多花黃精的生物學和經(jīng)濟價值研究進展

吳媛媛 徐慶國

摘要 綜述了多花黃精（Polygonatum cyrtonema Hua）的植物學特征、遺傳變異特征、生長習性、光合生理特性、栽培管理及其經(jīng)濟價值的研究進展，為今后我國多花黃精資源的開發(fā)與利用提供參考依據(jù)。

關鍵詞 多花黃精；植物學特征；光合生理；栽培管理；經(jīng)濟價值

中圖分類號 S567.23 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）34-0128-03

Abstract This paper summarized the research progress of the botanical characteristics，genetic variation characteristics，growth habit，photosynthetic physiological characteristics，cultivation management and economic value of Polygonatum cyrtonema Hua，which provided a reference for the development and utilization of Polygonatum cyrtonema Hua resources in the future.

Key words Polygonatum cyrtonema Hua；Botanical characteristics；Photosynthetic physiology；Cultivation and management；Economic value

多花黃精隸屬于百合目百合科黃精屬（Polygonatum Mill），它是集藥用、食用、觀賞于一身的多年生草本植物。根據(jù)《中國植物志》第15卷百合科黃精屬的記載，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)黃精屬植物有40余種，而中國就有31種[1]。黃精在我國已有2 000多年的用藥歷史，最早被發(fā)現(xiàn)記錄在著名中藥典籍《神農本草經(jīng)》中，為上品藥材，并在《名醫(yī)別錄》中進行了補充，后紛紛對其藥用研究補充說明并記載在冊，中醫(yī)學對黃精的藥性描述都表述黃精平和溫潤、味甘、養(yǎng)陰潤肺，對腎、脾、胃虛癥狀均有療效，我國著名醫(yī)學典籍《百草綱目》《名醫(yī)別錄》中均有記載?，F(xiàn)代臨床醫(yī)學研究亦表明，黃精在提高人體自身抵抗力、調解血糖血脂和美顏等方面均具有良好功效[2]。2015年版《中國藥典》中規(guī)定僅黃精（Polygonatum sibiricum Red）、多花黃精（Polygonatum cyrtonema Hua）和滇黃精（Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl）這3種黃精的根莖入藥[3]。隨著市場需求量的增加，多花黃精野生資源已不能得到滿足，因此，筆者綜述了多花黃精的研究進展，以期為今后的多花黃精研究提供參考，從而更好地開發(fā)其效益價值。

1 植物學特征及分類研究

1.1 植物學特征

多花黃精（Polygonatum cyrtonema Hua）為百合科黃精屬多年生草本植物，肥壯厚實的根狀莖常常是幾個塊狀結節(jié)連接而成，表面粗糙，一般為灰黃色或黃褐色。莖光滑呈圓柱形，略向一側歪斜。葉互生，無葉炳，植株葉片數(shù)十幾到幾十片不等?；ㄉL在腋間，傘形，花被為黃綠色。漿果接近為直徑大小約1 cm的球形[1]。不同生長環(huán)境的多花黃精其物候期略有差異[4-5]。

1.2 系統(tǒng)分類

黃精屬最早植物分類是在1875年由Baker根據(jù)葉序將其分為三類，分別為互生葉類（Alternifolia）、輪生葉類（Verticillata）、對生葉類（Oppositifolia）。1978年，《中國植物志》以此為基礎又將其細分為苞葉系、互葉系等8個系。但是1987年汪勁武等[6]研究了黃精屬的幾個種的細胞學分類，如長梗黃精（Polygonatumfilipes Merr）同種間具有18對和16對2種不同的染色體數(shù)，同系間核型也存在明顯差異，如互葉系的熱河黃精（Polygonatummacropodum Turczaninow）與多花黃精（Polygonatum cyrtonema Hua）的核型分別為2B和3B。隨后1999年聶劉旺等[7]分析了安徽各地區(qū)的5種7個居群黃精屬植物的同工酶酶譜，發(fā)現(xiàn)與汪勁武等[6]的研究一致，黃精屬植物無論是種間還是種內都存在較大的變異，其形態(tài)學上界定的種在其遺傳上并非同質[8]。如黃精與玉竹同屬于黃精屬互葉系，在其外形上非常相似，但是其藥用成分不同，在中藥用藥上也不可通用。以上都是黃精屬植物分類的障礙因素，因此，導致目前很難對黃精屬植物進行合理科學規(guī)范化的系統(tǒng)分類。

2 生物學特性研究

2.1 生長習性

多花黃精在中國主要分布在湖南、湖北等南方地區(qū)，它最適合生長在海拔300～690 m的落葉闊葉林或竹林下[9]。章文前[10]研究表明，郁閉度在0.6～0.8時，多花黃精植株地上部生長狀況最佳，無論是其株高、地莖粗都高于郁閉度0.4～0.6的，說明略微的遮陰有利于多花黃精的生長，其地下部分的生長情況則剛好相反；而當郁閉度>0.8時，多花黃精的生長狀況則較差。多花黃精在盆栽、大田與林下等3種生境中的表現(xiàn)明顯不同，大田下的多花黃精的生長速度、生物量及光合能力等都優(yōu)于林下與盆栽的，但在7月中旬，由于過高的氣溫使得大田生長下的多花黃精葉片嚴重枯萎，而盆栽和林下的多花黃精則其葉片枯萎情況比較輕，表明多花黃精具有不耐高溫的特性[11]。黃云鵬等[12]對多花黃精不同郁閉度的根、莖多糖含量測定也發(fā)現(xiàn)，郁閉度在0.4～0.6時，多花黃精的多糖含量最高。因此，多花黃精可根據(jù)其利用途徑適當進行不同的調整，如多花黃精用作觀賞時，其郁閉度可適當提高；如采集其地下根莖做藥用時則可適當降低其郁閉度。

2.2 耐陰性

多花黃精適當遮光時長勢較好，如過度遮陰則不利生長。李迎春等[13]采用不同的透光條件，研究了光照對多花黃精生長、光合和葉綠素熒光參數(shù)等特征的影響，結果表明，多花黃精在不同的透光條件的葉綠素熒光大部分指標均表現(xiàn)明顯的差異，適當遮光可以提高其光合能力及其光合機構的防御能力，當透光率只有15%±5%時，其存活率略低。遮陰率在83.7%時，其植株長勢較好，株高較高，但因此會出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象[14]；郁閉度在0.8以上時，其根莖生物量也會出現(xiàn)明顯降低的現(xiàn)象[10]。研究還表明，泰山黃精在適當?shù)恼诠鈼l件下可以提高其抗性，還可減少黃精斑葉病的發(fā)生[15]。目前多花黃精的耐陰性研究還較少，對其耐陰性抗性分析可以為其生態(tài)習性進行更深層次的了解，從而為其引種栽培等起到指導作用。

3 栽培管理技術

3.1 繁殖技術

多花黃精的繁殖方式主要有無性繁殖和有性繁殖2種。無性繁殖采用根莖栽培一般在每年12月底前完成[16]，一般選擇多花黃精1～2年無病害、大小在40～80 g、兩節(jié)一個頂芽的健壯根莖進行根莖無性繁殖[17]。多花黃精的栽種方式采用芽頭朝下的平擺倒種法，該法可比常規(guī)種植方法的產(chǎn)量提高10%[18]。多花黃精種植土壤以壤土或沙壤土、持水能力強與排水良好的地塊為宜，土壤pH以5.8最佳，在土溫在16～20 ℃且適當遮陰時其生長狀態(tài)最優(yōu)[19]。

多花黃精種子繁殖存在諸多障礙。首先，多花黃精的種皮堅硬，吸水緩慢，提前休眠的特性致使種子不能成熟，胚發(fā)育不完整；其次，其種子結實率低[20]；再者，其種皮、胚乳和胚的不同部位又存在內源抑制物[21]。為促進多花黃精種子發(fā)芽，劉保財?shù)萚22]將多花黃精種子在低溫沙藏后，用50 mg/L GA3浸種3 h，其發(fā)芽率可達93.33%，顯著高于未經(jīng)沙藏的種子。根據(jù)Roberts 提出的假說[23]，李昭玲等[24]測定了層積后的重樓種子的蘋果酸脫氧酶（MDH）與6-磷酸葡萄糖脫氫酶（G-6-PDH）活性，結果表明其MDH和G-6-PDH分別發(fā)生明顯的下降和上升，表明在種子解除休眠的過程中，其呼吸代謝途徑發(fā)生了由三羧酸途徑轉為磷酸戊糖途徑的變化。因此，今后多花黃精可嘗試施加呼吸抑制劑或增加種子內氧氣分壓等促進其種子呼吸磷酸戊糖途徑進行，從而可能解除其種子休眠，促進種子發(fā)芽。

3.2 田間管理技術

多花黃精的適應能力較強，對弱光利用能力強，在45%～75%的透光率下其生長狀態(tài)最優(yōu)，一般采用林下經(jīng)濟套種模式[13]。在4—5月多花黃精的株高50 cm 左右時進行去頂摘蕾，從而可促進其地下根莖有機物的積累[25]。多花黃精生長期間要注意中耕除草、追肥[26]，中耕時應注意避免傷及根莖，并及時補充適當水分，防止中耕除草后土壤蒸騰量增強，造成多花黃精葉片枯萎。還可采用地膜覆蓋方式進行大面積的雜草防治[27]。

多花黃精追施N、P、K肥同時還可以追加鋅、錳肥，可對其新老根莖的產(chǎn)量與藥用成分含量均有顯著提高效果[28]。每年5月或6月適當噴施敵百蟲防治其病蟲害[17]。8、9月份多花黃精會出現(xiàn)嚴重落果、地上部枯死現(xiàn)象，其死亡率高達91%[29]，而少量多花黃精嫩芽開始萌發(fā)，進入秋發(fā)期[4]。此時可適量施加追肥以及灌溉，幫助多花黃精進入秋發(fā)期，渡過休眠期，為翌年的返青做好準備。

4 光合特性研究

4.1 日變化

光合作用是植物生長發(fā)育和生物量積累的基礎，多花黃精比滇黃精和黃精的凈光合速率均高[17]。光強、溫度、水分是影響光合作用的重要因子，多花黃精光合作用的日變化趨勢基本一致為單峰曲線，沒有“光合午休”現(xiàn)象發(fā)生[13，30]，其最大凈光合速率基本在4～8 μmol/（m2·s），而其光合作用峰值出現(xiàn)時間主要分布在11：00—13：00，這可能由于測定時環(huán)境因子引起，如外界溫度、光照強度等。光合速率日變化與蒸騰速率、氣孔導度日變化趨勢基本一致，而與其胞間CO2濃度的變化趨勢則相反[13，30-31]。

4.2 光合曲線變化

多花黃精的光合曲線變化表現(xiàn)出明顯的光抑制現(xiàn)象，其光補償點在8 μmol/（m2·s）左右，光飽和點與中性植物接近，約為700 μmol/（m2·s）[29]，與自然全光照條件下的相似。當林下透光率為75%±5%時，多花黃精的凈光合速率最大為（9.67±1.85）μmol/（m2·s），光飽和點約達到1 000 μmol/（m2·s），光化學淬滅效率最高為0.746±0.056，光合電子傳遞能力最強，光合能力最強，生長狀態(tài)最佳；隨著透光率的降低，其光補償點、光飽和點及凈光合速率都在下降且達到顯著性差異[13]。多花黃精的光補償點偏低，光飽和點中等甚至偏高，屬于中性偏陽植物，適當遮陰可促進其生長，對光照強度有較強的適應能力。一般植物的光合作用受自身遺傳特性、生長狀態(tài)、所在地環(huán)境等因子共同影響，了解多花黃精光合生理學變化規(guī)律，對多花黃精的生長習性、栽培管理及品種選擇均有指導意義。

5 經(jīng)濟價值研究

5.1 藥用價值

多花黃精的藥用成分主要包含黃精多糖、甾體皂苷類、蛋白質、無機元素及氨基酸等[32]，其提取技術也比較成熟。黃精多糖可以有效提高人體細胞SOD活性和機體免疫力[33]，具有降血糖、血脂、提高免疫力、改善記憶力、抗炎、抗腫瘤等功能[32]。目前黃精、滇黃精藥用成分提取和分析研究較多，但對多花黃精藥用成分的探索還待繼續(xù)深入進行。

5.2 食用價值

黃精性味甘甜，含有大量淀粉、糖類、維生素、微量元素以及氨基酸，可生食亦可作為藥膳進補?！妒朝煴静荨放c《太平圣惠方》均記載了黃精藥膳的做法與功效[34]，另外根據(jù)國家衛(wèi)生部[2002]51號文件，已經(jīng)把黃精納入《既是食品又是藥品的物品名單》中[35]。李惠[36]以黃精為材料，采用浸提、濃縮、干燥、調配等方法調制出了3種黃精速溶茶產(chǎn)品，其口味獨特又具有保健功能。徐鑫[37]、尚禮[38] 、趙廣蘭[39] 等也以黃精、大豆等研制出了新型的凝固性黃精酸豆奶。此外，黃精的果實可用來釀造果酒、制作罐頭和飲品等。