不同品種（系）甜葉菊產(chǎn)量?光合生理和糖苷含量的相關性分析

唐桃霞　王致和　張秀華　邱進棟　謝忠清

摘要 為探明甜葉菊農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量與光合生理因子和糖苷品質之間的關系。對7個甜葉菊品種（系）的10個農(nóng)藝性狀、干葉產(chǎn)量、7個光合生理指標和5個糖苷品質進行比較和相關性分析。結果表明，干葉產(chǎn)量與單株干葉產(chǎn)量、單株鮮葉產(chǎn)量、一級分枝數(shù)呈極顯著正相關，r 分別為1.000、0.979、0.898，與其他農(nóng)藝性狀間的相關性均達顯著水平;干葉產(chǎn)量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著正相關，與氣孔導度 呈顯著正相關，與胞間CO2濃度呈負相關，與葉綠素的相關性不顯著;干葉產(chǎn)量與RA含量、總苷含量、RA/總苷呈正相關，與STV含量、RC含量呈負相關，但均未達顯著水平，RA含量與STV含量呈極顯著負相關（r=0.957）;光合生理指標與糖苷含量的關系中，RC含量與胞間CO2濃度和葉綠素總量呈顯著負相關，與其余指標相關性不顯著;總苷含量與胞間CO2濃度呈極顯著負相關，與其余指標相關性也不顯著。該研究闡明了甜葉菊多種性狀間的關系，旨在為河西地區(qū)甜葉菊育種和高產(chǎn)栽培提供參考。

關鍵詞 甜葉菊;產(chǎn)量;農(nóng)藝性狀;光合生理;糖苷含量

中圖分類號 566.901文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）21-0053-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.017

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Correlation Analysis between Photosynthetic Physiology， Glycosidic Content and Yield of Different Varieties（Strains）of? Stevia

TANG? Taoxia1，2，WANG? Zhihe1，2， ZHANG Xiuhua1，2 et al

（1. Gansu Academy of Agriengineering Technology， Wuwei， Gansu 733006;2.Key Laboratory of Germplasm Innovation and Safe utilization of Special Medicinal Plants in Gansu Province， Wuwei，Gansu? 733006）

Abstract To explore the relationship between agronomic traits， yield ， photosynthetic physiological factors and glycosidic quality of stevia， 10 agronomic traits， dry leaf yield， 7 photosynthetic physiological indexes and 5 glycosidic quality of 7 stevia varieties （strains） were studied. The results showed that the yield? of dry leaves was significantly positively correlated with the yield per plant， the yield of fresh leaves and the number of primary branches， r were 1.000， 0.979， 0.898， respectively， and the correlation with other agronomic traits did not reach a significant level. The yield of dry leaves was significantly positively correlated with net photosynthetic rate and transpiration rate， significantly positively correlated with somatal conductance and negatively correlated with intercellular CO2 concentration， but not significantly correlated with chlorophyll.The yield of dry leaves was positively correlated with RA content， total glycosidic content， RA/total glycosidic， negatively correlated with STV content and RC content， but not significant levels， and RA content was extremely significantly negatively correlated with STV content （r=0.957）; In the relationship between photosynthetic physiological indexes and glycosidic content， RC content was significantly negatively correlated with intercellular CO2 concentration and total chlorophyll content， but not significantly correlated with other indexes.The content of total glycosidic was significantly negatively correlated with intercellular CO2 concentration， and not significantly correlated with other indexes.The study clarified the relationship between stevia traits， which could provide reference for stevia breeding and highyield cultivation in western region of the Yellow River.

Key words Stevia;Yield;Agronomic traits;Photosynthetic physiology;Glycosidic content

基金項目 甘肅省重點研發(fā)計劃“甜葉菊新品種選育及集約化生產(chǎn)關鍵技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”（17YF1NH051）。

作者簡介 唐桃霞（1988—），女，甘肅臨洮人，助理研究員，碩士，從事特色經(jīng)濟作物育種研究。

通信作者，高級農(nóng)藝師，從事農(nóng)作物栽培、農(nóng)業(yè)技術推廣及管理工作 。

收稿日期 2019-04-28

甜葉菊（Stevia rebaudiana（Bertoni）Hemsl.）是菊科甜葉菊屬多年生宿根草本植物，其體內的次生代謝產(chǎn)物甜菊糖苷具有高甜度低熱能的特點[1]，是繼甘蔗、甜菜糖之后第3種具有開發(fā)價值和安全健康天然甜味劑[2-3]，在國際上被譽為“世界第三糖源”[4]，用作食品添加劑[5]，此外甜葉菊所含的天然活性物質在降血糖、降血壓、提高免疫力、抗氧化、抑菌等方面發(fā)揮重要作用，還用于醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)[6-8]，而且甜葉菊廢渣還可用作飼料[9-10]。因此市場前景廣闊，對優(yōu)良品種的要求也隨之上升。

選育高產(chǎn)優(yōu)質的甜葉菊新品種，并采用高效合理的栽培技術，是甜葉菊科研工作者的奮斗目標。影響甜葉菊產(chǎn)量和品質的因素眾多，研究表明，葉綠素及光合作用可引起植物的植株代謝和能量轉化，進而影響小麥、谷子產(chǎn)量的形成[11-12]，甜葉菊新品系SR的瑞鮑迪苷 A（RA）含量與干葉產(chǎn)量呈顯著負相關[13]，而甜葉菊光合生理因子與干葉產(chǎn)量及品質存在何種關系，農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量和品質相關性如何，目前鮮見報道。筆者所在課題組在前期研究的基礎上[14-16]，2017—2018年從江蘇、安徽等地共引進甜葉菊種質資源31份，經(jīng)過田間試驗篩選優(yōu)良種質資源7份，分析這7份種質材料各性狀之間的關系，對甜葉菊育種和優(yōu)化栽培技術具有重要意義。

筆者以7個甜葉菊品種（系）為參試材料，比較不同品種（系）甜葉菊農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、光合生理因子、糖苷含量的差異，利用Pearson相關系數(shù)分析各因素之間的相關性，旨在為甜葉菊新品種選育和高效種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試 7份甜葉菊種質材料是從國內各地引進的甜葉菊優(yōu)良品種（系）的母根扦插苗，分別為GT-1、GY-23、GY-24、GY-25、GY-26、GY-27、GY-28。

1.2 試驗地概況

試驗地位于甘肅省武威市涼州區(qū)黃羊鎮(zhèn)甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術研究院試驗基地內（103°05′E，37°30′N），海拔1 740 m，屬大陸性干旱氣候，年平均氣溫7.7 ℃，年平均降雨量194.75 mm，年均日照時數(shù)2 724.8 h，無霜期150 d左右。 供試土壤為砂壤土，肥力均勻。

1.3 試驗設計

將各地引進的不同品種（系）的母根移栽至溫室，于2018年3月30日剪取插穗扦插，扦插苗長至2018年5月16日，移栽至鋪有黑色地膜的試驗小區(qū)，試驗采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積60 m2，每膜4行，3 次重復，株距約02 m，行距約0.4 m，保苗約12 000株/hm2。于9月6日取樣測產(chǎn)。

1.4 測定項目與方法

采收期選取中間行生長良好的植株20株，進行農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、光合強度、葉綠素及品質測定。

1.4.1 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量。

采收期對小區(qū)中間行植株進行產(chǎn)量測定及農(nóng)藝性狀考查，農(nóng)藝性狀包括株高、主莖粗、一級分枝數(shù)、葉長、葉寬、葉厚、葉面積、單株鮮葉重、單株干葉重、葉莖比、1 hm2干葉產(chǎn)量，共11個指標。

株高：測定時取中間行20株，每株用卷尺自地面量至生長點;主莖粗：用游標卡尺測定莖基部1 cm處的粗度;葉長：從生長點向下數(shù)第5對葉子，從葉尖量至葉基處;葉寬：量取葉子中間最寬處;葉厚采用游標卡尺測量，測定葉子中間厚度（不包括主葉脈）;將莖葉分離后，測定單株鮮葉重;自然陰干后，在65 ℃烘箱烘至恒重，稱量各材料的單株干葉重、單株干莖重，計算葉莖比;然后將每個材料的干葉粉細后，裝入樣品袋待測糖苷;1 hm2干葉產(chǎn)量按12 000株計算。葉面積=葉長×葉寬×0.8。

1.4.2 光合強度。

采用美國LI-COR公司生產(chǎn)的LI-6400XT便攜式光合儀，于2018年9月6日10：00測定光合速率，取植株生長點向下第5～7片葉，將葉片擦拭干凈后測定，每片葉測定3次。

1.4.3 葉綠素含量。

取測定光合的葉片，立即帶回實驗室，每片葉去掉粗大的葉脈并剪成碎片，分別稱取0.02 g用10 mL 80%丙酮浸泡法提取葉綠素，以提取試劑80%丙酮為對照，避光浸至葉片變白，采用北京普析生產(chǎn)的T6S紫外分光光度計分別測定645和663 nm 處的OD值，并計算出相應葉綠素a、b的濃度。

1.4.4 糖苷含量。

采用Waters 2695高效液相色譜儀測定糖苷含量，糖苷檢測方法采用GB 8270—2014，流動相為乙腈和磷酸緩沖液體積比32∶68，色譜柱為蘭州化物所的AT C18反相色譜柱，填料：Sino ODS AP，柱長250 mm，內徑4.6 mm，粒徑5 μm，流速為1 mL/min，紫外檢測波長為210 nm，根據(jù)出峰面積計算瑞鮑迪苷 A（RA）、甜菊苷（STV）、瑞鮑迪苷 C（RC）和總苷含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Execl 2003和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，利用方差分析和多重比較對各指標進行顯著性分析，并用Pearson相關系數(shù)分析相關性。

2 結果與分析

2.1 不同甜葉菊品種（系）農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關系

參試甜葉菊農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量見表1，其農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性見表2。由表2可知，與干葉產(chǎn)量相關性為正的農(nóng)藝性狀有6個，表現(xiàn)為單株干葉產(chǎn)量>單株鮮葉產(chǎn)量>一級分枝數(shù)>葉莖比>葉長>株高。

在參試的7個甜葉菊品種（系）中，干葉產(chǎn)量與單株干葉產(chǎn)量、單株鮮葉產(chǎn)量、一級分枝數(shù)呈極顯著正相關，r分別為1.000、0.979、0.898，與葉莖比、葉長、株高呈正相關，與主莖粗、葉寬、葉厚、葉面積呈負相關;葉莖比與株高呈顯著正相關，與主莖粗、一級分枝數(shù)、葉長、單株鮮葉產(chǎn)量、單株干葉產(chǎn)量呈正相關，與葉寬、葉厚、葉面積呈負相關;單株干葉產(chǎn)量與一級分枝數(shù)、單株鮮葉產(chǎn)量呈極顯著正相關，與株高、葉長呈正相關，與主莖粗、葉寬、葉厚、葉面積呈負相關;單株鮮葉產(chǎn)量與主莖粗呈正相關，與其余農(nóng)藝指標的相關性與單株干葉產(chǎn)量一致;葉面積與葉寬呈極顯著正相關，與株高、主莖粗、葉長、葉厚呈正相關，與一級分枝數(shù)呈負相關;葉厚與葉長、葉寬呈正相關，與株高、主莖粗、一級分枝數(shù)呈負相關;葉寬與主莖粗和葉長呈正相關，與株高和一級分枝數(shù)呈負相關;葉長與株高、主莖粗、一級分枝數(shù)呈正相關;一級分枝數(shù)與株高和主莖粗呈正相關;主莖粗與株高呈正相關。由此可知，一級分枝數(shù)越多，干葉產(chǎn)量越高。

2.2 不同甜葉菊品種（系）光合生理指標與產(chǎn)量的關系

參試甜葉菊光合生理指標見表3，其光合生理指標與產(chǎn)量的相關性見表4。由表4可知，與干葉產(chǎn)量相關性為正的光合生理指標有6個，表現(xiàn)為凈光合速率>蒸騰速率>氣孔導度>葉綠素總量>葉綠素a>葉綠素b。

在參試的7個甜葉菊品種（系）中，干葉產(chǎn)量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著正相關，與氣孔導度呈顯著正相關，與葉綠素總量、葉綠素a、葉綠素b呈正相關，與胞間CO2濃度呈負相關;蒸騰速率與凈光合速率、氣孔導度呈極顯著正相關，與葉綠素a呈顯著正相關，與葉綠素總量、葉綠素b呈正相關，與胞間CO2濃度呈負相關;凈光合速率與葉綠素a、葉綠素總量呈正相關，與葉綠素b呈負相關;葉綠素總量與葉綠素a呈極顯著正相關，與葉綠素b呈正相關，葉綠素b與葉綠素a呈正相關。由此可知，采收期凈光合速率和蒸騰速率越大，植株產(chǎn)量越高。

2.3 不同甜葉菊品種（系）糖苷含量與產(chǎn)量關系

參試甜葉菊糖苷含量見圖1。由表5可知，與干葉產(chǎn)量相關性為正的品質指標有3個，表現(xiàn)為RA>RA/總苷>總苷。

在參試的7個甜葉菊品種（系）中，干葉產(chǎn)量與RA含量、RA/總苷、總苷含量呈正相關，與STV含量、RC含量呈負相關;RA/總苷與RA含量呈極顯著正相關，與RC含量、總苷含量呈正相關，與STV含量呈極顯著負相關;總苷含量與RC含量呈極顯著正相關，與RA含量呈正相關，與RC含量呈負相關;RC含量與RA含量呈正相關，與STV含量呈負相關;STV含量與RA含量呈極顯著負相關。由此可知，干葉產(chǎn)量與各糖苷含量的相關性因糖苷種類而異。

2.4 不同甜葉菊品種（系）光合生理指標與糖苷含量關系

由表6可知，甜葉菊葉片中RA含量與葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率呈正相關，與胞間CO2濃度呈負相關，均未達顯著水平;STV含量與葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率均呈負相關，與胞間CO2濃度呈正相關，也均達顯著水平;RC含量與凈光合速率、蒸騰速率呈正相關，與葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、氣孔導度、胞間CO2濃度均呈負相關，且與胞間CO2濃度、葉綠素總量呈顯著負相關;總苷含量與凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率呈正相關，與葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、胞間CO2濃度呈負相關，且與胞間CO2濃度呈極顯著負相關;RA/總苷與各光合生理指標的相關性與RA含量一致。

3 結論與討論

植物的農(nóng)藝性狀均由基因控制，也受栽培環(huán)境和管理措施的影響，同一品種在不同地區(qū)的表現(xiàn)也不盡一致，明確農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量影響的主次關系，對選育優(yōu)良的甜葉菊品種具有重要意義。

該研究中各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性分析結果表明，干葉產(chǎn)量與單株干葉產(chǎn)量、單株鮮葉產(chǎn)量、一級分枝數(shù)、葉莖比、葉長、株高呈正相關，與主莖粗、葉寬、葉厚、葉面積呈負相關。說明一級分枝數(shù)越多，葉莖比越大時，產(chǎn)量越高，這與趙永平[17]在甜葉菊和鄭本川等[18]在甘藍型油菜上的研究結果一致。主莖粗與干葉產(chǎn)量呈負相關，原因可能是主莖越粗，導致葉莖比變小，因此影響產(chǎn)量降低。關于葉寬和葉厚與產(chǎn)量的關系還有待進一步研究。根據(jù)研究結果，可在田間管理中采取促進甜葉菊分枝的措施，進而提高產(chǎn)量。

光合生理指標與產(chǎn)量的相關性分析結果表明，干葉產(chǎn)量與凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、葉綠素總量、葉綠素a、葉綠素b呈正相關，與胞間CO2濃度呈負相關。說明采收期甜葉菊凈光合速率越大，葉綠素含量越高，產(chǎn)量越高。關于胞間CO2濃度與干葉產(chǎn)量呈負相關的原因可能是，其與凈光合速率呈負相關。而在該研究中胞間CO2濃度與凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度均呈負相關，這與趙永平[17]在甜葉菊光合特性和產(chǎn)量品質中的研究結果一致。

各糖苷含量與產(chǎn)量的相關性分析結果表明，干葉產(chǎn)量與RA含量、RA/總苷、總苷含量呈正相關，與STV含量、RC含量呈負相關，這與石巖等[19]研究結果不一致，可能是因為檢測方法和材料不同所致;RA含量與STV含量表現(xiàn)為極顯著負相關（r=0.957），這與楊文婷等[13]和石巖等[19]的研究結果一致，可能是因為 STV 和 RA 性狀連鎖，且這2種物質在流動相中的相對保留時間相差較短，出現(xiàn)此消彼長的趨勢，因此難以同時提高二者含量，又因為STV 和 RA 的特性應用于不同領域，因此可用來選育專用型品種。

該研究根據(jù)市場需求和育種目標僅對含量較高的3種糖苷RA、STV和RC進行了檢測，但該研究結果明確了這3種糖苷之間的關系，可以為選育食品添加劑領域的高RA品種和醫(yī)藥行業(yè)的高STV品種提供指導。為進一步系統(tǒng)、準確地闡明甜葉菊產(chǎn)量與品質之間的關系，檢測其余幾種糖苷含量并進行分析是下一步的研究工作。

通過Pearson相關系數(shù)分析各性狀間的相關性。甜葉菊一級分枝數(shù)、單株鮮葉產(chǎn)量和單株干葉產(chǎn)量與干葉產(chǎn)量呈極顯著正相關;凈光合速率與蒸騰速率呈極顯著正相關;干葉產(chǎn)量與各糖苷含量的相關性因糖苷種類而異，與RA呈正相關，與STV和RC呈負相關，均未達顯著水平;光合生理指標與糖苷含量的關系中，RC含量與胞間CO2濃度和葉綠素總量呈顯著負相關，總苷含量與胞間CO2濃度呈極顯著負相關，其余指標間相關性不顯著。

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