李偉忠， 梁春波， 梁彥濤， 檀龍顏

(貴州中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院， 貴州 貴陽(yáng) 550025)

0 引言

【研究意義】半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕為天南星科半夏屬(Pinellia)多年生草本植物，干燥塊莖入藥，性溫、味辛、有毒，具有鎮(zhèn)咳、祛痰及和胃止嘔等功能，主要用于燥濕化痰，降逆止嘔，消痞散結(jié)等[1-2]。半夏在中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中使用已有2 000余年[3]，其主要產(chǎn)于中國(guó)長(zhǎng)江流域的四川、湖南、河南、貴州和安徽等省，東北、華北等地及西藏海拔3 000 m左右處也有分布[4]。半夏藥材長(zhǎng)期以來(lái)主要是依賴野生資源，由于過(guò)度采挖及環(huán)境破壞，野生資源已近枯竭，原料供不應(yīng)求。因此，種質(zhì)資源保護(hù)、改良和優(yōu)良品種選育對(duì)半夏規(guī)范化種植及產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】半夏作為一種傳統(tǒng)大宗中藥材，具有重要的藥用價(jià)值，但由于野生資源越來(lái)越少，半夏的人工栽培技術(shù)引起了廣泛關(guān)注，為保護(hù)半夏野生資源及滿足市場(chǎng)需求，我國(guó)各地積極開(kāi)展人工種植研究[5]。隨著不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境的變化，半夏形態(tài)變異很大，包括葉型、珠芽和塊莖等。諸多學(xué)者對(duì)半夏的遺傳多樣性進(jìn)行研究，大致將半夏按葉片長(zhǎng)寬比劃分為桃葉型、竹葉型、柳葉型和芍藥葉型4種基本葉型[6-9]。灰色關(guān)聯(lián)分析是根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢(shì)的相似或相異程度衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的方法，是系統(tǒng)分析中一種比較簡(jiǎn)單、可靠的分析方法。在灰色系統(tǒng)理論中，根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢(shì)的相似或相異程度，設(shè)置一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以確定系統(tǒng)內(nèi)各因素與參考標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)聯(lián)程度，最后根據(jù)關(guān)聯(lián)程度對(duì)系統(tǒng)各個(gè)因素進(jìn)行評(píng)估[10-12]。近年來(lái)，灰色關(guān)聯(lián)分析法在不同半夏種質(zhì)資源的差異性評(píng)價(jià)及種源篩選等方面逐漸獲得應(yīng)用，龍林[11]研究6省38份半夏種質(zhì)資源發(fā)現(xiàn)，不同居群的半夏在植物形態(tài)、重要農(nóng)藝性狀、總生物堿含量、多糖含量、鳥(niǎo)苷含量等方面都有一定的差異。查欽等[12]對(duì)15個(gè)半夏種質(zhì)資源的水分、總灰分、浸出物及總酸含量等品質(zhì)成分指標(biāo)，收獲指數(shù)、產(chǎn)量及折干率等效率指標(biāo)，塊莖商品率、腐爛率及畸形度等性狀指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，基于AHP和灰色關(guān)聯(lián)度法綜合處理各指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)不同半夏種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】半夏是貴州著名道地藥材和重要民族藥，是貴州重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的中藥材之一。貴州是半夏的主產(chǎn)區(qū)之一，不同產(chǎn)地野生和栽培的半夏中蘊(yùn)藏著大量潛在優(yōu)良基因，是半夏遺傳改良的珍貴種質(zhì)資源庫(kù)。目前，相關(guān)研究多集中在半夏種源篩選、鑒定、評(píng)價(jià)及半夏栽培技術(shù)等方面，對(duì)于半夏連續(xù)引種調(diào)查、適宜區(qū)域的劃分及種源優(yōu)選方面的性狀選擇等研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】選取赫章、花溪及水城等貴州7個(gè)不同產(chǎn)地2種葉型(柳葉和桃葉)的半夏種質(zhì)作為試驗(yàn)材料，采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，基于灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)半夏種質(zhì)部分表型性狀與單株塊莖重的關(guān)系進(jìn)行研究，為半夏種質(zhì)資源發(fā)掘和改良，優(yōu)良品種保護(hù)和選育及開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 半夏 供試半夏包括野生和栽培種質(zhì)資源，由貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院鑒定為半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕。經(jīng)過(guò)篩選，確定2種葉型(A-桃葉、B-柳葉)共7個(gè)產(chǎn)地的8個(gè)半夏種質(zhì)作為研究對(duì)象(表1)。

表1 供試半夏來(lái)源及形態(tài)特征

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積3 m2(6.0 m×0.5 m)，每個(gè)小區(qū)3行，行株距為15 cm×10 cm，小區(qū)間距20 cm，試驗(yàn)區(qū)四周種植3行半夏作為保護(hù)行。

1.2.2 試驗(yàn)經(jīng)過(guò) 試驗(yàn)于2021年3—10月在貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥博園進(jìn)行，選取直徑約1.5 cm，且完整、無(wú)破損、無(wú)病蟲(chóng)害的塊莖于3月13日播種，施有機(jī)肥5 000 kg/hm2和過(guò)磷酸鈣(P2O5含量12%)750 kg/hm2作基肥；半夏生育期間，結(jié)合中耕培土，追施尿素300 kg/hm2；試驗(yàn)地土壤肥力均勻。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定 田間調(diào)查及測(cè)量于2021年9月19日進(jìn)行，每小區(qū)選擇5株長(zhǎng)勢(shì)一致且完整的植株，利用游標(biāo)卡尺測(cè)量塊莖直徑、株高、莖粗、主葉葉長(zhǎng)及主葉寬等；計(jì)數(shù)珠芽數(shù)；用分析電子天平(0.001 g)測(cè)量單株塊莖重和珠芽重等。

1.2.4 半夏單株塊莖重與主要表型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度 參照文獻(xiàn)[11-12]的方法，以半夏單株塊莖重為參考標(biāo)準(zhǔn)，采用基于灰色系統(tǒng)理論的灰色關(guān)聯(lián)分析法，通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，確定半夏單株塊莖重與主要表型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度，最后根據(jù)關(guān)聯(lián)程度對(duì)系統(tǒng)各個(gè)因素進(jìn)行評(píng)估。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

運(yùn)用Excel 2010及DPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 半夏的主要表型性狀差異

由表2可知，供試半夏單株塊莖重及各表型性狀原始數(shù)據(jù)的峰度為-0.61～0.89，偏度為-0.20～0.95，均符合要求。半夏全部性狀變異系數(shù)均較大，為27.23%～72.60%，說(shuō)明指標(biāo)間差異明顯，不同種質(zhì)資源間蘊(yùn)藏著豐富的遺傳變異。單株塊莖重：各材料的單株塊莖重為0.50～15.70 g，平均為4.41 g，變異系數(shù)為72.60%，在各指標(biāo)中最大。主葉葉面積：為3.13～24.42 cm2，平均為11.77 cm2，變異系數(shù)為41.40%，在各指標(biāo)中排第2位。珠芽數(shù)：為1.00～6.00個(gè)，平均為2.33個(gè)，變異系數(shù)為39.91%。珠芽重：為0.03～2.70 g，平均為0.46 g，變異系數(shù)為38.88%。主葉葉寬：為1.10～4.25 cm，平均為2.36 cm，變異系數(shù)為31.82%。株高：為6.15～27.45 cm，平均為16.23 cm，變異系數(shù)為31.24%。塊莖直徑：為0.80～3.27 cm，平均為1.89 cm，變異系數(shù)為29.01%。主葉葉長(zhǎng)：為2.61～9.75 cm，平均為6.68 cm，變異系數(shù)為27.63%。莖粗：為0.16～0.39 cm，平均為0.23 cm，變異系數(shù)為27.23%，在各指標(biāo)中最小。各指標(biāo)變異系數(shù)表現(xiàn)為單株塊莖重>主葉葉面積>珠芽數(shù)>珠芽重>主葉葉寬>株高>塊莖直徑>主葉葉長(zhǎng)>莖粗。

表2 半夏的主要表型性狀差異

2.2 半夏單株塊莖重與主要表型性狀的灰色關(guān)聯(lián)度

從表3看出，半夏單株塊莖重與主要表型性狀灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的峰度為-0.51～0.96，偏度為-0.98～0.94，變異系數(shù)為14.03%～22.90%，均較大且差異明顯。珠芽重與單株塊莖重的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.373 9～0.999 3，平均為0.78，變異系數(shù)為22.90%，變異程度最大；主葉葉長(zhǎng)與單株塊莖重的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.351 2～0.999 9，平均為0.74，變異系數(shù)為21.39%，位列第2位；莖粗與單株塊莖重的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.339 6～0.992 7，平均為0.80，變異系數(shù)為21.03%，位列第3位；塊莖直徑與單株塊莖重的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.528 9～0.996 9，平均為0.83，變異系數(shù)為14.03%，變異程度最小。半夏單株塊莖重與主要表型性狀灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的變異系數(shù)依次為珠芽重>主葉葉長(zhǎng)>莖粗>主葉葉寬>珠芽數(shù)>株高>主葉葉面積>塊莖直徑。各性狀指標(biāo)與半夏單株塊莖重量的關(guān)聯(lián)度為0.735 5～0.832 7，依次為塊莖直徑>莖粗>珠芽重>珠芽數(shù)>主葉葉面積>主葉葉寬>株高>主葉葉長(zhǎng)。其中，排前3位的塊莖直徑、莖粗和珠芽重的關(guān)聯(lián)度分別為0.832 7、0.798 9和0.782 7，最為重要，是選育優(yōu)良半夏品種優(yōu)先考慮的表型性狀。

表3 半夏單株塊莖重與主要表型性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)差異及關(guān)聯(lián)度排序

2.3 不同葉型半夏種質(zhì)的單株塊莖重、主葉性狀與單位葉面積塊莖鮮重

由表4可見(jiàn)，各種質(zhì)半夏的單株塊莖鮮重為1.58～6.30 g，表現(xiàn)為花溪-野生(桃葉)>安龍-栽培(桃葉)>赫章-栽培(桃葉)>赫章-栽培(柳葉)>鎮(zhèn)寧-野生(柳葉)>金沙-野生(桃葉)>水城-野生(柳葉)>興仁-野生(柳葉)。主葉葉面積為5.77～17.98 cm2，表現(xiàn)為赫章-栽培(柳葉)>花溪-野生(桃葉)>水城-野生(柳葉)>赫章-栽培(桃葉)>金沙-野生(桃葉)>興仁-野生(柳葉)>鎮(zhèn)寧-野生(柳葉)>安龍-栽培(桃葉)。其中，赫章-栽培(柳葉)半夏的主葉葉面積最大，為17.98 cm2；花溪-野生(桃葉)半夏次之，為13.89 cm2；安龍-栽培(桃葉)半夏最小，為5.77 cm2。單株塊莖鮮重以花溪-野生(桃葉)半夏最高，重6.30 g；而單株主葉葉面積最高的赫章-栽培(柳葉)半夏塊莖鮮重僅居第4位，主葉葉面積最低的安龍-栽培(桃葉)半夏塊莖鮮重卻居第2位。各種質(zhì)半夏的塊莖重/葉面積為0.15～1.03 g/cm2，表現(xiàn)為安龍-栽培(桃葉)>赫章-栽培(桃葉)>花溪-野生(桃葉)>鎮(zhèn)寧-野生(柳葉)>赫章-栽培(柳葉)>金沙-野生(桃葉)>水城-野生(柳葉)>興仁-野生(柳葉)。主葉葉面積最小的安龍-栽培(桃葉)半夏的單位葉面積塊莖鮮重高于葉面積最大的赫章-栽培(柳葉)半夏。綜上可知，參試的各種質(zhì)半夏，以桃葉型半夏的葉片光合作用產(chǎn)物在塊莖中累積較多，而柳葉型半夏較少，表明，半夏塊莖產(chǎn)量與葉片的大小無(wú)關(guān)，而與有效物質(zhì)的積累有關(guān)。

表4 不同葉型半夏種質(zhì)的單株塊莖重、主葉性狀與單位葉面積塊莖鮮重

3 討論

對(duì)半夏各表型性狀變異系數(shù)進(jìn)行分析表明，半夏各性狀變異較豐富，主要體現(xiàn)在塊莖重量、葉片及珠芽重方面，與楊小艷等[13]的研究結(jié)果較一致。無(wú)論是野生半夏，還是栽培半夏，塊莖重量的變異系數(shù)顯著高于其他性狀，半夏塊莖重量在產(chǎn)量構(gòu)成因素中處于首位；半夏各性狀的變異系數(shù)除主葉葉面積和珠芽性狀變異較大外，其余性狀變異系數(shù)的差異不大，說(shuō)明，半夏種質(zhì)資源改良過(guò)程中優(yōu)先選擇的性狀為塊莖重量、主葉葉面積和珠芽重，且選擇強(qiáng)度大于其他性狀。

灰色關(guān)聯(lián)分析是依據(jù)2項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)序列的變化是否具有協(xié)同的趨勢(shì)，以及此協(xié)同的強(qiáng)弱來(lái)判定關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，與一般相關(guān)系數(shù)不同，其優(yōu)勢(shì)是適用于數(shù)據(jù)不完全的動(dòng)態(tài)過(guò)程，分析適應(yīng)性廣。該統(tǒng)計(jì)分析方法認(rèn)為，如果2個(gè)因子的變化趨勢(shì)越一致，那么其間的關(guān)聯(lián)程度也越高；反之，則越低[14]。目前，對(duì)半夏不同種質(zhì)的研究多集中在親緣關(guān)系、品質(zhì)、產(chǎn)量、栽培技術(shù)及其影響因素等方面[15-21]。該研究針對(duì)不同葉型、產(chǎn)地的半夏種質(zhì)運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析，闡述了半夏單株塊莖重量與主要表型性狀的關(guān)聯(lián)程度，獲得了各表型性狀關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的排序，為半夏品質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)程度分析和優(yōu)良品種選育提供了參考依據(jù)。

半夏塊莖產(chǎn)量是半夏增產(chǎn)增收的決定因素，因此成為半夏栽培指標(biāo)之一。如何有效協(xié)調(diào)半夏各性狀，有效利用半夏源庫(kù)流的關(guān)系，是半夏增產(chǎn)的有效途徑。研究表明，桃葉型半夏單位主葉葉面積的塊莖鮮重相對(duì)高于柳葉型半夏，與溫海霞等[7]的研究結(jié)果一致，說(shuō)明，桃葉型葉片光合作用產(chǎn)物在塊莖中得到更加有效的積累。不同生態(tài)環(huán)境下，半夏葉型和珠芽的變異均較大，但半夏葉型與有效成分含量、產(chǎn)量間究竟有著怎樣的聯(lián)系，能否通過(guò)對(duì)半夏葉型和珠芽的研究，選育出有效成分含量高或產(chǎn)量高的半夏品種，為半夏優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)，尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，不同種質(zhì)半夏的性狀指標(biāo)差異明顯，各性狀變異系數(shù)均較高，為27.23%～72.60%，依次呈單株塊莖重>主葉葉面積>珠芽數(shù)>珠芽重>主葉葉寬>株高>塊莖直徑>主葉葉長(zhǎng)>莖粗。各性狀與半夏單株塊莖重量的灰色關(guān)聯(lián)度為0.735 5～0.832 7，表現(xiàn)為塊莖直徑>莖粗>珠芽重>珠芽數(shù)>主葉葉面積>主葉葉寬>株高>主葉葉長(zhǎng)，塊莖直徑、莖粗和珠芽重的關(guān)聯(lián)度分別為0.832 7、0.798 9和0.782 7。各種質(zhì)半夏的主葉葉面積為5.77～17.98 cm2，依次呈赫章-栽培(柳葉)>花溪-野生(桃葉)>水城-野生(柳葉)>赫章-栽培(桃葉)>金沙-野生(桃葉)>興仁-野生(柳葉)>鎮(zhèn)寧-野生(柳葉)>安龍-栽培(桃葉)；單株塊莖鮮重為1.58～6.30 g，依次呈花溪-野生(桃葉)>安龍-栽培(桃葉)>赫章-栽培(桃葉)>赫章-栽培(柳葉)>鎮(zhèn)寧-野生(柳葉)>金沙-野生(桃葉)>水城-野生(柳葉)>興仁-野生(柳葉)；單位葉面積塊莖鮮重為0.15～1.03 g/cm2，依次呈安龍-栽培(桃葉)>赫章-栽培(桃葉)>花溪-野生(桃葉)>鎮(zhèn)寧-野生(柳葉)>赫章-栽培(柳葉)>金沙-野生(桃葉)>水城-野生(柳葉)>興仁-野生(柳葉)，主葉葉面積最小的安龍-栽培(桃葉)半夏的單位葉面積塊莖鮮重顯著高于主葉葉面積最大的興仁-野生(柳葉)半夏。半夏各農(nóng)藝性狀與單株塊莖重的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度及排序，可為半夏種質(zhì)資源改良及單株性狀選擇順序、選擇強(qiáng)度提供參考依據(jù)，即半夏種質(zhì)資源改良時(shí)，在優(yōu)先選擇塊莖的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重珠芽及主葉的選擇。