全 文 ：中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第9期2008年9月·1397·
盾叶薯蓣三倍体自然变异类型的发现及其主要经济性状评价
董志渊，郭华春‘
(云南农业大学农学与生物技术学院薯类作物研究所，云南昆明 650201)
摘要：目的对盾叶薯蓣三倍体自然变异类型主要经济性状进行评价，为盾叶薯蓣三倍体新品系选育奠定基础。
方法对云南各地区收集盾叶薯蓣进行倍性鉴定。对鉴定获得的三倍体株系的单株产量、增殖率、薯蓣皂苷元的量
等经济性状进行评价。结果在收集的盾叶薯蓣资源中发现5个三倍体；盾叶薯蓣三倍体株系问性状均表现较大差
异，单株产量l090．00～628．57g，增殖率(倍)72．43～29．43，干物质质量分数36．95％～24．06％，薯蓣皂苷元质量
分数4．40％～1．50％，株系1和株系3产量超过1000g，株系2薯蓣皂苷元质量分数达到4．40％，株系3在单株产量、
增殖率、薯蓣皂苷元的量等性状均表现优异，综合指标数值最高。结论通过盾叶薯蓣三倍体自然变异类型发现和
株系性状评价，获得表现优良的三倍体株系，通过后代进一步评价有望选育出盾叶薯蓣三倍体新品系。
关键词：盾叶薯蓣；三倍体；经济性状
中圈分类号：R282．7 文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2008)09—1397—03
DiscoveryofnaturaltriploidvariationsofDioscoreazingiberensisanditsevaluation
ofmaineconomicqualities
DONGZhi—yuan，GUOHua—chun
(InstituteofRootandTuberC ops，CollegeofAgronomyandBiotechnology，YunnanAgricultureU iversity，
Kunming650201，China)
Abstract：ObjectiveThemaineconomicqualitiesofnaturaltriploidwereevaluatedndtheresult
laidafoundationtoculturenewtriploidvarietyofDioscoreazingiberensis．MethodsThploi ylevelof
seriesofD．zingiberensisfromsomeareasofYunnanProvincewereidentifiedandthequalitiesofoutputs
perplantlet，propagationratio，andd osgenincontenttc．weremeasured．ResultsFivena uraltriploids
werefoundandthequalitiesofthetriploidsall isplayeddiversity，outputperplan let1 090．OO一628．57
g，propagationratio(ploidy)72．43—29．43，drysubstanceratio36．95％一24．06％，anddiosgenin
content4．40％一1．50％．Theoutputsofseries1 andseries3exceed1 000g，thediosgenincontentof
series2reachedto4．40％，andseries3displayedexcellentqualityofoutputsperplantlet，propagation
ratio，anddiosgenincontent．Thesyntheticalindexismaximum．ConclusionTheseriesc mprisinggood
qualityareobtainedbythediscoveryoftriploidanevaluationofqualities．Thetriploidvarietyistobe
createdwithjudgmentandselectionofprogeny．
Keywords：DioscoreazingiberensisC．H．Wright；triploid；economicqualities
盾叶薯蓣DioscoreazingiberensisC．H．Wright
为薯蓣科薯蓣属植物，其根茎中含薯蓣皂苷元
(diosgenin)，是合成甾体激素药和避孕药的重要原
料植物。生产上主要通过采挖野生资源和引种栽培
对盾叶薯蓣进行利用，导致其野生资源受到严重破
坏。同时盾叶薯蓣为雌雄异株植物，引种栽培盾叶薯
蓣为一混合群体，个体间遗传差异，致使植株间产量
和薯蓣皂苷质量分数差异较大。企业对薯蓣皂苷元
的量有明确要求，若低于1．5％，就没有生产利润[1]。
因此，高薯蓣皂苷元新品种的选育是盾叶薯蓣利用
和保护的有效途径之一。
植物多倍体利用是药用植物育种重要途径之
一。第一，多倍体往往表现器官的巨大性，而大部分
药用植物以根、茎、叶等营养器官为收获部位，因此
收稿日期：2008—12—15
基金项目：云南省科技厅项目(2002ZY一2)
作者简介：董志渊(1979～)，男，云南石林人，现云南农业大学农学与生物技术学院2004级博士生，研究方向为植物种质资源评价与利
用． Tel：(087I)5228647E—mail：yndongzhiyuan@126．com
*通讯作者郭华春Tell(0871)5227728E—mail：ynghc@126．com
万方数据
·1398· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第9期2008年9月
通过多倍体利用，可提高药用植物的产量；第二，染
色体加倍产生的剂量效应可能上调控制次生代谢产
物基因表达，增加植物次生代谢产物的量，这对于药
用植物育种具有重要意义。基于上述多倍体优点，多
倍体在药用植物育种中日益受到重视，已在包括盾
叶薯蓣在内的多种药用植物中诱导产生多倍
体[2~4]。研究结果也表明大部分药用植物多倍体在
有效成分的量和产量等方面表现优于二倍体[2]。但
目前主要通过秋水仙素诱导体细胞加倍获得同源四
倍体进行多倍体利用。关于药用植物三倍体获得和
性状评价的研究还未见报道。
本研究从云南不同地区收集的薯蓣野生资源
中，发现三倍体盾叶薯蓣变异类型，并对三倍体薯蓣
皂苷元的量、产量等性状进行初步评价，为盾叶薯蓣
三倍体新品系选育奠定基础。
1材料与方法
1．1材料：云南农业大学薯类作物研究所2001年
至2003年从云南漾濞、永胜、怒江和陕西安康等地
收集的约68个单株分株繁殖株系。
1．2方法
1．2．1植株倍性鉴定：选取植株根尖，0．1％秋水仙
素溶液前处理8h，转入卡诺氏固定液中固定12h，1
mol／L盐酸水解室温下水解30min，卡宝品红染液
染色5min，压片，染色体计数。
1．2．2产量性状的评价：2005年2月将三倍体株系
分别分株繁殖，种植于塑料大棚内，2006年12月收
获，对每一株系的单株鲜质量，干物质的量进行
测定。
1．2．3薯蓣皂苷元的测定：采用重量法测定薯蓣皂
苷元。烘干样品粉碎，过40目筛，精确称取10g，2．0
mol／LH2SO。200mL沸水浴中水解4h，0．1mol／L
NaOH和蒸馏水调pH值到中性，抽滤，滤渣烘干，
装入滤纸筒中，在索氏提取器中石油醚60～90℃提
取约10h，以Liebemann—Barcharad试剂检测[5]，确
认提取完全，水浴中挥发石油醚，结晶，烘干，称
质量。
1．2．4主要经济性状综合指标的计算：依据公式计
算综合指数。
综合指数一单株产量×增殖率×干物质质量分数×薯
蓣皂苷元质量分数／100
2结果
2．1盾叶薯蓣三倍体自然变异类型发现：通过染色
体计数，在产自云南漾濞、永胜的盾叶薯蓣中发现5
个三倍体变异类型(2n=3X0)，见图l。通过形态
学观察发现5个三倍体均为雄株，与正常的二倍体
主要形态区别在于，三倍体叶片三角状卵形或心形，
3深裂，中间裂片披针形，二倍体叶片主要为三角状
心型，浅裂。
图1 三倍体变异类型染色体(2n=3x=30Bar-10vm)
Fig．1Chromosomenumb roftriploidvariations
(2n一3x=30Bar一10um)
2．2盾叶薯蓣三倍体株系经济性状评价：研究结果
表明，在表1所列4个指标中，5个三倍体株系主要
经济性状均表现较大差异，单株产量1090．00～
628．57g，增殖率(倍)72．43～29．43，干物质质量分
数36．95％～24．06％，薯蓣皂苷元质量分数
4．40％～1．50％，其中株系1和株系3平均单株产量
超过1000g，株系5平均单株产量最低，为628．57
g；株系4干物质量最高，达到36．95％，株系2干物质
量最低，为24．06oA；株系2薯蓣皂苷元量最高，达到
4．40％，株系4最低仅为1．50％。由于上述指标不同
株系差异较大，其综合指标差异也较大，其中株系3
各经济性状表现优异，综合指数最高，达到7．43。
表1盾叶薯蓣三倍体株系主要经济性状
Table1 MaineconomicqualitiesoftriploidseriesinD．zingiberensis
万方数据
中革菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第9期2008年9月·1399·
3讨论
CourseyIs3认为“在薯蓣的栽培品种中，已知的
变异是如此的巨大，以至把存在的最好的无性系简
单地进行选择并加以传播，就有许多工作可做了。”
虽然薯蓣栽培品种主要指圆山药D．rotundata
Poir．和参薯D．alataL．等食用薯蓣，从本研究结
果看来，在盾叶薯蓣等药源薯蓣属植物中同样适用，
盾叶薯蓣不仅存在广泛的形态多样性，同时存在染
色体倍性的变异。
在研究从云南漾濞、永胜、怒江等地收集的薯蓣
资源中，发现了三倍体盾叶薯蓣三倍体变异类型。郑
晓琴等[71在产自云南期纳等地的盾叶薯蓣中也发现
了三倍体和四倍体的自然变异类型。另外薯蓣属同组
甾体药源植物纤细薯蓣D．gracillimaMiq．、穿龙薯
蓣D．nipponicaMakino、细柄薯蓣D．tenuipP5
Franch．etSay．等中也有多倍体变异类型的报
道[8]。上述研究结果表明在盾叶薯蓣和近缘植物中可
能存在一定比例的多倍体变异类型，这为盾叶薯蓣等
薯蓣属植物多倍体自然变异类型利用提供可能。
康何龙等[9]对安康地区盾叶薯蓣引种栽培现状
调查发现，栽培2年盾叶薯蓣的产量可达到600g，不
同植株之间皂素量差异显著，有的样品可达4．O％以
上，有的不足1．o％。王志安[11通过对陕西和湖北收
集的种质进行单株选择，共获得25个薯蓣皂苷元量
高于2．5％的优良单株。薛焱等[10]对收集自湖北、陕
西等地的盾叶薯蓣栽培2年后薯蓣皂苷元量测定，
薯蓣皂苷元质量分数为3．198％～1．140％。本研究
通过对栽培2年三倍体盾叶薯蓣主要经济性状评价
结果表明：所获得的5个三倍体株系在产量、薯蓣皂
苷元的量等方面均具有一定优势，两株系单株产量
超过1000g；一株系薯蓣皂苷元量达到4．40％，两
株系薯蓣皂苷元量超过3．o％。综合各指标株系3表
现优异。因此通过盾叶薯蓣三倍体变异类型进一步
评价，有望从中筛选出达到生产需要的优良新品系，
并为盾叶薯蓣选育提供一条新途径。
但本研究也发现5个三倍体株系产量、薯蓣皂
苷元量等指标存在明显差异，单株产量1090．00～
628．57g，增殖率72．43～29．43，干物质质量量分数
36．95％～24．06％，薯蓣皂苷元质量分数4．40％～
1．50％，其中两株系与已报道二倍体盾叶薯蓣比较，
薯蓣皂苷元量无显著差异或有所下降。Lavania[2]列
举29种药用植物多倍体，其中21种植物多倍体次生
代谢产物比二倍体增加，而8种多倍体次生代谢产
物无明显增加或有所下降。高山林等n1]研究表明，
20个黄芩四倍体株系中有15个株系有效成分普遍
高于二倍体。艾建国等口幻在丹参10个四倍体株系中
只有4个四倍体株系有效成分高于对照二倍体品种
的。关于盾叶薯蓣四倍体有关性状报道也不相同。刘
选明等[3]发现在相同生长条件下，多倍体的幼嫩块
茎的薯蓣皂苷量比对照高20％。李运合[13等对四倍
体盾叶薯蓣幼苗与二倍体对照比较，结果表明四倍
体生长旺盛，叶片增厚，叶绿素量显著增加，过氧化
物酶活性减弱。董静洲等[1胡通过对四倍体盾叶薯蓣
与二倍体盾叶薯蓣比较却得到相反的结果，四倍体
在薯蓣皂苷元等方面没有提高反而有所下降。综上
所述，多倍体性状可能同时受到剂量效应和基因型
效应两方面影响，导致多倍体性状表现一定差异，多
倍体不等同优良品种，多倍体的获得仅仅是多倍体
利用的第一步，与二倍体优良品种选育一样，应在获
得一定数量多倍体变异类型的基础上，对多倍体株
系性状进行评价，并通过无性繁殖扩大群体和继续
进行株系选择，经过多代选育最终筛选出符合生产
需要的优良多倍体新品种。
参考文献：
[1]王志安，王日照．运用组织培养技术筛选盾叶薯蓣新品种
[J]．中草药，2002，33(4)I61—363．
[2]LavaniaUC．Genomicandploidymauipulationforenhanced
productionofphyto—pharmaceuticals[J]．PlantGeneticRes，
2005，3(2)：170—177．
[3]刘选明，李光明，秦玉芝，等．药用薯蓣高皂素新品种选育
的研究[J]．湖南大学学报：自然科学版，2004，31(3)：19-
22．
[4]李运合，胡春根，姚家玲，等．盾叶薯蓣四倍体诱导的研究
[J]．中草药，2005，36(3)：434—438．
[53徐礼荣，沙世炎，曾纪琰，等．中草药有效成分分析法(下
册)[M]．北京：人民卫生出版社，1985．
C6]CourseyDG．Dioscoreaspp．(Lhoscoreaceae)，in：Simmonds
Ⅳ．G．EvolutionofCropPlants[M]．London：Longman
GroupLtd，1976．
[7]郑晓琴，梁国鲁，李晓林．盾叶薯蓣自然变异类型间的比较
研究[J]．热带亚热带植物学报，2003，11(3)：267—270．
[83秦慧贞，张美珍，凌苹苹，等．中国薯蓣属细胞分类的研究一
染色体数与该属起源和演化[J]．植物分类学报，1985，23
(1)：ll—18．
[93康何龙，孙文基，朱朝德，等．盾叶薯蓣引种栽培调查报告
[J]．中药材，2002，25(7)：465—466．
[10]薛焱，秦天才，张友德．不同薯蓣皂苷元的盾叶薯蓣遗传
关系的RAPD分析[J]．中草药，2006，37(1)：115—118．
[11]高山林，刘峻，谢小群．高效毛细管电泳法测定黄芩多倍
体株系中的黄芩甙的含量[J]．药物生物技术，2002，9(6)：
349—352．
h2]艾建国，高山林．丹参同源四倍体的诱导、鉴定及有效成分
的含量测定[J]．药物生物技术，2003，10(6)：372—376．
[13]董静洲，易自力，蒋建雄，等．四倍体盾叶薯蓣综合性状的
分析[J]．西北农业学报，2005。14(2)：152—154．
万方数据
盾叶薯蓣三倍体自然变异类型的发现及其主要经济性状评价
作者： 董志渊， 郭华春， DONG Zhi-yuan， GUO Hua-chun
作者单位： 云南农业大学农学与生物技术学院薯类作物研究所,云南,昆明,650201
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2008,39(9)
被引用次数： 2次

参考文献(13条)
1.王志安;王日照 运用组织培养技术筛选盾叶薯蓣新品种[期刊论文]-中草药 2002(04)
2.Lavania U C Genomic and ploidy mauipulation for enhanced production of phyto-pharmaceuticals[外文
期刊] 2005(02)
3.刘选明;李光明;秦玉芝 药用薯蓣高皂索新品种选育的研究[期刊论文]-湖南大学学报(自然科学版) 2004(03)
4.李运合;胡春根;姚家玲 盾叶薯蓣四倍体诱导的研究[期刊论文]-中草药 2005(03)
5.徐礼荣;沙世炎;曾纪琰 中草药有效成分分析法 1985
6.Coursey D G Dioscorea spp.(Dioscoreaceae) 1976
7.郑晓琴;梁国鲁;李晓林 盾叶薯蓣自然变异类型间的比较研究[期刊论文]-热带亚热带植物学报 2003(03)
8.秦慧贞;张美珍;凌苹苹 中国薯蓣属细胞分类的研究-染色体数与该属起源和演化 1985(01)
9.康何龙;孙文基;朱朝德 盾叶薯蓣引种栽培调查报告[期刊论文]-中药材 2002(07)
10.薛焱;秦天才;张友德 不同薯蓣皂苷元的盾叶薯蓣遗传关系的RAPD分析[期刊论文]-中草药 2006(01)
11.高山林;刘峻;谢小群 高效毛细管电泳法测定黄芩多倍体株系中的黄芩甙的含量[期刊论文]-药物生物技术
2002(06)
12.艾建国;高山林 丹参同源四倍体的诱导、鉴定及有效成分的含量测定[期刊论文]-药物生物技术 2003(06)
13.董静洲;易自力;蒋建雄 四倍体盾叶薯蓣综合性状的分析[期刊论文]-西北农业学报 2005(02)

引证文献(2条)
1.谢彩侠.史会齐.高山林.白雨.赵颖 盾叶薯蓣四倍体的鉴定和薯蓣皂苷元的定量分析[期刊论文]-中草药 2009(8)
2.黄贤兰.郭华春 不同倍性盾叶薯蓣的核型分析[期刊论文]-热带亚热带植物学报 2012(3)


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