11 種枸杞子甜菜堿和6 種重金屬含量研究

孫紅亮

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 小麥研究所，山西 臨汾044100）

山西是傳統(tǒng)中藥材枸杞子產(chǎn)地之一，主要以野生為主。近年，山西人工栽培枸杞面積逐步擴(kuò)大，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收起到了推進(jìn)作用。據(jù)《中國(guó)藥典》（2015 年版第一部）［1］中記載，甜菜堿是枸杞中具有生物活性和藥理作用的重要成分［2～6］，是評(píng)價(jià)枸杞子內(nèi)在質(zhì)量的重要指標(biāo)。單純追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染［7，8］，直接或間接影響中藥材重金屬元素的積累，進(jìn)而對(duì)服用中藥產(chǎn)品的人的健康產(chǎn)生影響，甚至?xí)l(fā)重金屬中毒［9～14］，因此重金屬含量是評(píng)價(jià)中藥材安全性指標(biāo)之一［15］。關(guān)于山西產(chǎn)枸杞子甜菜堿含量及重金屬含量安全性研究，少見(jiàn)系統(tǒng)報(bào)道，因此加強(qiáng)對(duì)山西產(chǎn)枸杞子甜菜堿和重金屬含量研究，有其現(xiàn)實(shí)意義。本試驗(yàn)對(duì)11 個(gè)品種枸杞子中甜菜堿和重金屬（鋅、鉛、鎘、砷、汞、銅）含量進(jìn)行測(cè)定，甜菜堿含量測(cè)定使用紫外分光光度法［16～18］，重金屬（鋅、鉛、鎘、砷、汞、銅）含量測(cè)定使用ICP-MS 法［19］，并分析品種間重金屬含量差異及重金屬元素含量間的差異，為枸杞選育高活性成分及低有害重金屬含量的枸杞新品種提供依據(jù)，為山西產(chǎn)枸杞子重金屬安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

11 個(gè)品種枸杞子包括S1（1）、蒙杞1 號(hào)（2）、S2（3）、S3（4）、S4（5）、S5（6）、S6（7）、S7（8）、S8（9）、寧杞1 號(hào)（10）、晉紅寶（11），均采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所韓村國(guó)家試驗(yàn)基地（山西省臨汾市郊區(qū)），7 月初夏季鮮果各250 g。放枸杞子于電熱鼓風(fēng)干燥箱中，55 ℃持續(xù)烘干25 h，粉碎，過(guò)40 目篩，冰箱冷藏（4 ℃）保存。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

SCIENTZ-50YG1A 冷凍干燥機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限責(zé)任公司；101-1A 電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；DR6000 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：美國(guó)哈希；SC-3610 低速離心機(jī)：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；GM0.33A 隔膜真空泵：天津市津騰試驗(yàn)設(shè)備有限公司；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）：儀器型號(hào)ICAP PQ，賽默飛世爾科技有限公司；電子天平：感應(yīng)量為0.1 mg，型號(hào)：BSA124S，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；微波消解儀：配有聚四氟乙烯消解內(nèi)罐，型號(hào)：TOPEX，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司；氬氣（Ar）∶氬氣（99.995%）；氦氣（He）∶氦氣（99.995%）。

1.2.2 試劑

濃鹽酸：洛陽(yáng)吳華化學(xué)試劑有限公司，分析純；甜菜堿：壇墨，P/N：75422，20 mg，97%；雷氏鹽：阿拉丁，25 g，Lot：c2003142，分析純；無(wú)水乙醚：格里斯（天津）醫(yī)藥化學(xué)技術(shù)有限公司，分析純；丙酮：安譜生產(chǎn)，色譜純；濃硝酸：1.42 g·L-1，洛陽(yáng)昊華化學(xué)試劑廠，500 mL，優(yōu)級(jí)純；雙氧水：30%，天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；元素貯備液（100 mg·L-1）：鉛、鎘、砷、銅、鋅采用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書多元素標(biāo)準(zhǔn)貯，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)：19DA282，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；Hg 貯備液（1 000 mg·L-1）：采用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書單元素標(biāo)準(zhǔn)貯，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)：204047-3；Rh 貯備液（1 000 mg·L-1）：采用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書單元素標(biāo)準(zhǔn)貯，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)：204020-2；蒸餾水。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 甜菜堿含量測(cè)定試驗(yàn)方法［16～18］

所需溶液配制：15 g·L-1飽和雷氏鹽溶液：取雷氏鹽1.5 g，取90 mL 蒸餾水加入其中，攪拌，用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH=1.0，室溫下攪拌45 min，抽濾，定容至100 mL。99%乙醚溶液：先取99 mL 無(wú)水乙醚，再取1 mL 蒸餾水加入其中，搖勻。70%丙酮溶液：先取70 mL 丙酮，再取30 mL 蒸餾水加入其中，搖勻。0.72 g·L-1甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)溶液：取甜菜堿0.018g，于25 mL 容量瓶中，加蒸餾水定容至25 mL，搖勻。

試樣溶液制備：取2.0 g 烘干攪碎的樣品，加入80 mL 蒸餾水，于室溫放置3 h，不停攪拌、混勻、抽濾、棄殘?jiān)?。用濃HCl 調(diào)節(jié)pH=1.0，抽濾后定容至100 mL。吸取3 mL 于10 mL 離心管中，放入冰箱中15 min，加入5 mL 1.5 g 飽和雷氏鹽溶液，再放入冰箱1 h，取出后4 000 r·min-1離心5 min，棄上清液，加入99%的乙醚5 mL，4 000 r·min-1離心5 min，棄上清液，加入5 mL 70% 丙酮溶液，以70%丙酮溶液為空白，λ=523 nm 處測(cè)定吸光度。

空白試樣：不加樣品，按照與試樣溶液制備相同步驟制備空白試樣。

加標(biāo)回收試驗(yàn)：稱取0.15 g 枸杞樣品于錐形瓶中，加入一定量的甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照試樣溶液制備操作。

甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)工作曲線建立：分別移取0、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL 甜 菜 堿 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 于10 mL 離心管中，再分別加入3.0、2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL 蒸餾水于10 mL 離心管中，加入5 mL 雷氏鹽溶液，然后按照樣品溶液制備操作。70%丙酮溶液為空白，按濃度由低到高順序依次測(cè)定其吸光度A。

甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度A 為縱坐標(biāo)，繪制甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1），回歸方程為y=0.619 6x?0.080 6，R2=0.998 4

圖1 甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of betaine content

試樣測(cè)定：取試樣溶液所得濾液3 mL 于25 mL 容量瓶中，按與工作曲線建立相同的分析條件進(jìn)行試樣測(cè)定。

空白試驗(yàn)：按與試樣測(cè)定相同的分析條件進(jìn)行試樣測(cè)定。

加標(biāo)回收試驗(yàn)：按與試樣測(cè)定相同的分析條件進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)定（表1）。

1.3.2 重金屬含量測(cè)定試驗(yàn)方法［19］

樣品溶液制備：取枸杞子樣品0.5 g，置于消解罐中，依次加6 mL 硝酸、2 mL 雙氧水，靜置3 h。將消解罐置于微波消解儀中消解，微波消解儀的設(shè)定程序（表2），之后取出消解罐，放置常溫后，轉(zhuǎn)移至25 mL 硬質(zhì)塑料比色管中，定容至25 mL，靜置過(guò)夜，取上清液1 mL 置于10 mL 塑料比色管中，加入9 mL 3%硝酸水，待測(cè)；同時(shí)測(cè)定空白。

空白試樣制備：不加樣品，其它同樣品溶液。

ICP-MS 儀器工作條件見(jiàn)表3。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：Cu、Zn、Pb、As、Cd 使用元素儲(chǔ)備液（19DA282）配制標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線梯度為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10、20、50、100 μg·L-1；Hg 使用標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線梯度為0.2、0.5、1.0、5.0、10 μg·L-1。內(nèi)標(biāo)：10 μg·L-1Rh 標(biāo)準(zhǔn)溶液。以待測(cè)元素的濃度為橫坐標(biāo)，待測(cè)元素與所選內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)信號(hào)值的比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表2 微波消解儀的設(shè)定程序Table 2 Setting procedure of microwave digestion instrument

重金屬元素Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd 的回歸方程和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表4。

試樣溶液的測(cè)定：將空白溶液和試樣溶液分別注入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中，測(cè)定待測(cè)元素與內(nèi)標(biāo)元素信號(hào)響應(yīng)值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到消解液中待測(cè)元素的濃度。

表3 儀器工作條件Table 3 Working conditions of the instrument

表4 重金屬元素回歸方程和相關(guān)系數(shù)Table 4 Regression equation and correlation coefficient of heavy metals

1.3.3 質(zhì)量控制

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：鉛、鎘、砷、銅、鋅貯備液，采用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書多元素標(biāo)準(zhǔn)貯，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)：19DA282，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心生產(chǎn)；Hg 貯備液，采用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書單元素標(biāo)準(zhǔn)貯，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)：204047-3；Rh 貯備液，采用經(jīng)國(guó)家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書單元素標(biāo)準(zhǔn)貯，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)批號(hào)：204020-2。

線性關(guān)系考察：各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.999。

內(nèi)標(biāo)響應(yīng)值：內(nèi)標(biāo)的響應(yīng)值介于校準(zhǔn)曲線響應(yīng)值的85%～115%。

加標(biāo)回收試驗(yàn)：稱取0.5 g 枸杞子于消解罐中，加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按與試樣制備相同步驟制備。重金屬各元素加標(biāo)回收率見(jiàn)表5。

設(shè)備檢出限：重金屬元素Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd 含量測(cè)定，取樣量為0.5 g，定容到25 mL 時(shí)，各元素檢出限見(jiàn)表5。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

不同品種枸杞子間單個(gè)重金屬元素含量比較采用SPSS19.0 進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan 法進(jìn)行品種間兩兩比較。多個(gè)品種枸杞子多個(gè)重金屬元素含量間的相關(guān)分析采用Spearman 相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菜堿含量試驗(yàn)結(jié)果與分析

按公式計(jì)算枸杞子中甜菜堿含量：

式中，W：枸杞子中甜菜堿含量，%；A：樣品的吸光度；a：標(biāo)準(zhǔn)曲線截距；V：萃取液體積，mL；b：標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；f：稀釋倍數(shù)；m：樣品的稱重質(zhì)量，g。

11 個(gè)品種枸杞子甜菜堿含量及顯著性差異結(jié)果見(jiàn)表6。11 個(gè)品種枸杞子的單因素方差F 值為51.176，顯著性概率值為0.000，小于0.01，表明測(cè)定的11 個(gè)品種間甜菜堿含量差異極顯著，有必要進(jìn)行多重比較。11 個(gè)品種中，品種5 甜菜堿含量最低為1.993±0.065 mg·kg-1，品種4 的甜菜堿含量最高為2.797±0.086 mg·kg-1，品種5、6、1、3 無(wú)差異，但品種5、6 極顯著低于品種7、2、11、9、10、8、4（P＜0.01）。品種1、3、7、2、11 無(wú)差異，但極顯著低于品種9、10、8、4（P＜0.01）。品種9、10 無(wú)差異，但品種9 極顯著低于品種8、4（P＜0.01），品種10、8、4 無(wú)差異。

11 種枸杞子甜菜堿含量范圍1.993%～2.797%，甜菜堿含量＞0.3%，符合《中國(guó)藥典》要求。與黃鈺馨等［17］用高效液相色譜法測(cè)定寧夏寧夏銀川市賀蘭縣產(chǎn)的10 批枸杞子甜菜堿含量范圍1.91%～2.55%，以及《中國(guó)藥典》收錄的薄層色譜法的測(cè)定范圍1.88%～2.60%相當(dāng)。說(shuō)明山西產(chǎn)的枸杞子在甜菜堿含量方面與寧夏枸杞子無(wú)差異，也說(shuō)明本試驗(yàn)采用的測(cè)定方法可行。楊志敏等［20］用高效液相色譜法測(cè)定購(gòu)買于甘肅的枸杞子中甜菜堿含量1.6%。方麗等［21］HPLC 法測(cè)定寧夏枸杞子中甜菜堿的含量范圍0.595%～0.832%，莊紅艷等［22］用離子色譜法測(cè)定枸杞子中甜菜堿含量范圍0.661%～0.897%，比本試驗(yàn)及黃鈺馨［17］的測(cè)定結(jié)果偏低，可能與購(gòu)買的枸杞子存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)有關(guān)系，吳燕等［23］研究枸杞生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，枸杞果實(shí)漸漸成熟，其甜菜堿和黃酮含量呈下降走勢(shì)，存放時(shí)間越長(zhǎng)，甜菜堿和黃酮的含量越低。

表5 加標(biāo)回收率和ICP-MS 法檢出限Table 5 Standard addition recovery and detection limit of ICP-MS method of Cu，Zn，As，Pb，Hg，Cd

表6 甜菜堿含量Table 6 The betaine content in eleven varieties of Lycium chinensis 單位：%

2.2 重金屬元素含量試驗(yàn)結(jié)果與分析

11 個(gè)品種枸杞子6 種重金屬元素含量3 次重復(fù)測(cè)試平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及顯著性差異見(jiàn)表7。

As 含 量 差 異：11 個(gè) 品種中，品種6 和9 沒(méi) 有檢出，品 種3 的As 含 量 最 高 為0.230±0.003 mg·kg-1，統(tǒng)計(jì)分析P值為0.000，11 個(gè) 品 種 中As 含量差異極顯著。品種6、9、10、7、2 無(wú)差異，但品種6、9、10、7 與品種11、1、8、5、4、3 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種2、11 無(wú)差異，但品種2極顯著低于品種1、8、5、4、3（P＜0.01）。品種11、1、8、5 無(wú)差異，但極顯著低于品種4、3（P＜0.01）。品種4 極顯著低于品種3（P＜0.01）。藥典規(guī)定砷不得超過(guò)2 mg·kg-1，11 個(gè)品種砷含量都在規(guī)定范圍內(nèi)，安全性較高；

Cd 含量差異：11 個(gè)品種中，品種3 的Cd 含量最低為0.053±0.006 mg·kg-1，品種5 的Cd 含量最高 為0.233±0.012 mg·kg-1，統(tǒng) 計(jì) 分 析P值 為0.000，11 個(gè)品種中Cd 含量差異極顯著。品種3 與其它品種有差異，極顯著低于其它品種（P＜0.01）。品種11、7、6、8 無(wú)差異，但品種11 與品種1、10、2、9、4、5 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種7、6、8、1 無(wú)差異，但品種7、6、8 極顯著低于品種10、2、9、4、5（P＜0.01）。品種1、10、2無(wú)差異，但品種1、10 極顯著低于品種9、4、5（P＜0.01）。品種2、9 無(wú)差 異，極顯著低于 品種4、5（P＜0.01）。品種4、5 無(wú)差異。藥典規(guī)定鎘不得超過(guò)0.3 mg·kg-1，11 個(gè)品種鎘含量都在規(guī)定范圍內(nèi)，安全性較高；

Pb 含量差異：11 個(gè)品種中，品種1、2、7、9、10、11 沒(méi)有檢出，品種8 的Pb 含量最高為0.082±0.021 mg·kg-1，統(tǒng)計(jì)分析P值為0.000，11 個(gè)品種中Pb 含量差異極顯著。品種1、2、7、9、10、11、6、4無(wú)差異，但品種1、2、7、9、10、11、6 極顯著低于品種5、3、8（P＜0.01）。品種4、5、3 無(wú)差異，但極顯著低于品種8（P＜0.01）。藥典規(guī)定鉛不得超過(guò)5 mg·kg-1，11 個(gè)品種鉛含量都在規(guī)定范圍內(nèi)，安全性較高；

表7 重金屬元素（Cu，Zn，As，Pb，Hg，Cd）含量Table 7 The contents of Cu，Zn，As，Pb，Hg，Cd in eleven varieties of Lycium chinensis 單位：mg·kg?1

Hg 含 量差 異：11 個(gè) 品 種中，品 種1 的Hg 含量最 低 為0.011±0.003 mg·kg-1，品 種8 的Hg 含 量最 高 為0.042±0.003 mg·kg-1，統(tǒng)計(jì)分析P值為0.000，11 個(gè)品種中Hg 含量差異極顯著。品種1 與其它品種有差異，極顯著低于其它品種（P＜0.01）。品種7、5、4、10 無(wú)差異，但品種7 極顯著低于品種6、2、3、11、9、8（P＜0.01）。品種5、4、10、6、2、3、11、9 無(wú)差異，但品種5、4、10、6 極顯著低于品種8（P＜0.01）。品種2、3、11、9、8 無(wú)差異。藥典規(guī)定汞不得超過(guò)0.2 mg·kg-1，11 個(gè)品種汞含量都在規(guī)定范圍內(nèi)，安全性較高；

Cu 含 量 差 異：11 個(gè) 品 種 中，品 種3 的Cu 含 量最低 為11.9±0.3 mg·kg-1，品種8 的Cu 含量最高為22.8±0.9 mg·kg-1，統(tǒng)計(jì)分析P值為0.000，11個(gè)品種中Cu 含量差異極顯著。品種3 與其它品種有差異，極顯著低于其它品種（P＜0.01）。品種6、10、2、1 無(wú)差異，品種6 與品種7、11、4、9、5、8 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種10、2、1、7 無(wú)差異，品種10 與品種11、4、9、5、8 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種2、1、7、11 無(wú)差異，但品種2、1、7 與品種4、9、5、8 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種11、4 無(wú)差異，但品種11 與品種9、5、8 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種4、9、5 無(wú)差異，但極顯著低于品種8（P＜0.01）。藥典規(guī)定銅不得超過(guò)20 mg·kg-1，11 個(gè)品種中，除8 號(hào)品種超出藥典規(guī)定銅含量最高值18.5%，其余10 個(gè)品種都在規(guī)定范圍內(nèi)，安全性較高。姜濤等［19］用同樣方法測(cè)定了寧夏中寧產(chǎn)的32 份枸杞子5 種重金屬元素的含量，其中銅含量1.2～7.1 mg·kg-1。山西臨汾產(chǎn)枸杞子銅含量最低平均值比寧夏中寧產(chǎn)銅含量最高平均值高出67.61%，山西臨汾產(chǎn)11 個(gè)品種銅元素的含量普遍明顯比寧夏中寧產(chǎn)的枸杞子含量高，但基本都在藥典規(guī)定的范圍內(nèi)，這可能與環(huán)境、栽培措施等有關(guān)。

Zn 含 量 差 異：11 個(gè) 品 種中，品 種3 的Zn 含量最低為21.6±0.4 mg·kg-1，品種4 的Zn 含 量最高為39.8±2.8 mg·kg-1，統(tǒng)計(jì)分析P值為0.000，11個(gè)品種中Zn 含量差異極顯著。品種3、11、6、1 無(wú)差異，但品種3 極顯著低于品種7、5、10、2、9、8、4（P＜0.01）。品種11、6、1、7 無(wú)差異，但品種11、6、1 與品種5、10、2、9、8、4 有差異，極顯著低于這些品種（P＜0.01）。品種7、5、10、2 無(wú)差異，但極顯著低于品種9、8、4（P＜0.01）。品種9、8 無(wú)差異，但極顯著低于品種4（P＜0.01）。

不同品種枸杞子重金屬元素含量（變量）間的相關(guān)分析（表8）：對(duì)11 個(gè)品種枸杞子進(jìn)行6 個(gè)變量間的相關(guān)分析，11 個(gè)品種枸杞子6 個(gè)重金屬元素含量間Spearman 相關(guān)系數(shù)表明，As 和Pb、Zn 和Cd，相關(guān)性極顯著（Sig＜0.01），Cu 和Zn，相關(guān)性顯著（Sig＜0.05）。

不同品種枸杞子6 個(gè)重金屬元素含量的種間聚類分析：對(duì)11 個(gè)品種枸杞子進(jìn)行種間聚類分析，以Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd 的含量為聚類變量，組間聯(lián)接，平均Euclidean 距離進(jìn)行類聚，繪制得聚類分析樹狀圖（圖2）。由圖2 可見(jiàn)，當(dāng)平均Euclidean 距離分別為24、8、5、3.5 時(shí)，11 個(gè)品種分為兩大、三大、五大、六大集群，品種1、11、6、7 相似度較高，品種2、10 相似度較高，聚類結(jié)果可以看出同一集群之間的重金屬元素含量相似度較高，不同集群之間重金屬元素含量差異較大，可初步判斷品種8、4與其它品種枸杞子中重金屬含量的差異最大。從重金屬元素含量的角度來(lái)看，品種8 是一個(gè)重金屬元素含量高的品種，可以看作富含重金屬元素品種。

表8 Spearman 相關(guān)系數(shù)Table 8 Spearman correlation coefficient

圖2 Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd 的含量為變量的種間聚類分析Fig.2 Interspecific cluster analysis with Cu，Zn，As，Pb，Hg and Cd contents as variables

不同品種枸杞子6 個(gè)重金屬元素含量的變量聚類分析：對(duì)11 個(gè)品種枸杞子進(jìn)行變量間聚類分析，以As、Pb、Hg、Cd、Cu、Zn 的含量為聚類變量，組間連接，Pearson 相關(guān)性，繪制得聚類分析樹狀圖（圖3）。當(dāng)平均Euclidean 距離分別為24、15、6 時(shí)，6 個(gè)重金屬元素含量分為兩大、三大、五大集群，集群之間差異明顯。Cu、Zn 的含量相似度最大。Hg和其它元素的差異最大。

3 討論

3.1 重金屬含量研究對(duì)枸杞抗根腐病育種的意義

圖3 Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd 的含量為變量的變量間聚類分析Fig.3 Cluster analysis among variables with Cu，Zn，As，Pb，Hg and Cd contents as variables

本試驗(yàn)重金屬含量為變量的種間聚類分析，對(duì)枸杞抗根腐病育種很有意義。枸杞根腐病是枸杞最主要的病害，由鐮刀菌引起的真菌性病害。在枸杞生育期不分階段都可以發(fā)生，主要是根部腐爛壞死，葉片發(fā)黃脫落或者青枯脫落，植株死亡。嚴(yán)重的情況下，5 年累計(jì)死亡率達(dá)30%以上，給農(nóng)民造成巨大損失。目前防治根腐病主要方法是清除病死植株，給根部土壤灌多菌靈殺菌液，然后重新補(bǔ)栽，屬于發(fā)病后一種補(bǔ)救措施，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，效果也不好。培育抗根腐病的枸杞品種，是解決枸杞根腐病的根本辦法。枸杞子屬于植物藥，本身所含的重金屬含量與枸杞的生長(zhǎng)環(huán)境（土壤、大氣）、栽培措施（水、肥、農(nóng)藥）、枸杞的遺傳因素（對(duì)重金屬的主動(dòng)吸收、富集）有關(guān)。枸杞植株體內(nèi)的重金屬元素Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd主要通過(guò)根系從土壤中吸收，在相同的生長(zhǎng)環(huán)境、栽培措施下，不同品種果實(shí)Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd的含量，反映了不同品種對(duì)Cu、Zn、As、Pb、Hg、Cd的吸收能力的內(nèi)在規(guī)律，是由遺傳因素決定的?？垢∧芰?qiáng)的品種，根系強(qiáng)壯，根系吸收活力強(qiáng)，有效吸收面積大，吸收重金屬元素的能力強(qiáng)，體內(nèi)積聚的重金屬含量就高。由聚類分析樹狀圖可以看到，品種4、8 與其余品種聚類最遠(yuǎn)，表明品種4、8 與其它品種差異最大。筆者經(jīng)連續(xù)多年大田試驗(yàn)觀察，品種3、11 根腐病最嚴(yán)重，而品種3、11處在11 個(gè)品種分為三大集群的第3 集群，聚類較近。品種4 抗根腐病很強(qiáng)，品種4 與品種3、11 聚類最遠(yuǎn)，這為抗病育種提供了一條借鑒思路，即在距離易感根腐病品種所在的聚類最遠(yuǎn)的聚類中，有可能找到抗根腐病的育種材料。人體現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，人體血液中微量元素的含量與人體發(fā)育、疾病密切相關(guān)［24～26］，借鑒人體現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究成果，能否把這種方法做成枸杞育種選擇抗根腐病材料的模型，有目的的去選擇抗根腐病材料，縮短尋找抗根腐病材料的周期。同時(shí)這種重金屬含量為變量的種間聚類分析的方法，有助于對(duì)枸杞育種材料的抗根腐病能力進(jìn)行預(yù)測(cè)，與易感根腐病的品種聚類近的，抗根腐病的能力都較弱，與易感根腐病的品種聚類最遠(yuǎn)的，抗根腐病的能力都較強(qiáng)，通過(guò)這種方法能對(duì)枸杞育種后代材料抗根腐病能力進(jìn)行預(yù)判。是采用更多的微量元素和重金屬元素含量做變量，還是采用幾種代表性的微量元素和重金屬元素含量做變量，更能客觀反映種間聚類分析在枸杞抗根腐病育種中的作用，都值得后續(xù)繼續(xù)研究。

4 結(jié)論

（1）山西臨汾產(chǎn)的11 個(gè)品種枸杞子甜菜堿含量差異極顯著（P＜0.01），通過(guò)品種選育，可選育出甜菜堿含量高的品種。11 個(gè)品種枸杞子甜菜堿含量與寧夏產(chǎn)枸杞子無(wú)差異。

（2）山西臨汾產(chǎn)的11 個(gè)品種枸杞子重金屬元素鉛、鎘、砷、汞、銅含量差異極顯著（P＜0.01），重金屬元素鉛、鎘、砷、汞、銅安全性較高，基本都在《中國(guó)藥典》（2015 年第一部）規(guī)定之內(nèi)（8 號(hào)品種銅含量超出規(guī)定范圍）。11 個(gè)品種枸杞子銅元素的含量明顯比寧夏中寧產(chǎn)的枸杞子含量高。建議在枸杞栽培管理中盡量少用或不用含銅殺菌劑。

（3）重金屬元素含量做變量的種間聚類分析方法對(duì)枸杞抗根腐病育種有促進(jìn)作用，即在距離易感根腐病品種所在的聚類最遠(yuǎn)的聚類中，能找到抗根腐病的育種材料。在枸杞抗病育種中，把重金屬元素含量做變量種間聚類分析方法做成選擇枸杞抗根腐病育種材料及預(yù)測(cè)枸杞育種材料抗根腐病能力的模型，能達(dá)到縮短枸杞抗根腐病育種的周期。