航天誘變種苗大小對(duì)當(dāng)歸物候特征、抗逆生理特性及藥材產(chǎn)量的影響

劉宇曉，郭鳳霞，陳 垣,2，王紅燕，焦旭升，金建琴，劉曉峰

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，農(nóng)學(xué)院/甘肅省中藥材規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省藥用植物栽培育種工程研究中心/甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730070；2.甘肅天士力中天藥業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅省特色藥用植物資源保護(hù)與利用工程實(shí)驗(yàn)室/甘肅省特色藥材規(guī)范化可追溯栽培工程技術(shù)研究中心，甘肅定西 748100)

當(dāng)歸Angelicasinensis(Oliv.) Diels為傘形科當(dāng)歸屬多年生草本藥用植物，最早載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，素有“婦科圣藥”之稱[1]，被列為補(bǔ)血藥之首[2]，當(dāng)歸味甘、辛、微苦，歸肝、心、脾經(jīng)，具有補(bǔ)血活血、調(diào)經(jīng)止痛，潤(rùn)腸通便的功效，用于血虛萎黃、月經(jīng)不調(diào)等癥[3]。是治療婦科疾病的常用中藥[4]。

甘肅岷縣所產(chǎn)當(dāng)歸質(zhì)量最佳，被譽(yù)為中國(guó)當(dāng)歸之鄉(xiāng)[5]，然而，當(dāng)歸栽培品種主要為農(nóng)家地方品種，為多種類(lèi)型的混合體[6]，隨著種植年限的延長(zhǎng)，品種退化明顯，早期抽薹率高，根病嚴(yán)重。盡管有人[6]開(kāi)展了當(dāng)歸新品種選育研究，但目前尚不能解決生產(chǎn)上存在的問(wèn)題。航天誘變育種是指通過(guò)將植物種子搭載宇宙飛船或返回式衛(wèi)星，利用太空中的強(qiáng)輻射、微重力、高真空和弱磁場(chǎng)等使其性狀發(fā)生遺傳變異，然后從中選育出具有優(yōu)良特性的現(xiàn)代育種新技術(shù)[7-10]，利用航天誘變途徑已在中藥材品種選育中初步得到應(yīng)用[11-13]。本研究采用航天誘變進(jìn)行育種，在有機(jī)栽培條件下探索當(dāng)歸航天新品種選育，以期選育符合育種目標(biāo)的當(dāng)歸新品種。航天誘變當(dāng)歸種苗大小變異較大，對(duì)不同大小種苗的特性尚不了解，因此，本試驗(yàn)在誘變育種的基礎(chǔ)上主要研究種苗大小對(duì)當(dāng)歸成藥栽培生理生化特性及品質(zhì)和產(chǎn)量的影響。旨在找出誘變育種后種苗大小與當(dāng)歸藥材品質(zhì)、產(chǎn)量的關(guān)系，為選育當(dāng)歸新品種在苗期選單株提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省定西市岷縣禾馱鄉(xiāng)石家臺(tái)村，地理位置為北緯N 34°0′26″，東經(jīng)E 104°0′01″，屬典型溫帶大陸性季風(fēng)氣候，海拔2 800 m，年均降雨量800 mm左右，平均溫度4.7 ℃，4-10月當(dāng)歸生長(zhǎng)期平均溫度5.5 ℃。該區(qū)高寒陰濕，土壤類(lèi)型為高山草甸土，肥沃疏松，適宜當(dāng)歸生長(zhǎng)，是當(dāng)歸的主要道地產(chǎn)區(qū)[5]。當(dāng)歸育苗采用熟地黃芪茬口育苗，整地時(shí)打碎土垡，清除石礫和雜草，耙平。

1.2 種苗來(lái)源

試驗(yàn)用材料為2016年航天誘變當(dāng)歸2 a生早期抽薹SP2代種子，經(jīng)熟地黃芪茬口育成的種苗，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院陳垣教授鑒定為當(dāng)歸[Angelicasinensis(Oliv.) Diels]種苗。

1.3 當(dāng)歸成藥栽培

當(dāng)歸成藥栽培試驗(yàn)于2020年4月27日進(jìn)行，前茬黃芪，種苗成藥栽培采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，首先參照甘肅省地方標(biāo)準(zhǔn)(DB62/T 2549-2014)和邱黛玉等[14]對(duì)當(dāng)歸種苗的分級(jí)方法，將當(dāng)歸種苗分為3個(gè)大小等級(jí)(表1)，然后將各級(jí)種苗采用覆黑膜穴栽，每處理重復(fù)3次, 共9個(gè)小區(qū), 小區(qū)面積3 m×6 m=18 m2。移栽穴距40 cm，每穴2苗，每壟膜4行，小區(qū)間距0.50 m，四周設(shè)1 m保護(hù)帶。

表1 當(dāng)歸種苗大小分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Size grading standard of A.sinensis seedlings

1.4 當(dāng)歸成藥栽培期返青率、成活率及早期抽薹率測(cè)定

移栽后觀察各級(jí)種苗返青動(dòng)態(tài)，5月下旬統(tǒng)計(jì)返青率，5-7月份統(tǒng)計(jì)成活率，6-8月統(tǒng)計(jì)早期抽薹率，5-10月的每月中旬對(duì)植株的生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)進(jìn)行測(cè)量。

返青率=返青株數(shù)/移栽總苗數(shù)×100%

移栽成活率=成活株數(shù)/移栽總苗數(shù)×100%

早期抽薹率=早期抽薹株數(shù)/返青總株數(shù)×100%

1.5 當(dāng)歸成藥栽培期地上部生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)測(cè)定

2020年6月3日當(dāng)歸返青后，隨機(jī)掛牌定株，每重復(fù)15株，每處理共45株，測(cè)定當(dāng)歸株高、株幅、復(fù)葉數(shù)、葉柄粗、葉長(zhǎng)、葉寬等地上部生長(zhǎng)指標(biāo)，以后每月測(cè)定1次，直到當(dāng)歸地上部枯萎。采用卷尺測(cè)定株高和株幅(精度1/10 cm)，采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗(精度1/1 000 mm)，數(shù)取單株葉片數(shù)。

1.6 當(dāng)歸葉片采集及抗逆生理指標(biāo)測(cè)定

2020年7月5日、8月25日、9月26日分別采集各處理長(zhǎng)勢(shì)一致、高度相同的當(dāng)歸中上部位葉片，采集后將當(dāng)歸葉片分別放入含有液氮的冰盒中，當(dāng)天帶回甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)中草藥栽培與鑒定實(shí)驗(yàn)室，放置4 ℃冰箱，用于抗逆生理指標(biāo)的 測(cè)定。

參照Guo等[15]的方法，脂質(zhì)過(guò)氧化程度以丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量和組織自動(dòng)氧化速率(autoxidation rate，AR)衡量，AR測(cè)定5 h后的MDA含量，以每小時(shí)MDA含量的平均增加量來(lái)表示組織自動(dòng)氧化速率。超氧物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性采用氮藍(lán)四唑(nitro-blue tetrazolium，NBT)光化還原法測(cè)定，以每分鐘反應(yīng)抑制NBT 光化還原 50% 定義為 1 個(gè)酶活性單位(U)，過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)活性采用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定，以在470 nm 處每分鐘酶活增加1為1個(gè)酶活性單位(U)，過(guò)氧化氫酶(catalase，CAT)活性采用紫外吸收法測(cè)定，以每分鐘酶活減少1為1個(gè)酶活性單位(U)。

1.7 當(dāng)歸藥材農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的測(cè)定

2020年10月17日為當(dāng)歸藥材采挖期，每小區(qū)隨機(jī)抽取15株，每處理共30株，測(cè)定藥材根農(nóng)藝性狀，并對(duì)小區(qū)藥材根計(jì)數(shù)，測(cè)定小區(qū)鮮藥材產(chǎn)量，最后換算為每公頃鮮藥材產(chǎn)量。

1.8 當(dāng)歸根部灰分和主要藥用成分的測(cè)定

2020年10月20日將所有當(dāng)歸藥材統(tǒng)一陰干，陰干后，將各個(gè)小區(qū)的樣品單獨(dú)粉碎、混合均勻、過(guò)2號(hào)篩，之后測(cè)定其含量指標(biāo)。

當(dāng)歸藥材灰分、水分、浸出物、阿魏酸和藁本內(nèi)酯等品質(zhì)指標(biāo)及成分含量測(cè)定參照《中華人民共和國(guó)藥典》(2020年版)。

1.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和制圖，用SPSS 21.0軟件進(jìn)行方差分析及顯著性分析，多重比較采用 Duncan’s法。

2 結(jié)果與分析

2.1 種苗大小對(duì)當(dāng)歸物候特征的影響

由表2可見(jiàn)，不同等級(jí)種苗移栽后其返青率、成活率和早期抽薹率均出現(xiàn)差異，但趨勢(shì)均表現(xiàn)為大苗>中苗>小苗，其中，3種種苗的返青率和成活率無(wú)顯著差異(P>0.01)，大種苗返青率比中種苗和小種苗僅提高1.75%和2.90%，成活率比中種苗和小種苗提高2.75%和4.69%，但抽薹率卻表現(xiàn)出極顯著差異性(P<0.01)，大種苗較中種苗抽薹率增加32.06%，較小種苗抽薹率增加50.28%。

表2 不同種苗大小當(dāng)歸物候特征Table 2 Phenological characteristics of A.sinensis under different sizes of seedlings

2.2 種苗大小對(duì)當(dāng)歸地上部生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由圖1可知，當(dāng)歸群體生長(zhǎng)的總體趨勢(shì)在8月25日植株達(dá)到最大高度，之后開(kāi)始逐步下降。當(dāng)歸大苗在8月3日之后開(kāi)始快速增長(zhǎng)，8月25日達(dá)到最高值。8月初，氣溫較高，雨水充沛，當(dāng)歸植株開(kāi)始迅速生長(zhǎng)，不斷長(zhǎng)出新葉片。8月25日之后，天氣逐漸變涼，老葉凋零。

圖1 航天搭載不同大小當(dāng)歸種子育成種苗成藥株生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的比較Fig.1 Comparison of growth dynamics of A.sinensis seedling with different sizes in space

還可看出，大、中、小種苗苗生長(zhǎng)的整體趨勢(shì)相似，不同的是，大種苗的生長(zhǎng)速度較快，小種苗的生長(zhǎng)速度緩慢，但都在8月25日前后達(dá)到最大值并且不再繼續(xù)增高。株幅、葉柄粗、復(fù)葉數(shù)和葉面積的生長(zhǎng)趨勢(shì)均與株高的生長(zhǎng)趨勢(shì)大致相似，并且均是大種苗生長(zhǎng)速度大于中種苗和小種苗。

2.3 種苗大小對(duì)當(dāng)歸成藥栽培抗逆性的影響

2.3.1 種苗大小對(duì)當(dāng)歸成藥栽培葉片MDA含量與組織自動(dòng)氧化速率的影響 植物在逆境下產(chǎn)生的大量活性氧自由基會(huì)引起膜脂質(zhì)過(guò)氧化，進(jìn)而損傷膜系統(tǒng)，MDA是膜脂過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，濃度過(guò)高有毒害作用，但低濃度具有信號(hào)誘導(dǎo)生物體增強(qiáng)抗逆性的功能。由圖2可知，在當(dāng)歸生長(zhǎng)前期，大苗栽葉片MDA含量極顯著高于中苗栽和小苗栽(P<0.01)，但組織自動(dòng)氧化速率表現(xiàn)為大苗栽顯著低于小苗栽(P<0.01)，與中苗栽無(wú)顯著差異(P>0.05)；在當(dāng)歸生長(zhǎng)中期，當(dāng)歸葉片MDA含量與前期相似，組織自氧化率為中苗栽顯著低于大苗栽與小苗栽(P<0.01)；在當(dāng)歸生長(zhǎng)后期，當(dāng)歸葉片組織MDA含量明顯增加(CV=35.32%)，其中，小苗栽MDA含量高于同時(shí)期大苗栽與中苗栽當(dāng)歸，自動(dòng)氧化速率低于同時(shí)期大苗栽與中苗栽當(dāng)歸。

圖2 不同種苗大小當(dāng)歸成藥栽培葉片MDA含量和自動(dòng)氧化速率Fig.2 Content of MDA and automatic oxidation rate of A.sinensis under different sizes of seedlings

2.3.2 種苗大小對(duì)當(dāng)歸成藥栽培葉片抗氧化酶活性的影響 不同種苗大小對(duì)當(dāng)歸葉片抗氧化酶活性具有一定的影響(圖3)。生長(zhǎng)初期，大苗栽當(dāng)歸葉片POD和SOD活性最高，中苗栽與小苗栽活性較弱，彼此無(wú)顯著性差異(P>0.05)，大苗栽當(dāng)歸葉片CAT活性高于小苗栽與中苗栽，但與中苗栽差異不顯著(P>0.05)；生長(zhǎng)中期，大苗栽當(dāng)歸葉片POD活性顯著高于中苗栽與小苗栽，而小苗栽SOD活性高于大苗栽與中苗栽，CAT活性三處理無(wú)顯著性差異；在生長(zhǎng)后期，同樣大苗栽當(dāng)歸葉片SOD活性大于中苗栽大于小苗栽，而POD和CAT活性三處理基本持平，中苗栽CAT活性高于大苗栽和小苗栽，差異顯著。這與當(dāng)歸的生長(zhǎng)勢(shì)有關(guān)，在生長(zhǎng)前期，大苗栽當(dāng)歸生長(zhǎng)發(fā)育態(tài)勢(shì)強(qiáng)，生活力旺盛，而中苗栽與小苗栽當(dāng)歸生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，生活力較弱，在生長(zhǎng)后期，大苗栽當(dāng)歸由于前期生長(zhǎng)發(fā)育好而在后期生活力變?nèi)?，小苗栽與中苗栽當(dāng)歸卻在后期仍具有生活力，因此其酶活性基本一致。

圖3 不同種苗大小當(dāng)歸成藥栽培葉片抗氧化酶活性Fig.3 Antioxidant enzyme activities in leaves under different sizes of A.sinensis seedlings

2.4 種苗大小對(duì)當(dāng)歸成藥栽培品質(zhì)指標(biāo)及產(chǎn)量的影響

由表3可知，種苗大小對(duì)苗栽當(dāng)歸蘆頭長(zhǎng)、蘆頭粗、根長(zhǎng)、根粗、側(cè)根數(shù)等根部形態(tài)無(wú)顯著影響(P>0.05),但對(duì)單株鮮質(zhì)量、單根鮮質(zhì)量以及根鮮產(chǎn)量具有顯著影響(P<0.05)。中苗栽當(dāng)歸單株鮮質(zhì)量最高(m=111.80 g)，但其單根鮮質(zhì)量(m=81.81 g)不及小苗栽(m=84.17 g)；大苗栽單株鮮質(zhì)量最低(m=78.85 g)，這是因?yàn)榇竺缭援?dāng)歸生長(zhǎng)速度快，后期葉片衰老發(fā)黃后脫落嚴(yán)重，其地上部分鮮產(chǎn)量較低(m=19.53 g)，而中苗栽當(dāng)歸在生長(zhǎng)后期生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)較好，葉片干枯脫落少，地上部分鮮產(chǎn)量最高(m=29.99 g，P<0.05)；小苗栽當(dāng)歸的根單根鮮質(zhì)量最大，其產(chǎn)量(6 382.46 kg/hm2)也極顯著高于大苗栽與中苗栽(P< 0.01)，大苗栽當(dāng)歸產(chǎn)量最低，僅為1 073.48 kg/hm2，可能由于大苗栽當(dāng)歸生殖生長(zhǎng)強(qiáng)于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，將土壤中的養(yǎng)分用于供給地上部分的生長(zhǎng)，而小苗栽與中苗栽當(dāng)歸地上部分生長(zhǎng)緩慢，將土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收后用于根部生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)強(qiáng)度大于生殖生長(zhǎng)，因此小苗栽當(dāng)歸單根鮮質(zhì)量與根鮮產(chǎn)量均最佳，中苗栽次之，大苗栽最低。

表3 航天誘變當(dāng)歸不同種苗大小的藥材農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量Table 3 Agronomic characters and yield of radix A.sinensis by space mutation under different sizes of seedlings

2.5 種苗大小對(duì)當(dāng)歸成藥栽培品質(zhì)指標(biāo)及含量的影響

由表4和圖4可知，不同苗栽當(dāng)歸的品質(zhì)與含量具有顯著性差異(P<0.05)，大苗栽當(dāng)歸總灰分(7.13%)和酸不溶性灰分(2.06%)超過(guò)藥典規(guī)定(2020版，<7.0%，<2.0%)，小苗栽和中苗栽當(dāng)歸總灰分和酸不溶性灰分都顯著小于大苗栽且都符合藥典規(guī)定(P<0.01)；浸出物含量都符合藥典規(guī)定(≥45%)但各苗栽當(dāng)歸差異顯著 (P<0.01)，小苗栽當(dāng)歸浸出物含量最高 (51.13%)，大苗栽和中苗栽浸出物含量較低，差異不顯著 (P>0.05)；阿魏酸和藁本內(nèi)酯含量均為小苗栽最高(0.133%，1.409%)，顯著(P< 0.01)高于大苗栽(0.063%，0.630%)而與中苗栽 (0.129%， 0.123%)差異不顯著(P>0.05)，但都符合藥典規(guī)定(≥0.050%，≥0.4%)。

表4 航天誘變當(dāng)歸不同種苗大小成分含量Table 4 Content of A.sinensisunder treament of space induction

圖4為不同苗栽當(dāng)歸成藥超高效液相圖譜，混合標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖(A)；不同苗栽當(dāng)歸成藥根的阿魏酸含量超高效液相色譜圖(B)；不同苗栽當(dāng)歸成藥根的藁本內(nèi)酯含量超高效液相色譜圖(C)

3 討 論

3.1 合理選擇種苗可以降低當(dāng)歸早期抽薹率

在當(dāng)歸生產(chǎn)中，第1年育苗，第2年移栽成藥，將肉質(zhì)根收獲用作當(dāng)歸藥材，如果要留種，則將第2年當(dāng)歸留株越冬，經(jīng)春化作用后抽薹開(kāi)花，但目前在當(dāng)歸生產(chǎn)中第2年就會(huì)出現(xiàn)早期抽薹現(xiàn)象，即30%以上的植株抽薹開(kāi)花，嚴(yán)重者高達(dá)70%以上[16]，使當(dāng)歸根部木質(zhì)化，成藥少，有效成分含量低，成藥生產(chǎn)效率低。本試驗(yàn)得出，小苗栽當(dāng)歸抽薹率較低，僅7.97%，中苗栽當(dāng)歸抽薹率26.22%，大苗栽當(dāng)歸抽薹率高達(dá)58.25%，抽薹率高是大苗產(chǎn)量低的關(guān)鍵因素。但3類(lèi)苗栽當(dāng)歸返青率和移栽成活率差異不顯著(P>0.05)，大苗栽當(dāng)歸返青率為86.68%，移栽成活率為 76.78%，中苗栽當(dāng)歸返青率為84.93%，移栽成活率為74.03%，小苗栽當(dāng)歸返青率為83.78%，移栽成活率為72.09%，這可能與當(dāng)歸種苗的抗逆性有關(guān)，大苗栽當(dāng)歸初期抗氧化活性好，MDA含量低，膜脂過(guò)氧化速率慢，抗逆性好，可更好地適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境，生長(zhǎng)發(fā)育態(tài)勢(shì)好，生存能力強(qiáng)，但小苗栽當(dāng)歸初期抗氧化酶活性低，MDA濃度較高，植物產(chǎn)生了大量的活性氧自由基引起膜脂過(guò)氧化，苗栽當(dāng)歸抗逆性弱，生長(zhǎng)發(fā)育態(tài)勢(shì)較弱，返青率、移栽成活率較低，中苗栽當(dāng)歸介于兩者之間，因此當(dāng)歸種苗越大返青率和移栽成活率越高，早期抽薹率也越高，在當(dāng)歸生產(chǎn)中合理選擇種苗可以降低成藥栽培當(dāng)歸早期抽薹率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，這與王興政等[17]、邱黛玉等[14]研究結(jié)論相似，幼苗必須滿足一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平才可能通過(guò)春化，所以種苗越大，苗齡越長(zhǎng)，越具備春化條件，越易第2年正常通過(guò)光照階段而提前抽薹開(kāi)花。曾宇馨等[18]通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，輔以CiteSpace軟件分析得出與當(dāng)歸早期抽薹有關(guān)的關(guān)鍵詞主要有反季育苗、內(nèi)外源激素、海拔、連作障礙、生物學(xué)特性等，因此引起當(dāng)歸早期抽薹的因素很多，不能在單一因素上徹底解決當(dāng)歸早期抽薹的問(wèn)題，但可以通過(guò)育種，選育出抽薹率極低的品種，降低當(dāng)歸早期抽薹率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

3.2 合理選擇當(dāng)歸種苗可提高苗栽當(dāng)歸產(chǎn)量與品質(zhì)

優(yōu)質(zhì)種苗來(lái)源是其藥材品質(zhì)和產(chǎn)量的基礎(chǔ)保證[19]，當(dāng)歸產(chǎn)量由群體密度和單株根質(zhì)量構(gòu)成[20]。本研究得出，種苗大小對(duì)苗栽當(dāng)歸蘆頭長(zhǎng)、蘆頭粗、根長(zhǎng)、根粗、側(cè)根數(shù)等根部形態(tài)無(wú)顯著影響(P>0.05)，但對(duì)單株鮮質(zhì)量、單根鮮質(zhì)量以及根鮮產(chǎn)量具有顯著影響(P<0.05)。盡管大苗栽當(dāng)歸蘆頭長(zhǎng)、蘆頭粗、根長(zhǎng)、根粗、側(cè)根數(shù)等都優(yōu)于小苗栽當(dāng)歸，但其單根鮮質(zhì)量卻遠(yuǎn)不及小苗栽當(dāng)歸，這可能與當(dāng)歸木質(zhì)化程度或根部含水量有關(guān)，大苗栽當(dāng)歸地上部分生長(zhǎng)指標(biāo)在個(gè)生長(zhǎng)階段都優(yōu)于小苗栽當(dāng)歸與中苗栽當(dāng)歸，8月份抽薹率高達(dá)58.25%，木質(zhì)化嚴(yán)重，在生長(zhǎng)后期葉片枯萎，生活力下降，成木質(zhì)根，影響次生代謝產(chǎn)物積累，而小苗栽與中苗栽當(dāng)歸生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，抽薹率低，根部木質(zhì)化程度低，肉質(zhì)根含水量多。因此，雖然各苗栽當(dāng)歸主要質(zhì)量性狀差異不顯著(P>0.05)，但產(chǎn)量差異顯著(P<0.01)，是由于小苗栽和中苗栽當(dāng)歸抽薹率低，根部木質(zhì)化程度小，再加之該試驗(yàn)建立在航天誘變新品種選育的基礎(chǔ)上，8月份當(dāng)歸早期抽薹后拔除抽薹株，使得單位面積大苗栽當(dāng)歸總株數(shù)小于中苗栽和小苗栽當(dāng)歸，產(chǎn)量差異更加顯著。藺海明等[21]和劉新慧等[22]認(rèn)為一般將種苗根直徑控制在0.3～0.5 cm, 百苗質(zhì)量控制在40～70 g其生產(chǎn)效率最高。而王興政等[15]認(rèn)為小苗栽(苗質(zhì)量<0.3 g，蘆頭粗<0.28 cm)當(dāng)歸生活力弱, 產(chǎn)量低, 在實(shí)際生產(chǎn)中中苗栽當(dāng)歸最適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；這可能由于本試驗(yàn)當(dāng)歸種苗來(lái)源與王興政試驗(yàn)所用種苗來(lái)源不一致，本試驗(yàn)所用當(dāng)歸種苗來(lái)源于2016年航天誘變所育SP2代種子所育種苗，航天誘變?cè)鰪?qiáng)了同等級(jí)當(dāng)歸苗栽成藥期植株對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中選擇當(dāng)歸苗栽時(shí)要綜合種苗大小及活性等因素。

3.3 合理選擇當(dāng)歸種苗可有效提高苗栽當(dāng)歸藥用成分含量

當(dāng)歸主要有效成分為揮發(fā)油、阿魏酸、鞣質(zhì)及多糖等[23-24]，阿魏酸和揮發(fā)油的含量是衡量當(dāng)歸內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)[3], 揮發(fā)油中藁本內(nèi)酯的相對(duì)含量是當(dāng)歸內(nèi)在品質(zhì)的一個(gè)標(biāo)志性成分[25]。本研究得出，不同苗栽當(dāng)歸藁本內(nèi)酯及阿魏酸含量均達(dá)到2020年版《中國(guó)藥典》規(guī)定的限度。但不同苗栽當(dāng)歸的品質(zhì)與含量具有顯著性差異 (P<0.05)，大苗栽當(dāng)歸總灰分(7.13%)和酸不溶性灰分(2.06%)超過(guò)藥典規(guī)定(2020版， <7.0%，<2.0%)，小苗栽和中苗栽當(dāng)歸總灰分和酸不溶性灰分都顯著小于大苗栽，且都符合藥典規(guī)定(P<0.01)；浸出物含量都符合藥典規(guī)定(≥45%)，但各苗栽當(dāng)歸差異顯著(P<0.01)，小苗栽當(dāng)歸浸出物含量最高(51.13%)，大苗栽和中苗栽浸出物含量較低，差異不顯著(P>0.05)；大苗栽當(dāng)歸阿魏酸和藁本內(nèi)酯含量最低，小苗栽當(dāng)歸阿魏酸(0.133%)和藁本內(nèi)酯(1.409%)含量最高，中苗栽次之，當(dāng)歸種苗大小與當(dāng)歸成藥阿魏酸和藁本內(nèi)酯含量呈負(fù)相關(guān)，這是因?yàn)樾∶缭援?dāng)歸生長(zhǎng)發(fā)育速度緩慢，成藥有效物質(zhì)積累多，而大苗栽當(dāng)歸則在前期生長(zhǎng)發(fā)育速度快，早期抽薹率高，當(dāng)歸從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)再到花形態(tài)建成, 需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累[17]，因此根部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累少，有效成分含量低。杜弢等[26]也研究得出小苗栽當(dāng)歸成藥阿魏酸含量最高(0.076 2%)，但其認(rèn)為各等級(jí)苗栽當(dāng)歸成藥株間的含量沒(méi)有相關(guān)性，藥材中阿魏酸的含量與種苗等級(jí)沒(méi)有線性關(guān)系，因?yàn)榇竺缭援?dāng)歸阿魏酸含量為0.073 6%，中苗栽當(dāng)歸為0.063 0%。發(fā)生此差異的原因可能是取樣測(cè)定時(shí)的誤差造成或者種苗來(lái)源和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不一致所致。本試驗(yàn)所用種苗來(lái)源于航天誘變育種SP2代種子所育種苗，因此其阿魏酸和藁本內(nèi)酯含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)藥典標(biāo)準(zhǔn)，并且各級(jí)苗栽當(dāng)歸阿魏酸含量都大于杜弢等[26]測(cè)定的當(dāng)歸阿魏酸的含量，小苗栽當(dāng)歸更是其測(cè)定的2倍之多。這也表明航天誘變可以創(chuàng)造出較為優(yōu)異的當(dāng)歸群體，在誘變育種中合理選擇當(dāng)歸種苗可有效提高苗栽當(dāng)歸藥用成分含量，為選擇早期抽薹率低、抗逆性強(qiáng)、成藥率高的優(yōu)良當(dāng)歸新品種奠定良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

本研究中，大苗栽當(dāng)歸成藥株表現(xiàn)出良好的生長(zhǎng)發(fā)育態(tài)勢(shì)，抗逆性強(qiáng)及膜脂過(guò)氧化程度低，但早期抽薹率高，成藥率低。小苗栽當(dāng)歸成藥株地上部前期生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，但地下根性狀較好，單根鮮質(zhì)量大，抽薹率低，單位面積產(chǎn)量高，中苗栽當(dāng)歸除了在生長(zhǎng)后期生長(zhǎng)勢(shì)具有優(yōu)勢(shì)外，產(chǎn)量處于中間水平。綜合來(lái)看，生產(chǎn)中選用小苗栽或中苗栽都能夠降低當(dāng)歸苗栽成藥株早期抽薹率，提高生產(chǎn)效率，但在本試驗(yàn)中，小苗栽當(dāng)歸成藥株表現(xiàn)出優(yōu)良的物候特征和成藥特性，將是新品種選育的寶貴種質(zhì)資源，可為當(dāng)歸航天誘變新品種選育奠定良好的基礎(chǔ)以選擇群體。

致謝:甘肅省定西市岷縣郎銀忠、李雪芳和賈哈柱提供試驗(yàn)地和種苗貯藏條件并協(xié)助田間管理；隴西縣鞏昌鎮(zhèn)園藝村郭志軍、郭天明、郭太平、郭愛(ài)偉和郭愛(ài)峰提供種子貯藏條件并協(xié)助田間管理及取樣；甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士生葛鑫、陳永中、劉蘭蘭、周洋參與當(dāng)歸移栽及指標(biāo)測(cè)定。在此一并表示感謝。