產(chǎn)地及基因型對柴胡產(chǎn)量和有效成分含量的影響和研究

余 馬，左文松，劉 茹，舒曉燕，黃 晶，張 洪，唐志康，侯大斌*

（1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽 621010；2.瀘州市古藺縣農(nóng)業(yè)局，四川瀘州 646500）

產(chǎn)地及基因型對柴胡產(chǎn)量和有效成分含量的影響和研究

余 馬1，左文松2，劉 茹1，舒曉燕1，黃 晶1，張 洪1，唐志康1，侯大斌1*

（1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽 621010；2.瀘州市古藺縣農(nóng)業(yè)局，四川瀘州 646500）

【目的】分析四川柴胡在各產(chǎn)地的產(chǎn)量及品質(zhì)，確定適宜柴胡規(guī)模化種植的區(qū)域和品種。【方法】對青川、安縣和旺蒼3個(gè)產(chǎn)區(qū)種植的川北柴1號、中柴1號及川紅柴1號進(jìn)行產(chǎn)量和有效成分含量相關(guān)性狀考查。【結(jié)果】青川產(chǎn)地收獲柴胡產(chǎn)量及有效成分含量最高，旺蒼次之，安縣最低。中柴1號單株產(chǎn)量高于川北柴1號和川紅柴1號，而川北柴1號有效成分含量高于中柴1號及川紅柴1號。【結(jié)論】川北柴1號有效成分含量表現(xiàn)最佳，較中柴1號和川紅柴1號更利于密化栽培，且因此適宜于作為四川地區(qū)主栽柴胡品種進(jìn)行推廣。

柴胡；環(huán)境；基因型；產(chǎn)量；有效成分

柴胡為傘形科柴胡屬（Bupleurum）植物的干燥根，是臨床常用中藥，其主要藥效成分有柴胡皂苷、揮發(fā)油和黃酮類成分[1]。該藥材常同其他藥物結(jié)合治療感冒發(fā)熱、寒熱虛勞發(fā)熱、小兒痘疹余熱、腹部膨大、肝郁氣滯、胸肋脹痛、脫肛、子宮脫落及月經(jīng)不調(diào)等癥[1-2]。因?yàn)槠渲匾乃幱脙r(jià)值，我國對柴胡需求量日益增加。從20世紀(jì)70年代開始，由于野生柴胡資源逐漸匱乏，藥農(nóng)開始自繁自種柴胡，以滿足日益增長的市場需求。四川野生柴胡資源豐富，分布較廣，青川地區(qū)柴胡種植歷史已逾300年。目前四川地區(qū)已選育出川北柴1號（北柴胡，Bupleurum chinense DC.）及川紅柴1號（狹葉柴胡，Bupleurum scorzonerifolium Willd.）2個(gè)柴胡新品種供生產(chǎn)應(yīng)用。與柴胡地方種相比，2個(gè)新品種都表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量優(yōu)勢，但柴胡生長及藥效成分累積受基因型及產(chǎn)地環(huán)境影響較大，因此本研究擬對四川3個(gè)柴胡產(chǎn)區(qū)的主要柴胡品種進(jìn)行產(chǎn)量和有效成分調(diào)查和測定，以確定柴胡新品種的適應(yīng)性環(huán)境，因此本研究對四川省柴胡種植的推廣及產(chǎn)業(yè)化栽培具有十分重要意義。

1 材料和方法

1.1 供試材料

本研究采用主要研究對象為北柴胡審定品種中柴1號和川北柴1號，狹葉柴胡審定品種川紅柴1號。各品種由四川德培源中藥科技開發(fā)有限公司于2013—2014年種植于青川、安縣、旺昌基地。田間設(shè)計(jì)采用撒播，每個(gè)品種種植面積大于0.7 km2，種植密度為4.5×107株/km2，常規(guī)肥水管理及病蟲害防治。

1.2 產(chǎn)量性狀考查

供試樣品采集時(shí)間為2014年4月。產(chǎn)量性狀考查分別為主根直徑、根長、根體積、鮮重及干重，所有性狀為10株株型一致的柴胡單株測定均值，重復(fù)3次。

1.3 有效成分的含量測定

柴胡根粉碎后，過0.28mm×0.28mm孔徑篩網(wǎng)后，40℃干燥4 h，取出立即置干燥器，冷卻至室溫。精密稱取0.5 g柴胡樣品粉末置于50mL錐形瓶中，加入25mL濃度為5%的氨水甲醇溶液，密封。

1.3.1 總皂苷含量測定

標(biāo)準(zhǔn)品試液的制備：精密稱取柴胡皂苷a標(biāo)準(zhǔn)品3.80 mg，加入10mL甲醇溶解，定容至刻度，搖勻。

檢測方法：精密吸取待測溶液0.2mL于25mL具塞比色管中，加甲醇至1mL；精密加入0.1mL 1%對二甲氨基苯甲醛乙醇溶液，70℃溫?zé)?0min，取出冷卻，加入磷酸4.0mL，于70℃反應(yīng)30min；取出冷卻后，于545 nm波長處測定吸光度。

1.3.2 柴胡皂苷a、皂苷d的測定

供試品溶液配制：準(zhǔn)確稱取0.5 g柴胡樣品粉末置于50mL錐形瓶中，加入25mL 5%的氨水甲醇溶液，密塞；在30℃水溫中超聲提取30min，過濾；用20mL甲醇分2次洗滌殘?jiān)喜V液及洗液，揮干溶劑，用甲醇溶解定容至10mL，用0.45μm的濾膜過濾，取濾液。

標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制：精密稱取柴胡皂苷a對照品6.2 mg、柴胡皂苷d對照品7.4 mg加入10mL甲醇溶解，定容搖勻；用微孔濾膜（0.45μm）過濾，備用。

色譜條件：色譜柱為Agilent Zorbax Extend-C18（250mm×4.6mm，5μm），柱溫為 30℃，檢測波長為210 nm。流動相：乙腈-水，洗脫梯度見表1；流速為1mL/min；進(jìn)樣量為 10μL。

表1 柴胡皂苷色譜洗脫梯度Table 1 Elution gradient of saikosaponin for HPLC

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Microsoft Excel軟件錄入數(shù)據(jù)并計(jì)算，各基因型及產(chǎn)地間性狀差異方差分析采用SPSS16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量相關(guān)性狀考查

各地區(qū)收獲得柴胡根中，川北柴1號在青川生長狀況最佳，其所有參試性狀皆為最高，旺蒼表現(xiàn)次之，安縣收獲川北柴1號產(chǎn)量及其他參試性狀表現(xiàn)最低（見表2）。中柴1號及川紅柴1號在各環(huán)境中表現(xiàn)與川北柴1號基本一致。方差分析表明，基因型對柴胡根直徑、根體積、根鮮重及根干重影響顯著，對主根長影響不顯著；環(huán)境對柴胡所有參試性狀均影響顯著；基因型與環(huán)境互作效應(yīng)對主根長、根體積、根鮮重及根干重影響顯著，對根直徑影響效果不顯著。

2.2 有效成分含量鑒定

各有效成分標(biāo)準(zhǔn)曲線中，柴胡總皂苷測定標(biāo)準(zhǔn)曲線以總皂苷含量為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)，柴胡皂苷a及柴胡皂苷d標(biāo)準(zhǔn)曲線分別以柴胡皂苷a、柴胡皂苷d含量為橫坐標(biāo)，以210 nm下的HPLC平均峰面積為縱坐標(biāo)。各標(biāo)準(zhǔn)曲線制定結(jié)果表明所有成分線性良好。各有效組分重復(fù)性RSD、穩(wěn)定性RSD及精密度RSD值也表明供試儀器精密度、重復(fù)性良好，總皂苷含量測定試驗(yàn)中樣品在8 h內(nèi)穩(wěn)定，柴胡皂苷a、柴胡皂苷d含量測定試驗(yàn)中樣品在6 h內(nèi)穩(wěn)定；加樣回收率結(jié)果也表明各組分回收效率良好（見表3，圖1）。

表2 各產(chǎn)地收獲柴胡產(chǎn)量相關(guān)性狀Table 2 The value of yield related traits for Bupleurum collected from three producing areas

表3 柴胡有效成分的線性回歸方程Table 3 Regression equations of medicinal ingredients in Bupleurum

表4 各產(chǎn)地收獲柴胡有效成分含量結(jié)構(gòu)Table 4 The effective ingredients content of Bupleurum collected from three producing areas %

柴胡有效成分含量測定實(shí)驗(yàn)中，青川收獲川北柴1號柴胡總皂苷含量、柴胡皂苷a含量及柴胡皂苷d含量皆為最高；旺蒼收獲川北柴1號的柴胡皂苷a含量及柴胡皂苷d含量次之，柴胡總皂苷含量低于安縣收獲川北1號的總皂苷含量（見表4）。中柴1號及川紅柴1號在各環(huán)境中有效成分含量表現(xiàn)與川北柴1號基本一致，方差分析結(jié)果顯示，基因型對柴胡總皂苷含量及柴胡皂苷a含量影響顯著，對柴胡皂苷d含量影響不顯著（見表5）。

3 討論與結(jié)論

主根長、根直徑、單根重量等性狀是柴胡重要的商品性狀，而皂苷含量則是衡量柴胡藥效及品質(zhì)的重要指標(biāo)[2]。岳建英等[3]對農(nóng)家栽培北柴胡根部形態(tài)觀測發(fā)現(xiàn)，北柴胡分為多支根型、少支根型和單根型3種基因型，3種基因型間產(chǎn)量及有效成分含量差異顯著。曹海祿等[4]對我國規(guī)模化種植的3種柴胡考查也發(fā)現(xiàn)柴胡主根長、單根重、根冠比和皂苷含量主要受基因型控制。本研究發(fā)現(xiàn)中柴1號在所有參試區(qū)域中產(chǎn)量相關(guān)性狀都表現(xiàn)最好，但其有效成分含量都低于川北柴1號，這可能是由于川北柴1號系四川多年多點(diǎn)引種實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)選擇育種所得。該品種株型小于中柴1號，雖然單株產(chǎn)量低于中柴1號，但其在多點(diǎn)區(qū)域性試驗(yàn)中單位面積產(chǎn)量皆高于中柴1號，因此較中柴1號更利于密化栽培。狹葉柴胡揮發(fā)油含量極高，柴胡皂苷含量較北柴胡低。柴胡皂苷合成和積累發(fā)生于根系韌皮部，因此支根越多，柴胡皂苷含量越高[5]。本研究發(fā)現(xiàn)川北柴1號及中柴1號支根多，川紅柴1號直根性強(qiáng)，支根少。川北柴1號與中柴1號柴胡總皂苷、柴胡皂苷a和柴胡皂苷d含量相近，但遠(yuǎn)高于川紅柴1號。川紅柴1號屬狹葉柴胡物種，川北柴1號與中柴1號同屬北柴胡物種，因此根系構(gòu)型差異可能是狹葉柴胡與北柴胡間柴胡皂苷含量差異較大的主要原因之一。

圖1 柴胡有效成分的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 1 Standard curve of effective ingredients in Bupleurum

表5 目標(biāo)性狀方差分析Table 5 Analysis of variance for investigated traits

柴胡具有廣泛的適應(yīng)性，我國華北地區(qū)大部、西北地區(qū)東部、東北地區(qū)南部皆適合種植，僅北柴胡在全國范圍內(nèi)就有783個(gè)適宜產(chǎn)地[6-7]。但柴胡皂苷含量光照、溫度、水分、季節(jié)變化等環(huán)境因子影響較大，因此不同地域收獲柴胡皂苷含量也差異顯著[8]。Zhu Z.B.等[9-10]發(fā)現(xiàn)北柴胡在適宜的干旱脅迫下，柴胡皂苷a含量會增加83%，柴胡皂苷d含量會增加22%。Gong J.等[11]對生長于林蔭地和陽光直射條件下的北柴胡比較發(fā)現(xiàn)，林蔭地生長北柴胡的柴胡皂苷a、柴胡皂苷d及柴胡皂苷總量含量均顯著高于陽光直射條件下生長北柴胡。本研究發(fā)現(xiàn)青川收獲北柴胡有效成分含量最高，旺蒼次之，安縣最低，這為柴胡新品種區(qū)域合理布局提供了理論依據(jù)。

除基因型和生長區(qū)域外，收獲時(shí)間對柴胡有效成分含量也有顯著影響[12-13]。根據(jù)GDBH假說，因?yàn)槌跎x途徑與次生代謝途徑的競爭關(guān)系，快速生長的植物次生代謝產(chǎn)物濃度會降低[14-15]。本研究采樣時(shí)間為春季，該季節(jié)柴胡正開始進(jìn)入旺盛生長期，導(dǎo)致本研究供試材料有效成分含量較藥典2015版[2]規(guī)定濃度偏低。因此為保證川產(chǎn)北柴胡優(yōu)質(zhì)，秋季收獲柴胡質(zhì)量評價(jià)值得進(jìn)一步探討。

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Study on the Effect of Different Producing Area and Genotype on Yield and Effective Ingredients Content of Bupleurum Species

YU Ma1，ZUO Wen-song2，LIU Ru1，SHU Xiao-yan1，HUANG Jing1，ZHANG Hong，TANG Zhi-kang1，HOU Da-bin1*
（1.School of Life Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，Sichuan，China；2.Agriculture Bureau of Gulin County，Luzhou 646500，Sichuan，China)

【Objective】 Identify the suitable growth location and commercial varieties of Bupleurum species by investigating and analyzing yield and quality in Sichuan province.【Method】Commercial varieties of Chuanbeichai No.1，Zhongchai No.1，and Chuanhongchai No.1 from Qingchuan，Anxian，and Wangchang were collected to investigate yield and effective ingredients content.【Results】The Bupleurum species grew in Qingchuan showed the highest yield and effective ingredients content，whereas Bupleurum species grew in Wangchang were lower，and Bupleurum species grew in Anxian were the lowest.The Zhongchai No.1 showed higher yield per plant than Chuanbeichai No.1 and Chuanhongchai No.1，whereas ChuanbeichaiNo.1showedtheheighesteffectiveingredientscontentthanZhongchai No.1 and Chuanhongchai No.1.【Conclusion】Chuanbeichai No.1 showed the highest effective ingredients and can adopt high density cultivation，so it can be utilized for large scale of cultivation in Sichuan as main commercial variety.

Bupleurum；environment；genotype；yield；effective ingredients

Q949.763

A

1000-2650（2017）03-0317-05

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.03.005

2016-03-08

國家自然科學(xué)基金（81603223）；四川省十三五育種攻關(guān)（2006NYZ0036-4-2）。

余馬，博士，講師，主要從事作物遺傳育種的研究，E-mail：yuwen0073@126.com。*責(zé)任作者：侯大斌，博士，教授，主要從事藥用植物栽培育種，E-mail：dbhou@126.com。

（本文審稿：楊玉霞；責(zé)任編輯：劉詩航；英文編輯：劉詩航）