全 文 ：胡芦巴种质资源生物学特性的遗传多样性
刘　萍 ,张立杰 ,马宏玮 ,李应科 ,康　果＊
(宁夏大学农学院 , 宁夏 银川　750021)
摘　要:目的　探讨不同胡芦巴种质资源生物学性状的遗传差异 ,初步分析其遗传多样性。方法　以宁夏本地 、国
内其他省份及国外引进的 32 份胡芦巴种质资源为材料 ,在宁夏大学实验农场种植 ,调查其株高 、结荚高度 、主茎节
数 、分枝数 、单株有效荚数等主要生物学性状 ,采用离差平方和法对欧氏距离进行聚类 , 分析其遗传多样性。结果
在所研究的11 个性状中 ,除荚长性状外 ,其余 10个表型性状的方差分析均表现显著或极显著差异 , 变异系数最大
的是总分枝数和单株有效荚数。成对种源的欧氏距离变化在 1.11 ～ 9.49 ,平均值为 4.01 , 单个种源欧氏距离(D)
的平均值分布在 2.94～ 6.54。在 D=6.86 处可以将 32 份种源划分成各具明显特点的 3 大类 ,与收集种源的地域
基本一致。结论　不同种源的胡芦巴间具有一定差异 , 多数国外种源与宁夏种源的遗传距离较远 , 国内其他省份
种源与宁夏种源的遗传距离较近。
关键词:胡芦巴;种质资源;生物学性状;聚类分析;遗传多样性
中图分类号:R282.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:0253-2670(2009)04-0630-05
Genetic diversity in germplasm resources of Trigonella f oenum-graecum
based on biological characters
LIU Ping , ZHANG Li-jie , MA Hong-wei , LI Ying-ke , KANG Guo
(College o f Agronomy , Ningx ia Univ ersity , Yinchuan 750021 , China)
Abstract:Objective　To analyze the genet ic difference o f biolog ical characters on germplasm resources
of fenug reek (Trigonella f oenum-graecum)and to study the genetic div ersity o f them.Methods　Thirty-
tw o fenugreek germplasm resources f rom Ningx ia , o ther provinces in China , and abroad w ere used to in-
vestig ate the biological characters on plant height , pod forma tion height , nodes pe r main stem , branches
number , ef fective pod pe r plant and so on.The tested materials w ere planted in the farm of Ningxia Uni-
ve rsity .The genetic diversi ty based on the pheno type w as analyzed by Word′s minimum variance me thod.
Results　The variance analy ses of ten bio logical characters w ere of significance or the most significance ex-
cept pod length.The branches numbe r and ef fective pod per plant possessed the large st coef ficient of vari-
ance (CV).The pairw ise Euclidean distance of the tested materials ranged from 1.11 to 9.49 , averaged 4.
01.Mean Euclidean distance of sing le tested material ranged from 2.94 to 6.54.The tested germplasm re-
sources could be divided into three g roups in D=6.86 , which coincided w ith the dist rict of collecting germ-
plasm resources on the who le.Conclusion　There is a li t tle genet ic dif ference in various fenugreek germ-
plasm resources.Compared w ith Euclidean distance o f ge rmplasm resource s f rom Ningxia , the Euclidean
distance of most f rom abroad is far aw ay f rom tha t of othe r provinces in China.
Key words:fenug reek(Trigonel la foenum-graecum L.);germplasm resources;biolo gical characters;
cluster analysis;genetic diversity
　　胡芦巴 Trigonel la f oenum-graecum L.又名
芦巴子 、香豆子 、苦豆 ,是豆科胡芦巴属一年生草本
植物[ 1] 。其干燥成熟种子为传统的常用中药 ,有补
肾阳 、祛寒冷 、止痛功效 ,主治寒疝 、腹胁胀满 、寒湿
脚气 、肾虚腰痛 、阳痿遗精 、腹泻等[ 2] 。胡芦巴原产
西亚及欧洲东南部 ,以印度 、法国 、黎巴嫩 、摩洛哥等
地产量最大 。在我国分布也较广 ,多数省区均有栽
培 ,以安徽 、河南等省为主产区 ,宁夏也有广泛的种
植 。近年来 ,人们对胡芦巴的化学成分和药理作用
开展了许多研究 ,胡芦巴所含的薯蓣皂苷元是合成
甾体激素和口服避孕药的原料;胡芦巴种子粉末已
经被证明有一定的抗糖尿病 、降血脂及抗肿瘤作
·630· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 4 期 2009 年 4 月
＊ 收稿日期:2008-06-16　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基金项目:国家自然科学基金资助项目(30660017)作者简介:刘　萍(1961—),女 ,上海市人 ,教授 ,从事植物遗传学教学和研究工作 ,发表论文 20余篇 , 获宁夏回族自治区科技进步二等奖一项。 T el:(0951)2061881　E-mail:liupingmy@yahoo.com.cn
用[ 3 ～ 8] 。对胡芦巴的引种栽培也有过一些报
道[ 9 ～ 11] ,但有关胡芦巴遗传多样性的研究却未见报
道。本研究通过对不同产区胡芦巴主要生物学性状
的调查 ,对国内外胡芦巴种质资源进行生物学特性
遗传多样性的研究 ,旨在为胡芦巴种质资源的筛选 、
开发与利用提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　试验材料:共收集到试验用种质资源(以下简
称种源)32份 ,其中国外种源 9份 ,国内种源23份 ,
包括宁夏不同地区种源 10 份 ,其材料编号及来源
见表 1 ,经本校植物分类教研室有关专家鉴定 ,均为
胡芦巴 Trigonella foenum-graecum L .的干燥成
熟种子。
表 1　供试胡芦巴种质资源编号及来源
Table 1　Germplasm resources number of T.f oenum-
graecum tested and their provenances
编号 来源 编号 来源
1 宁夏对照 27 山东沂水
2 宁夏同心 1 28 甘肃张掖
3 宁夏同心 2 29 内蒙前旗
4 宁夏陶乐 30 青海西宁
5 宁夏彭阳 31 甘肃兰州
6 宁夏隆德 32 甘肃武威
7 宁夏同心 3 33 甘肃玉门
8 宁夏青铜峡 51 印度 1
9 宁夏西吉 52 印度 2
10 宁夏平罗 53 埃及 0
21 青海海西 54 埃及 1
22 安徽太和 55 中东某国
23 河北丰宁 56 以色列
24 河南陕县 57 利比亚
25 内蒙巴盟 65 摩洛哥
26 云南 66 加拿大
1.2　试验方法
1.2.1　田间试验设计:田间试验于 2007年在宁夏
大学实验农场进行 ,每份种源 4行区 ,行长 3 m ,行
间距 0.3 m ,采用随机区组设计 ,重复 3 次 ,对照为
宁夏某本地种源 ,试验区周围设保护行 。4月 7 日
播种 ,播量 15 kg/hm2 ,播深 2 ～ 3 cm ,播后耱平保
墒。中耕除草 2次 ,灌溉两次 ,于 7月 12 ～ 13日人
工收获。
1.2.2　生物性状调查:田间调查的生物学性状包括
在生长期间每 10 d 采集不同种源胡芦巴植株各 10
株 ,进行株高 、初生真叶与第一复叶节间长 、主茎节
数 、总分枝数 、植株鲜质量和干质量等主要生物学性
状观测;成熟后每小区随机收取 20 株正常生长的
植株 ,在室内考种测定株高 、结荚高度 、主茎节数 、一
次分枝数 、总分枝数 、单株有效荚数 、荚长 、每荚粒
数 、单株粒质量 、生物学产量 、千粒质量及荚果座生
类型共 12个指标 。
1.2.3　遗传多样性分析:对各种源所考察性状的数
据进行方差分析和主成分分析后 ,选取对变异有主
要贡献的指标 ,利用 DPS version 3.01 软件计算经
标准差标准化转换后的欧氏距离 (Euclidean dis-
tance),第 i 个种源与第 j 个种源间的距离 d ij =
΢n
k =1(X ik -X jk)2 ,采用离差平方和法(Word′s mini-
mum variance method)进行聚类分析 。
2　结果与分析
2.1　不同种源胡芦巴生物学性状的差异:出苗后 ,
每 10 d 采集不同种源的胡芦巴植株 ,测定株高 、初
生真叶与第一复叶节间长 、主茎节数 、总分枝数 、植
株的鲜质量 、干质量等主要生物学性状 ,结果显示 ,
各种源在开花后 ,都进入旺盛的生长 ,株高 、主茎节
数 、总分枝数 、植株的鲜 、干质量急剧增加 ,并且在株
高 、初生真叶与第一复叶节间长 、总分枝数 、植株的干
质量这几个性状上表现出显著的地区差异(图 1)。
　　成熟后按小区收获各种源 ,晾干 ,对主要生物学
性状进行考察 ,发现宁夏种源的平均株高 、结荚高
度 、主茎节数 、每荚粒数均表现最高 (多),国外种源
表现最矮(少);国外种源的总分枝数 、一次分枝数
和单株有效荚数最少;荚果座生类型也存在差异 ,国
外种源除 66 是单/双座生型 ,其他所有种源均为
单/单座生型;国内种源除 30和 33 是单/单座生型
外 ,其他各种源都是双/双座生型 。
2.2　不同种源胡芦巴主要生物学性状遗传多样性
分析:对调查获得的 32份胡芦巴种源 11 个表型性
状的数据分别进行方差分析 ,结果显示不同种源的
荚长没有差异;不同种源的主茎节数有显著差异;其
余 9个性状在不同种源间都表现出极显著的差异
(表 2)。可见 ,各性状在不同种源间呈现出不同程
度的多样性 。在考察的 11个表型性状中 ,除了荚长
的变异系数较小外 ,其他性状的变异系数都超过
10%,变异系数最大的是总分枝数和单株有效荚数 ,
分别为 38.01%和 37.21%,其次是单株粒质量和
生物学产量 ,分别为 34.58%和 33.2%(表 3)。变
异系数的大小与性状的变异范围呈正相关 ,变异系数
越大 ,表明性状的变异越大 ,也说明其多样性越丰富。
2.3　不同种源胡芦巴主要生物学性状的聚类分析:
去除方差分析中差异不显著的荚长性状 ,对参试 32
份种源其余 10个性状的表型值 ,经标准差标准化转
换后计算欧氏距离 ,32份种源成对欧氏距离的平均
·631·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 4 期 2009 年 4 月
A-株高　B-节间长　C-总分枝数　D-干质量
A-plant heig ht　B-long of internodes　C-t otal branch es　D-d ry w eigh t
图 1　不同种源胡芦巴主要生物学性状变化趋势
Fig.1　Change tendency of main biological characters of T.f oenum-graecum from different provenances
表 2　不同种源胡芦巴 11 个性状的方差分析结果
Table 2　Result of variance analysis on 11 biological characters of T.f oenum-graecum from different provenances
变异来源 自由度 株高 结荚高度 主茎节数 一次分枝 总分枝数 单株有效荚数生物学产量 荚　长 每荚粒数 单株粒质量 千粒质量
种源间 31 117.463 34.263 21.490 3.136 25.274 857.496 135.687 2.020 9.932 15.504 7.267
重复间 2 58.159 14.671 18.229 0.304 4.867 121.932 4.804 2.676 1.386 4.515 1.122
误　差 62 25.884 4.660 12.366 0.652 5.312 167.635 35.429 1.838 3.723 4.605 0.898
F M Sσ/MSe 4.538＊＊ 7.352＊＊ 1.738＊ 4.806＊＊ 4.758＊＊ 5.115＊＊ 3.830＊＊ 1.099 2.668＊＊ 3.367＊＊ 8.093＊＊
　　　表中数据为方差分析后的均方值
　　　Data in table w as m ean square of variance analysi s
表 3　胡芦巴主要表型性状多样性分析
Table 3　Phenotypic diversity about T.f oenum-graecum
性　状 平均 最小值 最大值 差数 标准差 方差 变异系数/ %
株高(cm) 49.74 40.01 63.70 23.69 5.81 33.77 　11.68
结荚高度(cm) 14.49 9.35 22.69 13.34 3.26 10.65 22.51
主茎节数(节) 15.80 8.60 21.70 13.10 3.09 9.52 19.52
一次分枝(个) 4.82 2.61 7.00 4.39 0.97 0.94 20.13
总分枝数(个) 7.69 3.28 14.27 10.99 2.92 8.54 38.01
单株有效荚数(个) 38.42 14.20 64.96 50.76 14.30 204.36 37.21
生物学产量(g) 15.38 6.54 26.87 20.33 5.11 26.14 33.25
荚长(cm) 11.50 10.08 14.56 4.48 0.77 0.60 6.71
每荚粒数(粒) 13.95 9.21 17.34 8.13 1.65 2.72 11.82
单株粒质量(g) 4.65 1.77 8.94 7.16 1.61 2.58 34.58
千粒质量(g) 11.31 8.72 14.33 5.61 1.52 2.31 13.44
值 、最大值和最小值列于表 4 。整个试验成对种源
的欧氏距离变化在 1.11 ～ 9.49 ,平均为 4.01;单个
种源欧氏距离的平均值变化在 2.94 ～ 6.54 ,表明不
同种源间具有一定差异 ,但差异不是很大。
　　采用系统聚类中的离差平方和法对欧氏距离进
行聚类 ,建立聚类图 , D=6.86 处截取分类界限 ,将
32个种源聚成具有各自明显特征的 3大类(图 2),
且在株高 、结荚高度 、主茎节数 、分枝数 、单株有效荚
数等性状上都表现出较大差异(表 5)。
　　第 Ⅰ类共有 14个种源 ,除 5个国内其他省份种
源(23 , 24 , 27 , 28 , 29)外 ,主要由宁夏种源构成;
第 Ⅱ类共有 11个种源 ,包括 1个宁夏种源(6),2个
国外种源(65 , 66), 8 个国内其他省份的种源(21 ,
22 , 25 , 26 , 30 , 31 , 32 , 33);第 Ⅲ类共 7个种源 ,
全部由国外种源构成 ,这与我们所收集种源的地域
基本一致。
·632· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 4 期 2009 年 4 月
表 4　32 份种源胡芦巴配对的欧氏距离
Table 4　Pairwise Euclidean distance in 32 germplasm
resources of T.f oenum-graecum
编号
欧氏距离
平均值 最大值 最小值
1 3.62 7.61(32) 1.59(8)
2 3.73 8.24(32) 1.49(10)
3 3.55 8.23(32) 1.88(9)
4 4.18 8.58(32) 1.93(3)
5 3.31 7.34(31) 1.39(23)
6 3.32 6.07(32) 1.49(26)
7 3.60 6.72(32) 1.33(8)
8 3.44 7.09(32) 1.30(24)
9 2.94 6.63(32) 1.28(28)
10 4.24 8.63(32) 1.49(2)
21 4.36 7.40(55) 2.38(6)
22 3.36 5.66(31) 1.90(28)
23 3.18 6.75(31) 1.39(5)
24 3.10 6.70(31) 1.30(8)
25 3.82 6.39(53) 2.03(22)
26 3.47 6.38(32) 1.49(6)
编号
欧氏距离
平均值 最大值 最小值
27 3.48 7.32(32) 1.68(1)
28 3.14 6.90(31) 1.28(9)
29 3.66 7.10(31) 1.60(8)
30 5.00 7.38(53) 2.98(33)
31 6.54 9.49(55) 3.31(21)
32 6.49 8.63(10) 3.58(30)
33 4.54 6.22(4) 2.46(66)
51 4.01 8.03(32) 1.11(56)
52 4.46 8.53(31) 1.42(56)
53 4.81 9.23(31) 1.59(52)
54 3.82 7.76(31) 1.44(57)
55 4.98 9.49(31) 2.14(53)
56 4.16 8.61(31) 1.11(51)
57 3.73 8.07(31) 1.30(56)
65 4.82 6.77(53) 3.03(66)
66 3.43 5.63(31) 2.06(22)
　　括号内数字为该欧氏距离对应的种源编号
　　Numbers in b racket rep resent variety number corresponding
to Euclidean distan ce
图 2　32 个胡芦巴种源的聚类分析结果
Fig.2　Cluster analysis of 32 germplasm resources
of T.f oenum-graecum
表 5　聚类后主要生物性状比较
Table 5　Comparing with main phenotypic characters after cluster analysis
类　型 株高/ cm 主茎节数 一次分枝 总分枝数 结荚高度/ cm 单株有效荚数 每荚粒数
Ⅰ-1 56.60 17.73 5.34 8.14 18.49 37.26 14.76
Ⅰ-2 59.58 18.29 4.37 5.69 18.81 32.53 16.37
Ⅰ-3 51.56 14.08 4.62 6.35 15.19 36.74 14.41
Ⅰ类平均 56.01 16.85 4.86 6.93 17.64 35.76 15.12
Ⅱ-1 46.97 16.76 5.50 10.74 13.88 56.35 14.64
Ⅱ-2 44.34 14.66 6.15 12.83 12.35 78.51 12.87
Ⅱ类平均 46.49 16.38 5.62 11.12 13.60 60.38 14.32
Ⅲ类平均 46.62 14.70 3.53 4.45 11.25 20.55 12.87
　　第Ⅰ类在 D=4.88处 , 14个种源可以细分为 3
个亚类:Ⅰ 1 包括 3 个宁夏种源(1 , 7 , 8)和 3 个国
内其他省份的种源(27 , 24 , 29)。该亚类的特点是
总分枝数在 6.9 ～ 10.3 个 ,平均 8.14个;单株有效
荚数在 29.0 ～ 41.9个 ,平均 37.26 个 ,两者均是第
Ⅰ类中最多的亚类 。 Ⅰ2 包括 4个宁夏种源(2 , 3 ,
4 , 10),该亚类的株高在 56.98 ～ 63.70 cm ,平均
59.58 cm;主茎节数在 16.13 ～ 20.06 节 , 平均
18.19 节;每荚粒数在 15.58 ～ 17.34 粒 , 平均
16.37粒 ,这 3个性状在第 Ⅰ类的 3个亚类中表现
最高 。 Ⅰ3 包括两个宁夏种源(5 , 9)和两个国内其
他省份的种源(23 , 28),表明这 4 个种源在表型上
遗传相似性较高 ,该亚类的株高在 49.71 ～ 52.59
cm ,平均 51.56 cm;主茎节数在 13.17 ～ 16.17 节 ,
平均 14.08 节;结荚高度在 13.26 ～ 16.53 cm ,平均
15.19 cm ,这 3个性状在 3个亚类中表现最低 。
第Ⅱ类在 4.89 处 , 14 个种源也可以细分为两
个亚类 , Ⅱ1包括一个宁夏种源(6),6个国内其他省
份的种源(21 , 22 , 25 , 26 , 30 , 33)和两个国外种源
(65 , 66),说明国外种源 65 、66 与国内上述 7个种
源的遗传相似性较高 ,该亚类和 Ⅱ2 亚类相比主要
特点是单株有效荚数在 51.77 ～ 69.00 个 ,平均
56.35 个;结荚高度是 10.04 ～ 17.66 cm , 平均
13.88 cm 。 Ⅱ2只包含种源 31和 32 ,这两个种源欧
氏距离的平均值远大于其他种源 ,分别为 6.54 和
6.49 ,表明种源31和种源32与 Ⅱ1 的9个种源的遗
传相似性较低。
第 Ⅲ类 7份国外种源的欧氏距离 3.73 ～ 4.98 ,
7个种源间的遗传相似性较高 ,和第 Ⅰ 、Ⅱ类相比其
平均株高 、结荚高度 、单株有效荚数 、分枝数均表现
为最低(表 5)。
3　讨论
　　本试验研究的 32 份胡芦巴种质资源的地理范
围较广 ,涉及到 8个国家和国内 10个省份 22个地
区 ,确保了研究材料有充足的遗传变异来源 。聚类
分析表明 ,32份种源可以聚成各具明显特征的 3大
类 ,表现为遗传上的多样性 。各种源在株高 、结荚高
度 、分枝数 、单株有效荚数 、荚果座生类型等方面存
·633·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 4 期 2009 年 4 月
在较大差异 ,说明胡芦巴种质资源的生态类型多 ,遗
传背景较复杂 ,这些差异既和生长环境有关 ,也与遗
传基础有关。然而 ,外部形态的变异受环境因子影
响较大 ,因此 ,对胡芦巴种质资源遗传多样性作更为
准确的研究还应结合等位酶分析 、DNA 分子标记
等手段来进行。
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刺壳花椒 HPLC指纹图谱的研究
汪文涛1 ,伍城颖2 ,马一华3 ,汪　灿1＊
(1.湖南省药品检验所 ,湖南 长沙　410001;2.湖南中医药大学 , 湖南 长沙　410208;
3.株洲千金药业股份有限公司 , 湖南 株洲　412003)
摘　要:目的　采用高效液相色谱法研究并建立了产于张家界的刺壳花椒药材的指纹图谱。方法　Diamonsil C18
色谱柱(250 mm×4.6 mm , 5 μm),乙腈-水流动相系统梯度洗脱 ,体积流量 1.0 m L/ min ,检测波长 278 nm。结果
对所采集的 10 批刺壳花椒药材进行了测定 , 建立了刺壳花椒的指纹图谱 , 共有 11 个共有峰。结论　HPLC 法色
谱指纹图谱分析技术可用于刺壳花椒药材质量的控制。
关键词:刺壳花椒;指纹图谱;高效液相色谱
中图分类号:R282.7　　　文献标识码:A　　　文章编号:0253-2670(2009)04-0634-04
HPLC Fingerprint of Zanthoxylum echinocarpum
WANG Wen-tao1 , WU Cheng-ying2 , MA Yi-hua3 , WANG Can1
(1.H unan Provincial Institute for Drug Cont rol , Chang sha 410001 , China;2.Hunan Unive rsity of T r aditional Chinese
Medicine , Chang sha 410208 , China;3.Zhuzhou Qianjin Pharmaceutical Co., Ltd., Zhuzhou 412003 , China)
Abstract:Objective　To study chromatog raphy finge rprints of Zanthoxy lum echinocarpum by HPLC.
Methods　Diamonsil C18 column(250 mm×4.6 mm , 5 μm)was used wi th acetoni t rile-water g radient elu-
tion , at flow-rate of 1.0 mL/min , detection w aveleng th at 278 nm .Results　HPLC was used to establish
fingerprint chromatog raph of w ater ex t raction f rom ten batches of Z .echinocarp um , which had been har-
vested f rom the same area in Zhangjiajie at the same time.The resul t showed that 11 peaks we re common.
Conclusion　The method could be used for the quality cont rol of Z .echinocarpum.
Key words:Zanthoxy lum echinocarp um Hemsl;fingerprint;HPLC
　　芸香科花椒属刺壳花椒 Zanthoxy lum echino-
carpum Hemsl是我国南方地区民间常用药 , 主要
产于南方及西南等地 ,其药用部位有根 、根皮 、茎和
叶 ,有行气止痛的功效。刺壳花椒中已知的化学成
分有木兰花碱 、α-别隐品碱 、白藓碱 、γ-花椒碱 、茵芋
碱等生物碱类[ 1 ～ 3] 。由于受产地 、气候和生态环境
等的影响 ,不同药材所含成分有一定差异 ,仅针对药
材的某个有效成分或指标成分进行定性 、定量分析 ,
·634· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 4 期 2009 年 4 月
＊ 收稿日期:2008-06-13基金项目:湖南省科学技术厅科技计划重点项目(2007SK2005)作者简介:汪文涛(1944—),男 ,主任药师 ,主要从事新药研究开发。 Tel:(0731)2275848　E-mail:hnyjw w t@163.com