全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 20 期 2013 年 10 月
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北柴胡试管植株与种子植株生长发育性状比较
郝建平 1，赵 瑒 1，高可青 1，周 琼 1，王 梅 1，赵玉臣 2
1. 山西大学生命科学学院，山西 太原 030006
2. 山西省药物培植场，山西 绛县 043610
摘 要：目的 对北柴胡移栽试管植株和种子植株不同生长时期的遗传参数进行分析、比较，为优质北柴胡育种方法的建立
和筛选提供依据。方法 将试管植株移栽至大田中，将相同类型的种子播撒至大田中。第二年植株返青后标记并对分蘖数、
分枝数、叶片数、叶长、叶宽、拔节数、节间距、茎粗和、株高、花序数等性状值定时进行测量，在种子成熟后采挖根并测
量根长、根粗、根质量等药材性状指标。应用 SPSS 20.0 软件对数据进行统计学分析。结果 北柴胡移栽试管植株在不同生
长期遗传参数的相对标准偏差均较小，植株整齐一致，个体差异小，遗传性状稳定；移栽试管植株在不同生长期各性状间的
相关性与种子植株存在一定的差异；与种子植株相比，移栽试管植株的根产量和种子产量均具明显优势，药材性状和质量比
较均一。结论 北柴胡移栽试管植株的植物学和生药学性状优于种子植株，植物组织培养技术是优良北柴胡种质选育的有效
方法。
关键词：北柴胡；移栽试管植株；种子植株；遗传参数；种质资源
中图分类号：R282.21 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)20 - 2910 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.20.022
Comparison on main growth characters of test-tube plants and seeding plants
in Bupleurum chinense
HAO Jian-ping1, ZHAO Yang1, GAO Ke-qing1, ZHOU Qiong1, WANG Mei1, ZHAO Yu-chen2
1. School of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2. Cultivating Herbs Farm of Shanxi Province, Jiang County 043610, China
Abstract: Objective Analyzing hereditary parameters and comparing the test-tube plants population of Bupleurum chinense and
seeding plants in different growing periods to provide the basis for building and screening out the right way to foster superior seeds of
B. chinense. Methods The test-tube plants were transplanted into the croplands and the same type of seeds were sowed at the same
time. Until the next year, after the reviving of the plants, the plants were marked and the timing measure on the data of number of tiller,
number of branches, number of leaves, length of leaves, width of leaves, number of jointings, length of jointing, sum of stem thickness,
plant height, and number of flowers was carried out. Then, the roots were dug up and the medical characters of the roots, for instance,
length, degree of thickness, and weight of the roots were measured. Following that, the statistic analysis on the data was conducted by
using the software of SPSS 20.0. Results The relative standard deviation values of test-tube plants population of B. chinense in
diverse genetic characters were all relatively small. Moreover, plants were tidy, individual difference was tiny, and genetic characters
were stable. In addition, the relevance of the characters of test-tube plants in various growing periods had some differences with the
seeding plants. At last, compared with the seeding plants, the test-tube plants populations of B. chinense had more obvious superiority
on the yield of roots and output of seeds. Additionally, the medicinal characters and quality were quite even. Conclusion Compared
with the seeding plants, the test-tube plants population of B. chinense has the superior botanical and pharmacognosy characters.
Moreover, plant tissue culture technique is an effective way to breed and enlarge the superior seeds of B. chinense.
Key words: Bupleurum chinense DC.; test-tube plants; seeding plants; genetic parameters; germplasm resource
北柴胡为伞形科柴胡属多年生草本植物，以根
入药，是我国常用大宗中药材，也是《中国药典》
2010 年版规定的药用柴胡的原植物[1]。北柴胡根中
含有柴胡皂苷和挥发油等成分，可发表和里、升阳
收稿日期：2013-03-26
基金项目：山西省科技攻关计划项目（20100311091）
作者简介：郝建平（1959—），男，山西忻州人，副教授，理学硕士，研究方向为植物生物工程。Tel: 13935168866 E-mail: jphao@sxu.edu.cn
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解郁，临床上广泛应用于抑制流感病毒等症[2-3]。近
年来，国内外市场对柴胡药材的需求量不断增加。由
于多年的无序采挖和生态条件的恶化，野生柴胡资
源急剧减少，现在的市场供应以人工种植为主。然
而，人工栽培中普遍存在种源混杂、产量不高、种
子发芽率低等问题[4-8]。因此，选育优良种质、建立
规范化种植技术，已经成为提高柴胡药材质量和柴
胡产业可持续发展中亟待解决的问题。
植物组织培养技术是优良种质提纯复壮、选育
扩大的有效手段。本实验在建立北柴胡快速繁殖体
系[9]的基础上，通过对生长发育二年后的移栽试管
植株与同类型的种子植株进行田间植物学性状的跟
踪观察，分析、比较关键生长时期的各项生长参数，
为北柴胡优良种质的选育和育种技术的建立提供方
法和依据。
1 材料与仪器
1.1 材料
北柴胡Bupleurum chinense DC. 种子植株的种
源是采集自山西省万荣县的人工栽培种，试管植
株的起始材料为相同产地、相同类型植株的营养
芽。由山西省药物培植场副场长赵玉臣主管中药
师鉴定，标本现保存于山西省药物培植场药用植
物标本室。
1.2 仪器
DENVER TP-3102 电子分析天平、游标卡尺、
卷尺等。
2 方法
2.1 试管植株的培育与移栽
快速繁殖所得的试管植株经炼苗以后进行移
栽，栽培密度为 10 cm×25 cm；种子植株由播撒至田
间的种子萌发而得。种植场地为位于山西省绛县的山
西省药物培植场试验地。
2.2 数据采集方法
在植株生长 1 年、次年返青后，将试验田由西
向东平均分为 5 个小块，每个小块随机标记 10 株，
定时（每隔 15 d 1 次）测量分蘖数、分枝数、叶片
数、叶长、叶宽、拔节数、节间距、茎粗和、株高、
花序数等；在种子成熟后采挖根，测量根长、根粗、
根质量等。
所统计的叶片数为发育正常的绿色叶片；所统
计的花序数为正常坐果的花序；茎粗和为各分枝到
分蘖节 10 cm 处茎粗的总和；分枝数为所标记分蘖
枝的一级分枝数；株高和分蘖数的数据采集自所标
记的植株。应用 SPSS 20.0 软件对数据进行方差及
相关分析。
3 结果与分析
3.1 北柴胡营养生长期植株群体的主要遗传参数
与性状间的相关性
3.1.1 移栽试管植株营养生长期的遗传参数和相
关性 移栽试管植株营养生长期的主要性状的遗
传参数见表 1。各种性状之间的相对标准偏差为分
枝数＜叶长＜叶宽＜拔节数＜节间距＜株高＜茎粗
和＜分蘖数，其中分枝数、叶长、叶宽、拔节数的
相对标准偏差为 4.721% 、 4.959% 、 6.697%和
7.000%，均小于 10%；相对标准偏差最大的为分蘖
数，达到了 16.380%。由表 1 可知，移栽试管植株
在营养生长期各种遗传性状的标准偏差均小于
20%，说明试管植株整齐一致，个体差异小，遗传
性状稳定。
试管植株营养生长期主要性状的相关性见表
2。表中数据表明，叶片数与分枝数、株高与拔节数、
株高与节间距呈显著正相关（P＜0.05），相关系数
分别为 0.935、0.985 和 0.851；茎粗和与拔节数、株
高与茎粗和呈显著负相关（P＜0.05），相关系数分
别为−0.844 和−0.891，其他性状间的相关性不显著。
3.1.2 种子植株营养生长期的遗传参数和相关性
种子植株营养生长期主要性状的遗传参数见表 3。
结果表明，叶长的相对标准偏差最小，为 7.804%；
叶宽、拔节数、节间距、株高的相对标准偏差均小
于 20%；分枝数、叶片数、茎粗和的相对标准偏差
较大，叶片数的相对标准偏差最大，达到了
53.538%，是叶长的 6.86 倍。可见种子植株在营养
生长期各种性状与相对标准偏差较大，说明种子植
株在营养生长期个体差异较大，遗传性状不稳定。
表 1 北柴胡移栽试管植株营养生长期主要性状的遗传参数
Table 1 Genetic parameters of main characters of test-tube plants of B. chinense at vegetative growth phase
遗传参数 分蘖数 分枝数 叶片数 叶长 / cm 叶宽 / cm 拔节数 节间距 / cm 茎粗和 / cm 株高 / cm
平均值 15.800 54.000 518.600 8.691 0.881 29.600 3.550 1.280 85.540
标准差 2.588 2.549 62.316 0.431 0.059 2.073 0.228 0.164 8.763
RSD / % 16.380 4.721 12.016 4.959 6.697 7.000 8.113 12.813 10.244
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表 2 北柴胡移栽试管植株营养生长期主要性状间遗传相关系数
Table 2 Genetic coefficient of main characters of test-tube plants of B. chinense at vegetative growth phase
性 状 分蘖数 分枝数 叶片数 叶长 叶宽 拔节数 节间距 茎粗和 株高
分蘖数 1.000
分枝数 0.406 1.000
叶片数 0.502 0.935* 1.000
叶长 0.033 −0.065 −0.250 1.000
叶宽 −0.114 0.467 0.249 0.467 1.000
拔节数 −0.172 0.734 0.607 −0.146 0.721 1.000
节间距 −0.496 0.415 0.163 0.285 0.833 0.813 1.000
茎粗和 0.498 −0.498 −0.322 0.262 −0.448 −0.844* −0.787 1.000
株高 −0.283 0.686 0.546 −0.170 0.689 0.985* 0.851* −0.891* 1.000
*P < 0.05
表 3 北柴胡种子植株营养生长期主要性状的遗传参数
Table 3 Genetic parameters of main characters of seeding plants of B. chinense at vegetative growth phase
遗传参数 分蘖数 分枝数 叶片数 叶长 / cm 叶宽 / cm 拔节数 节间距 / cm 茎粗和 / cm 株高 / cm
平均值 1.000 2.285 40.857 9.943 0.674 20.143 2.791 0.453 61.571
标准差 0 1.019 21.874 0.776 0.097 2.795 0.354 0.120 12.235
RSD / % 0 44.574 53.538 7.804 14.391 13.875 12.684 26.490 19.871
叶片数与分枝数、茎粗和与分枝数、株高与拔节数
均呈显著正相关（P＜0.05），相关系数分别为 0.927、
0.813 和 0.933；茎粗和与拔节数呈显著负相关（P＜
0.05），相关系数为−0.890；其他性状间的相关性不明显。
具体分析结果见表4。
3.2 北柴胡花期植株群体主要的遗传参数和性状
间的相关性
3.2.1 移栽试管植株花期的遗传参数与相关性 移
栽试管植株花期的分枝数、叶片数、拔节数、节间
距、株高和花序数的相对标准偏差均小于 10%；分
蘖数和茎粗和的相对标准偏差较大，分别为
12.069%和 16.759%，其中茎粗和的相对偏差最大，
是相对标准偏差最小的株高的 6.288 倍；移栽试管
植株花期的各种性状相对标准偏差均小于 20%，说
明移栽试管植株在花期的植株群体整齐度高、遗传
性状相对比较稳定。具体分析结果见表 5。
移栽试管植株花期的遗传相关性见表 6。分枝
数与分蘖数呈显著正相关（P＜0.05），相关系数为
0.886；叶片数与株高、花序数与株高均呈显著负相
关（P＜0.05），相关系数分别为−0.848 和−0.886；
表 4 北柴胡种子植株营养生长期主要性状间遗传相关系数
Table 4 Genetic coefficient of main characters of seeding plants of B. chinense at vegetative growth phase
性 状 分蘖数 分枝数 叶片数 叶长 叶宽 拔节数 节间距 茎粗和 株高
分蘖数 1.000
分枝数 0.000 1.000
叶片数 0.000 0.927* 1.000
叶长 0.000 0.205 0.253 1.000
叶宽 0.000 0.113 0.309 −0.470 1.000
拔节数 0.000 0.025 0.377 0.453 0.274 1.000
节间距 0.000 0.631 0.646 0.576 −0.276 0.271 1.000
茎粗和 0.000 0.813* 0.770 −0.196 0.283 −0.890* 0.616 1.000
株高 0.000 0.115 0.405 0.677 −0.013 0.933* 0.498 −0.056 1.000
*P < 0.05
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表 5 北柴胡移栽试管植株花期主要性状的遗传参数
Table 5 Genetic parameters of main characters of test-tube plants of B. chinense at flower forming phase
遗传参数 分蘖数 分枝数 叶片数 拔节数 节间距 / cm 茎粗和 / cm 株高 / cm 花序数
平均值 15.500 56.333 382.500 37.000 3.578 1.450 138.083 510.000
标准差 1.871 4.676 28.592 2.683 0.149 0.243 3.679 26.077
RSD / % 12.069 8.301 7.475 7.251 4.164 16.759 2.665 5.113
表 6 北柴胡移栽试管植株花期主要性状间遗传相关系数
Table 6 Genetic coefficient of main characters of test-tube plants of B. chinense at flower forming phase
性 状 分蘖数 分枝数 叶片数 拔节数 节间距 茎粗和 株高 花序数
分蘖数 1.000
分枝数 0.886* 1.000
叶片数 0.533 −0.553 1.000
拔节数 0.159 0.064 −0.378 1.000
节间距 0.046 0.483 0.421 −0.393 1.000
茎粗和 0.065 0.355 0.351 −0.277 0.537 1.000
株高 −0.138 0.387 −0.848* 0.263 0.507 −0.183 1.000
花序数 −0.041 −0.640 0.697 −0.229 0.092 −0.097 −0.886* 1.000
*P < 0.05
其他性状间的相关性均不明显。
3.2.2 种子植株花期的遗传参数与相关性 种子植
株花期的遗传参数见表 7。可以看出分枝数、拔节
数、节间距和株高的相对标准偏差均小于 10%；分
蘖数、叶片数、茎粗和和花序数的相对标准偏差较
大，其中叶片数的相对标准偏差最大，为 39.694%。
说明在花期，种子植株的分蘖数、叶片数、茎粗和
和花序数存在较大差异，其余性状则相对比较稳定。
种子植株花期的叶片数与分蘖数、茎粗和与分蘖
数、叶片数与茎粗和均呈正极显著相关（P＜0.01），
相关系数分别为 0.993、0.922 和 0.927；分蘖数与花序
数、叶片数与花序数均呈显著相关（P＜0.05），相关
系数分别为 0.877 和 0.910；其他性状间的相关性均不
明显，具体分析结果见表 8。
表 7 北柴胡种子植株花期主要性状的遗传参数
Table 7 Genetic parameters of main characters of seeding plants of B. chinense at flower forming phase
遗传参数 分蘖数 分枝数 叶片数 拔节数 节间距 / cm 茎粗和 / cm 株高 / cm 花序数
平均值 1.200 14.000 96.200 21.800 3.722 0.492 84.900 114.000
标准差 0.447 1.000 38.186 1.303 0.202 0.126 5.878 39.503
RSD / % 37.250 7.143 39.694 5.977 5.427 25.609 6.923 34.652
表 8 北柴胡种子植株花期主要性状间遗传相关系数
Table 8 Genetic coefficient of main characters of seeding plants of B. chinense at flower forming phase
性 状 分蘖数 分枝数 叶片数 拔节数 节间距 茎粗和 株高 花序数
分蘖数 1.000
分枝数 0.559 1.000
叶片数 0.993** 0.602 1.000
拔节数 −0.343 0.383 −0.315 1.000
节间距 0.291 0.178 0.189 0.142 1.000
茎粗和 0.922** 0.803 0.927** 0.030 0.370 1.000
株高 0.342 0.362 0.297 0.568 0.703 0.542 1.000
花序数 0.877* 0.646 0.910* 0.015 0.073 0.810 0.482 1.000
*P < 0.05 **P < 0.01
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3.3 北柴胡种子成熟期植株群体的主要遗传参数
在移栽试管植株与种子植株的种子成熟后，对所
收获的干根与种子进行数据统计，结果见表 9 和表
10。根质量与种子质量的相对标准偏差较大，分别为
17.083%和 17.189%；根长与根粗的相对标准偏差较
小，分别为 11.647%和 11.977%；各种性状的相对标
准偏差均小于 20%，说明移栽试管植株收获的根与种
子差异性较小，均一性较高。种子植株的根质量相对
标准偏差最大（55.150%），其根粗和种子质量的相对
标准偏差也较大，说明种子植株收获的根与种子差异
性较大。由各种性状间的平均值也可以看出，移栽试
管植株收获的根与种子性状参数均优于种子植株。
表 9 北柴胡移栽试管植株种子成熟期主要性状的遗传参数
Table 9 Genetic parameters of main characters of test-tube plants of B. chinense at seed ripening phase
遗传参数 根长 / cm 根粗 / cm 根质量 / g 种子质量 / g
平均值 12.430 0.693 3.120 3.828
标准差 1.447 0.083 0.533 0.658
RSD / % 11.641 11.977 17.083 17.189
表 10 北柴胡种子植株种子成熟期主要性状的遗传参数
Table 10 Genetic parameters of main characters of seeding plants of B. chinense at seed ripening phase
遗传参数 根长 / cm 根粗 / cm 根质量 / g 种子质量 / g
平均值 9.939 0.442 0.961 1.436
标准差 1.247 0.115 0.530 0.356
RSD / % 12.547 26.018 55.150 24.791
4 讨论
晋产万荣北柴胡移栽试管植株在不同生长时期
主要性状的相对标准偏差都不大，说明植株整齐一
致，个体差异小，遗传性状稳定，有利于优良种质
性状的保持和遗传。本课题组在晋产陵川北柴胡移
栽试管植株中也得到了相同的结果[10]。研究结果表
明，北柴胡移栽试管植株具有优良的植物学性状，
植物组织培养技术是北柴胡种质提纯复壮、扩大繁
殖以及优质种苗生产的有效方法。晋产万荣北柴胡
种子植株在不同生长时期主要性状的相对标准偏差
都较大，说明种子植株间的差异性较大，种源混杂，
种质不纯，这也是导致其药材质量均一性差的主要
原因之一。
晋产万荣北柴胡移栽试管植株与种子植株在不
同生长期各种性状间的相关性指标上存在差异。由
于移栽试管植株在前期的培养、诱导和生根过程中，
试管苗的基部分化出许多不定芽，移栽到大田以后
植株分蘖多、分枝多、生长旺盛，与种子植株相比
具有明显的优势。因此，移栽试管植株与种子植株
在相关性指标上的表现有所不同。在育种过程中，
也可以通过不同性状间的相关性指标进行优良性状
和优良植株的筛选。
北柴胡移栽试管植株在不同生长时期的主要
性状均优于种子植株。在营养生长期，移栽试管植
株的分蘖数、分枝数和叶片数均远远多于种子植
株，说明移栽试管植株的营养生长旺盛，光合作用
能力强，植株健壮。当植株生长、发育至花期时，
移栽试管植株与种子植株均长势缓慢，但移栽试管
植株的花期早于种子植株 1～2 周，而种子植株落
花的时间又比移栽试管植株晚 1 周左右，此时气候
已转冷，导致有效花序数大大减少，以至于影响到
所收获的种子的产量。种子成熟期的相关数据也证
明了这一点。
北柴胡移栽试管植株的根的综合性状优于种子
植株。根长、根粗和根质量是 3 个重要的药材性状。
本课题组前期所做的研究表明，北柴胡移栽试管植
株的根具有优良的综合性状，根产量明显高于种子
植株的产量[11]。本实验中北柴胡移栽试管植株的根
长、根粗和根质量的标准差分别为 1.447、0.083 和
0.553；相对标准偏差分别为 11.641%、11.977%和
17.083%，均小于 20%，说明移栽试管植株的根长、
根粗和根质量的整齐度较高，药材性状和质量比较
均一。北柴胡移栽试管植株的根产量明显高于种子
植株，根质量是种子植株的 3 倍。由于移栽试管植
株的根是植物组织培养过程中所诱导的不定根，数
量多、发育好，因而所收获的根数多、根长，产量
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也高。相对于种子植株而言，北柴胡移栽试管植株
的根具有优良的综合性状。
柴胡皂苷是北柴胡的主要活性成分，其中柴胡
总皂苷和柴胡皂苷 a、d 的量是药材质量的主要控制
指标。在后续工作中，本课题组将通过对北柴胡根
中主要成分的分析、测定，比较、验证移栽试管植
株较之于种子植株的优势所在，为优良北柴胡种质
的选育提供更多的科学证据。
参考文献
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