2020年6月，待半夏植株生长健壮时，取半夏根尖，观察其染色体数目。
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