33期

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矶象
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1 中国农学通报 2017,33(33):50-54 Chinese Agricultural Science Bulletin 2 种柴胡植株的种子发芽率与生长发育特性研究李超, 侯大斌 ( 西南科技大学生命科学与工程学院, 四川绵阳 ) 摘要 : 为获得更优质的柴胡品种资源, 本文以 (Bupleurum chinense) 和农家栽培竹叶柴 (Bupleurum marginatum)2 种柴胡为试材, 对其发芽率生长发育特性进行比较研究结果表明, 川北柴 2 号植株的种子发芽率显著高于农家栽培竹叶柴, 且随着种子储存时间的增长,2 种柴胡种子均保持先不变后降低的趋势在不同生长期, 遗传参数的相对标准偏差 (RSD) 均较小, 植株整齐一致, 个体差异小, 遗传性状优良稳定植株的根产量和种子产量均优于农家栽培竹叶柴, 且其药材性状与质量较为均一综合而言, 植株的植物学遗传学及生药学性状优于农家栽培竹叶柴, 具有较高的推广价值关键词 : 柴胡 ; ; 农家栽培竹叶柴 ; 发芽率 ; 遗传参数 ; 生长发育特性中图分类号 :R286.1 文献标志码 :A 论文编号 :casb Germination Rate and Growth Characters of Bupleurum chinense and Bupleurum marginatum Li Chao, Hou Dabin (College of Life Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang Sichuan ) Abstract: To obtain high quality Radix Bupleuri resources, we studied the germination rate, growth and development characteristics of Bupleurum chinense and Bupleurum marginatum. The results indicated that the seed germination rate of Bupleurum chinense was significantly higher than that of Bupleurum marginatum. With the increase of seed storage time, the germination rate of the two kinds Radix Bupleuri was first unchanged then reduced. At different growth stages, the relative standard deviation values of Bupleurum chinense were all relatively small. Moreover, the plants were tidy, had tiny individual difference, and the genetic characters were stable. Compared with Bupleurum chinense, Bupleurum marginatum had more obvious superiority on the yield of roots and output of seeds, and the medicinal characters and quality were quite even. In conclusion, the botany, genetics and pharmacognosy traits of Bupleurum chinense are better than those of Bupleurum marginatum, and Bupleurum chinense has high promotion value. Key words: Radix Bupleuri; Bupleurum chinense; Bupleurum marginatum; germination rate; genetic parameters; growth characters 0 引言药用植物柴胡属于伞形科阿米芹族柴胡属柴胡为常用中药, 自古以来被广泛应用, 有解热疏肝镇痛 [1-4] 的作用, 具有较高的药用价值近年来, 国内对于柴 [5-6] 胡药材的需求量不断提升随着生态环境的不断恶化与多年来的无序采挖, 野生优质柴胡资源不断减少, 市场供应主要以人工种植为主, 但人工栽培中存在种 [7-10] 子发芽率低种源混杂产量较低等问题因此, 选基金 : 四川省育种攻关柴胡新品种选育及配套技术研究 (2011NZ ) 第一作者简介 : 李超, 男,1989 年出生, 山西运城人, 硕士研究生, 研究方向 : 药用植物栽培与育种通信地址 : 绵阳市青龙大道中段西南科技大学生命科学与工程学院, @qq.com 通讯作者 : 候大斌, 男,1965 年出生, 教授, 博士, 研究方向 : 药用植物与生物技术研究通信地址 : 绵阳市青龙大道中段西南科技大学生命科学与工程学院,Tel: , dbhou@126.com 收稿日期 : , 修回日期 :

2 李超等 :2 种柴胡植株的种子发芽率与生长发育特性研究 51 育优质柴胡资源, 建立科学的栽培体系, 对优质柴胡资源的大面积推广具有重要意义国内对柴胡的栽培技术繁殖特性生物学特性及药用性进行了大量研究 [11-15], 对其品种间生长期开花 [16] 期成熟期的综合比较研究相对较少余马等比较了不同产地基因型对柴胡发芽率的影响, 发现环境对 [17] 于柴胡发芽率提升更为显著郝建平等研究北柴胡试管植株与种子植株生长发育的差异, 发现试管植株显著优于种子植株, 为柴胡优良种质的选育和育种技术的建立提供了理论依据因此, 笔者比较川北柴 2 号与农家栽培竹叶柴植株在发芽率营养生长期花期成熟期的主要性状差异, 以期为优质柴胡资源的大面积推广提供参考 1 材料与方法 1.1 试验材料试验种子为采集自德培元药业公司青川基地的人工栽培种农家栽培竹叶柴 1.2 仪器 Sun-instrument SJ-CJ-1G 水平送风净化工作台 Ruihua HP 250G-C 智能光照培养箱 DENVER SI-234 电子分析天平游标卡尺卷尺等 1.3 试验方法种子发芽率试验分别选取 6 个不同储存时间的 2 种柴胡种子各 100 粒, 做 3 次重复置于 22 的人工气候箱中进行培养, 每天光照 10 h, 加去离子水 3 次逐日记录发芽数,60 天后统计发芽率发芽率 = 总发芽数总粒数 100% (1) 植株的移栽试验柴胡幼苗植株由人工气候箱种子萌发而得 2 个品种于 2015 年 3 月 2016 年 3 月种植于西南科技大学后山柴胡试验基地试验地土壤为沙壤土,pH 7.1, 栽培密度均为 10 cm 25 cm, 常规的水肥管理及病虫害防治数据采集当植株生长 1 年次年返青后, 将试验田由北向南由西向东平均分为 20 个小块, 每小块随机标记 10 株, 试验植株总计 400 株, 定时 ( 每隔 15 天 / 次 ) 测量株高茎粗节间距叶片数叶长叶宽花序数等 ; 并且, 待种子成熟后采挖根部, 统计根部生长性状, 测量根的长度根的粗度根的总质量等在数据统计过程中, 仅有发育正常的绿色叶片才纳入统计范围 ; 花序数指已正常坐果的花序, 并将茎粗和定义为各分枝到分蘖节 10 cm 处茎粗和的总和 ; 定义为试验中所标记分蘖枝的一级 ; 其中和株高的数据全部采集自所标记的 200 株植株 1.4 统计分析方差及相关性分析等采用 SPSS 18.0 软件, 作图使用 Excel 软件 2 结果与分析 2.1 不同储存时间下 2 种柴胡植株的种子发芽率对比分析从图 1 可知, 随着储存时间的增加, 与农家栽培竹叶柴植株的种子发芽率均先不变后降低, 其中, 在储存时间为 1 5 月时,2 种柴胡植株的种子发芽率变化较小, 之后,2 种柴胡植株的种子发芽率随着时间增长而降低在储存时间为 1 月 5 月 11 月时, 川北柴 1 号植株的种子发芽率分别为 62.33% % 此外,2 种柴胡植株的种子发芽率也存在显著差异在不同的储存时间下, 的种子发芽率均高于农家栽培竹叶柴当储存时间为 1 月时, 植株的种子发芽率为 62.33%, 而农家栽培竹叶柴植株的种子发芽率为 41.00%, 前者是后者的 1.52 倍发芽率种柴胡植株营养生长期的不同性状的遗传参数及对比分析川北柴号农家栽培竹叶柴月月月月月月时间图 1 不同储存时间下 2 种柴胡植株的种子发芽率植株营养生长期主要性状的遗传参数如表 1 所示结果显示, 不同遗传性状之间的相对标准偏差 (RSD) 大小排序为 < < 叶片数 < < 节间数 < 茎粗和 < 株高 < 叶宽 < 叶长, 其中, 及叶片数的 RSD 分别为 8.12% 8.52% 9.85%, 均低于 10% 除叶长的 RSD 略高于 20%, 其余不同遗传参数的 RSD 均低于 20%, 表明川北柴 2 号植株在营养生长期个体间差异不大, 遗传性

3 52 中国农学通报表 1 川北柴胡 2 号植株营养生长期不同性状的遗传参数叶宽 /cm 叶长 /cm 状较稳定农家栽培竹叶柴胡植株营养生长期主要性状的遗传参数如表 2 所示结果显示, 不同遗传性状之间的 RSD 值大小排序为 < < 株高 < 叶片数 < < 茎粗和 < 叶长 < 节间距 < 叶宽, 其中, 其中的相对标准偏差为 8.78% 18.66%, 均小于 20% ; 而其他遗传性状参数的 RSD 值均大于 20%, 其中, 叶宽的 RSD 值最大, 达到了 56.25%, 是的 6.41 倍进而可知, 除外, 其他植株在营养生长期不同性状的 RSD 值较大, 进而表明, 农家栽培竹叶柴的在营养生长期个体差异相对较大, 遗传性状不稳定总体而言,2 种柴胡植物在营养生长期的不同遗传性状差异较大在植株中, 不同性状的遗传参数的 RSD 值均较低, 仅有叶长的 RSD 略高于 20% 而在农家栽培竹叶柴植株中, 仅有的 RSD 值低于 20%, 且茎粗和叶长节间距叶宽的 RSD 值均大于 25% 此外, 的株高叶片数叶长均显著高于农家栽培竹叶柴通过对比可知, 植株的个体性状较优, 差异较小, 遗传稳定种柴胡植株花期的不同性状的遗传参数及对比分析植株花期不同性状的遗传参数如表 3 结果显示, 不同性状的遗传参数之间的 RSD 值大小排序为花序数 < 叶片数 < < 茎粗和 < 节间距 < < < 株高, 其中, 花序数叶片数的 RSD 值均小于 10%, 株高的 RSD 值较大为 20.28%, 是花序数的 2.79 倍除株高的 RSD 值略高于 20%, 其余不同遗传参数的 RSD 均低于 20%, 表明植株在花期个体间差异较小, 遗传性状较稳定农家栽培竹叶柴植株花期主要性状的遗传参数如表 4 结果显示, 不同性状的遗传参数之间的 RSD 值大小排序为花序数 < 叶片数 < < < 茎粗和 < 株高 < < 节间距, 其中, 花序数叶片数的 RSD 值均小于 10%, 而茎粗和株高节间距的 RSD 值较大, 均高于 30%, 且节间距的 RSD 值最大, 为 38.84% 表明花序数叶片数相对较为稳表 2 农家栽培竹叶柴胡植株营养生长期不同性状的遗传参数叶宽 /cm 叶长 /cm 表 3 植株花期不同性状的遗传参数花序数 / 个表 4 农家栽培竹叶柴胡植株花期不同性状的遗传参数花序数 / 个

4 李超等 :2 种柴胡植株的种子发芽率与生长发育特性研究 53 定, 其他性状间存在较大差异总体而言,2 种柴胡在花期不同的性状的遗传参数有着较大的差别在植株中, 除株高的 RSD 值略高于 20%, 其余不同遗传参数的 RSD 均低于 20% 而在农家栽培竹叶柴中, 花序数叶片数的 RSD 值均小于 10%, 而茎粗和株高节间距的 RSD 值均高于 30% 此外, 叶片数花序数均显著高于农家栽培竹叶柴通过对比可知, 植株的个体不同性状优良, 差异较小, 遗传稳定种柴胡植物成熟期的不同遗传性状对比分析当 2 种柴胡植株成熟后, 对收获的干根的根长根粗根质量及种子质量进行数据统计, 结果如表 5 所示从表可知, 从根长根粗根质量及种子质量均优于农家栽培竹叶柴根是柴胡的主要入药部位, 的根质量为 2.28 g, 是农家栽培竹叶柴的 2.92 倍, 显著优于农家栽培竹叶柴此外, 植株根长根粗的 RSD 值较大, 分别为 17.66% 和 2%; 种子质量与根质量 RSD 值较小, 分别为 11.08% 和 14.91%; 除根粗的 RSD 值略高于 20% 外, 其余 3 种性状均小于 20%, 表明植株收获的根与种子的差异性较小, 均一性较高而农家栽培竹叶柴, 仅根长的 RSD 值略低于 20%, 其根粗根质量种子质量的 RSD 偏差均远高于 20%, 且根粗的 RSD 值高达 68.57%, 表明农家栽培竹叶柴植株收获的根与种子差异较大总体而言, 植株的根长根粗根质量及种子质量相对较高, 且其个体间差异较小, 遗传较为稳定, 显著优于农家栽培竹叶柴表 5 2 种柴胡植株成熟期的不同性状的遗传参数根长 /cm 根粗 /cm 根质量 /g 种子质量 /g 植株 3 结论与讨论柴胡是国内常用的大宗药材, 其已被纳入中国国 [18-19] 家药典, 并被世界卫生组织列为常用药用植物国内许多学者均对柴胡的药用性进行了相关研究, 但对 [20-21] 不同柴胡品种间的研究较少不同的柴胡品种对植株的生药学产量具有重要的影响因此, 不同柴胡品种萌芽期生长期开花期及成熟期的研究对柴胡高产育种具有重要意义发芽率是反映柴胡种子质量的关键指标, 目前, 国内许多学者对柴胡种子的发芽率进行了研究, 但对于不同的种子储存时间对发芽率的影响的报道较少不同的品种及种子储存时间对柴胡种发芽率均有一定的影响本研究结果表明, 当储存时间为 1 5 月时,2 种柴胡植株的种子发芽率变化较小, 在 5 11 月间,2 种柴胡植株种子发芽率随着时间增长而降低, 并且 2 种柴胡植株的种子发芽率随着时间增长而降低在不同的储存时间下, 种子的发芽率均高于农家栽培竹叶柴其原因可能是随着时间的增长, 柴胡种子中的水分不断流失, 营养不断消耗, 进而导致该种 [22] 子胚芽的生活力降低, 进而影响其发芽率苏宁宁 [23] 等对党参种子的发芽率研究表明, 当储存期为 1 年, 党参种子的发芽率降低了 53.57%, 与本研究的研究结果一致而对于不同的柴胡品种, 其自身发芽率本身存在一定的差异, 其可能因为品种间具有不同的基因 [16] 型及与最适环境存在一定的差异余马等研究也得出相似的结论植株在不同的生长时期主要性状的 RSD 值均相对较小, 表明该植株均一性较好, 个体间差异较小, 遗传性状稳定而农家栽培竹叶柴在不同的生长时期的 RSD 值均相对较大, 表明该品种植株间的差异性较大, 遗传性状稳定性低, 这也是引起其药材质量均一性较差的主要原因此外, 植株在不同生长时期的主要性状均优于农家栽培竹叶柴在营养生长期, 的株高叶片数叶长均显著高于农家栽培竹叶柴, 表明植株的营养生长旺盛, 光合作用能力强, 长势良好当植株生长发育至花期时, 花平均序数为朵, 而川产地方种的平均花序数为朵, 远低于其原因可能为不同品种的柴胡开花数本身及与适宜环境存在一定的差 [24] 异王桃等不同品种对费约果的开花特性的研究,

5 54 中国农学通报也得出类似结果在成熟期时, 植株的根的综合性状均优于农家栽培竹叶柴根长根粗与根质量性状的优劣与该柴胡植株的药用性直接相关本试验中, 川北柴 2 号植株的根长根粗与根质量分别为 cm 0.59 cm 2.28 g, 显著高于农家栽培竹叶柴,RSD 值分别为 17.66% 2% 14.91%, 仅根粗略高于 20%, 表明柴胡植株根的综合性状较为均一川北柴 2 号植株的根产量显著优于农家栽培竹叶柴, 根质量是后者的 2.93 倍其原因可能为植株的不定根数量多发育好, 因而收获的根数多, 根长 [25] 产量也相对较高马艳芝对不同柴胡品种根的抗氧化活性研究也得出类似结果本研究结果表明, 植株发芽率不同生长期的不同性状均优于农家栽培竹叶柴, 且个体间差异小遗传稳定, 是一种优良的柴胡种质资源柴胡的适应性较强, 在中国西北地区华北地区及东北地区均适合种植, 仅北柴胡在全国就有 783 个适产基地 [26] 但在本研究中, 仅选取绵阳当地进行栽培存在一定的局限性因此, 在后续研究中, 选取多个环境进行栽培势在必行此外, 柴胡皂苷是柴胡的主要活性成分, 其中柴胡总皂苷及柴胡皂苷 a d 的含量是药材质量的主要指标 [27] 在后续研究中, 本课题组将通过对 2 种柴胡根及茎叶中主要成分进行分析, 比较不同柴胡品种药用性状的差异, 为优良柴胡品种的选育提供更多的理论依据参考文献 [1] 赵香妍, 刘长利. 中药柴胡的研究概况与发展趋势 [J]. 时珍国医国药,2015(4): [2] 牛向荣. 柴胡药理作用研究概述 [J]. 中国药师,2009,12(9): [3] Chen F P, Kung Y Y, Chen Y C, et al. Frequency and pattern of Chinese herbal medicine prescriptions forchronic hepatitis in Taiwan [J]. J Ethnopharmacol,2008,117(1): [4] Ikegami F, Sumino M, Fujii Y, et al. Pharmacology and toxicology of Bupleurum root- containing Kampomedicines in clinical use[j]. Hum ExpToxicol,2006,25(8): [5] 丁立威. 柴胡走势分析 [J] 全国药材信息,2009(10):4-5. [6] 郑平. 柴胡涨价背后引发的思考 [J]. 中国现代中药,2011,13(3): [7] 杨柳, 王雪莹, 刘畅, 等. 北柴胡化学成分与药理作用的研究进展 [J]. 中医药信息,2012,29(3): [8] 葛淑俊, 孟义江, 甄瑞, 等. 不同处理方法对柴胡种子萌发的影响 [J]. 中国农学通报,2006,22(4): [9] 秦雪梅, 王玉庆, 岳建英. 栽培柴胡资源状况分析 [J]. 中药资源,2005, 7(8): [10] 魏建和, 程惠珍, 李昆同, 等. 北柴胡植株生长分析 [J]. 中药材,2003, 26(9): [11] 马秀英. 柴胡栽培种植技术要点分析 [J] 农技服务,2017(1):48. [12] 李冬杰. 冀北山区野生红柴胡组织培养与快速繁殖研究 [J]. 河北林业科技,2016(4): [13] 于凯强, 焦连魁, 任树勇, 等. 中药银柴胡的研究进展 [J]. 中国现代中药,2015,17(11): [14] 袁伯川, 李文东, 马永生, 等. 柴胡属药用植物的分子鉴定及市售柴胡药材的质量调查 [J]. 药学学报,2017(1): [15] 罗文蓉, 王雪岩, 杨扶德. 柴胡栽培品与野生品的生药学比较研究西部中医药,2011,24(10): [16] 余马, 舒晓燕, 杨兴旺, 等. 产地及基因型对北柴胡种子萌发的影响研究 [J]. 中药材,2014,37(10): [17] 郝建平, 赵瑒, 高可青, 等. 北柴胡试管植株与种子植株生长发育性状比较 [J]. 中草药,2013,44(20): [18] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典 [M]. 北京 : 中国医药科技出版社,2010. [19] World Health Organization(WHO). Medicinal Plants in the Republic of Korea: Information on 150 Commonly Used Medicinal Plants. Manila: World Health Organization[M]. Regional Office for the Western Pacific,1998. [20] 卢伟, 杨光义, 杜士明, 等. 竹叶柴胡化学成分和药理作用研究进展 [J]. 医药导报,2016,35(2): [21] 薛文峰, 刘长利, 陈炎, 等. 北京地区种植不同种源的柴胡药材质量分析 [J]. 世界中医药,2017(3): [22] 朱玉野, 董艳凯, 龚雨虹, 等. 贮藏时间对栀子种子生活力和发芽率的影响 [J]. 湖北农业科学,2016,55(15): [23] 苏宁宁, 张丽萍, 王艳芳, 等. 党参种子发芽率调查研究 [J]. 中国农学通报,2012,28(4): [24] 王桃, 王丹, 罗勤, 等.5 个品种费约果的生长发育特性比较研究 [J]. 中国南方果树,2017,46(2): [25] 马艳芝. 不同柴胡品种抗氧化活性的比较与评价 [J]. 时珍国医国药,2017(4): [26] 崔旭盛, 董学会, 谢彩香, 等. 柴胡产地适宜性多重分析 [J]. 中国科技论文在线精品论文,2011,4(19): [27] 谢东浩, 蔡宝昌, 安益强, 等. 柴胡皂苷类化学成分及药理作用研究进展 [J]. 南京中医药大学学报,2007,23(1):63-65.

中国科学技术大学材料工程 05 校外调剂 0870 化学工程吉林大学应用化学 05 校外调剂 0870 化学工程四川大学制药

中国科学技术大学材料工程 05 校外调剂 0870 化学工程吉林大学应用化学 05 校外调剂 0870 化学工程四川大学制药 045700000787 东北大学 07030 分析化学 05 校外调剂 07030 无机化学 68 66 94 04 34 063700000004 沈阳药科大学 07030 分析化学 04 校内跨专业调剂 070303 有机化学 73 56 9 00 30 0007008903 北京大学 0780Z 药学类 05 校外调剂 070303 有机化学 75 67 09 8 4 085750830 苏州大学