溫郁金優(yōu)良種苗選育研究

趙祺 秦宇雯 袁瑋

摘要 [目的]選育溫郁金優(yōu)良品種。[方法]通過(guò)引種栽培，建立種質(zhì)資源圃，分析其生產(chǎn)性狀和品質(zhì)特征，從而選育出溫郁金優(yōu)良種苗。[結(jié)果]溫州市瑞安沙洲村溫郁金植株產(chǎn)量最高，揮發(fā)油含量、莪術(shù)二酮含量和吉馬酮含量最高，2年區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果為編號(hào)13的溫州市瑞安沙洲村溫郁金各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)均高于其他地方種苗，單株鮮品塊莖、根莖產(chǎn)量平均達(dá)1.8 kg。莪術(shù)平均揮發(fā)油含量、莪術(shù)二酮含量和吉馬酮含量分別為6.75%、1.545%和0.537%，明顯高于其他產(chǎn)地溫郁金種苗。[結(jié)論]13號(hào)的瑞安沙洲村溫郁金種苗綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)異，特別是莪術(shù)揮發(fā)油含量高，適宜在主產(chǎn)區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞 溫郁金;選育;品種

Abstract [Objective]To select and breed the excellent varieties of Curcuma wenyujin.[Method] The germplasm resources nursery was established through introduction and cultivation.[Result]In Wenzhou Ruian Shazhou village Curcuma wenyujin plant yield was the highest，the content of volatile oil， rhizoma zedoariae diketone content and germacrone content were the highest.Regional test results of two years for the number 13 village of Wenzhou Ruian sandbar showed that Curcuma wenyujin production index and seedling quality indicators were higher than other places，some samples per plant tuber， rhizome yield average was 1.8 kg，zedoary turmeric volatile oil content， rhizoma zedoariae diketone content and germacrone content were 6.75%， 1.545% and 0.537%， significantly higher than the other origin Curcuma wenyujin seedlings.[Conclusion]The comprehensive performance in No.13 Ruianshazhou village was excellent， especially the high content of volatile oil in zedoary turmeric， which was suitable for planting in the main producing areas.

Key words Curcuma wenyujin;Breeding;Varieties

溫郁金（Curcuma wenyujin）系姜科姜黃屬藥用植物，其根莖、塊根均可供藥用，為2015版《中國(guó)藥典》收載品種[1]。其塊根煮熟曬干稱(chēng)為溫郁金，是浙江省著名道地藥材，屬“浙八味”之一[2]。現(xiàn)代藥理與臨床研究表明溫郁金具有降血脂、抗腫瘤、抗輻射、保肝、抗過(guò)敏等多種藥理活性[3]。

研究發(fā)現(xiàn)，溫郁金由于長(zhǎng)期的無(wú)性繁殖及種源的自繁、自留，導(dǎo)致植株的混雜、老化，無(wú)種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，未進(jìn)行過(guò)優(yōu)良品種選育研究，再加上連作現(xiàn)象十分普遍，導(dǎo)致種質(zhì)退化、抗逆性差、植株病毒化嚴(yán)重，引起減產(chǎn)現(xiàn)象[4]。植株間良莠不齊、品質(zhì)變異較大，導(dǎo)致藥材質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了臨床用藥的有效性和安全性。為此，筆者為選育溫郁金優(yōu)良種苗，從外地引進(jìn)優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，建立溫郁金種子資源圃，分析其生產(chǎn)性狀和品質(zhì)特征，從而選育溫郁金優(yōu)良種苗。

1 選育過(guò)程

1.1 建立溫郁金種質(zhì)資源圃

2015年，通過(guò)文獻(xiàn)查閱、實(shí)地走訪溫州瑞安溫郁金種植農(nóng)戶(hù)，發(fā)現(xiàn)溫郁金不僅在本地有種植，外地也有引種溫郁金[5]。為選育溫郁金優(yōu)良種苗，搜集溫郁金品種在全國(guó)的主要分布區(qū)，并在12月下旬去溫郁金種植地區(qū)進(jìn)行樣品的收集，每個(gè)地區(qū)收集100個(gè)優(yōu)質(zhì)的二頭三頭種姜放入編織袋在陰涼倉(cāng)庫(kù)中儲(chǔ)存。引入種質(zhì)資源類(lèi)型及居群見(jiàn)表1。2016年3月，在溫州瑞安沙洲選擇土質(zhì)疏松、排水良好、土層深厚、富含有機(jī)質(zhì)的基地進(jìn)行整地[6]，以1.1～1.2 m間距淺翻地20～25 cm，形成1.1～1.2 m寬廂面，翻地后打碎大土塊，檢出雜草、草根等雜物，施加1 500 kg/hm2腐熟的菜籽餅基肥。2016年4月5日集中分區(qū)域播種，插牌標(biāo)記，建立種質(zhì)資源圃。種植密度：株距35～55 cm，行距110～130 cm，栽21 000～24 000株/hm2。溫郁金種質(zhì)資源圃分布情況見(jiàn)圖1。

1.2 施加PGRP菌株

1.2.1 制備溫莪術(shù)凝集素粗品。

取新鮮的溫莪術(shù)10 kg，切片，粉碎打漿，得到漿狀原料，在4 ℃、10 000 r/min下離心45 min，棄上清液，得第一次沉淀物;在pH為5.5～6.5的磷酸鹽緩沖溶液中加入1%～3%的復(fù)合酶溶液，所述復(fù)合酶溶液為纖維素酶：果膠酶=3：1，與第一次沉淀物以體積比7：1混合，混合后在常溫下低速攪拌5.5 h，然后在4 ℃、2 000 r/min下離心10 min，取上清液，然后在4 ℃、10 000 r/min下離心45 min，棄上清液得第二次沉淀物;在第二次沉淀物中按1∶2的體積比加入預(yù)冷石油醚，在4 ℃下低速攪拌20 min，抽濾，按1.0∶0.7的體積比加入預(yù)冷丙酮，靜置1～2 min，抽濾，晾干，得第三次沉淀物;在第三次沉淀物中按1.0∶8.7的體積比加入pH為5.5～6.5的磷酸鹽緩沖液，在4 ℃下低速攪拌3 h，在4 ℃、10 000 r/min下離心45 min，棄沉淀物，按1.0∶0.2的體積比在上清液中加入飽和硫酸銨，在4 ℃下低速攪拌1～2 min，在4 ℃、2 000 r/min下離心3 min，棄沉淀物，按1.0∶2.7的體積比在上清液中加入飽和硫酸銨，在4 ℃下，低速攪拌4 min，在4 ℃、10 000 r/min下離心45 min，得到第四次沉淀物;將第四次沉淀物溶于水中，置于透析袋中進(jìn)行透析至透析液中無(wú)硫酸根，冷凍干燥得到溫莪術(shù)凝集素粗品879 g。然后取家兔新鮮血液加肝素鈉（0.05%，W/W），2 000 r/min離心10 min，用4倍體積的0.01 mol/L PBS洗滌3次，然后將紅細(xì)胞用0.01 mol/L PBS配成10%的血細(xì)胞懸液，再緩慢加入等體積的2.5%戊二醛，4 ℃下緩慢攪拌2 h。再用0.01 mol/L PBS洗滌3次，離心后配成2%血細(xì)胞懸液。測(cè)得溫莪術(shù)凝集素粗品比活1574.01 HU/mg。

1.2.2 制備溫莪術(shù)特異性PGRP菌株混合物。

采集溫莪術(shù)根系土壤，置于液體培養(yǎng)基中，室溫下避光搖床培養(yǎng)，7 d后轉(zhuǎn)接培養(yǎng)液至新鮮的液體培養(yǎng)基富集培養(yǎng)，連續(xù)富集4輪，收集富集營(yíng)養(yǎng)液;然后將富集培養(yǎng)液與“1.2.1”所得到的溫莪術(shù)凝集素粗品以濃度0.1～0.2 g/L混合，搖床反應(yīng)1～2 h，在0～8 ℃、1 000～2 500 r/min下離心5～10 min，得到沉淀物;在沉淀物中加入含有200 mmol/L乳糖的緩沖溶液，搖床反應(yīng)1～2 h，在0～8 ℃、3 000～4 000 r/min下離心15～30 min，沉淀為溫莪術(shù)特異性PGRP菌株混合物。

1.2.3 灌窩。

種植后，每隔20～40 d，施加“1.2.2”所得到溫莪術(shù)特異性PGRP菌株混合物，2 000倍稀釋?zhuān)喔C。在6月上旬、8月中旬，施加2次復(fù)合肥，30 000 kg/hm2。并且保持土壤濕潤(rùn)，特別在7—9月生長(zhǎng)旺盛期，及時(shí)灌水[7]。

1.3 種質(zhì)特性評(píng)比

當(dāng)年10月1—5日，在溫郁金種質(zhì)資源圃中，針對(duì)不同種質(zhì)個(gè)體和小群體進(jìn)行形態(tài)特性評(píng)比，選擇株高70～120 cm、長(zhǎng)×寬（51～60） cm×（16～22） cm的植株，計(jì)算百分比。

1.4 采收 在2017年12月4—6日，將全株挖起，抖掉泥土，摘下塊根，保留根須，選擇一部分二頭三頭作為種源，分別裝入編織袋，放入陰涼倉(cāng)庫(kù)，計(jì)算霉敗率、除去霉敗品后的單株產(chǎn)量、平均單株產(chǎn)量、標(biāo)準(zhǔn)偏差。

1.5 復(fù)種 在2018年清明前后下種，采用穴栽，栽種前取出上年貯存的種莖，除去須根，每穴放入種莖2～4個(gè)，芽眼向上栽種，均勻擺放，放種時(shí)種莖與土壤密接，栽后覆蓋細(xì)土，厚3～5 cm[8-9]。

1.6 優(yōu)良種苗選擇 選出連續(xù)2年株高70～120 cm、葉片長(zhǎng)×寬（51～60） cm×（16～22） cm的植株進(jìn)行評(píng)比，再綜合評(píng)估霉敗率、除去霉敗品后的單株產(chǎn)量、平均單株產(chǎn)量、標(biāo)準(zhǔn)偏差，得到優(yōu)良種苗。

1.7 技術(shù)栽培要點(diǎn)

①播種時(shí)間。溫郁金在3月下旬—4月中旬溫度達(dá)到13 ℃以上時(shí)可以下種。②株行距。株距35～55 cm，行距110～130 cm。③播種深度。每穴放入種莖1～2個(gè)，深4～5 cm，芽眼向上栽種，均勻擺放。④田間管理。在溫郁金種質(zhì)種植過(guò)程中，通過(guò)施加當(dāng)?shù)販赜艚鸱N植地區(qū)所種植溫郁金根系土壤中得到的PGRP菌株混合物，使種質(zhì)資源圃土壤環(huán)境更加優(yōu)良，加速外地優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的馴化和觀察試驗(yàn)，從而使更加適應(yīng)當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)種質(zhì)在植物特性和產(chǎn)品特性與不適應(yīng)當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)種質(zhì)之間差異更大，便于進(jìn)行選育。

1.8 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.8.1 揮發(fā)油測(cè)定。按2015版 《中華人民共和國(guó)藥典》一部附錄 X D 的規(guī)定執(zhí)行。

1.8.2 莪術(shù)二酮、吉馬酮含量測(cè)定。儀器：Agilent 1100 高效液相色譜儀（ 美國(guó)安捷倫公司），包括四元梯度泵、自動(dòng)進(jìn)樣器、柱溫箱、DAD 紫外檢測(cè)器;KQ 100DB 型超聲清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

色譜條件：Hypersil ODS C18色譜柱（250 mm ×4.6 mm，5 μm）;乙腈-水為流動(dòng)相，梯度洗脫。乙腈（A）-水（B），0～19 min，45% A;19～20 min，45%→55% A;20～30 min，55% A;30～31 min，55%→65% A;31～50 min，65% A;50～51 min，65%→45% A;51～60 min，45% A。柱溫：35 ℃;流速：1.0 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)：216 nm。

對(duì)照品溶液制備：精密稱(chēng)取各對(duì)照品適量，置于50 mL量瓶中，加甲醇溶液定容至刻度，搖勻，即得。莪術(shù)二酮質(zhì)量濃度0.175 mg/mL，莪術(shù)醇質(zhì)量濃度0.189 mg/mL，吉馬酮質(zhì)量濃度0.190 mg/mL。

供試品溶液制備：稱(chēng)取莪術(shù)藥材粉末0.5 g（過(guò)2號(hào)篩），精密稱(chēng)定置容量瓶中，加甲醇20 mL，稱(chēng)重，低溫超聲處理（功率 100 W，頻率50 Hz）60 min，取出，稱(chēng)重并補(bǔ)得，濾過(guò)，即得。

2 選育結(jié)果與分析

2.1 生產(chǎn)性狀

種植期間，第一年溫郁金長(zhǎng)勢(shì)良好，株高180～205 cm，葉長(zhǎng)85～100 cm，葉寬21 ～ 25 cm，無(wú)明顯病蟲(chóng)害。第二年溫郁金較第一年差，估計(jì)是因?yàn)檫B作使病蟲(chóng)害增多、土壤肥效降低。采收后，根莖鮮品斷面油層蛋黃色，呈長(zhǎng)紡錘形，斷面黃棕色至棕褐色，氣香，每株 5～ 7 個(gè)，單個(gè)最重可達(dá) 320 g 以上，揮發(fā)油含量約 5.5%。2015—2017 年生產(chǎn)情況見(jiàn)表2、表3。從表2、3可以看出，編號(hào)為13的溫郁金優(yōu)選植株比例最高，平均單株產(chǎn)量最高。

2.2 品質(zhì)性狀

2016和 2017 年溫郁金種子資源圃良種選育中，綜合表現(xiàn)以編號(hào)13的溫州市瑞安陶山沙洲村溫郁金種苗最佳，且總結(jié)出以下特點(diǎn)：①）產(chǎn)量高，除編號(hào)3 的溫州市瑞安市陶山鎮(zhèn)上岙村溫郁金植株產(chǎn)量與編號(hào)13的溫郁金產(chǎn)量相差不大，其余編號(hào)溫郁金植株產(chǎn)量、揮發(fā)油含量、莪術(shù)二酮含量、吉馬酮含量都很低;②品質(zhì)佳，莪術(shù)平均揮發(fā)油含量、莪術(shù)二酮含量和吉馬酮含量較高，分別為6.75%、1.545%和0.537%，尤其是莪術(shù)揮發(fā)油含量比最低溫郁金種苗的揮發(fā)油含量多32.4%，明顯高于其他產(chǎn)地溫郁金種苗（表4、5）。

3 討論

溫郁金種植采用無(wú)性繁殖，在主產(chǎn)區(qū)藥農(nóng)普遍自繁自留，良種意識(shí)薄弱，未建立專(zhuān)門(mén)的良種繁育基地。研究表明，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)栽培的溫郁金遺傳多樣性水平較低，種質(zhì)的親緣關(guān)系較近[10]，但莪術(shù)和片姜黃藥材中揮發(fā)油含量、吉馬酮和莪術(shù)醇含量有一些差異[11]。不同產(chǎn)區(qū)溫郁金植株形態(tài)差異較小，憑植株形態(tài)很難進(jìn)行分類(lèi)，需要進(jìn)行溫郁金種質(zhì)資源親緣關(guān)系、輔助育種及種質(zhì)資源鑒定等方面的研究[12]。

通過(guò)引種栽培，建立溫郁金種質(zhì)資源圃，施加PGRP菌株，采收，復(fù)種，分析生產(chǎn)性狀和品質(zhì)性狀，最后選擇產(chǎn)地為瑞安陶山沙洲村的優(yōu)質(zhì)溫郁金種苗。針對(duì)溫郁金無(wú)性繁殖的特點(diǎn)，未來(lái)在生產(chǎn)中可以建立良種繁育基地，對(duì)種苗進(jìn)行提純復(fù)壯，提高種苗質(zhì)量，防止種性退化。由于其產(chǎn)量、揮發(fā)油含量、莪術(shù)二酮含量和吉馬酮含量較高，經(jīng)生產(chǎn)推廣后，可作為莪術(shù)揮發(fā)油提取原料品種在產(chǎn)區(qū)推廣種植。

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