砂仁‘湛砂11’形態(tài)特征及品質分析

賀軍軍　姚艷麗　許英權　李文秀　張華林　涂行浩　曾慶錢　何素明　杜華波　羅萍

摘? 要：砂仁是重要南藥品種之一，在我國西南和華南地區(qū)廣泛種植，而生產上種源混雜嚴重影響產量和品質。為了解砂仁資源‘湛砂11’的形態(tài)和品質特性，更好地對砂仁種質資源進行保護和利用，通過測定‘湛砂11’的株高、葉片數、花序長度、果實大小、單果重等形態(tài)指標，以及種子團揮發(fā)油含量，揮發(fā)油中乙酸龍腦酯、樟腦和龍腦等含量的品質指標，分析其形態(tài)特征和品質特性。結果表明，‘湛砂11’的株高和葉片數顯著高于對照，分別比對照增加7.85%和23.04%;葉片長度無明顯差異，葉寬顯著增加，外側葉面平行于主脈的突起線較明顯;葉舌棕紅色、長0.53 mm，比對照顯著長23.26%。花序長度顯著低于對照，小花數量與對照無顯著差異;小花梗長、苞片、花萼和花冠管都顯著短于對照。果實近圓形，單果重比對照輕21.40%;果實種子數平均46.7粒，千粒重9.24 g，分別比對照少17.64%、輕20.35%。種子團揮發(fā)油含量3.30%，其中乙酸龍腦酯含量明顯高于對照;揮發(fā)油組分在不同材料中存在特異性，‘湛砂11’共檢測出16種物質，與對照品種共有12種物質，另4種物質對照品種未檢出。由此可知，‘湛砂11’的植株、花、果實和種子形態(tài)特征明顯，揮發(fā)油含量及成分特異，可作為優(yōu)良材料重點培育。研究結果可為砂仁生產中親本選配及品種更新和選育提供一定的理論依據。

關鍵詞：砂仁;‘湛砂11’;形態(tài)特征;品質

中圖分類號：S567.239??????文獻標識碼：A

Analysis on Morphological Characteristics and Quality of Lour. ‘Zhansha 11’

HE Junjun YAO Yanli XU Yingquan ?LI Wenxiu ZHANG Hualin ?TU Xinghao ZENG Qingqian

HE Suming DU Huabo LUO Ping

1. Zhanjiang Experimental Station， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Zhanjiang， Guangdong 524091， China; 2. College of Tropical Crops， Yunnan Agricultural University， Pu’er， Yunnan 665099， China; 3. Guangdong Institute of Chinese Materia Medica， Guangzhou， Guangdong 510653， China

is one of the important varieties of Southern medicine， which is widely planted in Southwest and South China. However， the mixed native varieties in production seriously affect the yield and quality. The understanding of the morphology and quality characteristics of ‘Zhansha 11’， an excellent materia of ， would be better to protect and use germplasm resources. The morphological characteristics and quality characteristics of ‘Zhansha 11’ were analyzed by measuring the morphological indexes such as plant height， leaf number， inflorescence length， fruit size and single fruit weight at full bloom stage， and the quality indexes of the content of volatile oil in the seed mass and the content of bornyl acetate， camphor and borneol in the volatile oil. The results showed that the plant height and leaf number of ‘Zhansha 11’ were significantly higher than that of the control， increasing by 7.85% and 23.04% respectively， while the leaf length was not significantly different from that of the control， and the leaf width was significantly higher than that of the control， and the protrusion line parallel to the main vein on the lateral leaf surface is obvious. The inflorescence length was significantly lower than that of the control， and the number of florets had no significant difference with the control， the length of pedicel， bracts， calyx and corolla tube were significantly shorter than those of the control. The fruit is nearly round， and the single fruit weight is significantly lighter than that of the control， which is 21.40% lighter than that of the control. The average number of seeds is 46.7 and the 1000-seed weight is 9.24g， which is 17.64% less and 20.35% lighter than that of the control respectively. The content of volatile oil in seed mass is 3.30%， and the content of bornyl acetate is obviously higher than that of the control. Volatile oil components were specific in different materials， 16 substances were detected in ‘Zhansha 11’， 12 substances were found in total with the control variety， and 4 substances were not found in the control variety. It can be seen ‘Zhansha 11’ has obvious morphological characteristics in plant， flower， fruit and seed， as well as specific content and composition of volatile oil. It could be used as an excellent material for key cultivation. The results could provide a theoretical basis for parents selection， variety renewal and breeding in production.

Lour.; ‘Zhansha 11’; morphological characteristics; quality

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.009

砂仁（ Lour.）是姜科豆蔻屬多年生草本植物，屬于常用大宗藥材，是我國傳統四大南藥之一，具有悠久的藥用歷史。在云南、廣西、福建和廣東等地大面積種植，成為我國砂仁的主產區(qū)。砂仁種植種源主要為農家栽培種，未經過分離純化，存在嚴重的種源混雜和品種退化等問題。而砂仁研究多集中在栽培生理、土壤養(yǎng)分、資源收集鑒定和藥理學等方面;品種選育一直未受到重視，仍處于起步階段，嚴重制約了砂仁產業(yè)的健康發(fā)展與振興。砂仁種質包含陽春砂仁及其2個變種（矮砂仁和縮砂蜜）。砂仁農家種從植株形態(tài)上分為“大青苗”和“黃苗”2類;從果實形狀分為“圓果型”“長果型”和“小果型”3類。在選育種方面，利用‘長果2號’與海南砂仁雜交，選出‘春選1號’，‘春選1號’與“長果型”和“圓果型”的花、果實和種子等性狀方面存在差異。另外，KARUNARATHNE等在斯里蘭卡發(fā)現了一個砂仁新種，蔣燁等鑒定了一種陽春砂仁栽培種。這些研究為砂仁選育種奠定了良好基礎。鑒于此，本課題組通過對收集保存的砂仁種質資源，采用分株擴繁種苗進行評比試驗，從植株形態(tài)特征、生勢和產量等性狀進行評價，發(fā)現編號為“A11”的資源在代際間穩(wěn)定遺傳，植物學性狀、產量和品質年際間一致，確定為優(yōu)異資源，命名為‘湛砂11’，作為后續(xù)重點研究對象。本研究針對‘湛砂11’植物形態(tài)特性和果實品質進行了系統調查與分析，為該品種擴大試驗和推廣應用提供依據。

? 材料與方法

?材料

試驗材料采集于中國熱帶農業(yè)科學院湛江實驗站建立在廣東省陽春市蟠龍的砂仁品種比較試驗基地。在2019年盛花期（5月前后）和果實成熟期（8—9月）分別采集‘湛砂11’和‘熱科1’的花穗和成熟飽滿果穗進行花和果實的性狀調查，同時在花期對植株形態(tài)特征進行調查，‘熱科1’為對照。

? 方法

1.2.1? 調查方法? 在‘湛砂11’和‘熱科1’試驗小區(qū)中心位置的3個不同區(qū)域隨機選擇2年生植株10株、采集10個花穗和成熟飽滿果穗，做好標記，調查植株、花和果實等性狀。果實性狀樣本從每個果穗中隨機采摘2顆果實，做好標記，用于果實性狀調查。

1.2.2? 調查內容? 調查性狀。①植株形態(tài)指標：包括株高、莖粗、葉片數、葉長/寬度、葉舌長度、葉綠色程度等;②花形態(tài)特征指標：包括花序長度、小花數、唇瓣長/寬度等;③果實性狀：果實縱/橫徑、果實形狀、果實三棱是否明顯、果實顏色、柔刺顏色、單果重和果皮厚度等;④種子性狀：種子數、種子大小、種子團與果皮是否粘連等。

性狀描述參考《南藥種質資源描述規(guī)范》中的“陽春砂仁”部分和《植物品種特異性（可區(qū)別性）、一致性和穩(wěn)定性測試指南 砂仁》（NY/T 3725—2020）。種子大小、千粒重等采用SC-G型自動考種分析及千粒重儀系統（多功能種子分析儀）進行調查。

小花間距計算公式：小花間距（cm）=（花序長度-花序梗長度）/小花數。

1.2.3? 測試方法  揮發(fā)油測定：將砂仁干果粉碎過20目篩，稱取砂仁粉末約30.00 g，將砂仁粉末置于燒瓶中加水約400 mL。分別置于1000 mL圓底燒瓶中，按2010版《中國藥典》揮發(fā)油測定法（附錄XD甲法）提取揮發(fā)油。揮發(fā)油含量計算公式：揮發(fā)油的含量（%）=測定揮發(fā)油含量（mL）×相對密度（g/mL）/樣品重量（g）×100%。

揮發(fā)油的成分測定：采用固相微萃取-氣質聯用法測定，氣相色譜質譜聯用儀7890A GC/5975C MS，美國Agilent公司。萃取條件：稱取0.5?g揮發(fā)油樣品置于20 mL頂空瓶中，在80℃水浴中平衡20?min后插入萃取頭（50/30?μm DVB/CAR/ DMS，美國SUPELCO公司），萃取30?min，將萃取頭直接插入GC/MS儀進樣口，推出纖維頭，在250℃條件下解析5?min，抽回纖維頭后拔出萃取頭，同時啟動GC-MS儀器采集數據。氣相色譜條件：HP-5彈性石英毛細管色譜柱（30 m， 0.25 mm × 0.25?mm），載氣為氦氣（99.999%）。升溫程序：初溫40℃，保持4 min，5℃/min上升到230℃/min，保持10 min。載氣（99.999%He）流速1 mL/min，進樣量1 μL;不分流。質譜條件：四極桿溫度150℃，離子源溫度130℃，質量掃描范圍/ 50～350。

數據處理

采用Microsoft Office 2016軟件進行數據統計，采用SPSS 17軟件進行多重比較分析（Duncan’s法）。

結果與分析

?植株形態(tài)特征

由表1可以看出，‘湛砂11’植株株高2.06 m，莖圍10.92 mm，葉片數28.30片;株高和葉片數分別比‘熱科1’增7.85%和23.04%，差異顯著，說明‘湛砂11’植株生長勢比‘熱科1’旺盛?！可?1’植株呈綠色、葉鞘淺綠色，與‘熱科1’類似;植株中部葉片長披針形、綠色，葉長33.17 cm、葉寬5.86 cm，葉寬極顯著大于‘熱科1’;外側葉面（向主莖中軸葉片一側為內側葉面，背主莖中軸葉片一側為外側葉面）平行于主脈突起線較明顯?！可?1’葉舌棕紅色、半圓形、長0.53?mm，比‘熱科1’顯著長23.26%。綜上所述，‘湛砂11’在植株高度、葉片大小和葉舌長度等方面的特性明顯不同于‘熱科1’（圖1）。

? 花形態(tài)特征

由表2可以看出，‘湛砂11’花序長度和花序梗長度分別比對照‘熱科1’短23.56%和25.16%，差異極顯著;花序梗形狀為弧形，不同于‘熱科1’的近直形。‘湛砂11’和‘熱科1’小花數量差異不顯著，小花間距分別為0.34 cm和0.40 cm，說明‘湛砂11’花序比‘熱科1’的花序緊湊?！可?1’花梗被褐色膜質鱗片，鱗片橢圓形、具短絨毛，鱗片比‘熱科1’短16.47%?！可?1’小花梗長0.26?cm，小花苞片、小苞片、花萼和花冠管均顯著短于‘熱科1’;花冠三裂片白色，長1.71?cm，寬0.68?cm，唇瓣開放度大（長寬比0.84，‘熱科1’長寬比1.02），頂部黃色染紅、黃色的反卷小尖頭分開程度大，中脈黃染紅色深，基部具紅色線狀痂狀斑。綜上所述，‘湛砂11’在花序長短和形狀、小花密集程度、小花大小和唇瓣開放度大等方面的特性明顯不同于‘熱科1’（圖2）。

果實形態(tài)特征

由表3可以看出，‘湛砂11’果實近圓形（長寬比為1.09），不同于‘熱科1’的橢圓形（長寬比為1.21），顏色為褐紅色，比‘熱科1’微淺，三棱狀不明顯，果實表皮柔刺分裂、短而粗、淺紅色?！可?1’果實長度和寬度比‘熱科1’分別小10.13%（差異顯著）和0.55%;新鮮單果重比‘熱科1’輕21.40%（差異極顯著），干果縱徑、橫徑和單果重均顯著小于‘熱科1’，果皮厚度比‘熱科1’薄1.38%。‘湛砂11’果皮內顏色為淺黃色，果肉白色，味道微酸/酸甜。綜上所述，‘湛砂11’在果實形狀、大小和重量等方面的特性明顯不同于‘熱科1’（圖3）。

種子團特性

由表4可以看出，‘湛砂11’果實種子團近圓形，與果皮分離，內含種子46.7粒;與‘熱科1’的橢圓形種子團相比，內含種子數少17.64%，差異極顯著;種子長、寬、直徑、周長和表面積分別比‘熱科1’小6.72%、3.72%、5.14%、6.18%和9.99%;千粒重9.24 g，比‘熱科1’輕20.35%，差異極顯著。綜上所述，‘湛砂11’種子團在種子數量、種子大小和重量等方面的特性顯著不同于‘熱科1’。

?揮發(fā)油特性

‘湛砂11’種子團揮發(fā)油含量為3.30%，比‘熱科1’含量低0.30%。由表5可以看出，在揮發(fā)油成分中共檢測出21種物質，共有物質12種，‘湛砂11’中檢測出16種，‘熱科1’中檢測出17種。反式石竹烯、雙環(huán)大根香葉烯、杜松烯、檜柏烯和α-紫穗槐烯5種物質在‘湛砂11’中未檢測出;β-紅沒藥烯、δ-杜松烯、反式-β-法呢烯和芳樟醇4種物質在‘熱科1’中未檢測出。在檢測出的所有物質中乙酸龍腦酯、樟腦、莰烯、龍腦、檸檬烯、大根香葉烯和月桂烯7種物質含量最高，合計分別占‘湛砂11’和‘熱科1’揮發(fā)油總量的96.58%和94.71%;其中乙酸龍腦酯和樟腦含量分別占83.11%和80.05%?！可?1’的乙酸龍腦酯含量比‘熱科2’高5.34%、樟腦含量低2.28%。綜上所述，‘湛砂11’種子團揮發(fā)油含量、主要成分含量和化學成分等方面的特性顯著不同于‘熱科1’。

?討論

近年來，中醫(yī)藥振興是發(fā)展戰(zhàn)略，而中藥材振興是源頭，中藥材品種從根本上決定著藥材的質量和藥效。砂仁（ Lour.）在《中華藥典》（2020）中規(guī)定是陽春砂、綠殼砂或海南砂的干燥成熟果實，屬于傳統的南藥品種，被列入藥食同源品種目錄。據記載，砂仁在我國有1300多年的藥用歷史，在演化過程中形成豐富的資源類型和遺傳多樣性，為砂仁優(yōu)良品種選育和改良提供了基礎資源。

植物形態(tài)的差異反映了植物內在基因型的差異。砂仁栽培類型或品種在植株、花和果實形態(tài)特征，果實揮發(fā)油及其成分等方面遺傳特征豐富。從植株高度來看，不同類型或品種之間植株高度存在明顯差別。西雙版納的陽春砂仁長果型和圓果形株高為2.50 m左右、小果型株高1.31 m;廣東的陽春砂仁的長果型和圓果型株高為1.90 m，仲華和錦秋分別為2.29?m和2.59?m，‘熱科2’的株高為2.84 m、莖粗13.12 mm;福建的長泰砂仁‘長泰1’和‘長泰2’植株高度為2.00 m左右;‘湛砂11’植株高度類似于廣東的長果和圓果型、福建的‘長泰1’和‘長泰2’，生勢中等。

花是識別植物不同品種的主要器官之一，不同品種花形態(tài)特征存在差異。陽春砂栽培品種‘長果’‘圓果’和選育種品種‘春選’的花形態(tài)性狀有差異。長果型花瓣較短，柱頭較長;春選陽春砂花萼、花筒，花粉囊和花柱偏長;圓果型子房縱徑和大唇瓣頂端小尖頭夾角邊長都短，大唇瓣帶淺綠色，并且圓果型的大唇瓣頂端小尖頭夾角較大，約為90°，而長果、圓果型的夾角較小?；ㄐ蜷L度和花序梗短、小花緊湊、唇瓣開度大是‘湛砂11’的重要特征。

果實是砂仁的主要藥用部位。砂仁果實為橢圓形、近圓形和扁圓形等，果實顏色為紅色、紅褐色、黑褐色等;縱橫徑分別在1.40～2.30 cm、1.20～2.20 cm之間;單果重在0.80～2.50 g之間，種子團含種子數不等;說明果實性狀方面存在較大差異。陽春砂栽培品種長果型果實形狀近橄欖球形，頂端狀尖，圓果型果實形狀近圓球形，頂端較平;果實縱橫徑比、果穗柄長和干果皮厚度是長果和圓果型的極顯著差異性狀，在果實縱、橫徑，每果穗果實數，干果種子團質量方面也呈顯著差異;春選陽春砂的果實外觀和顏色與圓果型比較接近，多數形態(tài)參數的數值比2個主流栽培種小，具顯著或極顯著差異，其中干果種子團質量比其他2個品種輕30%以上。農家栽培類型‘長果1號’和‘長果2號’、‘圓果1號’和‘圓果2號’中，‘長果1號’果梗最長為9.10 cm，其余為7.0～8.0 cm，‘長果1號’和‘長果2號’果實長圓球形、大且重，‘圓果1號’和‘圓果2號’果實扁圓球形、較小且輕。長果、圓果和黃苗仔果實性狀差異主要體現在形狀、大小、果皮厚度及種子團粒數等。‘湛砂11’果實近圓形和果實小是顯著特征。

《中國藥典》（2020）規(guī)定陽春砂、綠殼砂種子團含揮發(fā)油不得少于3.0 mL/g，海南砂種子團含揮發(fā)油不得少于1.0 mL/g，乙酸龍腦酯含量不得少于0.90%。研究發(fā)現，砂仁中乙酸龍腦酯、樟腦、龍腦等是其主要成分。不同產地砂仁的果實揮發(fā)油含量不同，在2.5%～4.2%之間，乙酸龍腦酯含量在0.70%～1.70%之間。陽春砂中揮發(fā)油含量為3.84%，揮發(fā)油中鑒別出的化學成分成熟組30種。砂仁的主要藥效成分是乙酸龍腦酯，具止瀉、鎮(zhèn)痛、抗炎等功效。采用GC-MS分析陽春砂果實發(fā)揮油成分中乙酸龍腦酯含量在35.00%～70.00%之間，種子團發(fā)揮油中乙酸龍腦酯含量為50.00%以上。長果、圓果和黃苗仔果實的揮發(fā)油含量及組分存在一定的差異，果實品質不同。本研究中‘湛砂11’種子團揮發(fā)油含量為3.30%，比《中華藥典》要求的高0.30%;在揮發(fā)油成分中共檢測出16種物質，其中乙酸龍腦酯、樟腦、莰烯、龍腦、檸檬烯、大根香葉烯和月桂烯7種物質占總量的96.58%，乙酸龍腦酯和樟腦含量占總量的83.11%，‘湛砂11’乙酸龍腦酯含量比對照高5.34%、樟腦含量比對照低2.28%。從揮發(fā)油含量、乙酸龍腦酯含量來看，‘湛砂11’具備優(yōu)良砂仁品種的基礎。

綜上所述，砂仁資源‘湛砂11’植株長勢中等，花序緊湊，果實近圓形，單果小，但其藥效成分（乙酸龍腦酯）含量高，品質好，為砂仁種質創(chuàng)新和新品種選育奠定了基礎。

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37. 收稿日期 2021-08-00;修回日期 2021-11-25

    基金項目 廣東省重點領域研發(fā)計劃項目（No. 2020B020221001）;2019 年廣東省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專項資金項目（農村科技特

    派員）“春砂仁規(guī)范化種植技術示范推廣”。

    作者簡介 賀軍軍（1981—），男，副研究員，研究方向：種質資源評價與選育種。*通信作者（Corresponding author）：

    羅 萍（LUO Ping），E-mail：luoping428@163.com。