樊桓均， 金冬雪， 宋子葉， 具紅光， 嚴一字， 金江山

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002)

桔梗(Platycodongrandiflornm(Jacq.) A.DC)別名道拉基、鈴鐺花、苦梗等，為桔?？平酃俣嗄晟荼局参?。桔梗主要分布在中國東北部、朝鮮半島、日本和西伯利亞東部。其根味苦、辛、性平，具有宣肺、祛痰、利咽、排膿之功效[1]，桔梗既是一種資源植物，又是藥、食、賞兼用的經(jīng)濟植物。近幾年來，桔梗在藥用和食用方面用量越來越大，野生資源不能滿足其需求[2]，因此，在各地進行人工栽培。目前，國內(nèi)已通過審定十余個桔梗新品種[3-8]，且沒有在生產(chǎn)上推廣，而在吉林地區(qū)僅有“吉梗1號”1個品種。因此，在吉林地區(qū)要發(fā)展桔梗產(chǎn)業(yè)，迫切需要培育出產(chǎn)量高，外觀品質(zhì)好，有效成分含量高的桔梗新品種。種質(zhì)資源是育種必不可少的材料，若要培育出優(yōu)良品種，就要從種質(zhì)資源的收集開始，在此基礎(chǔ)上對其進行鑒定和評價是育種工作的前提。前人對桔梗種質(zhì)資源的研究不多，且缺乏綜合評價。部分研究者[9-11]進行了主要農(nóng)藝性狀的比較研究，但僅限于對各個性狀指標進行單獨比較，沒有對每個種質(zhì)資源的每個性狀進行量化后的綜合評價。而隸屬函數(shù)法可以對多個指標進行綜合分析，從而更科學(xué)地對植物的農(nóng)藝性狀做出綜合評價，此方法已經(jīng)在眾多植物中應(yīng)用[12-14]。

基于此，該研究擬對新收集的桔梗種質(zhì)資源和培育的延梗系列品系共21份材料的農(nóng)藝性狀和桔梗皂苷D含量進行了方差分析，在此基礎(chǔ)上采用隸屬函數(shù)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法，對21份桔梗種質(zhì)資源在本地的表現(xiàn)進行綜合評價，同時探究皂苷D含量與各個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)程度關(guān)系，結(jié)果對探討提高桔梗藥用成分含量的途徑，以及對今后北方寒冷地區(qū)桔梗新品種選育都具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料及來源

供試材料為21份桔梗種質(zhì)資源，編號及來源見表1。

表1 供試材料及來源

注：文中及表中所注16種種質(zhì)資源名稱均以購入地或銷售商所述種質(zhì)資源來源地(品種名)命名，均為暫定名。

1.2 方法

1.2.1種植方法

試驗地土壤為粘壤土，養(yǎng)分含量：有機質(zhì)53.11 g/kg，pH值7.25，全氮1.76 g/kg，速效磷113.6 mg/kg，全磷12.4 g/kg，有效磷167.5 mg/kg，全鉀16.43 g/kg及速效鉀169.5 mg/kg。

試驗連續(xù)2年在延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)實踐基地種植，試驗地做成1.2 m寬的畦，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，10行區(qū)，行距為20 cm，株距為5 cm，常規(guī)管理。

1.2.2 取樣調(diào)查方法

于9月初桔梗收獲時進行取樣，每個小區(qū)在中間2行連續(xù)取10株進行調(diào)查，調(diào)查項目有株高、莖粗、莖葉鮮重、根徑、側(cè)根數(shù)、根長、單根鮮重共7個性狀，測定方法同徐芳芳[12]。然后分別洗凈晾干后，取塊根切碎，自然晾干，用粉碎機粉碎成粉，過60目篩備用。

1.2.3 桔梗皂苷測定方法

桔梗皂苷D含量的測定按照《中華人民共和國藥典》中的方法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件進行試驗數(shù)據(jù)處理分析，用Duncan新復(fù)極差法進行顯著性分析。采用隸屬函數(shù)法[12-14]綜合分析21份不同種質(zhì)資源間的差異。

2 結(jié)果與分析

通過比較21份種質(zhì)資源的地上部性狀和根部性狀及皂苷D含量之間的差異(表2)表明：21份桔梗種質(zhì)資源間地上部性狀和根部性狀及皂苷D含量的F值均達到極顯著水平。

表2 21份種質(zhì)資源地上部性狀地上部性狀和根部性狀及皂苷D含量的比較

2.1 不同桔梗種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀的比較

13號的株高最高，且極顯著高于其它種質(zhì)；其次株高大于100.00 cm的還有7號、8號和12號，且顯著高于其它種質(zhì)資源；16號和19號的莖粗最大，兩者均極顯著地大于其它種質(zhì)資源；而1號的莖粗最小。2號的莖葉鮮重最重，且極顯著大于其它種質(zhì)資源；而1號和21號的莖葉鮮重最輕。

16號的根長最長，且極顯著大于其它種質(zhì)；而1號、3號、8號、10號、11號、13號、14號和21號的根長最小。3號、19號和16號的根徑最大，且極顯著大于其它種質(zhì)資源，而1號、2號、16號、19號和21號的根徑最小。3號、4號和20號的側(cè)根數(shù)最多，且極顯著大于其它種質(zhì)，16號和18號的側(cè)根數(shù)最少。4號的單根鮮重最大，且極顯著大于其它種質(zhì)； 21號單根鮮重最小。

2.2 不同桔梗種質(zhì)資源桔梗皂苷D含量的比較

由圖1可知,桔梗標準品出峰時間是30.423 min，峰面積積分值為620 784。圖2是21份桔梗種質(zhì)資源其中1次重復(fù)的桔梗皂苷D含量。結(jié)合圖1，2和表2綜合分析可知，21份桔梗種質(zhì)資源的桔梗皂苷D含量除了3、4、5、7號種質(zhì)資源外其它種質(zhì)資源均在0.10%以上，達到了《中華人民共和國藥典》2015年版的標準。在1%顯著水平上，6號和10號的皂苷D含量最大(0.489 3%～0.504 1%)，且極顯著大于其它種質(zhì)資源；其次是14號，1號、2號和11號3者之間的皂苷D含量僅次于14號；而3號、4號、5號、7號、8號、13號、16號和17號的皂苷D含量最小。

圖1 桔梗標準品皂苷D的HPLC圖

圖2 21份桔梗種質(zhì)資源的皂苷D色譜圖

2.3 21份桔梗種質(zhì)資源主要農(nóng)藝性狀的綜合評價

根據(jù)以上試驗結(jié)果，采用隸屬函數(shù)法，將對桔梗產(chǎn)量和品質(zhì)影響比較大的5個主要農(nóng)藝性狀和皂苷D含量的平均值換算成隸屬函數(shù)值，取各指標隸屬度的平均值和排序，綜合評價21份桔梗種質(zhì)資源(表4)。

根徑、根長、單根鮮重、桔梗皂苷D含量采用隸屬函數(shù)公式計算其函數(shù)值，株高和側(cè)根數(shù)采用反隸屬函數(shù)公式計算其函數(shù)值。根據(jù)隸屬函數(shù)平均值的大小對21份種質(zhì)資源進行排序，其中，16號、18號、6號、10號4個種質(zhì)資源的排序在審定品種太桔1號之前。

16號的綜合評價最好，其根長最長，根徑最粗，側(cè)根數(shù)最少，單根鮮重較大，但其皂苷D含量稍低，但還是超過了《中華人民共和國藥典》2015年版的標準，適于做食用桔梗品種；其次是18號，它的根長較長，根徑較粗，側(cè)根數(shù)較少，單根鮮重較大，其皂苷D含量較高，因此，18號(延梗0410)既可適于做藥用品種也適于做食用品種；排名第3和第4的是6號和10號，其綜合表現(xiàn)較好，但桔梗皂苷D含量非常高，可以對其進行個別性狀的改良后，培育成藥用桔梗新品種，也可以作為藥用桔梗品種選育時的雜交親本；表現(xiàn)最差的是20號，隸屬函數(shù)值大多在平均水平以下。

表4 21份不同來源的桔梗種質(zhì)資源隸屬度綜合評價

2.4 桔梗根部皂苷D含量與各農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析

利用灰色關(guān)聯(lián)分析的方法探究桔梗根部的皂苷D含量與農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系(表5)，關(guān)聯(lián)系數(shù)越大則與該性狀的相關(guān)越密切。

由表5可知，各個性狀與皂苷D含量關(guān)聯(lián)程度由大到小依次為：側(cè)根數(shù)>莖粗>莖葉鮮重>株高>根長>單根鮮重>根徑。其中，皂苷D含量與側(cè)根數(shù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)是0.724，是所有農(nóng)藝性狀中最大的一項，因此，皂苷D含量與側(cè)根數(shù)的關(guān)聯(lián)程度最密切。

表5 皂苷D含量與各個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析

3 討論與結(jié)論

目前，桔梗種質(zhì)資源的評價采用的研究方法有方差分析法、相關(guān)和通徑分析法、聚類分析法等，但這些方法的共同點是沒有對各個種質(zhì)資源進行量化的綜合評價。而隸屬函數(shù)法可以對每個材料的多個性狀指標進行量化，從而將這些指標綜合起來，最終對每一份材料進行綜合分析。隸屬函數(shù)法因其方法簡便、直觀，評價結(jié)果能準確、全面的反映品種的綜合特性，已經(jīng)應(yīng)用于山藥、葛根、石竹屬等多種植物種質(zhì)資源的綜合評價[12-14]。在該研究中采用隸屬函數(shù)法對21份桔梗種質(zhì)資源在的農(nóng)藝性狀和藥用成分的表現(xiàn)進行了綜合評價，對今后北方寒冷地區(qū)桔梗新品種選育提供了參考依據(jù)。

在桔梗根部皂苷D含量分析研究中，趙志新等[15]分析商洛種植的2年生桔梗根不同部位的桔梗皂苷D含量，比較結(jié)果為須根(0.410%)>韌皮部(0.182%)>木質(zhì)部(0.039%)。陳明明等[16]研究2年生桔梗皂苷D 含量在根各部位中的分布情況，結(jié)果為主根外皮>側(cè)根及須根>蘆頭>主根，且側(cè)根及須根含量超過了0.6%，遠遠高于主根。郭麗等[17]對桔梗不同部位的桔梗皂苷D含量測定結(jié)果顯示各個部位中均含有該有效成分，其中以側(cè)根和須根的含量最高。與該研究分析得出皂苷D含量與側(cè)根數(shù)的關(guān)聯(lián)程度最密切，即桔梗根的側(cè)根數(shù)越多，桔梗根的皂苷D含量越高，這可能是因為側(cè)根的比表面積大而皂苷D是桔梗根部重要的苦味次生代謝產(chǎn)物，聚積于根表皮具有抵御土壤致病微生物侵染與地下害蟲啃食的重要作用。由于桔梗的主要利用部位是桔梗根，在做切片和食用的時候要求去皮，側(cè)根數(shù)多則去皮困難、費工費時，因此，在市場上是不受歡迎的。因此，今后在桔梗品種選育時，不能片面追求側(cè)根數(shù)少這一育種目標，而是應(yīng)該根據(jù)品種的不同用途靈活掌握。即在進行食用桔梗品種選育時，可以將側(cè)根數(shù)少作為重要的育種目標(食用桔梗皂苷含量太高，則因太苦而影響口感)；而在藥用桔梗品種選育時，如果是做飲品可以適當放寬對側(cè)根數(shù)的要求，如果是從中提取皂苷D，可選擇側(cè)根數(shù)多的材料。

通過對21份桔梗種質(zhì)資源的方差分析、隸屬函數(shù)分析和灰色關(guān)聯(lián)分析得出如下結(jié)論。

1) 在21份種質(zhì)資源中延梗0303、延梗0410、河北承德2、亳州1和太桔1號的綜合表現(xiàn)較好，其中延梗0303、延梗0410的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)特別好，但桔梗皂苷D含量不是很高，適于做食用桔梗育種材料或培育成品種，河北承德2和亳州1的皂苷D含量特別高，但農(nóng)藝性狀表現(xiàn)不是特別突出，適于做藥用桔梗的育種材料或?qū)€別性狀加以改進后培育成藥用桔梗新品種。

2) 各個性狀與皂苷D含量關(guān)聯(lián)程度由大到小依次為：側(cè)根數(shù)>莖粗>地上部鮮重>株高>根長>單根鮮重>根徑。