全 文 :·研究论文·
地黄种质资源生物性状的比较研究
李先恩1,2,祁建军2,周丽莉2,王邵华1
(1.南京农业大学,江苏 南京 210095;
2.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:比较地黄栽培品种与野生品种的性状差异,为地黄新品种的选育提供理论依据。方法:利用田间
试验结合统计分析。结果:与野生品种相比,栽培品种株高明显降低、单株叶片数明显减少、产量显著增加;与野生品
种比较,栽培品种叶片长度有所减少,叶片宽度、叶片中梓醇含量、多糖和还原糖有所增加但不明显,而块根中梓醇含
量和水浸出物含量基本相同。结论:人工选育使地黄的株高降低、叶片数减少,产量增加,但有效成分含量没有明显改变。
[关键词] 地黄;野生品种;栽培品种;性状比较
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)18203304
[收稿日期] 20071106
[基金项目] 国家自然科学基金项目(39930220,30472155)
[通讯作者] 王邵华,Tel:(010)62810019,Email:wangsh@
njau.edu.cn
地黄的栽培有上千年的历史,在长期的生产中,
先后开展了新品种的选育研究,育成了新品种如
“金状元”、“白状元”、“小黑英”。20世纪60年代
中国医学科学院药物所培育出新品种“北京1号”、
“北京2号”,20世纪90年代河南温县农业科学研
究所培育出了优良品种“855”,是目前生产上的主
栽品种[1]。地黄的野生资源十分丰富,许多地方的
山区林缘、道路旁和农田边等都有分布。李先
恩[23]、张留记[4]等对地黄栽培品种的经济、产量性
状和有效成分如地黄苷、梓醇、地黄多糖含量等进行
了分析和比较。温学森[5]等对地黄不同种质(包括
野生资源)的光和色素含量进行了比较。本研究对
收集的地黄栽培品种和野生品种的生物学性状、农
艺性状、产量性状和品质性状进行了分析和比较,旨
为地黄新品种的选育提供依据。
1 材料与方法
试验材料为13个栽培品种(系)和13份野生
资源。栽培品种包括地方品种、农家品种、育成品
种。野生品种收集于河南、山东和北京等地的山区。
野生品种收集时以1个居群为1份,收集当年在试
验地种植并进行了纯化。田间试验为随机区组设
计,3次重复,小区面积15m2,每小区5行,每行栽
苗15棵。收获时每小区取20株分别测定叶片长
度、叶片宽度、叶片鲜重、单株鲜块根重、块根数等。
按小区取鲜块根1kg左右,切片后干燥,粉碎,用作
梓醇含量、糖类和水溶性浸出物的分析。
1.1 外观性状的测定 叶片长度、叶片宽度:地黄
出苗80~90d后,取植株中部正常成熟叶片,测定
叶片基部到顶端之间的距离,为叶片长度;测定叶片
最宽处的长度,为叶片宽度。
叶片鲜重:地黄出苗80~90d后,取植株中部
正常成熟叶片20片,称鲜重。干燥后用于叶片梓醇
含量的分析。
1.2 梓醇含量分析 HPLC分析条件 C18-ODS柱
(46mm×250mm,5μm),流动相06%乙腈,流速
10mL·min-1,检测波长210nm。
供试品溶液制备 精密称取干燥品1g左右,用
20%乙醇40mL超声处理10min,转移至100mL量
瓶中,放置10min后定容。2h后过滤,取滤液作为
供试品溶液。
对照品溶液制备 取梓醇对照品(中国药品生物
制品检定所,批号1108089712)适量,用06%乙腈
配制成01g·L-1的溶液,作为对照品溶液。
多糖和还原糖的分析:参考文献的方法[6]。
按照《中国药典》方法测定地黄水浸出物[7]。
2 结果与分析
2.1 生物学性状 对收集到的地黄种质资源在北
京试验地中种植,进行了形态特征观察和描述。地
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黄的叶片形态有卵圆形、长椭圆形和狭长形。人工
选育的栽培品种叶形以卵圆形和长椭圆形居多,叶
片比较宽大,而野生品种叶片较小、狭长;块根的形
状主要有薯状和纺锤状。从块根的大小来看,不同
地黄品种之间有明显的差别,人工选育的品种块根
较大,产量较高,而野生种块根较小,细长,产量低,
商品规格低。从花色来看,大部分为紫红色,只有
X2的花色为淡黄色,但开紫红色花的花色深浅也有
所不同,有一定的区别。从花的结构来看野生品种
与栽培品种没有明显的差异(表1)。
表1 地黄栽培与野生品种生物学性状
类型 品种 叶形 块根形状 花色
栽培 932 长椭圆 薯状 紫红
855 长椭圆 薯状 紫红
金状元 卵圆 薯状 淡紫
小黑英 长椭圆 细长条 紫红
红薯王 卵圆 薯状、疙瘩 淡紫
狮子头 卵圆 纺锤状 紫红
金状元2 长椭圆 薯状 紫红
829 椭圆 纺锤状 淡黄
郭里猫 长椭圆 薯状、疙瘩日 紫红
国林新一代 长椭圆 纺锤状 淡紫
9322 卵圆 薯状 淡紫
北京1号 长椭圆 纺锤状 淡紫
H8 卵圆 薯状、疙瘩 淡紫
野生 H1 长椭圆 纺锤状 淡紫
H2 长卵圆 薯状 紫红
H3 长椭圆 薯状 紫红
H6 狭长 薯状 紫红
H9 卵圆 细长条 淡紫
H11 狭长 薯状 紫红
H12 狭长 细长条 紫红
X2 长椭圆 纺锤状 淡黄
X3 长椭圆 纺锤状 淡紫
X4 卵圆 纺锤状 淡紫
850 狭长 薯状 紫红
似无名 卵圆 纺锤状 紫红
北11 长椭圆 薯状 紫红
2.2 农艺性状 野生品种其叶片长度、叶片宽度、
叶片鲜重、株高与栽培品种差异不明显,但两者的叶
片数有明显的差异,与栽培品种相比野生品种其叶
片数更多。从农艺性状的平均值来看,经人工选育
后的栽培品种其叶片长度和植株高度降低,叶片宽
度和叶片鲜重增加,单株叶片数明显减少(表2)。
2.3 产量性状 从单株块根数的平均数来看,野生
品种与栽培品种差异不大,分别为388个和399
个,但单株块根重差异较大,分别为13196,28127
g,两者相差1倍多,表明通过人工选育的栽培品种
产量有明显的提高,但单株块根数没有明显的变化。
从 RSD来看,栽培品种单株块根重的 RSD为
052%,单株块根数的 RSD019%,而野生品种分
别为041%和023%,单株块根重的 RSD较大,远
远大于单株块根数,说明不同品种之间单株块根重
差异较大,但野生品种与栽培品种之间差别不明显
(表3)。
2.4 品质性状 研究表明地黄中环烯醚萜苷类和
糖类为主要有效成分,环烯醚萜苷类以梓醇含量较
高,为地黄利尿缓泻功能的主要有效成分之一。块
根和叶片中梓醇含量的分析结果表明,野生品种与
栽培品种之间差异不明显,但不管是栽培品种还是
野生品种其叶片中梓醇含量都比块根中高。从
RSD来看,叶片中梓醇含量变异远远大于块根中
(表4)。
块根中多糖、还原糖含量分析结果表明,野生品
种块根中多糖、还原糖含量略低于栽培品种。从
RSD来看,野生品种与栽培品种之间其多糖含量与
还原糖含量之间差别不大(表5)。
野生品种与栽培品种之间块根中水浸出物含量
差别不大,RSD分别为004%,002%,数值很小,
说明地黄不同品种块根中水浸出物含量变化较小。
虽然北京地区不是地黄的主要产区,但不管是栽培
品种或是野生品种其块根中水浸出物含量达到或超
过药典标准(60%),质量符合要求(表6)。
表2 地黄栽培与野生品种农艺性状(珋x±s,n=13)
品种
叶片
长度/cm RSD/%
叶片
宽度/cm RSD/%
叶片
鲜重/g RSD/%
植株
高/cm RSD/%
叶片
个数 RSD/%
栽培 2276±269 011 981±154 016 779±166 022 1027±164 016 3136±472 017
野生 2283±294 013 926±243 026 742±221 030 1176±412 035 3552±511 014
3 讨论
地黄为异花授粉植物,其根茎具有很强的萌发
能力,野生条件下的地黄通过横走茎长出大量的植
株形成群落。生产上是采用分根的方式进行繁殖,
用块根作为“种栽”进行栽种。因此,通过选择自然
条件下的优良变异单株或者在杂交的第一代就进行
选择是科学有效的育种方式,生产上大面积推广的
品种,如“金状元”、“小黑英”、“北京1号”和“855”
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表3 地黄野生与栽培品种产量性状(珋x±s,n=3)
类型 品种 单株块根数 单株块根重/g
栽培 932 40±036 4410±5327
855 41±062 4041±3074
小黑英 54±050 1462±1605
金状元 27±079 1385±2939
北京1号 41±078 1770±6940
金状元2 38±080 2002±4047
狮子头 41±105 1277±2037
红薯王 49±067 3865±5752
国林新一代 38±046 3879±2082
郭里猫 37±044 5676±5700
829 42±220 2197±3981
9322 26±070 1138±1028
北京2号 45±158 3463±9945
野生 850 30±053 758±520
H1 29±023 1076±890
H2 55±166 1894±4153
H3 43±263 1590±2467
H6 52±086 983±2784
H9 25±059 399±1100
H11 31±147 863±2353
H12 39±191 881±5486
X2 39±115 1520±5400
X3 45±317 1313±651
X4 39±097 1822±262
似无名 40±087 2291±4136
北11 37±010 1765±1260
表4 地黄野生与栽培品种块根和叶片中
梓醇质量分数(珋x±s,n=3) %
类型 品种 块根 叶片
栽培 932 250±007 422±019
855 216±036 540±009
小黑英 211±017 510±028
金状元 366±068 103±013
北京1号 243±014 128±017
金状元2 212±020 465±028
狮子头 260±040 120±013
红薯王 296±042 470±025
9322 286±037 372±026
国林新一代 227±016 575±009
郭里猫 194±035 441±028
829 321±005 063±019
北京2号 236±007 701±009
野生 850 207±013 292±024
H1 189±021 218±019
H2 166±024 339±023
H3 179±039 063±025
H6 373±050 494±003
H9 198±016 438±013
H11 414±062 146±016
H12 373±013 411±023
X2 151±015 242±019
X3 319±022 392±009
X4 327±036 278±003
似无名 250±040 220±029
北11 235±053 273±031
注:栽培块根和叶片RSD分别为019%,054%;野生块根和叶
片RSD分别为035%,041%
表5 地黄野生与栽培品种块根中多糖和
还原糖质量分数(珋x±s,n=3) %
类型 品种 多糖 还原糖
栽培 932 160±038 1223±106
855 201±021 1024±059
小黑英 148±012 802±110
金状元 172±033 706±056
北京1号 163±032 993±096
金状元2 304±030 1234±052
狮子头 227±031 750±090
红薯王 194±018 913±106
国林新一代 159±024 886±057
郭里猫 133±040 820±052
829 242±023 694±070
9322 155±014 966±041
北京2号 141±013 854±091
野生 850 138±027 980±108
H1 190±013 753±070
H2 141±030 976±091
H3 173±015 547±133
H6 194±011 1217±160
H9 153±026 1053±069
H11 159±030 895±091
H12 196±018 653±068
X2 164±028 1017±031
X3 144±042 1152±157
X4 124±023 1059±127
似无名 349±051 695±083
北11 202±019 733±051
注:栽培多糖和还原糖RSD分别为026%,019%;野生多糖和
还原糖RSD分别为032%,023%
表6 块根中水浸出物质量分数(珋x±s,n=3) %
栽培 野生
品种 浸出物 品种 浸出物
932 068±002 850 062±001
855 067±001 H1 065±001
小黑英 071±004 H2 064±001
金状元 070±004 H3 065±001
北京1号 072±002 H6 060±002
金状元2 070±000 H9 068±005
狮子头 065±002 H11 062±001
红薯王 068±001 H12 061±003
9322 066±001 X2 066±001
国林新一代 068±000 X3 064±001
郭里猫 068±002 X4 065±002
829 065±002 似无名 069±002
北京2号 067±004 北11 066±001
都是利用以上方式选育出来的。
地黄野生种与栽培种在分类上同属一个种,其
花部器官形态基本相同。但地下器官形态有明显的
差异,即块根大小有明显不同,栽培品种其块根比野
生品种大得多,其产量明显提高。本研究表明,通过
人工选育,使地黄的农艺性状发生了明显的改变,即
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叶片的长度减小,叶片宽度增加,叶片质量增加,提
高叶面积指数,有利于增加光合作用面积。单株叶
片数的大幅度减少,减少了光合产物在地上部器官
建成过程中的过多消耗,使地上、下部器官干物质的
分配比例趋于合理,有利于光合产物在收获器官
(块根)中的积累,从而提高了产量。通过人工选育
并未使地黄的单株块根数明显增加,也就是说栽培
品种的产量提高并不是通过增加单株块根数,而是
通过增加单株块根重的途径。野生品种与栽培品种
相比其梓醇、多糖、还原糖和水浸出物含量没有明显
的差异,表明人工选择并未使地黄的有效成分含量
显著提高,这与选育目标有关。到目前为止,地黄的
新品种选育仍然是以提高产量为主要育种目标。
从RSD的大小来看,单株块根重的 RSD最大,
其他性状大多介于02% ~03%,而水浸出物仅为
002%,说明通过选育新品种提高地黄产量有巨大
的潜力,而水浸出物含量提高的难度较大。
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Comparativeanalysisofcharacterongermplasmresourcesof
Rehmanniaglutinosa
LIXianen1,2,QIJianjun2,ZHOULili2,WANGShaohua1
(1.InstituteofMedicinalPlantDevelopment,NanjingAgricultureUniversity,Nanjing210095,China;
2.ChinaAcademyofMedicalScience,PekingUnionMedicalColege,Beijing100094,China)
[Abstract] Objective:TocomparediferenceincharacterbetweenwildgermplasmandcultivarofRehmanniaglutinosaLi
bosch.Method:Fieldtestandstatisticalanalysiswereapplied.Result:Theresultsshowedthattheplantheightandleaveweightof
individualplantincultivarweredecreasedsignificantlycomparingtowildgermplasm,andtheoutputwasincreasedsignificantly.The
leavelengthwasreduced.Theleavewidth,thecatalpolcontentinleaveandpolysaccharidesandreducingsugarcontentincultivarwas
increasednotsignificantly.Whereasthecatalpolcontentandthewaterextractcontentincultivarwereequaltowildgermplasm.Con
clusion:TheplantheightandleaveweightofindividualplantofR.glutinosawasdecreasedsignificantlyincultivar,buttheactive
compoundscontentnotchangedobviously.
[Keywords] Rehmanniaglutinos;wildgermplasm;cultivar;character
[责任编辑 吕冬梅
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