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三七不同变异类型中皂苷的差异研究



全 文 :察表明,手参体细胞胚胎发生过程具有和合子胚发
生相似的阶段,胚性愈伤组织及胚性细胞复合体形
成后,继续发育经历球形胚、盾形胚、子叶胚等发育
阶段。研究中发现球形胚形成后与其周围组织之间
产生了结构上的隔离, 这正是体细胞胚胎发生的先
决条件。球形胚形成后,两极同时发育,呈现明显的
两极性;且每个体细胞胚最终都能萌发成完整的植
株,具有相对的独立性。这两个特征是区分器官发
生和体胚发生的标志。手参体胚发生的形态学和超
微结构观察表明, 本研究初步建立了相对稳定的手
参体细胞胚胎发生体系,为进一步完善体胚发生调
控体系和阐明体胚发生发育机制提供了基础。
参考文献:
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三七不同变异类型中皂苷的差异研究
孙玉琴1 ,陈中坚1, 2 ,黄天卫1 ,崔秀明1 ,王朝梁1
( 1 文山三七研究院栽培研究所 云南三七农业工程实验室,云南 文山  663000;
2 文山苗乡三七实业有限公司, 云南 文山  663000)
摘  要:目的  三七的根部颜色、茎杆颜色、复叶柄弯曲程度、复叶数、根形、叶形、茎数存在不同的变异类型, 分析
它们对皂苷量的影响, 为三七育种确定选育目标。方法  在云南文山的 6 个三七产区采样 289 份, 逐一标记植株
变异类型, 用 H PLC 法测定人参皂苷 Rg 1、Rb1 和三七皂苷 R1 共 3个单体皂苷,在同一立地条件、同一栽培措施的
基础上,对比分析 7种不同变异类型对三七皂苷量的影响。结果  紫根、复叶柄平展型、长形根、宽叶等 4 种变异
类型三七的皂苷量高, 双茎三七的皂苷量低于单茎三七, 三七的茎杆颜色及复叶数的多少对皂苷积累无规律性。
结论  紫根三七、复叶柄平展型三七、长形根三七、宽叶三七 4 种变异类型三七可以作为优质三七品种选育的目
标。
关键词: 三七;变异类型; 皂苷;育种目标
中图分类号: R284 1   文献标识码: A    文章编号: 0253- 2670( 2010) 06- 0993- 05
  三七 Panax notog inseng ( Burk ) F H Chen
是五加科人参属植物, 为多年生植物,是我国特有的
名贵中药材, 主产于云南文山。现代药理研究证实,
三七皂苷( Panax notoginseng saponins, PNS)对多
种动物脑缺血及再灌注损伤有良好保护作用, 同时
三七皂苷还具有降低血黏度、抑制血小板聚集、扩张
血管、降血脂等作用[ 1] , 目前对三七研究有不少报
道[ 2, 3]。三七人工种植已经有400余年的历史,目前
!993!中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010年 6月
收稿日期: 20090915                     基金项目:国家科技支撑计划项目( 2006BAI06A1214) ;云南省人才培引计划( 2006PY0233) ;云南省重点产业创新工程( 2008IF006)作者简介:孙玉琴( 1975  ) ,女,吉林临江人,助理研究员,硕士,从事三七栽培和育种研究。  T el : ( 0876) 8881540
* 通讯作者  陈中坚  Tel: ( 0876) 8881230  Em ail: 08765173@ 163 com
已经有 8 ∀ 103 hm2 的种植规模, 但还是一个混杂群
体,至今没有可以在生产上推广应用的选育品种。
新品种的选育是当前三七种植最迫切需要解决的课
题。三七存在着丰富的不同变异类型, 前期工作中
对不同变异进行了分类和整理 [ 4] , 最早注意到了紫
根三七的总皂苷量较高,开展了绿茎三七和紫茎三
七的田间对比试验 [ 5] , 还采用相关分析和通径分析
的方法,以产量为指标,对三七的株高、茎粗、叶长、
叶宽、叶面积等几个农艺性状进行比较,发现叶宽和
叶长 2个性状显著影响三七的产量, 可以作为高产
的育种目标[ 6] 。三七的应用主要是提取皂苷, 育种
中应提倡高产量育种, 在三七诸多的自然变异类型
中,筛选皂苷量高的变异,按育种程序进行选择和纯
化,是三七育种的重要基础。
1  材料和方法
1 1  样品来源:分别在云南省文山县、马关县的 6
个不同三七种植地块, 于 10月中旬, 采集三年生三
七样品。按照块根颜色(紫根/绿根)、茎杆颜色(紫
杆/绿杆/过渡型)、叶柄弯曲程度(直立型/平展型)、
复叶数( 3/ 4/ 5/ 6)、根的形状(长/圆)、小叶形状(狭
长/普通/宽叶)、茎数( 1/ 2/ 3)等共 7 个变异类型进
行分类采样, 累计采集样品 289份。并对每一株三
七样品编号、清洗和标记。采取以地块为单位取样,
保证在同一立地条件、同一种植户、同一栽培措施的
基础上进行比较, 尽量排除环境和种植水平差异的
干扰。
1 2  皂苷测定:采用 HPLC测定方法[ 7] , 测定部位
为三七主根。仪器: 日本岛津液相色谱仪, 试剂:
CH 3OH(色谱纯)、CH 3CN (色谱纯)均购自 Sigma
公司,对照品(人参皂苷 Rg 1、Rb1、三七皂苷 R 1 )均
购自中国药品生物制品检定所。
1 3  数据统计:采用 DPS统计软件处理[ 8]。
2  结果与分析
2 1  三七块根颜色变异类型的皂苷差异: 三七的块
根颜色按断面分为紫根三七和绿根三七两类,其中
绿根三七常见,紫根三七少见,其自然存在的比例仅
为 5%左右 [ 5]。这组变异性状对三七皂苷的影响见
表 1。6个产地紫根和绿根的单体皂苷量之和平均
值分别为 6 13%、5 70%。不同产地间比较看, 除
乐诗冲点以外,均是紫根三七量高,紫根三七的特点
是人参皂苷 Rg1 量高于普通的绿根三七, 最多的增
幅 25 53% , 人参皂苷 Rg1 的 t 值检验表明: t =
2 631 2, P= 0 058 1, 接近显著差异。三七特有的
三七皂苷 R1 中,紫根三七普遍低于普通绿根三七。
表 1  块根颜色对三七皂苷量的影响
Table 1 Effect of different root color on PNS content
地点 变异性状
三七皂苷
R1/ %
人参皂苷
Rg 1/ %
人参皂苷
Rb1/ %
R1 + Rg1+
Rb1/ %
样品数
( n)
下寨  紫根 0 50 2 77 1 68 4 95 6
绿根 0 60 2 76 1 42 4 79 33
乐诗冲 紫根 0 46 3 45 1 83 5 74 7
绿根 0 93 2 82 2 05 5 81 20
沙尾冲 紫根 0 81 4 20 2 03 7 03 5
绿根 0 67 3 41 1 98 6 06 30
阿黑  紫根 0 81 3 52 2 00 6 33 7
绿根 0 54 3 13 1 65 5 33 23
八寨  紫根     11
绿根 0 56 2 13 1 47 4 17 36
大栗树 紫根 0 79 3 54 2 24 6 58 18
绿根 0 94 3 42 2 18 6 54 27
  #  ∃为样品遗损, 无试验数据
  #  ∃ represent s m issing samples and no t ested da ta
2 2  三七茎杆颜色变异类型的皂苷量差异: 三七茎
杆颜色是三七所有变异类型中最显著的,有紫茎、绿
茎和过渡型茎 3种, 均广泛地存在于三七的群体中,
它们对三七皂苷量的影响见表 2。从检测数据来
看,三七的茎杆颜色对皂苷量的影响没有规律性, 田
间环境对三七茎杆的颜色有一定影响, 随着种植海
拔的增加及萌棚透光率的增加, 紫杆三七的比例有
增加的趋势,在同一个地块,畦边缘的紫杆三七比例
多,中部绿杆三七的比例多。实验室检测出三七茎
杆颜色对皂苷量没有规律性。
表 2  茎杆颜色对三七皂苷量的影响
Table 2 Effect of different stem color on PNS content
地点 变异性状
三七皂苷
R1 /%
人参皂苷
Rg1 /%
人参皂苷
Rb1 /%
R1 + Rg1 +
Rb1/ %
样品数
( n)
下寨  绿茎   0 60 2 69 1 67 4 86 18
过渡色茎 0 58 2 72 1 35 4 66 11
紫茎   0 58 2 88 1 40 4 85 10
乐诗冲 绿茎   0 71 3 15 1 98 5 84 9
过渡色茎 0 30 3 35 1 69 5 34 2
紫茎   0 88 2 92 2 09 5 89 14
沙尾冲 绿茎   0 65 3 44 1 67 5 75 14
过渡色茎 0 64 2 81 2 02 5 48 9
紫茎   0 52 3 52 1 83 5 88 7
阿黑  绿茎   0 58 2 78 1 31 4 68 19
过渡色茎 0 36 2 12 0 96 3 44 3
紫茎   0 44 2 99 1 70 5 13 10
八寨  绿茎   0 55 1 80 1 32 3 68 13
过渡色茎 0 59 1 95 1 90 4 45 5
紫茎   0 63 2 31 1 65 4 58 38
大栗树 绿茎   0 88 3 42 2 20 6 50 21
过渡色茎 0 77 3 56 1 99 6 32 16
紫茎   0 59 3 74 1 86 6 19 5
2 3  三七复叶柄弯曲变异类型的皂苷量差异:复叶
柄根据与茎杆的夹角, 可以分为平展型和直立型两
类,在栽培中,一般认为复叶柄的弯曲对光能的利用
!994! 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010年 6月
率有差异。复叶柄弯曲程度对皂苷量的影响见表
3。平展型和直立型 6 个产地的单体皂苷量之和平
均值分别为 5 55%、5 01%。不同产地间比较看,
除八寨点外, 平展型的单体皂苷量之和普遍高于直
立型, t 值检验表明: t = 2 911 6, P = 0 043 6<
0 05,显著差异。
2 4  三七根形变异类型的皂苷量差异:根形是三七
传统质量评价的主要指标之一, 传统认为, 三七主根
以类圆锥形为好, 俗称#团七∃或#疙瘩七∃, 商品价格
比类圆柱形#长七∃或#萝卜七∃高。样品收集中, 文
山乐诗冲、马关沙尾冲两块地块的长形根形的三七
只有一个样品,缺乏统计学意义。圆根形状和长根
形状 4 个产地的单体皂苷量之和平均值分别为
5 02%、5 45%。不同地块均表现出长根三七单体
皂苷量之和高于圆根三七的趋势, 见表 4。 t =
2 468 8, P= 0 090 2。
表 3  复叶柄弯曲类型对三七皂苷量的影响
Table 3 Effect of different bending degrees
of compound petioles on PNS content
地点 变异性状
三七皂苷
R1/ %
人参皂苷
Rg 1/ %
人参皂苷
Rb1/ %
R1 + Rg1+
Rb1/ %
样品数
( n)
下寨  直立 0 52 2 70 1 46 4 67 18
平展 0 58 2 81 1 45 4 85 20
乐诗冲 直立 0 56 2 47 2 04 5 07 4
平展 0 71 2 86 2 03 5 61 22
沙尾冲 直立 0 54 3 25 1 77 5 56 26
平展 0 99 3 07 2 16 6 23 4
阿黑  直立 0 57 3 06 1 24 4 87 14
平展 0 58 3 40 1 95 5 93 16
八寨  直立 0 56 2 19 1 68 4 43 8
平展 0 48 1 69 1 07 3 25 45
大栗树 直立 0 69 2 95 1 83 5 48 11
平展 1 21 3 92 2 29 7 43 35
表 4  根形对三七皂苷量的影响
Table 4  Effect of different shapes of root on PNS content
地点 变异性状 三七皂苷R 1 /% 人参皂苷 Rg1/ % 人参皂苷 Rb1/ % R 1+ Rg1+ Rb1/ % 样品数( n)
下寨  圆根形状(疙瘩七) 0 59 3 01 1 48 5 07 32
长根形状(萝卜七) 0 86 3 13 1 71 5 71 6
阿黑  圆根形状     0 55 2 53 1 49 4 57 28
长根形状     0 54 3 31 1 50 5 35 13
八寨  圆根形状     0 61 2 15 1 56 4 32 45
长根形状     0 63 2 04 1 58 4 25 10
大栗树 圆根形状     1 01 2 50 2 59 6 10 36
长根形状     0 99 3 22 2 38 6 59 9
2 5  三七复叶数变异类型的皂苷差异:三年生三七
的掌状复叶数一般为 4片或 5 片, 在三七变异类型
对产量的研究中发现, 叶面积对三七产量有重要影
响[ 6] ,设想通过多复叶、多茎为育种目标,增加叶面
积,提高产量,但从质量分数比较看, 不论是各单体
皂苷还是总和,没有规律性。见表 5。
2 6  三七多茎变异类型的皂苷差异:三七正常情况
为单茎,在样品采集过程中,采集了部分 3茎、4茎
三七,但由于样品量太少,不足构成统计学意义。单
茎和双茎 6个产地的单体皂苷量之和平均值分别为
5 81%、5 27%。从单茎和双茎的产地间比较看,除
马光县下寨外,双茎三七的皂苷量不如单茎三七,人
参皂苷 Rg1 和 Rb1 的表现与单体皂苷总和表现一
致。见 表 6。 t 值 检 验 表 明: t = 2 831 5,
P= 0 036 6< 0 05, 呈显著差异。
2 7  三七叶形变异类型的皂苷差异:三年生三七的
小叶为长圆状倒卵形, 每个复叶一般 5~ 7枚,以掌
状复叶的中叶为对照。根据其小叶长和宽比值( i)
的不同,小叶的变异可以分为狭长型( i %3 5)、普通
表 5  不同复叶数对三七皂苷量的影响
Table 5 Effect of different compound leaf
numbers on PNS content
地点 变异性状
三七皂苷
R1 /%
人参皂苷
Rg1 /%
人参皂苷
Rb1 /%
R1 + Rg1 +
Rb1/ %
样品数
( n)
下寨  复叶数 3 0 54 2 85 1 23 4 62 3
复叶数 4 0 64 2 93 1 53 5 10 33
复叶数 5 0 50 2 76 1 77 5 03 4
乐诗冲 复叶数 3 0 67 2 83 2 09 5 59 5
复叶数 4 0 71 2 99 1 99 5 69 15
复叶数 5 0 63 3 32 2 08 6 03 3
沙尾冲 复叶数 3 0 74 2 90 1 69 5 33 5
复叶数 4 0 59 3 61 1 90 6 10 18
复叶数 5 0 88 3 18 2 28 6 34 7
阿黑  复叶数 3 0 53 3 24 1 54 5 31 3
复叶数 4 0 59 3 06 1 72 5 37 21
复叶数 5 0 50 3 38 1 68 5 56 4
八寨  复叶数 3 0 55 2 41 1 64 4 60 14
复叶数 4 0 62 2 27 1 60 4 49 33
复叶数 5 0 73 1 97 1 35 4 05 9
大栗树 复叶数 3 1 00 3 11 2 10 6 21 11
复叶数 4 1 09 3 35 2 05 6 48 29
复叶数 5 0 70 3 72 2 63 7 04 10
!995!中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010年 6月
表 6 多茎对三七皂苷量的影响
Table 6 Effect of multistem on PNS content
地点 变异性状
三七皂苷
R1 /%
人参皂苷
Rg1 /%
人参皂苷
Rb1 /%
R1+ Rg1 +
Rb1 /%
样品数
( n)
下寨  单茎 0 57 2 94 1 58 5 08 27
双茎 0 57 2 99 1 63 5 19 12
乐诗冲 单茎 0 78 2 99 2 01 5 78 24
双茎 0 52 3 14 1 84 5 50 4
沙尾冲 单茎 0 66 3 89 2 11 6 65 22
双茎 0 74 3 04 1 77 5 56 8
阿黑  单茎 0 56 3 52 1 77 5 85 20
双茎 0 68 2 75 1 39 4 83 8
八寨  单茎 0 61 2 10 1 53 4 23 20
双茎 0 53 1 88 1 50 3 91 10
三茎 0 47 2 07 1 41 3 95 4
大栗树 单茎 0 79 3 56 2 94 7 28 21
双茎 1 00 3 33 2 32 6 66 11
型( i= 2 3~ 3 5)和宽叶型( i & 2 3) , 共 3种。在不
同农艺性状对三七产量的相关和通径分析中,已经
明确了宽叶性状对产量有重要影响[ 6]。因此, 叶形
是三七品种选育考察的一个主要性状, 该性状对皂
苷的影响见表 7。乐诗冲和八寨两个点的宽叶三七
只有 1株样品,没有统计意义, 从现有样品量分析,
普通型、宽叶型、叶片狭长型 6个产地的单体皂苷量
之和平均值分别为 5 35%、6 22%、5 62%。产地
间以普通型为对照, 宽叶型三七的单体皂苷量之和
较高, t= 1 832 5, P = 0 164 3。叶片狭长型三七对
皂苷量的影响次之, t= 1 152 3, P= 0 301 3, 但没
有达到显著差异。
表 7 叶形对三七皂苷量的影响
Table 7 Effect of different shapes of leaf on PNS content
地点 变异性状
三七皂苷
R1 /%
人参皂苷
Rg 1/ %
人参皂苷
Rb1/ %
R1 + Rg1 +
Rb1/ %
样品数
( n)
下寨  普通型 0 60 2 99 1 88 5 47 17
狭长型 0 53 2 79 1 39 4 71 17
宽叶型 0 59 3 23 1 53 5 35 4
乐诗冲 普通型 0 70 2 95 2 25 5 90 16
狭长型 0 80 3 49 2 33 6 63 6
宽叶型     1
沙尾冲 普通型 0 64 2 86 1 79 5 29 8
狭长型 0 65 3 38 1 72 5 76 16
宽叶型 0 54 3 53 1 92 5 99 6
阿黑  普通型 0 58 2 89 1 69 5 16 9
狭长型 0 58 3 07 1 56 5 20 17
宽叶型 0 58 3 75 1 37 5 70 4
八寨  普通型 0 65 1 85 1 69 4 20 26
狭长型 0 54 2 38 1 57 4 50 29
宽叶型     1
大栗树 普通型 0 66 3 38 2 02 6 05 25
狭长型 0 88 3 74 2 32 6 94 18
宽叶型 1 63 3 12 3 10 7 85 4
  #  ∃由于样品数量太少,无统计意义, 未检测样品
  #  ∃ represent s no st atistical significance and no t est ed data due t o f ew
number o f samples
3  讨论
31  目前中药材以育种为目的对变异类型的研究还
很少,丹参[ 9]、甘草[ 10]、杜仲[ 11] 等都是将各自然存在
的主要变异类型进行组合,划分为几类,以组合类型
为对象进行研究。三七的变异类型广泛地分布在根、
茎、叶、果等器官上, 就现在的观察, 除黄果性状与绿
茎性状密切关联外,其他各种变异类型的性状都是各
自存在,各变异类型的性状间还没有发现关联性,因
此三七很难划分变异的组合类型,本研究以单一变异
类型对三七皂苷量的影响,对育种研究初期锁定育种
性状目标可能更具有实际的指导意义。
32  研究的 7种变异类型都是在自然界广泛存在,
不论地理位置、环境条件及生长年限如何, 都普遍存
在。继采用分光光度法最早注意到了紫根三七的总
皂苷量较高后,赵昶灵等 [12] 的研究也证实了三七块
根的平均花色苷量和平均总皂苷量均以纯紫色块根
的为最高。本研究中, 双茎三七的皂苷量没有优势,
三七的茎杆颜色及复叶数的多少对皂苷积累无规律
性,紫根、复叶柄平展型、长形根、宽叶等 4种变异类
型的皂苷量较高,可以作为优质三七品种选育的品质
选育目标。
33  结合前期研究中宽叶三七产量高的特点[ 6]及作
者对不同变异类型后代性状分离情况的观察,三七的
育种工作应对紫根三七及宽叶三七给予重视,适宜采
用系统选育的方法逐代提纯。
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!996! 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 6 期 2010年 6月