潞黨參四倍體優(yōu)良株系LDSS-5號的性狀觀察及多糖含量研究

李香串

(山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

山西為黨參的地道產(chǎn)區(qū)之一[1]，“潞黨參”為桔?？浦参稂h參[Codonopsispilosula(Franch.)Nannf.]的干燥根[2]，栽培歷史悠久，品質(zhì)上乘。本研究以潞黨參為實(shí)驗(yàn)材料，采用誘變與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合的方法選育出潞黨參四倍體株系LDSS-5號，以期解決潞黨參生產(chǎn)中存在的品種混雜、產(chǎn)量低、抗逆性差等問題[3]，本文主要針對潞黨參LDSS-5號植株與潞黨參二倍體植株的栽培性狀以及有效成分多糖含量進(jìn)行了比較研究，以驗(yàn)證潞黨參四倍體株系LDSS-5號的優(yōu)良性狀和質(zhì)量品質(zhì)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以選育出的潞黨參LDSS-5號為觀察研究對象(四倍體細(xì)胞鑒定見圖1～圖6)，以二倍體潞黨參為對照。處理1：LDSS-5號組培苗移栽二年；處理2：LDSS-5號二代種子直播三年生；處理3：LDSS-5號二代種子育苗一年，移栽二年；處理0(對照)：黨參二倍體植株，直播三年生；每個(gè)處理種植90 m2，分為6個(gè)小區(qū)播種，每小區(qū)15 m2。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 葉片大小觀察 根據(jù)花的大小，固定葉位數(shù)，使用游標(biāo)卡尺測定葉片橫徑和縱徑，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(葉片外觀形態(tài)見圖7～圖9)。

圖7 外觀形態(tài)(左為四倍體、右為二倍體)

圖8 外觀形態(tài)(左為四倍體、右為二倍體)

圖9 葉片(左為四倍體、右為二倍體)

1.2.2 花冠直徑 于花開放期7月6日左右，使用游標(biāo)卡尺測量目標(biāo)株的花冠直徑，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(花的外觀形態(tài)見圖10)。

1.2.3 莖徑 使用游標(biāo)卡尺測量靠近蘆頭1 cm處的莖徑，并計(jì)算其平均值。

1.2.4 種子千粒重及出苗率 千粒重測定方法：采收的種子去雜去劣，于室內(nèi)自然干燥，將種子充分混合后，不加選擇地?cái)?shù)取3份種子試樣，每份1 000粒，分析天平稱重，計(jì)算平均值；出苗率測定方法：于春季播種后15天開始，每隔3天統(tǒng)計(jì)一次，直至黨參苗高15 cm時(shí)，計(jì)算出苗數(shù)及出苗率。

圖10 花朵(上為四倍體、下為二倍體)

1.2.5 單支根重 于11月19日隨機(jī)采挖參苗，使用天平稱量根的鮮重(根的形態(tài)見圖11～圖13)。

圖11 四倍體根獅子盤頭

圖12 四倍體根

圖13 根的形態(tài)(左為四倍體黨參、右為二倍體)

1.2.6 產(chǎn)量 試驗(yàn)每個(gè)小區(qū)15 m2試驗(yàn)田見圖14，每個(gè)處理各隨機(jī)選3個(gè)小區(qū)，即重復(fù)3次。

1.2.7 多糖含量研究

以葡萄糖為參照物，采用“苯酚—濃硫酸比色法” 測定黨參多糖含量。

1.2.7.1 樣品、儀器及試劑 樣品：LDSS-5號干燥根、二倍體黨參干燥根。(二者均為三年生植株的干燥根，采自長治試驗(yàn)點(diǎn))。儀器：島津UV-120-02可見紫外分光光度計(jì)。試劑：葡萄糖對照品(AR)，苯酚(AR)，硫酸(AR)。

1.2.7.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 對照品溶液的配制：精密稱取于105 ℃干燥至恒重的葡萄糖對照品100.0 mg，置100 mL容量瓶中，加水溶解后稀釋至刻度，搖勻，得對照品溶液(1 μg.μL-1)。

苯酚溶液的配制：取苯酚100 g，蒸餾，收集182 ℃餾分，稱取此餾分10 g，加水190 g，置棕色瓶內(nèi)，即得。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備：精密吸取(微量注射器)對照品溶液10、30、50、70、90 μL，分別置于10 mL具塞刻度試管中，各加水至2 mL，再各加苯酚試液1 mL，搖勻，迅速滴加硫酸5 mL，輕輕混勻，放置5 min，置沸水浴中加熱15 min，取出，冷卻至室溫。另加蒸餾水2 mL，加入苯酚及硫酸，同法操作，作為空白對照液。按分光光度法在490 nm波長處測定吸收度，其結(jié)果見表1。將表1數(shù)據(jù)作回歸處理，得回歸方程：A=-0.003 6+0.049 45c(R=0.999 0)。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線吸收度值

樣品溶液的制備：精密稱取樣品粉末(過40目篩)約0.5 g，置燒瓶中，加80%乙醇250 mL，水浴上回流80 min，趁熱過濾，殘?jiān)脽岬?0%乙醇洗滌(10 mL×3)。殘?jiān)B同濾紙置原燒瓶中，加水500 mL，沸水煮提1 h，趁熱過濾，殘?jiān)脽崴礈?20 mL×3)，洗液并入燒瓶中，放冷，移至1 000 mL容量瓶中，加水至刻度，搖勻，即得。

1.2.7.3 含量測定 精密吸取25 mL樣品溶液，置50 mL容量瓶中，加水至刻度，搖勻。精密吸取該供試液2 mL，置10 mL具塞刻度試管中，按照曲線制備項(xiàng)下的方法測定吸收度。從回歸方程中求出供試液中的葡萄糖的含量，并計(jì)算樣品中多糖的含量。計(jì)算公式：多糖含量(%，W/W)=C·D/W×100%，其中C=供試液中葡萄糖含量(μg.mL-1)，D=稀釋倍數(shù)，W=樣品量。

1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片大小觀察研究

每個(gè)處理隨機(jī)選擇3個(gè)小區(qū)，每小區(qū)選擇10株，共30株，測量葉片橫徑和縱徑，結(jié)果見表2。

表2 葉片橫徑、縱徑及分析

由表2可知，葉片橫徑平均值比較，處理1比對照寬1.716 cm，處理2比對照寬1.378 cm，處理3比對照寬1.470cm，說明不論采用哪一種繁殖方法生產(chǎn)的四倍體LDSS-5號植株，其葉片均比對照二倍體植株的葉片寬。

葉片縱徑比較，處理1比對照長0.942 cm，處理2比對照長0.500 cm，處理3比對照長0.648 cm，說明不論采用哪一種繁殖方法生產(chǎn)的四倍體LDSS-5號植株，其葉片均比對照二倍體植株長。

表2方差分析結(jié)果表明：四倍體植株葉片橫徑與對照二倍體植株比較差異極顯著，四倍體植株葉片縱徑與對照二倍體植株比較差異顯著，說明四倍體植株葉片大小與對照二倍體植株葉片大小比較差異顯著，符合多倍體葉片巨大的特性。

2.2 花冠大小觀察研究

據(jù)觀察黨參花蕾期在6月28日～7月1日之間，花開放期在7月6日左右，本試驗(yàn)于7月6日選擇LDSS-5號株系和二倍體株系已開放的花朵，使用游標(biāo)卡尺測量其花冠直徑，結(jié)果見表3。

表3 花冠直徑、莖徑結(jié)果及分析

由表3可知，花冠直徑平均值比較，處理1比對照大0.704 cm，處理2比對照大0.495 cm，處理3比對照大0.545cm，說明不論采用哪一種繁殖方法生產(chǎn)的四倍體LDSS-5號植株，其花冠直徑均比對照二倍體植株大。

表3方差分析結(jié)果表明：四倍體植株花冠大小與二倍體植株比較差異極顯著，符合多倍體花器官巨大的特性。

2.3 莖徑觀察研究

結(jié)果見表3。

由表3可知：莖徑平均值比較，處理1比對照大0.232 cm，處理2比對照大0.127 cm，處理3比對照大0.137 cm，說明不論哪種繁殖方法栽培的四倍體植株莖均比二倍體粗。

表3方差分析結(jié)果表明：四倍體植株莖徑與二倍體植株比較差異顯著，說明四倍體植株莖較粗大，符合多倍體器官巨大型的特征。

2.4 種子千粒重及出苗率

2.4.1 種子千粒重 據(jù)觀察研究，四倍體LDSS-5號目標(biāo)株系單株所產(chǎn)的種子量少，但種子粒大，分析天平測定其千粒重，結(jié)果見表4。

表4 種子千粒重、出苗率結(jié)果及分析

由表4可知：千粒重平均值比較，處理1比對照重0.268 g，處理2比對照大0.260 g，處理3比對照大0.243 g，說明不論哪種繁殖方法栽培的四倍體植株所產(chǎn)的種子均比二倍體大。

表4方差分析結(jié)果表明：與二倍體比較千粒重差異極顯著，符合多倍體器官巨大型的特征。

2.4.2 種子的出苗率 種子于春季4月上旬田間進(jìn)行播種，出苗結(jié)果見表4。

由表4可知，種子出苗率比較，處理1比對照低51.1%，處理2比對照低49.3%，處理3比對照低49.3%。

表4方差分析結(jié)果表明：與二倍體種子出苗率比較，四倍體種子出苗率較低，且差異極顯著。

2.5 單株根鮮重研究

秋季地上部分枯萎后，于11月19日隨機(jī)采挖四倍體及二倍體植株的根，除去藤蔓及泥土，趁鮮稱重，結(jié)果見表5。

表5 單支根重、產(chǎn)量(鮮重)結(jié)果及分析

由表5可知，單支根重平均值比較，處理1比對照重34.9 g，處理2比對照重29.0 g，處理3比對照重31.1 g。

表5單支根重方差分析結(jié)果表明：四倍體植株單支根重明顯，且與對照二倍體比較差異極顯著，符合多倍體器官巨大型的特征。

2.6 產(chǎn)量測試

黨參鮮重產(chǎn)量及折合產(chǎn)量見表5。

由表5可知：由小區(qū)平均產(chǎn)量折合成每666.6 m2產(chǎn)量比較，處理1比對照二倍體平均高出232 kg，增產(chǎn)率達(dá)到79.4%(折合產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量會有差距)，處理2比對照二倍體平均高出222 kg，增產(chǎn)率達(dá)到76.0%，處理3比對照二倍體平均高出224 kg, 增產(chǎn)率達(dá)到76.7%。

表5方差分析結(jié)果表明：四倍體小區(qū)平均產(chǎn)量遠(yuǎn)高于二倍體小區(qū)平均產(chǎn)量，且差異極顯著，折合成每666.6 m2產(chǎn)量差異也極顯著，進(jìn)一步說明新選育出的四倍體LDSS-5號株系能顯著增加單產(chǎn)量。

2.7 多糖含量研究

多糖含量測定結(jié)果見表6。

表6 多糖含量結(jié)果及分析

由表6可知，多糖含量比較，處理1比對照二倍體高4.15%，處理2比對照二倍體高3.79%，處理3比對照二倍體高3.60%。

表6方差分析結(jié)果表明：四倍體黨參多糖含量高于二倍體，與二倍體比較差異顯著，符合多倍體的特征。

3 討 論

3.1 多倍體藥用植物一般具有根、莖、葉、花和果的巨大型[4]，本研究中不論采用哪種繁殖方法栽培的潞黨參四倍體株系LDSS-5號，與二倍體植株比較，其葉、花、莖、根及種子都表現(xiàn)出了巨大型，說明其性狀優(yōu)良。

3.2 四倍體黨參多糖含量高于二倍體黨參，符合多倍體的特征。染色體是決定生物個(gè)體性狀基因的載體，而作為中藥質(zhì)量標(biāo)志的有效成分是受基因控制的，由于多倍體的基因劑量倍增，從而使植物的一些生理生化過程隨之加強(qiáng)，新陳代謝旺盛，其體內(nèi)的某些生化成分的含量也相應(yīng)提高[4]。本研究中潞黨參四倍體株系LDSS—5號的多糖成分高于二倍體植株，對提高潞黨參的品質(zhì)具有重要意義。

3.3 根據(jù)以上研究結(jié)果可以肯定，所選育出的潞黨參四倍體株系LDSS—5號性狀優(yōu)良，初步達(dá)到了黨參高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的育種目標(biāo)。

圖14 試驗(yàn)田

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉德軍，路濤．黨參[M]．北京：中國中醫(yī)藥出版社，2001．

[2] 國家藥典委員會．中國藥典(一部)[S]．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：264．

[3] 陳素萍．黨參多倍體植株二代的形態(tài)及細(xì)胞學(xué)觀察[J]．科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20(34)：177-178．

[4] 周春娥，路淑霞，周延清，等．藥用植物人工誘導(dǎo)多倍體育種的研究進(jìn)展[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(33)：14600．