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Evaluation on germplasm resources of main production area of Artemisia annua in China

中国黄花蒿主产区种质资源评价



全 文 :中国黄花蒿主产区种质资源评价
韦树根2,马小军1,3,冯世鑫1,黄荣韶2,董青松1,闫志刚1,黄秋银1
(1.广西药用植物园,广西 南宁 530023;2.广西大学 农学院,广西 南宁 530005;
3.中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所,北京 100094)
[摘要] 目的:评价筛选出优良的黄花蒿种质资源,为我国黄花蒿种质资源数据库和新品种选育提供基础材
料。方法:在黄花蒿主产区采集种质资源72份,引种至广西靖西县和广西药用植物园(南宁)种质资源圃,于现蕾
期采收叶片和花蕾,采用超声波法提取青蒿素,紫外分光光度法测定其含量。结果:多数不同黄花蒿种质之间的叶
片产量和青蒿素质量差异显著。黄花蒿的青蒿素含量受环境的影响较大,同一黄花蒿种质种植于不同地点,其青
蒿素含量不同。黄花蒿的遗传变异比较大,引种后第2年的黄花蒿青蒿素含量有下降趋势。结论:原产南方的7
份种质表现较好,其青蒿素质量分数均高于090%,理论产量在2250kg·hm-2以上。黄花蒿的青蒿素含量与其
自身遗传特性及生长环境的差异有较大关系。
[关键词] 黄花蒿;种质资源;评价
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)03024104
[收稿日期] 20070204
[基金项目] 国家科技基础条件平台工作项目(2005DKA21004);
广西科技厅攻关项目(05370171,06300023K,0063003)
[通讯作者] 马小军,Tel:13501187416,Email:xjma@pub
lic.bta.net.cn
  黄花蒿 ArtemisiaannuaL.,别名草蒿、臭蒿,中
药上习惯称之为“青蒿”,为菊科蒿属一年生草本植
物,其药用部位为叶子、嫩枝、花蕾[1]。我国黄花蒿
中的青蒿素含素由南到北逐渐降低。据报道,在工
业上每提高1个青蒿素含量百分点将降低60% ~
70%的成本。因此,筛选高含量的种质资源是提高
药源质量,降低制药成本的重要途径,也是黄花蒿育
种的物质基础。本研究将收集到的来源于重庆、广
西、广东、湖南、江苏、陕西等黄花蒿主产地区的种质
资源样本72份,引种到广西靖西县和广西药用植物
园(南宁),测定了各种质的黄花蒿产量和青蒿素含
量并进行了评比试验研究。
1 材料与方法
1.1 材料 收集野生或栽培黄花蒿种子或幼苗72
份,分别采自重庆、广西、湖南、广东等地,见表1,黄
花蒿种质由马小军研究员鉴定,凭证标本存放于广
西药用植物园。2005年和2006年引种于广西靖西
县那唐村黄花蒿种质资源实验圃和广西药用植物
园,并进行田间评比试验。
表1 黄花蒿种质资源
No. 来源 No. 来源 No. 来源
1 广西靖西县 25 湖南吉首 49 广西大新县
2 广西靖西县 26 湖南吉首 50 广西金城江
3 广西靖西县 27 湖南吉首 51 广西宜州市
4 广西靖西县 28 广西北海市 52 广西大化县
5 广西靖西县 29 广西资源县 53 广西都安县
6 广西崇左市 30 广西灌阳县 54 广西天峨县
7 广西都安县 31 广西龙胜县 55 广西富川县
8 广西玉林市 32 广西全州县 56 广西钟山县
9 广西临桂县 33 广西兴安县 57 广西贺州市
10 重庆酉阳 34 广西平乐县 58 广西苍梧县
11 广西田林县 35 广西阳朔县 59 广西芩溪县
12 广西乐业县 36 广西荔蒲县 60 广西隆林县
13 广西西林县 37 广西恭城县 61 广西田林县
14 广西德保县 38 广西柳州市 62 广西玉林市
15 广西临桂县 39 广西武宣县 63 广西博白县
16 广西药用植物园 40 广西金秀县 64 广西贵港市
17 广西临桂县 41 广西象州县 65 广西容县
18 广西植物研究所 42 广西三江县 66 广西钦州市
19 广西植物研究所 43 广西融水县 67 广西上思县
20 湖南韶山 44 广西融安县 68 湖南衡阳
21 湖南湘潭 45 广西马山县 69 湖南沅陵
22 重庆酉阳中药研究院 46 广西武鸣县 70 广东英德
23 重庆酉阳 47 广西崇左市 71 陕西平利
24 湖南吉首 48 广西宾阳县 72 江苏南京
1.2 田间试验设计与采样、测定方法 试验采用随
机区组设计,重复3次,小区面积10m2,种植密度为
30cm×40cm。2月中旬播种,出苗30d后,用浓度
2%的尿素浇根,5月份施复合肥750kg·hm-2。其
余管理措施与常规栽培相同。青蒿素含量的测定采
样:于黄花蒿现蕾期从植株顶部往下1m处剪取长
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ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 3
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约50cm的枝条晒干,将其叶片和花蕾打落装置封
口袋待测;测产采样:在黄花蒿现蕾期进行采样,每
小区采5株,称其叶和花蕾干重。用超声波法提取
青蒿素[2],紫外分光光度法测定[3]。所用仪器为岛
津1206型紫外分光光度计,试剂均为分析纯(AR),
水为超纯水。样品测定在广西大学农学院植物生理
实验室进行。
2 结果与分析
2.1 不同种质资源青蒿素含量 各种质的青蒿素
含量见表2。其中青蒿素含量最高是编号19(来源
于广西植物研究所),为097%;含量最低的是编号
71(来源于陕西平利),为016%。最高含量是最低
含量的606倍。在72份种质资源中,青蒿素质量
分数高于09%的有8份,07%~09%的有20份,
06%~07%的有 16份,分别各占全部种质的
11%,18%,22%。据报道,青蒿素质量分数高于
06%以上的黄花蒿在工艺上才有利用价值。本试
验中青蒿素质量分数高于06%以上的种质资源有
44份,占全部种质的 61%。用 SSR检验法对各种
质青蒿素含量进行多重比较,结果表明,多数不同黄
花蒿种质资源之间青蒿素含量差异显著。
表2 不同种质资源青蒿素质量分数 %
No. 平均值 No. 平均值 No. 平均值
19 097a 2 072fghijk 1 057pqrstuvw
4 095ab 53 071fghijk 45 057pqrstuvw
69 095ab 65 070fghijkl 55 057pqrstuvw
22 095ab 44 070fghijkl 13 056pqrstuvw
39 091abc 70 069ghijklm 31 056qrstuvw
6 090abc 24 068hijklmn 33 056qrstuvw
14 090abc 66 068ijklmno 52 055rstuvw
25 090abc 60 068ijklmno 58 054rstuvwx
12 087bcd 9 066jklmnop 72 054rstuvwx
11 085cde 43 065jklmnopq 67 053stuvwx
26 085cde 5 063klmnopqr 47 053stuvwx
7 085cde 41 063klmnopqr 34 053stuvwx
18 077def 28 062lmnopqrs 42 052tuvwx
63 079efg 61 062lmnopqrs 50 051uvwx
3 078efg 36 061lmnopqrs 57 051uvwx
20 078efg 29 061lmnopqrs 48 051uvwx
40 078efgh 54 061lmnopqrs 30 051vwxy
59 077efghi 10 061lmnopqrst 56 049wxy
23 076efghi 16 060mnopqrstu 49 045xyz
35 076efghi 17 060mnopqrstuv 51 042yz
27 076efghi 38 059nopqrstuv 64 040z
21 073fghij 32 059nopqrstuv 8 039z
15 073fghij 37 058opqrstuvw 46 038z
62 073fghij 68 058pqrstuvw 71 016{
2.2 不同种质黄花蒿产量 各种质的黄花蒿产量
见表3。其中黄花蒿产量最高的是编号14(来源于
广西德保县),其小区均重5970g;产量最低的是编
号71(来源于陕西平利),其小区均重1231g,最高
产量比最低产量高485倍。用 SSR检验法对各种
质黄花蒿产量进行多重比较,结果表明,多数不同种
质黄花蒿资源之间产量差异显著。
表3 不同种质黄花蒿产量 g
No.小区产量均值 No. 小区产量均值 No. 小区产量均值
145970a 254100abcdefghi 483244bcdefghij
15610ab 74088abcdefghi 303165bcdefghij
335567abc 94051abcdefghi 563121bcdefghij
395550abc 153982abcdefghi 683097bcdefghij
265376abcd 33982abcdefghi 323063bcdefghij
115262abcde 603939abcdefghi 232984bcdefghij
624807abcdef 543931abcdefghi 573927cdefghij
244791abcdef 523913abcdefghi 472901defghij
224763abcdef 693740abcdefghi 552893defghij
504746abcdefg 383676abcdefghij 412866defghij
274681abcdefg 353675abcdefghij 442837defghij
44670abcdefg 423663abcdefghij 202833efghij
134486abcdefgh 673632abcdefghij 582751efghij
364349abcdefgh 633570abcdefghij 612658efghij
174345abcdefgh 293534abcdefghij 213640fghij
434305abcdefghi513501abcdefghij 532631fghij
194296abcdefghi643486abcdefghij 452504fghij
404130abcdefghi283422abcdefghij 162495fghij
184127abcdefghi373355abcdefghij 592397fghij
84128abcdefghi 103343bcdefghij 702237ghij
64119abcdefghi493290bcdefghij 312049hij
24116abcdefghi653287bcdefghij 341822ij
1241072abcdefghi723278bcdefghij 661814ij
54100abcdefghi463264bcdefghij 711231j
2.3 同一种质不同栽培地青蒿素含量及产量 根
据表4可以看出,同一种质栽培于靖西的青蒿素含
量均高于南宁,但产量则没有表现出一定的规律。
这说明青蒿素含量受地域的影响比较大,而产量则
不受地域影响。
2.4 不同年份青蒿素含量与黄花蒿产量 从表5可
以看出,2005年和2006年青蒿素含量与黄花蒿产量之
间的变化比较大。其中青蒿素含量基本不变的种质有
4份,占总数的16%;青蒿素含量上升的种质有7份;占
总数的28%;青蒿素含量下降种质的有14份,占总数
的56%;青蒿素含量下降的种质比率是上升的2倍,说
明黄花蒿的遗传性状很不稳定。而黄花蒿的单株产量
则没有一定的规律,产量的大小可能与栽培措施关系
较大,品种的遗传特性对产量的影响较小。
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表4 同一种质不同栽培地青蒿素含量及产量
No.
青蒿素质量分数/%
靖西 南宁
单株产量/g
靖西 南宁
4 097 076 4037 2522
19 096 082 4053 4499
12 096 062 3049 4056
20 095 066 4675 4731
26 092 081 3417 4686
3 092 060 3447 3873
5 092 074 4001 3811
13 089 057 3736 2176
21 089 080 4433 3664
8 086 044 2445 3913
表5 不同年份青蒿素含量与黄花蒿产量
No.
青蒿素质量分数/%
2005年 2006年
单株产量/g
2005年 2006年
4 097 095 4037 4861
19 096 097 4053 3580
12 095 088 3049 3423
20 095 078 4675 2361
26 093 085 3417 4480
3 092 078 3447 3318
5 089 063 4001 3417
13 089 056 3736 3739
21 088 074 4433 2825
8 086 039 2445 3440
24 083 068 3453 3993
2 083 072 4248 3430
23 077 076 4855 2487
14 076 090 2887 4975
25 076 090 3612 3417
11 074 085 4139 4385
1 073 052 3718 4675
9 072 066 3975 3375
7 068 085 3872 3407
10 067 061 4864 2786
17 066 060 3424 3621
22 065 095 2925 3969
6 062 091 2568 3432
16 060 060 3394 2079
18 039 079 3390 3440
3 结论与讨论
在72份黄花蒿种质资源中,多数不同黄花蒿种质
之间叶片产量和青蒿素含量差异显著。通过综合评价
初步得出,原产南方的7份种质表现较好,其青蒿素含
量均高于090%,理论产量在2250kg·hm-2以上。
研究结果表明,同一黄花蒿种质种植于靖西的
黄花蒿其青蒿素含量均高于种植于南宁的。张萍,
张子忠等的研究也表明同一黄花蒿种质种植于不同
地方,其青蒿素含量也不同[4]。产生这一现象的原
因除黄花蒿单株之间青蒿素含量差异较大之外,外
界条件对青蒿素含量的影响也比较大,其中气候因
子可能是影响青蒿素含量的主要因素。因此,为提
高青蒿素的含量,对广西区域的气候与土壤生态因
子的调查分析,并进行黄花蒿的青蒿素含量与生态
因子的相关性分析,找出影响青蒿素含量的外界因
子并在广西划分出适合种植黄花蒿的区域是非常必
要的,作者正在研究这一课题。
黄花蒿的遗传变异很大,青蒿素含量下降是黄
花蒿育种中存在的主要问题。在2006年种植的25
份黄花蒿种质中,其青蒿素含量下降种质比例是上
升的2倍。金玲,居明秋的研究也表明从云南、广西
引进到江苏高邮种植的黄花蒿,第3年后青蒿素含
量下降到与高邮的野生黄花蒿青蒿素含量接近[5]。
因此,采取常规育种方法或现代分子育种的方法,研
究黄花蒿的遗传特性,找出影响黄花蒿青蒿素含量
的主要原因,培育新的优良品种将有很大的潜力。
目前,在黄花蒿种质资源方面研究较多的是青
蒿素含量与其生物学特性的关系,黄正方等研究认
为,青蒿素含量与黄花蒿叶片的形态,茎秆的颜色等
有关系[6]。作者对青蒿素的含量与其生物学特性
如叶片形态、茎秆颜色、节间距、一级分支的角度等
进行了相关分析,并找出了它们之间的相关性[7]。
而在黄花蒿遗传特性方面研究的比较少,作者正进
行这方面的研究,所得成果将为黄花蒿新品种的选
育提供理论依据。此次试验只是重点比较了不同种
质资源的青蒿素含量和青蒿产量,对选出的高含量
种质应进一步做多点试验和更全面的考察来确定其
综合性状。
[参考文献]
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究进展[J].应用与环境生物学报,20O2,8(1):90.
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青蒿中青蒿素含量的研究[J].大众科技,2004,8:27.
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[6] 黄正方,郑贵华,李成东,等.影响青蒿成分(青蒿素)含量的因
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contentandseveralmainlytraitsofArtemisiaannuaL.germplasm
[C]The9th InternationalCongressonEthnopharmacology,
2006:142.
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Evaluationongermplasmresourcesofmainproductionareaof
ArtemisiaannuainChina
WEIShugen2,MAXiaojun1,3,FENGShixin1,HUANGRongshao2,DONGQingsong1,YANZhigang1,HUANGQiuyin1
(1.GuangxiBotanicalGardenofMedicinalPlants,Nanning530023,China;
2.AgriculturecolegeofGuangxiuniversity,Nanning530005,China;
3.InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100094,China)
[Abstract] Objective:ToevaluateandselectexcelentgermplasmresourcesofArtemisiaannuaL.,providingbasicdatafor
databaseandbreedingofA.annua.Method:SeventytwogermplasmsofA.annua,whichwerecolectedfrommainproductionareas,
wereplantedingermplasmresourcesgardeninJingxiandNanningunderthesameconditions.Thesamplesweregatheredinthesqua
ringstage.Artemisininwasextractedbysupersonicwaveanddeterminedbyultravioletspectrophotometry.Result:Theleaf'syieldand
thecontentofartemisinininthesamplesofdiferentgermplasmswerevariedsignificantly.Efectofenvironmentonartemisinincontent
wasmorethanthatofhereditaryfactors.ThecontentofartemisininwasdiferentwhenthesamematerialofA.annuagrewindiferent
place.Thecontentofartemisinininnextyear'splantwasdecreasing.Conclusions:SevengermplasmsfromsouthofChinahavebeen
selected,theircontentofartemisininwasabove0.9% andcalculatedyieldwasmorethan2250kg·hm-2.Thecontentofartemisinin
hasbeenafectedbyhereditaryfactorsandvariationofthegrowthenvironment.
[Keywords] Artemisiaannua.;germplasmsresource;evaluation
[责任编辑 张宁宁]
多伦野生芍药中芍药苷含量动态变化
冯学锋,胡世林,张永欣,赫 炎,张启伟,格小光,杨京玉
(中国中医科学院 中药研究所,北京 100700)
[摘要] 目的:探讨多伦野生芍药芍药苷含量动态变化。方法:定株、定时原产地多样本采样,用 HPLC测定
芍药苷含量,数据经统计分析。结果:5月(苗期)采集的多伦野生芍药芍药苷质量分数平均值最低(305%),8,9
月(幼果期和果期)采集的含量较高(472%,458%);6~10月平均含量之间没有显著差别。野生芍药个体差异
很大,当根直径范围<1mm(051~060cm)时,芍药苷含量变异系数可达4717%。结论:野生芍药显蕾以后至枯
萎前均可采挖,农闲采挖的现实情况是可行的。首次报告和提出野生芍药株间芍药苷含量差异很大,取样不当,植
株个体差异可能影响芍药苷动态变化测定结果。
[关键词] 多伦赤芍;芍药;芍药苷;动态变化
[中图分类号]R2841 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)03024404
[收稿日期] 20061202
[基金项目]  国家“十五”科技攻关计划项目(2001BA701A52)
[通讯作者] 张启伟,Tel:(010)640144112848,Email:zhan
gqw19550805@163.com
  赤芍主要来源为毛茛科植物芍药 Paeonialacti
floraPal.的根,为清热凉血、散瘀止痛常用中药。
芍药自然分布原本广及洞庭湖畔,但现已缩小到我
国长城内外至大小兴安岭一带,内蒙古多伦所产赤
芍被认为是优异品质的道地药材,但已处于生产性
濒危状态,即不再能供应中医用药。迄今为止,芍药
苷含量动态研究多取材于观赏栽培芍药[1]或野生
移栽品[2],而野生与栽培芍药在药性和遗传特征上
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