李建領，許 雷，池蓮鋒，魏偉鋒，馬 慶，魏 民，韓正洲*

(1.華潤三九醫(yī)藥股份有限公司，廣東深圳 518100；2.青海省農(nóng)林科學院，青海西寧 810016；3.中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院藥用植物研究所，北京 100193)

野菊花(Chrysanthemi Indici Flos)為菊科(Compositae)植物野菊(L.)的干燥頭狀花序，具有清熱解毒、瀉火平肝之功效，是感冒靈顆粒、夏桑菊顆粒、乙肝清熱解毒顆粒等120余種中成藥的主要原料藥材，年需求量近萬噸。野菊花野生資源豐富，我國東北、華北、華中、華南及西南地區(qū)均有分布。由于野菊具有豐富的遺傳多樣性，不同地理的居群形態(tài)特征、農(nóng)藝性狀、化學成分等均存在較大差異。已有研究結(jié)果顯示，不同地理居群野菊染色體倍性、花序大小、葉片形態(tài)不同，野菊花中蒙花苷、木犀草苷、綠原酸、咖啡酸、芹菜素等化學成分含量差異明顯，其中近60%產(chǎn)地的野菊花蒙花苷含量低于《中國藥典》2020年版標準。野菊花藥材品質(zhì)差異大，造成以野菊花為原料的藥品質(zhì)量不穩(wěn)定。

目前，種植野菊花逐漸成為湖北、安徽、河南、陜西等省份脫貧摘帽地區(qū)重要的鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)，2021年種植面積超過0.67萬hm。野菊花種植面積快速增加，但良種選育工作滯后。野菊種質(zhì)良莠不齊，不但造成株型、花期不一致，而且導致產(chǎn)量低且品質(zhì)不穩(wěn)定，藥農(nóng)種植收益不佳。開展野菊表型多樣性研究，解析野菊外在形態(tài)特征與內(nèi)在化學成分間的關(guān)系，對開展野菊種質(zhì)資源發(fā)掘和利用、指導野菊優(yōu)良品種選育具有重要意義。

1 材料與方法

2012年9—10月，從安徽、重慶、河南、湖南、湖北5個省(市)收集12份野菊種質(zhì)(表1)，將其移栽至湖北省黃石市陽新縣野菊資源圃。2013—2019年，連續(xù)使用嫩枝扦插方式進行無性擴繁。2019年，采用隨機區(qū)組試驗，每個種質(zhì)3個重復，每個重復10 m，種植密度為3株/m。田間管理同常規(guī)大田生產(chǎn)。

表1 不同野菊種質(zhì)母株收集地點Table 1 Collection locations of different wild C.indicum germplasm parent plants

野菊作為花類入藥植物，頭狀花序、藥材產(chǎn)量、藥效成分等表型為品種選育重點關(guān)注表型性狀。2020年11月野菊花盛花初期(舌狀花展開，管狀花部分展開)，每個重復隨機選擇2株，統(tǒng)計植株高度，每株隨機選取5個頭狀花序，調(diào)查統(tǒng)計頭狀花序和花心直徑、舌狀花和管狀花數(shù)量、花柄長度以及枝條頂端20 cm 頭狀花序數(shù)量。為對比不同種質(zhì)產(chǎn)量差異，將各小區(qū)頭狀花序全部采摘，60 ℃烘16 h稱重，統(tǒng)計野菊單位面積產(chǎn)量。采用水分測定儀測定頭狀花序百粒重。按照《中華人民共和國藥典》2020年版方法測定頭狀花序中指標性成分蒙花苷含量。

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS v21對各表型進行Pearson相關(guān)性分析及主成分分析；采用Microsoft Office Excel進行遺傳多樣性分析，計算Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(′)；采用TBtools進行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

從表2可以看出，野菊種內(nèi)具有豐富的遺傳多樣性，不同種質(zhì)野菊表型存在較大變異和多樣性指數(shù)，各表型變異系數(shù)變幅為12.835%～125.526%，平均為37.981%；蒙花苷含量的變異系數(shù)最大(125.526%)，舌狀花數(shù)量的變異系數(shù)最小(12.835%)，按照《中華人民共和國藥典》2020年版標準，12份種質(zhì)蒙花苷合格率為41.7%。變異系數(shù)從大到小依次為蒙花苷含量>頂梢頭狀花序數(shù)量>花柄長度>產(chǎn)量>管狀花數(shù)量>頭狀花序百粒重>株高>頭狀花序直徑>花心直徑>舌狀花數(shù)量。不同種質(zhì)表型的多樣性指數(shù)變幅為1.643～2.477，平均為2.363；舌狀花數(shù)量具有最大多樣性指數(shù)(2.477)，花柄長度具有最小多樣性指數(shù)(1.643)；各表型多樣性指數(shù)從大到小依次為舌狀花數(shù)量>頭狀花序直徑>蒙花苷含量>株高=頭狀花序百粒重>管狀花數(shù)量>產(chǎn)量>花心直徑>頂梢頭狀花序數(shù)量>花柄長度。

從表3可以看出，野菊的不同表型存在一定相關(guān)性。野菊株高、產(chǎn)量與其他表型均無顯著相關(guān)性。蒙花苷含量與頭狀花序直徑、花心直徑、花柄長度、頭狀花序百粒重、舌狀花數(shù)量呈顯著或極顯著負相關(guān)，與頂梢頭狀花序數(shù)量呈極顯著正相關(guān)。頭狀花序直徑與花心直徑、花柄長度、管狀花數(shù)量、頭狀花序百粒重、舌狀花數(shù)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與頂梢頭狀花序數(shù)量呈顯著負相關(guān)。花心直徑與花柄長度、頭狀花序百粒重、管狀花數(shù)量、舌狀花數(shù)量呈極顯著正相關(guān)，與頂梢頭狀花序數(shù)量呈顯著負相關(guān)。花柄長度與頭狀花序百粒重、管狀花數(shù)量和舌狀花數(shù)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與頂梢頭狀花序數(shù)量呈顯著負相關(guān)。頭狀花序百粒重與舌狀花數(shù)量呈顯著正相關(guān)，與頂梢頭狀花序數(shù)量呈極顯著負相關(guān)。管狀花數(shù)量和舌狀花數(shù)量與頂梢頭狀花序數(shù)量呈顯著負相關(guān)。研究結(jié)果顯示，蒙花苷含量高的野菊種質(zhì)，頭狀花序直徑、花心直徑、頭狀花序百粒重較小，花柄短，舌狀花數(shù)量少，且頂梢頭狀花序密集。

表2 不同種質(zhì)野菊表型變異分析Table 2 Phenotypic variation analysis of different germplasms of C.indicum

表3 野菊不同表型相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of different phenotypes of C.indicum

從12份種質(zhì)的10個表型主成分分析結(jié)果(表4～5)可以看出，特征值大于1的主成分有2個，前2個主成分累計貢獻率為77.387%，能夠代表野菊表型的大部分信息。第1主成分的特征值為5.936，貢獻率為59.362%，花心直徑、花柄長度、頭狀花序直徑、頂梢頭狀花序數(shù)量為主要指標，特征向量分別為0.373、0.362、0.358、-0.353，其特征向量間的關(guān)系顯示花心直徑越大，花柄越長，頭狀花序越大，頂梢頭狀花序數(shù)量越少，與“.”相關(guān)性分析結(jié)果一致。第2主成分的特征值為1.802，貢獻率為18.025%，株高為主要指標，特征向量為0.379。10個表型中，花心直徑、花柄長度、頭狀花序直徑、頂梢頭狀花序數(shù)量是野菊表型多樣的主要表現(xiàn)性狀。

表4 不同種質(zhì)野菊表型主成分分析的特征值和貢獻率Table 4 The eigenvalues and contribution rates of principal component analysis for the phenotypes of different germplasms of C.indicum

表5 不同種質(zhì)野菊表型主成分分析特征向量Table 5 Characteristic vectors of principal component analysis for the phenotypes of different germplasms of C.indicum

12份種質(zhì)10個表型聚類分析結(jié)果見圖1和表6。12份不同地理居群野菊種質(zhì)可聚為4個類群，第Ⅰ類群僅有1份種質(zhì)(YX)，主要表現(xiàn)為頂梢頭狀花序密集，頭狀花序直徑、花心直徑和頭狀花序百粒重較小，管狀花和舌狀花數(shù)量較少；第Ⅱ類群共3份種質(zhì)(TC、JZ、DW)，主要表現(xiàn)為蒙花苷含量高，頭狀花序小，花柄短；第Ⅲ類群共2份種質(zhì)(HC、MC)，主要表現(xiàn)為產(chǎn)量和株高較高；第Ⅳ類群共6份種質(zhì)(QJ、TJ、DY、XX、WX、HS)，主要表現(xiàn)為蒙花苷含量、產(chǎn)量低，植株矮，頭狀花序直徑、頭狀花序百粒重、花柄長度、花心直徑大，管狀花和舌狀花數(shù)量多。研究結(jié)果顯示，不同地理居群野菊表型多樣，即使來自同一省份同一地級市的不同種質(zhì)也難以聚為一類。

圖1 不同種質(zhì)野菊聚類分析Fig.1 Cluster analysis of different germplasms of C.indicum

3 結(jié)論與討論

開展作物種質(zhì)資源表型多樣性分析，有利于掌握種質(zhì)資源豐富程度，為種質(zhì)資源的鑒定、開發(fā)和利用提供參考依據(jù)。該研究對12份野菊種質(zhì)10個表型進行了研究，結(jié)果顯示野菊種內(nèi)表型具有豐富的多樣性，即使來自同一地級市的野菊種質(zhì)表型也存在明顯差異，聚類分析時被劃分在不同類群，該研究結(jié)果與張鮮艷等的研究結(jié)果基本一致。該研究發(fā)現(xiàn)野菊花頭狀花序直徑與舌狀花數(shù)量、花心直徑呈正相關(guān)，而馬曉蓉研究結(jié)果顯示野菊花頭狀花序與舌狀花數(shù)量和花心直徑無顯著相關(guān)性。這可能是野菊生長環(huán)境不同造成的，該試驗所用材料為同一生境下人工栽培的野菊種質(zhì)，而馬曉蓉的試驗材料則為源自不同生境的野生野菊種質(zhì)。該研究測得12份種質(zhì)野菊花蒙花苷含量合格率為41.7%，與劉菲等的研究結(jié)果基本一致，合格率略高于賀丹霞等、胡小莉等的測定結(jié)果，這可能是由于該研究樣本量過少造成的，同時生境不同可能也會對野菊花蒙花苷含量產(chǎn)生一定影響。

研究結(jié)果顯示，野菊花蒙花苷含量與頭狀花序直徑、花心直徑、花柄長度呈負相關(guān)，與頂梢頭狀花序數(shù)量呈正相關(guān)，即頭狀花序和花心小、花柄短、頂梢頭狀花序密集的種質(zhì)，蒙花苷含量通常越高。這種表型間的相關(guān)性可用于指導野菊優(yōu)良品種選育，根據(jù)野菊外觀形態(tài)快速判斷蒙花苷含量是否合格。12份種質(zhì)中源自湖北省孝感市大悟縣的DW種質(zhì)頭狀花序和花心較小，但藥效成分蒙花苷含量、產(chǎn)量較高，頂梢頭狀花序較為聚集，花柄較短，為適宜采收的優(yōu)良種質(zhì)。

表6 不同類群野菊表型分析Table 6 Phenotypic analysis of different groups of C.indicum

《中華人民共和國藥典》從2005年版開始對野菊花藥材化學成分的含量進行規(guī)定，要求蒙花苷含量不得低于0.8%。但除蒙花苷外，野菊花藥材中還有多個活性成分，如具有抗炎、抑菌功效的綠原酸、奎寧酸、木犀草素、木犀草苷等。該研究通過主成分分析篩選出了一個方便采摘、產(chǎn)量較高、蒙花苷含量合格的野菊種質(zhì)，但未對其他活性成分含量進行測定，采用多指標成分測定對其品質(zhì)進行綜合評價有待研究，同時野菊外在性狀與其他化學成分間的關(guān)系有待解析。