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Comparative studies on genetic resource of characteristics of Alisma

泽泻不同种质资源特性比较研究



全 文 :泽泻不同种质资源特性比较研究
陈菁瑛1,2,苏海兰1,2,黄玉吉1,2,葛培盛3,吕竹清3
(1.福建省农业科学院 农业生物资源研究所,福建 福州 350003;
2.福建省农业科学院 药用植物研究中心,福建 福州 350003;
3.福建省建瓯市吉阳镇农技站,福建 建瓯 353103)
[摘要] 目的:探讨不同泽泻种质资源的种质特性,为泽泻地道性研究及实施泽泻 GAP生产提供理论与实践依据。方
法:在对不同来源的种质进行引种栽培的基础上,观察研究其生物学特性与植株特征及其品质,连续3年品质试验及专题研
究。结果:建泽泻、川泽泻和江西泽泻3种泽泻种质间的生物学性状、植株特征及药材品质等具有显著差别。结论:建泽泻与
江泽泻是同种植物,原植物都是东方泽泻Alismaorientalis,而与川泽泻属同属不同种的植物,川泽泻原植物是泽泻A.plantago
aquatica。
[关键词] 泽泻;种质资源;特性
[收稿日期] 20090220
[基金项目] 国家科技支撑计划项目(2006BAI06A1103);福建省
科技重大专项专题(2004YZ021)
[通信作者] 陈菁瑛,Tel:(0591)87596140,Email:cjy6601@163.
com
  泽泻是常用中药,历版《中国药典》中均有记
载,为泽泻科植物泽泻Alismaorientalis(Sam.)Juz
ep.的干燥块茎,具有清热、渗湿、利尿的功效。现代
临床尚用于治疗高血压病、糖尿病和高血脂等[13]。
泽泻主产福建、四川和江西等省,素有“建泽
泻”、“川泽泻”、“江泽泻”之称,以建泽泻、川泽泻量
大且使用广泛,福建、四川已分别建立泽泻规范化种
植基地,开展规范化研究。为进一步对不同种质的
泽泻做更深入的对比研究,将它们引种到福建建瓯
吉阳镇同一生态环境条件下种植,比较其生长发育
和生物学特性、药材品质等差异,旨在探讨泽泻药材
的种质差异,为泽泻药材的地道性研究和实施泽泻
GAP生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 种植材料
福建、四川和江西的泽泻种子分别取自福建省
建瓯市吉阳镇、四川省彭山市谢家镇和江西省广昌
市驿前镇。
1.2 种植试验
于2002年7-8月播种,9月种植于福建建瓯
吉阳镇泽泻种质资源圃。试验土壤肥力中等,每份
资源种植面积21m2为1个小区,种植密度036m×
036m,3次重复,田间管理方法按文献[4]进行,重
复3年试验。基地土壤、灌溉水检测符合国家土壤
环境质量标准(GB156181995)和农田灌溉水质量
标准(GB508492)的要求,植株经中国医学科学院
药用植物研究所林余霖副研究员鉴定。
1.3 观测研究
每小区随机抽取泽泻10株,挂牌观察、测量植
株发育特性、植株形态特征、生物学性状等。采收时
进行小区产量、药材营养成分和化学成分含量等专
题的研究对比试验。
1.4 分析测定方法
1.4.1 泽泻块茎营养成分与灰分测定 将泽泻块
茎烘干,分别取大、中、小块茎各20粒,用中药材粉
碎机粉碎,过筛,混匀,备用。各营养元素和重金属
含量的测定方法:粗灰分干灰化法[5];全氮开氏法
和比色法测定[5];全磷含量钒钼黄比色法[5];全钾
用火焰光度法[5]。3次重复测定。
1.4.2 泽泻药材化学成分测定 参照文献[68]方
法,泽泻对照品泽泻醇A24乙酸酯由中国药科大学
彭国平教授提供;泽泻醇B23乙酸酯由香港城市大
学深圳研究院朱国元老师提供,纯度均为980%。
1.4.3 泽泻药材微量元素测定 委托福建省农科
院测试中心测定,试剂有硝酸(HNO3)、盐酸(HCl)、
氟化氢(HF)、高氯酸(HClO4)(北京化工厂,分析
纯),水为双蒸水。OPTIMAICP2000DV电感锅合
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高频等离子体原子发射光谱仪(美国 PerKinElmer
公司)。具体检测方法采用电感耦合等离子体发射
光谱法通则(Q/FJCB0122001ICPQ100)。铅含量
参照食品中铅的测定方法(GB/T5009121996),镉
含量参照食品中镉的测定方法(GB/T500915
1996),砷含量参照食品中砷的测定方法(GB/
T5009111996),汞含量参照食品中总汞的测定方
法(GB/T5009171996)。
1.4.4 泽泻药材氨基酸成分分析 用日立83550
型氨基酸分析仪,其工作条件是柱温53℃,离子交
换拄26mm×150mm,流速泵 0225mL·min-1,
泵03mL·min-1,进样量50μL。全氨基酸测定参
照GB764987方法。将泽泻生药粉碎,过100目筛,
精确称取烘干样品 50~60mg入水解管中,加入
60mol·L-1盐酸10mL,冷冻抽真空,火焰上封口,
放入砂盒,进入恒温水解炉110℃下水解24h,待水
解完冷却后打开水解管,过滤用去离子水定容至50
mL,取1mL滤液放入小烧杯抽真空干燥,水洗2~3
次,然后加入pH22柠檬酸缓冲液1mL稀释,上氨
基酸自动分析仪测定除色氨酸以外的17种氨基酸。
1.5 统计分析
块茎营养元素和化学成分含量的测定结果用
珋x±s表示,其他测定结果用平均数表示,都进行显著
性分析。
2 结果与分析
2.1 泽泻资源的生长发育特性比较
泽泻以种子繁殖,播种后及时观察种子萌发情
况。不同来源泽泻种子发芽特性明显不同,25~30
℃温度下川泽泻最早萌发,最快的播种后仅2d就
发芽;建泽泻与江泽泻播种至出苗天数为3~5d。
播种至抽苔开花时间长短排序与出苗先后顺序相
似,川泽泻最早抽苔开花,建、江泽泻开花时间相近,
约需要 75d左右;建、江泽泻全生育期相近,约
150~170d,其中苗期约 38~45d,大田成株期约
120d左右;川泽泻全生育期约140~160d(表1)。
2.2 不同种质泽泻的原植物植株形态特征比较
表1 不同种质泽泻生长发育特性比较
种质 播种至出苗天数 幼苗颜色 全生育期/d 移栽至开花期/d 移栽至结果期/d
建泽泻 3~5 浓绿 150~170 45~70 100~110
江泽泻 3~6 绿  150~170 45~70 100~110
川泽泻 2~4 浅绿 140~160 40~60 80~92
  注:均为种子繁殖。
  3种种质的泽泻都是沼生草本植物。建、江泽
泻植株较川泽泻高,约50~100cm;叶全部基生;叶
柄长5~40cm,圆形或椭圆形,基部膨大呈鞘状;叶
片长椭圆形、椭圆形,长10~25cm,宽2~12cm,先
端渐尖,全缘,有明显的弧形叶脉5~7条,两面均光
滑无毛,色绿有光泽。川泽泻植株高约30~60cm,
叶呈整齐的3束排列,俗称三棱子、三子;叶片卵圆
形长25~18cm,宽1~10cm,叶面平展,全缘,有
5~7条叶脉,两面光滑无毛,色浅绿有光泽(表2)。
花茎由叶丛中生出,花两性,小,白色,聚生成大
形的圆锥状伞形花序,分枝轮生;总苞片和小总苞片
3~5;建、江泽泻的外轮花被片3,宽卵形较内轮花
被片长、稍小或等大;内轮花被3,花瓣状,白色,倒
卵形微凹,先端全缘;而川泽泻外轮花被片3,卵圆
形,明显比内轮花被片小;内轮花被扁圆形平展,先
端有不规则粗齿。
果为瘦果,细小多数,排列为轮状,围绕微突出
的花托,熟时易散落。瘦果长方状倒卵形,扁平,背
部有1~2不明显的浅沟。先端钝圆,两侧各有1纵
沟,基部有残留种柄。新鲜收集的种子,种皮为黄绿
色或黄褐色,贮藏一段时间或陈年种子种皮颜色较
深,为褐色或黑褐色;种子千粒重020~047g,川
泽泻千粒重高,为04~047g,江泽泻千粒重最低,
为020~025g,建泽泻千粒重约028~032g。
建泽泻块茎呈类圆形,质坚实,断面黄白色,颗
粒性,有多数细孔。川泽泻圆形或卵状不规则,个较
小,皮较粗糙,四周多有大小瘤状疙瘩突起,粉性小,
质较轻。
2.3 不同种质泽泻的叶片性状比较
统计结果显示,泽泻成熟叶片的长、宽、叶柄长、
叶片重等指标的平均值大小排序均为建泽泻

江泽


川泽泻。叶片性状的种质间差异表现为显著水
平(P<001),叶片和叶柄长度差异达极显著水平;
建泽泻与江泽泻的叶片性状差异不显著,以上性状
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   表2 不同种质泽泻植株特征比较
特征 建泽泻 江泽泻 川泽泻
植株分蘖情况 少 少 多
植株高度   50~100cm 50~100cm 30~60cm
叶片数    9~15 7~12 15~21
叶柄特征   基生,圆形或椭圆形,整齐而不呈三束排列 基生,圆形或椭圆形,整齐而不呈三束排列 呈整齐的三束排列,俗称三棱子、三子
叶缘形状   全缘 全缘 全缘
叶面特征   微凹,长椭圆形 微凹,长椭圆形 平展,宽卵形
叶脉数    5~7 5~7 5~7
内轮花被片  倒卵形微凹,先端全缘 倒卵形微凹,先端全缘 扁圆形平展,先端有不规则粗齿
外轮花被片  卵形,较内轮花被片长、稍小或等大。 卵形,较内轮花被片长、稍小或等大。 卵圆形,明显比内轮花被片小。
药材块茎形状  类圆形、长圆或倒卵形,表面黄白色,  长圆形或倒卵形,表面黄白色,散有多数  圆形、倒卵形,个较小,皮较粗糙,顶
  有不规则横向环状浅沟纹 细小突起的须根痕和不规则横向环状浅沟 端四周多有大小疙瘩突起
    纹  
块茎比重   0801~082 077~080 056~064
可作为泽泻种质资源鉴别的植株特征指标之一
(表3)。
表3 不同种质泽泻的叶片性状比较
泽泻种质 叶片长/cm 叶片宽/cm 叶柄长/cm 单叶重/g
建泽泻 2656Aa 1748Aa 4758Aa 274Aa
江泽泻 2242Bb 1483Aa 4421Ab 251Aa
川泽泻 1600Cc 1133Bb 3015Bc 198Bb
  注:不同小、大写字母表示差异达5%和1%显著水平(表4~7
同)。
2.4 不同种质泽泻药材块茎营养成分比较
供试的建泽泻药材中全氮、全磷和全钾含量皆
明显高于川泽泻(表 4),差异分别达 17%,43%,
29%,这可能是由于不同种质的泽泻植株对土壤营
养元素的吸收特性不同而产生的差异。泽泻块茎粗
灰分含量差异不大,皆符合国家药典规定的低于
5%的标准[3]。
2.5 不同种质泽泻品质特性比较
表4 不同种质泽泻块茎中各营养元素质量分数比较(珋x±s,n=20) %
泽泻种质 总灰分 全氮 全磷 全钾
建泽泻 35137±02518Ab 40779±04154Aa 07333±00202Aa 14621±01145Aa
江泽泻 37011±02164Aa 40567±04208Aa 06937±00333Bb 14443±01709Aa
川泽泻 25301±02170Cc 34933±03077Cc 04912±00102Cc 11505±04342Cc
2.5.1 不同种质泽泻药材微量元素含量的比较 
建泽泻与江泽泻17种微量元素中有10种存在差异
(表5);而与川泽泻间差异显著,建泽泻中微量元素
镍(Ni)含量近10倍于川泽泻,铁(Fe)元素含量差
异接近2倍。
根据我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标
准》[9]的要求,重金属总量≤200mg·kg-1,铅(Pb)≤
50mg·kg-1,镉(Cd)≤03mg·kg-1,汞(Hg)≤02
mg·kg-1,铜(Cu)≤200mg·kg-1,砷(AS)≤20mg
·kg-1。建泽泻与江泽泻上述指标全部在标准规定
内,川泽泻种质的药材Cd超过限量,Cu指标接近临
界值,其余各项指标均符合要求。川泽泻异地栽培
后,与建泽泻在同一环境条件下相同的栽培管理措施
仍存在以上差异,这可能与该种质对土壤中微量元素
  表5 不同种质泽泻药材中微量元素(n=20) mg·kg-1
微量元素 建泽泻 江泽泻 川泽泻
Ca 1700Ab 1713Aa 1601Cc
Mg 1600Aa 1533Bb 1406Cc
K 10503Bb 11511Aa 9985Cc
Na 232Bb 210Cc 438Aa
P 8106Aa 6913Bb 5153Cc
Fe 111Aa 97Bb 60Cc
Cu 17Ab 10Cc 20Aa
Zn 115Aa 100Bb 85Cc
Mn 399Bb 461Aa 231Cc
Co 025Aa 025Aa 025Aa
Ni 310Aa 161Bb 033Cc
Cr 025Aa 025Aa 025Aa
Cd 025Bc 029Bb 073Aa
Pb 060Aa 060Aa 029Bb
Se 004Aa 004Aa 004Aa
Hg 001Aa 002Aa 002Aa
As 001Bc 003Bb 007Aa
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的富集力有关,还有待于进一步分析研究。
2.5.2 不同种质泽泻药材氨基酸含量的比较 泽
泻中的氨基酸也是主要有效成分之一[10],在福建建
瓯种植的不同种质泽泻药材中氨基酸成分及其含量
(表6)比较结果表明,不同种质间氨基酸含量不同,
但含量高低排列次序一致,含量最高的是谷氨酸,其
次是天门冬氨酸,最后是精氨酸。这3种氨基酸的
含量占总氨基酸含量的40%以上;含量最低的都是
脯氨酸。总氨基酸量最高的是建泽泻,高达20628
4%,最低的是江泽泻,为155877%。氨基酸成分
含量构成相似,这可能与它们的功效相似有关。
表6 泽泻中的全氨基酸质量分数(n=20) % 
氨基酸 建泽泻 江泽泻 川泽泻
精氨酸   18958Aa 15153Cc 18238Ab
组氨酸   04343Aa 03433Bb 03014Bc
赖氨酸   11487Aa 09189Bb 08850Cc
天门冬氨酸 29707Aa 21661Bb 20302Cc
苏氨酸   11940Aa 08984Cc 09915Bb
丝氨酸   10941Aa 07635Cc 08696Bb
谷氨酸   37504Aa 27670Cc 30040Bb
脯氨酸   03089Aa 02031Bc 02151Bb
甘氨酸   11970Aa 08834Bb 08687Bc
丙氨酸   08097Aa 06567Cc 07006Bb
胱氨酸   04358Aa 02734Cc 02982Bb
缬草氨酸  11327Aa 08051Bc 08113Bb
甲硫氨酸  03367Aa 02641Bb 02714Bb
异亮氨酸  06954Aa 06214Bb 06019Bc
亮氨酸   12819Aa 09736Bb 09091Cc
酪氨酸   08736Aa 06634Cc 06989Bb
苯丙氨酸  10987Aa 08710Bb 08962Bb
总氨基酸  206284Aa 155877Cc 161769Bb
2.5.3 不同种质泽泻药材泽泻醇含量的比较 各
种质泽泻块茎中泽泻醇A24乙酸酯和泽泻醇B23
乙酸酯的含量不同(表7),川泽泻含泽泻醇A24乙
酸酯最高,是江泽泻的2倍、建泽泻的17倍;相反,
建泽泻中泽泻醇B23乙酸酯含量是川泽泻的2倍
左右。块茎中泽泻醇 B与泽泻醇 A含量的构成比
例,建泽泻与江西泽泻相似,泽泻醇 B含量是泽泻
醇A的4倍左右,而川泽泻中两者含量相近。
表7 不同种质泽泻块茎中泽泻醇A24乙酸酯和
泽泻醇B23乙酸酯的质量分数(珋x±s,n=10) %
种质 泽泻醇B23乙酸酯 泽泻醇A24乙酸酯
建泽泻 03067±00195Aa 00779±00013Bb
江泽泻 02036±00285Bb 00556±00032Cc
川泽泻 01713±00101Cc 01326±00081Aa
3 讨论与建议
不同种质的泽泻,其药材的微量元素、氨基酸及
泽泻醇含量等药材品质存在差异,这种差异的规律
性与这些种质在原产地时含量差异的规律性基本一
致[1112],表明不同种质资源泽泻的品质差异主要与
遗传因素有关。
建泽泻与江泽泻植株形态、药材泽泻醇成分构
成相似,仅在植株高度、叶片大小上存在微小差别,
参考两者基因组ITS序列相似[1314],对照《中国植物
志》第8卷泽泻科泽泻属分种标准鉴定,两者属于
同属同种的植物,证实了建瓯老药农介绍的江西泽
泻的种子是从福建建瓯引种的说法。建泽泻与江泽
泻药材泽泻醇和氨基酸含量差异显著,可能因栽培
地环境或取样等其他偶然因素引起,还有待于进一
步研究证实。
建泽泻与川泽泻在地理分布上差距大。川泽泻
为川产道地药材之一,主产地为川西平原的彭山、都
江堰、崇州,以彭山为中心,有传统的种植历史。建
泽泻主要分布在福建建瓯、建阳和龙海等县市,以建
瓯为中心,有200多年的种植历史,素有“建泽泻”
之称,自古以来就闻名中外,享誉东南亚,《药物出
产辨》载:“福建省建宁府为上”,是福建省地道药材
之一。其次两者在植株形态、生长发育特性等方面
有显著的区别,按照《中国植物志》第8卷泽泻科泽
泻属分种标准反复鉴定,川泽泻原植物是泽泻 A.
plantagoaquaticaLinn,建泽泻原植物是东方泽泻A.
orientalis(Sam.)Juzep,两者是同属不同种即不同
基原的植物,且基因组 ITS序列有 2个碱基差
异[1314],而建泽泻与江泽泻在植物形态、化学成分
等方面相近,经鉴定是同一基源的植物。但三者均
是《中国药典》所规定的 A.orientalis(Sam.)
Juzep.。
综合上述研究结果,明确了建泽泻与川泽泻是
同属不同种的植物,这与王书林等[15]的研究结果一
致;云南省生物多样性和传统知识研究会建立的云
南药用植物数据库中也将建泽泻与川泽泻分列在同
属不同种的植物中。然而,在文献中它们的中文名
都称为泽泻,为此建议在中文名的描述上,用建泽泻
表述A.orientalis(Sam.)Juzep,用川泽泻表述 A.
plantogoaquaticasubsp.orientalisSamuels。
[参考文献]
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ComparativestudiesongeneticresourceofcharacteristicsofAlisma
CHENJingying1,2,SUHailan1,2,HUANGYuji1,2,GEPeisheng3,LVZhuqing3
(1.InstituteofAgrobiologicalResouces,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou35003,China;
2.MedicinalplantResearchCenter,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou350003,China;
3.FujianProvinceJianouCityJiyangAgriculturetechnologyStation,Jianou353103,China)
[Abstract] BasedontheintroductionandcultivationofAlismagermplasmwhichwerefromFujian,JiangxiandSichuanprov
inces,thebiologicalcharacteristics,morphologicalcharacteristicsandqualitywereobservedandstudied.Afterthreeyearcontinuous
experimentandmonographicstudy,therewereremarkablediferenceinthebiologicalcharacteristics,morphologicalcharacteristicsand
productqualityofFujianAlisma,SichuanAlismaandJiangxiAlisma.FujianAlismaandJiangxiAlismawerethesameplantspeciesof
A.orientalis,whereasSichuanAlismaandFujianAlismawerethediferentplantspeciesofA.plantagoaquatica.Thestudyresults
wilprovidethetheoreticalandpracticalbasisforthegenuinemedicinalmaterialsresearchandgoodagriculturalpractice(GAP)ofAl
isma.
[Keywords] Alisma;geneticresources;characteristics
[责任编辑 吕冬梅]
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第34卷第21期
2009年11月
                           
Vol.34,Issue 21
 November,2009