白芷種質(zhì)資源鑒定與評價研究

摘要 本文對白芷種質(zhì)資源、鑒定方法以及其遺傳多樣性方面的研究進行綜合分析，并總結(jié)了生產(chǎn)措施對其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。白芷種質(zhì)鑒定方法包括常規(guī)鑒定、細胞學方法鑒定、藥效成分鑒定、DNA水平鑒定和多種評價方法聯(lián)合鑒定；其種質(zhì)資源多樣性包括表型性狀遺傳多樣性、品質(zhì)性狀遺傳多樣性和種質(zhì)資源分子遺傳多樣性，其中種質(zhì)資源分子遺傳多樣性檢測方法包括AFLP標記、SSR標記、ISSR標記、RAPD標記和SRAP標記。該植物種植過程中，肥料、土壤類型、根際促生菌、采后各環(huán)節(jié)和播期等均會影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。研究結(jié)果為白芷品種選育和推廣提供參考。

關(guān)鍵詞 白芷；種質(zhì)；遺傳多樣性；品種選育

中圖分類號 S324 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2024）19-0096-05

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.19.020

Research of identification and appraisal of Angelica dahurica germplasm

XU Lanjie YU Yongliang AN Sufang YANG Hongqi LIANG Huizhen

（Institute of Chinese Herbal Medicines， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， China）

Abstract The collection， identification methods， and genetic diversity of Angelica dahurica germplasm resources were analyzed comprehensively， and the impact of production measures on its yield and quality was summarized. The methods for germplasm identification of Angelica dahurica included conventional identification， cytological methods， pharmacological components， DNA levels， and multiple evaluation methods. The diversity of germplasm resources included genetic diversity of phenotypic traits， quality traits， and molecular genetic diversity. The detection methods for molecular genetic diversity of germplasm resources included AFLP markers， SSR markers， ISSR markers， RAPD markers， and SRAP markers. During the planting process of this plant， factors such as fertilizer， soil type， rhizosphere growth promoting bacteria， post harvest stages， and sowing time all affect its yield and quality. The research provided references for the breeding and promotion of Angelica dahurica varieties.

Keywords Angelica dahurica; germplasm; genetic diversity; variety breeding

白芷（Angelica dahurica）是重要的藥食兼用型中藥材之一，是傘形科當歸屬多年生草本植物，栽培歷史悠久[1]。白芷藥用部位為干燥根，具有祛風、止痛、消腫和排膿等功效，可用于治療感冒、緩解疼痛等[2]。研究表明，白芷可用于治療慢性胃炎、過敏性鼻炎以及骨質(zhì)疏松性疼痛等病癥[3-6]。該植物在中藥配伍中占有重要地位，超600種成方制劑中含有該藥材[7-9]。徐廣等[10]研究指出，白芷揮發(fā)油富含多種化學成分，其中1-十五烯醇、油醇和環(huán)十二烷等具有美白作用。因此其除藥用外，還可以應用于美容產(chǎn)品中，如部分含有白芷的防曬劑和洗面奶等[11-12]。該植物作為常用的大宗藥材種類之一，目前應用面較廣、研究較深入，但其研究主要集中在化學成分、藥理藥性等方面，關(guān)于種質(zhì)資源評價方面的研究相對較少。本文對白芷種質(zhì)資源、鑒定方法以及其種質(zhì)資源遺傳多樣性等進行綜合分析，并總結(jié)了生產(chǎn)措施對其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為其品種選育提供參考。

1 白芷種質(zhì)資源分析

種質(zhì)資源是品種選育和研究的物質(zhì)基礎，包括栽培品種、農(nóng)家品種、野生種以及近緣野生種等[13]。白芷種質(zhì)資源大多以產(chǎn)地命名，據(jù)《中國植物志》[14]記載，白芷（變種）原產(chǎn)于東北及華北地區(qū)；杭白芷（變種）（中藥志）、川白芷等栽培于四川、浙江、湖南、湖北、江西、江蘇和安徽等地區(qū)；祁白芷主產(chǎn)河北；禹白芷主產(chǎn)河南?！吨腥A人民共和國藥典》[2]記載，白芷及其栽培變種杭白芷為中藥白芷。目前的主流白芷產(chǎn)品有祁白芷、禹白芷、杭白芷和川白芷[15]，其中，川白芷產(chǎn)量約占商品白芷的70%，主產(chǎn)于四川遂寧、安岳、達縣和南充等地[16]。王娜等[17]調(diào)查并收集了來自四川、重慶、浙江、河南、河北、安徽、山東、甘肅和吉林9個地區(qū)15個產(chǎn)區(qū)的白芷種子，在遂寧建立了白芷種質(zhì)資源圃。

2 白芷種質(zhì)資源鑒定方法分析

人工栽培與自然生長的生長環(huán)境存在差異，不同地域種源間相互引種雜交，以及人工種質(zhì)篩選等，導致栽培白芷的部分形態(tài)特征相對于野生資源發(fā)生了明顯變化，使栽培白芷的種質(zhì)資源鑒定較為困難。

2.1 常規(guī)鑒定

常規(guī)鑒定主要依據(jù)《中國植物志》《中華人民共和國藥典》等，鑒定內(nèi)容包括性狀、鑒別、檢查、浸出物和含量測定等。性狀主要考察其外形、色澤、氣味和口味等；鑒別主要采用顯微鏡、色譜儀等儀器鑒別藥材特征；檢查主要包括其水分、總灰分、酸不溶性和灰分等；浸出物包括水溶性浸出物、醇溶性浸出物等；含量測定主要是對其主要藥用成分進行檢測。王娜等[17]研究指出，可采用常規(guī)生藥學方法檢測興安白芷的性狀、組織構(gòu)造和化學成分。

2.2 細胞學方法鑒定

唐正義等[18]研究發(fā)現(xiàn)，川白芷細胞染色體數(shù)2n=22，核型公式為2n=2x=22=14m（2SAT）+4sm+4st，屬“2A”對稱核型。周同度等[19]研究認為，杭白芷屬于較中等不對稱的“2B”型。王年鶴等[20]采用花粉和根尖染色體觀察不同產(chǎn)地白芷核型，發(fā)現(xiàn)杭白芷、祁白芷和中藥白芷為同一類群，且與興安白芷、臺灣白芷和霧靈當歸的親緣關(guān)系較近。

2.3 藥效成分鑒定

何冰倩等[21]依據(jù)6種香豆素類成分，將9個不同產(chǎn)地的白芷樣品分為3類。林穎瑜等[22]依據(jù)23種香豆素類成分評價6批杭白芷和12批祁白芷，將杭白芷和祁白芷各自聚為一類。石歡等[23]研究發(fā)現(xiàn)，白芷和杭白芷藥材中所含香豆素類成分種類無差異，成分含量有明顯差異；佛手柑內(nèi)酯、珊瑚菜素、異歐前胡素、氧化前胡素和花椒毒素等的含量可用于鑒別白芷和杭白芷藥材。張世洋等[24]研究發(fā)現(xiàn)，白芷揮發(fā)油主要成分為醇類化合物，依據(jù)揮發(fā)油成分可將6種白芷聚為2類，其中杭白芷單獨聚為第1類；其余5種聚為第2類，第2類又可聚為2個亞類，亳州白芷、白芷聚為第1亞類，山東白芷、祁白芷和禹白芷聚為第2亞類。

席梅等[25]研究指出，可通過指紋圖譜鑒定出杭白芷、滇白芷偽品。朱勇[26]采用HPLC法測定不同產(chǎn)區(qū)亳白芷2種香豆素含量，指出其含量差異較大，可用于評價不同產(chǎn)區(qū)亳白芷e72279be8239ec3d967383b47c6d7567f321cf128fb27699bceefac23bc18185質(zhì)量。吳文平等[27]建立白芷藥材特征圖譜方法，篩選出歐前胡素、水合氧化前胡素、珊瑚菜素、白當歸素、佛手柑內(nèi)酯和異歐前胡素6個指標成分，認為其是影響白芷藥材質(zhì)量的主要成分。

2.4 DNA水平鑒定

黃璐琦等[28]采用12個RAPD引物對4個居群17個個體進行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)祁、杭白芷屬同一類群，區(qū)別于野生白芷。馬逾英等[29]采用40個RAPD引物對4個川白芷進行分析，發(fā)現(xiàn)其葉柄顏色與抽薹無明顯的相關(guān)性，而是主要受產(chǎn)地影響。

王麗赟等[30]采用核基因ITS2序列和葉綠體基因matK序列對15個不同產(chǎn)區(qū)的白芷進行分析，發(fā)現(xiàn)ITS2序列獲得2個變異位點，可以區(qū)分白芷與其變種杭白芷。吳正軍等[31]應用ITS2序列對白芷、杭白芷及混偽品進行鑒定研究，發(fā)現(xiàn)白芷的ITS2序列長度227 bp，平均GC含量55.05%，種內(nèi)最大K2P遺傳距離0.009 2；杭白芷ITS2序列長度227 bp，GC含量55.07%，種內(nèi)無變異位點。

2.5 多種評價方法聯(lián)合鑒定

楊濱等[32]采用形態(tài)學、化學手段和DNA水平等方法對祁白芷、禹白芷、杭白芷和川白芷4種商品白芷以及興安白芷、臺灣白芷、霧靈當歸和黑水當歸進行分析，發(fā)現(xiàn)4種商品白芷的序列與臺灣白芷相同；而霧靈當歸、興安白芷和臺灣白芷應作為互相獨立的品種來對待。

3 白芷種質(zhì)資源遺傳多樣性分析

3.1 表型性狀遺傳多樣性

韓鳳等[33]分析了南川5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的110份白芷的株高、莖粗、冠幅、莖生復葉數(shù)和葉片長等15個性狀，發(fā)現(xiàn)15個性狀的變異系數(shù)在5.87%～28.52%，其中冠幅的變異系數(shù)最大，折干率的變異系數(shù)較小。

3.2 品質(zhì)性狀遺傳多樣性

熊英[34]研究發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)油的成分組成與含量在不同產(chǎn)地的川白芷中差異明顯，以南充、渠縣的白芷揮發(fā)油含量較高；熏硫可能造成白芷浸出物的含量、揮發(fā)油含量減少，自然干燥和切片日曬有利于其品質(zhì)保持；7月上旬采收的白芷浸出物、揮發(fā)油含量較高。陳宏偉等[35]研究發(fā)現(xiàn)，湖南道地茶陵白芷的精氨酸含量占總氨基酸含量的31.21%，亮氨酸含量占總必需氨基酸含量的24.14%。陳琳等[36]研究發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地白芷藥材的呋喃香豆素成分含量從高到低依次為氧化前胡素、歐前胡素、異歐前胡素、水和氧化前胡素、佛手柑內(nèi)酯、白當歸素、花椒毒素、花椒毒酚和補骨脂素。

3.3 種質(zhì)資源分子遺傳多樣性

3.3.1 AFLP標記 沈曉霞等[37]采用12對AFLP標記，對50份杭白芷種質(zhì)資源進行鑒定，發(fā)現(xiàn)這50份種質(zhì)間相似度均超過70%，親緣關(guān)系較近，其中ZYS002039和ZYS002045種質(zhì)與其他種質(zhì)的遺傳背景差異較大。

3.3.2 SSR標記 劉倩倩等[38]用SSR引物擴增杭白芷種群的53份種質(zhì)，共擴增出37.0個等位基因，平均每個位點的等位基因6.2個、有效等位基因1.798個，Shanon信息指數(shù)1.802，觀測雜合度0.245，期望雜合度0.304，基因流1.340，證明種群間遺傳分化程度較高。

3.3.3 ISSR標記 侯凱[39]用ISSR引物在16份川白芷間共擴增出38條多態(tài)性條帶，計算遺傳相似性系數(shù)在0.821～0.994；16份材料可聚為兩大類，一類為遂寧各鄉(xiāng)鎮(zhèn)白芷材料，另一類包括杭白芷、四川其他地區(qū)白芷、重慶南川白芷以及2份來自遂寧涪河以南各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的白芷材料。郭丁丁等[40]用ISSR引物對來自4類商品白芷、興安白芷的20個居群進行遺傳分析，共擴增出97個條帶，其中多態(tài)性條帶37條，占38%；20個居群可聚為兩大類。

3.3.4 RAPD標記 馬逾英等[29]用RAPD標記方法，對4個川白芷類群、杭白芷進行分析，共擴增出314個條帶，其中多態(tài)性條帶96條，約占31%。黃璐琦等[28]用12個RAPD隨機引物對野生白芷、杭白芷的4個居群進行分析，發(fā)現(xiàn)祁、杭白芷的多態(tài)位點百分率顯示出低水平的遺傳變異，二者間的遺傳距離小于祁白芷居群內(nèi)單株間和杭白芷不同居群間的遺傳距離，且均小于野生白芷與祁、杭白芷間的遺傳距離。楊濱等[32]用RAPD標記方法，對中藥白芷的4種商品類型進行分析，共擴出206條帶，其中多態(tài)性條帶188條。

3.3.5 SRAP標記 王麗赟等[30]用SRAP標記，對15份不同主產(chǎn)區(qū)的白芷進行群體遺傳組成特征分析，發(fā)現(xiàn)所有樣本按基原不同劃分為白芷和杭白芷兩個大類群，而杭白芷類群中，來源于四川產(chǎn)區(qū)和浙江產(chǎn)區(qū)的材料又劃分為兩個小類群。

4 生產(chǎn)措施對白芷種質(zhì)產(chǎn)量和質(zhì)量的影響分析

4.1 肥料

陳郡雯等[41]考察氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）配施對川白芷生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)試驗條件下，N施用量150 kg/hm2，P2O5施用量225 kg/hm2，K2O施用量120 kg/hm2，N∶P∶K的配比1.3∶1.9∶1.0，是提高該藥物產(chǎn)量、品質(zhì)的較適宜肥料配施方案。孫鵬等[42]研究發(fā)現(xiàn)，肥料配施比常規(guī)施肥的白芷產(chǎn)量增加了17.9%。

4.2 土壤類型

張志梅[43]研究發(fā)現(xiàn)，砂土中生長的白芷，其異歐前胡素和歐前胡素含量高于黏土和壤土，有機肥處理可明顯提高其產(chǎn)量、歐前胡素含量和異歐前胡素積累量。

4.3 根際促生菌

在常規(guī)有機肥和化肥用量下，種子表面澆施黑曲霉ZJ-17菌劑能明顯促進白芷生長、養(yǎng)分吸收和香豆素類成分積累，進而提高其產(chǎn)量和品質(zhì)，提高經(jīng)濟效益[44]。

4.4 采后各環(huán)節(jié)

周冰等[45]研究發(fā)現(xiàn)，白芷采收后易發(fā)生腐爛、發(fā)霉、變色和蟲蛀等現(xiàn)象。實際生產(chǎn)中，采收后注重保存，避免因處理不當導致的產(chǎn)品質(zhì)量下降。

4.5 播期

吳寶成等[46]研究發(fā)現(xiàn)，秋播南京白芷的香豆素成分含量普遍比春播高，春播和秋播的川、杭白芷香豆素成分含量比祁、禹和亳白芷高。

白芷作為一種重要的藥食同源植物，含有豐富的氨基酸、香豆素和揮發(fā)油等成分。實際應用中，用于食品、保健品的中藥材數(shù)量呈逐年增加的趨勢，白芷的應用前景較廣闊，對質(zhì)量的要求也越來越高。實際生產(chǎn)中，應加強白芷良種選育、配種工作，建立良種繁育基地，保護藥用動植物種質(zhì)資源。

綜上，本文對白芷種質(zhì)資源、鑒定方法以及其種質(zhì)資源遺傳多樣性進行綜合分析，并總結(jié)了生產(chǎn)措施對其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。白芷種質(zhì)鑒定方法包括常規(guī)鑒定、細胞學方法鑒定、藥效成分鑒定、DNA水平鑒定和多種評價方法聯(lián)合鑒定；其種質(zhì)資源多樣性包括表型性狀遺傳多樣性、品質(zhì)性狀遺傳多樣性和分子遺傳多樣性，其中，種質(zhì)資源分子遺傳多樣性檢測方法包括AFLP標記、SSR標記、ISSR標記、RAPD標記和SRAP標記。在該藥材種植過程中，肥料、土壤類型、根際促生菌、采后各環(huán)節(jié)和播期等均會影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。研究結(jié)果為白芷品種選育提供參考。

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（責任編輯：李媛）