潞党参四倍体优良株系LDSS-5号的性状观察及多糖含量研究

李香串

(山西省医药与生命科学研究院，山西 太原 030006)

山西为党参的地道产区之一[1]，“潞党参”为桔梗科植物党参[Codonopsispilosula(Franch.)Nannf.]的干燥根[2]，栽培历史悠久，品质上乘。本研究以潞党参为实验材料，采用诱变与现代生物技术相结合的方法选育出潞党参四倍体株系LDSS-5号，以期解决潞党参生产中存在的品种混杂、产量低、抗逆性差等问题[3]，本文主要针对潞党参LDSS-5号植株与潞党参二倍体植株的栽培性状以及有效成分多糖含量进行了比较研究，以验证潞党参四倍体株系LDSS-5号的优良性状和质量品质。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以选育出的潞党参LDSS-5号为观察研究对象(四倍体细胞鉴定见图1～图6)，以二倍体潞党参为对照。处理1：LDSS-5号组培苗移栽二年；处理2：LDSS-5号二代种子直播三年生；处理3：LDSS-5号二代种子育苗一年，移栽二年；处理0(对照)：党参二倍体植株，直播三年生；每个处理种植90 m2，分为6个小区播种，每小区15 m2。

1.2 试验方法

1.2.1 叶片大小观察 根据花的大小，固定叶位数，使用游标卡尺测定叶片横径和纵径，并进行统计分析(叶片外观形态见图7～图9)。

图7 外观形态(左为四倍体、右为二倍体)

图8 外观形态(左为四倍体、右为二倍体)

图9 叶片(左为四倍体、右为二倍体)

1.2.2 花冠直径 于花开放期7月6日左右，使用游标卡尺测量目标株的花冠直径，并进行统计分析(花的外观形态见图10)。

1.2.3 茎径 使用游标卡尺测量靠近芦头1 cm处的茎径，并计算其平均值。

1.2.4 种子千粒重及出苗率 千粒重测定方法：采收的种子去杂去劣，于室内自然干燥，将种子充分混合后，不加选择地数取3份种子试样，每份1 000粒，分析天平称重，计算平均值；出苗率测定方法：于春季播种后15天开始，每隔3天统计一次，直至党参苗高15 cm时，计算出苗数及出苗率。

图10 花朵(上为四倍体、下为二倍体)

1.2.5 单支根重 于11月19日随机采挖参苗，使用天平称量根的鲜重(根的形态见图11～图13)。

图11 四倍体根狮子盘头

图12 四倍体根

图13 根的形态(左为四倍体党参、右为二倍体)

1.2.6 产量 试验每个小区15 m2试验田见图14，每个处理各随机选3个小区，即重复3次。

1.2.7 多糖含量研究

以葡萄糖为参照物，采用“苯酚—浓硫酸比色法” 测定党参多糖含量。

1.2.7.1 样品、仪器及试剂 样品：LDSS-5号干燥根、二倍体党参干燥根。(二者均为三年生植株的干燥根，采自长治试验点)。仪器：岛津UV-120-02可见紫外分光光度计。试剂：葡萄糖对照品(AR)，苯酚(AR)，硫酸(AR)。

1.2.7.2 标准曲线的制备 对照品溶液的配制：精密称取于105 ℃干燥至恒重的葡萄糖对照品100.0 mg，置100 mL容量瓶中，加水溶解后稀释至刻度，摇匀，得对照品溶液(1 μg.μL-1)。

苯酚溶液的配制：取苯酚100 g，蒸馏，收集182 ℃馏分，称取此馏分10 g，加水190 g，置棕色瓶内，即得。

标准曲线的制备：精密吸取(微量注射器)对照品溶液10、30、50、70、90 μL，分别置于10 mL具塞刻度试管中，各加水至2 mL，再各加苯酚试液1 mL，摇匀，迅速滴加硫酸5 mL，轻轻混匀，放置5 min，置沸水浴中加热15 min，取出，冷却至室温。另加蒸馏水2 mL，加入苯酚及硫酸，同法操作，作为空白对照液。按分光光度法在490 nm波长处测定吸收度，其结果见表1。将表1数据作回归处理，得回归方程：A=-0.003 6+0.049 45c(R=0.999 0)。

表1 标准曲线吸收度值

样品溶液的制备：精密称取样品粉末(过40目筛)约0.5 g，置烧瓶中，加80%乙醇250 mL，水浴上回流80 min，趁热过滤，残渣用热的80%乙醇洗涤(10 mL×3)。残渣连同滤纸置原烧瓶中，加水500 mL，沸水煮提1 h，趁热过滤，残渣用热水洗涤(20 mL×3)，洗液并入烧瓶中，放冷，移至1 000 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得。

1.2.7.3 含量测定 精密吸取25 mL样品溶液，置50 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。精密吸取该供试液2 mL，置10 mL具塞刻度试管中，按照曲线制备项下的方法测定吸收度。从回归方程中求出供试液中的葡萄糖的含量，并计算样品中多糖的含量。计算公式：多糖含量(%，W/W)=C·D/W×100%，其中C=供试液中葡萄糖含量(μg.mL-1)，D=稀释倍数，W=样品量。

1.2.8 数据统计与分析 实验数据采用SPSS16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 叶片大小观察研究

每个处理随机选择3个小区，每小区选择10株，共30株，测量叶片横径和纵径，结果见表2。

表2 叶片横径、纵径及分析

由表2可知，叶片横径平均值比较，处理1比对照宽1.716 cm，处理2比对照宽1.378 cm，处理3比对照宽1.470cm，说明不论采用哪一种繁殖方法生产的四倍体LDSS-5号植株，其叶片均比对照二倍体植株的叶片宽。

叶片纵径比较，处理1比对照长0.942 cm，处理2比对照长0.500 cm，处理3比对照长0.648 cm，说明不论采用哪一种繁殖方法生产的四倍体LDSS-5号植株，其叶片均比对照二倍体植株长。

表2方差分析结果表明：四倍体植株叶片横径与对照二倍体植株比较差异极显著，四倍体植株叶片纵径与对照二倍体植株比较差异显著，说明四倍体植株叶片大小与对照二倍体植株叶片大小比较差异显著，符合多倍体叶片巨大的特性。

2.2 花冠大小观察研究

据观察党参花蕾期在6月28日～7月1日之间，花开放期在7月6日左右，本试验于7月6日选择LDSS-5号株系和二倍体株系已开放的花朵，使用游标卡尺测量其花冠直径，结果见表3。

表3 花冠直径、茎径结果及分析

由表3可知，花冠直径平均值比较，处理1比对照大0.704 cm，处理2比对照大0.495 cm，处理3比对照大0.545cm，说明不论采用哪一种繁殖方法生产的四倍体LDSS-5号植株，其花冠直径均比对照二倍体植株大。

表3方差分析结果表明：四倍体植株花冠大小与二倍体植株比较差异极显著，符合多倍体花器官巨大的特性。

2.3 茎径观察研究

结果见表3。

由表3可知：茎径平均值比较，处理1比对照大0.232 cm，处理2比对照大0.127 cm，处理3比对照大0.137 cm，说明不论哪种繁殖方法栽培的四倍体植株茎均比二倍体粗。

表3方差分析结果表明：四倍体植株茎径与二倍体植株比较差异显著，说明四倍体植株茎较粗大，符合多倍体器官巨大型的特征。

2.4 种子千粒重及出苗率

2.4.1 种子千粒重 据观察研究，四倍体LDSS-5号目标株系单株所产的种子量少，但种子粒大，分析天平测定其千粒重，结果见表4。

表4 种子千粒重、出苗率结果及分析

由表4可知：千粒重平均值比较，处理1比对照重0.268 g，处理2比对照大0.260 g，处理3比对照大0.243 g，说明不论哪种繁殖方法栽培的四倍体植株所产的种子均比二倍体大。

表4方差分析结果表明：与二倍体比较千粒重差异极显著，符合多倍体器官巨大型的特征。

2.4.2 种子的出苗率 种子于春季4月上旬田间进行播种，出苗结果见表4。

由表4可知，种子出苗率比较，处理1比对照低51.1%，处理2比对照低49.3%，处理3比对照低49.3%。

表4方差分析结果表明：与二倍体种子出苗率比较，四倍体种子出苗率较低，且差异极显著。

2.5 单株根鲜重研究

秋季地上部分枯萎后，于11月19日随机采挖四倍体及二倍体植株的根，除去藤蔓及泥土，趁鲜称重，结果见表5。

表5 单支根重、产量(鲜重)结果及分析

由表5可知，单支根重平均值比较，处理1比对照重34.9 g，处理2比对照重29.0 g，处理3比对照重31.1 g。

表5单支根重方差分析结果表明：四倍体植株单支根重明显，且与对照二倍体比较差异极显著，符合多倍体器官巨大型的特征。

2.6 产量测试

党参鲜重产量及折合产量见表5。

由表5可知：由小区平均产量折合成每666.6 m2产量比较，处理1比对照二倍体平均高出232 kg，增产率达到79.4%(折合产量与实际产量会有差距)，处理2比对照二倍体平均高出222 kg，增产率达到76.0%，处理3比对照二倍体平均高出224 kg, 增产率达到76.7%。

表5方差分析结果表明：四倍体小区平均产量远高于二倍体小区平均产量，且差异极显著，折合成每666.6 m2产量差异也极显著，进一步说明新选育出的四倍体LDSS-5号株系能显著增加单产量。

2.7 多糖含量研究

多糖含量测定结果见表6。

表6 多糖含量结果及分析

由表6可知，多糖含量比较，处理1比对照二倍体高4.15%，处理2比对照二倍体高3.79%，处理3比对照二倍体高3.60%。

表6方差分析结果表明：四倍体党参多糖含量高于二倍体，与二倍体比较差异显著，符合多倍体的特征。

3 讨 论

3.1 多倍体药用植物一般具有根、茎、叶、花和果的巨大型[4]，本研究中不论采用哪种繁殖方法栽培的潞党参四倍体株系LDSS-5号，与二倍体植株比较，其叶、花、茎、根及种子都表现出了巨大型，说明其性状优良。

3.2 四倍体党参多糖含量高于二倍体党参，符合多倍体的特征。染色体是决定生物个体性状基因的载体，而作为中药质量标志的有效成分是受基因控制的，由于多倍体的基因剂量倍增，从而使植物的一些生理生化过程随之加强，新陈代谢旺盛，其体内的某些生化成分的含量也相应提高[4]。本研究中潞党参四倍体株系LDSS—5号的多糖成分高于二倍体植株，对提高潞党参的品质具有重要意义。

3.3 根据以上研究结果可以肯定，所选育出的潞党参四倍体株系LDSS—5号性状优良，初步达到了党参高产、优质的育种目标。

图14 试验田

参考文献：

[1] 刘德军，路涛．党参[M]．北京：中国中医药出版社，2001．

[2] 国家药典委员会．中国药典(一部)[S]．北京：中国医药科技出版社，2010：264．

[3] 陈素萍．党参多倍体植株二代的形态及细胞学观察[J]．科技情报开发与经济，2010，20(34)：177-178．

[4] 周春娥，路淑霞，周延清，等．药用植物人工诱导多倍体育种的研究进展[J]．安徽农业科学，2008，36(33)：14600．