李梦焕,袁王俊,王书辉,李 钦
(河南大学 药学院/河南省杜仲栽培与利用工程实验室,河南 开封 475004)
连翘[Forsythiasuspense(Thunb.) Vahl]为木犀科连翘属落叶灌木植物,其干燥果实可入药。连翘具有清热解毒、消肿散结、疏散风热的功效,临床常用于急性风热感冒、温病初起、温热入营、热淋涩痛等症[1-3]。
连翘始载于《神农本草经》,木犀科连翘果实的应用始于宋代[4]。我国连翘资源比较丰富,华北黄土高原是其分布的中心,连翘虽有较多栽培,但大多作为城市绿化和观赏树。目前,药材商品主要来源于野生资源,主要分布于秦岭山脉中部、东部和太行山西麓,呈丁字形分布。从连翘主产区资源和历史收购情况来看,山西省约占全国的40%,河南省占30%,陕西省占20%左右,其余主要分布于湖南、湖北、宁夏、甘肃、河北、山东、辽宁等省(区),近年来,我国除华南地区外,其他各地均有少量栽培[5-7]。
优质中药材种苗是提高药材产量、质量和用药安全性的根本保障。种苗质量标准化是确保中药材种苗质量、保证种苗安全性、提高药材质量和产量、保护国家中药材资源的重要途径。目前,绝大多数中药材种苗还未制定相应的质量标准,种苗质量参差不齐,严重影响中药材规范化栽培生产[8-10]。截至目前,连翘种苗尚没有统一的质量标准,不利于连翘的规范化种植。鉴于此,收集连翘主产区1年生、2年生种苗,测量地径、苗高、主根长、大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数等指标,并进行系统分级研究,为制定连翘种苗质量标准提供依据[11]。
2018年2—3月从河南省三门峡、洛阳,山西省长治、运城,陕西省商洛等连翘主产区收集1年生、2年生连翘种苗22个批次,每批不少于50株。所有种苗均经笔者鉴定为木犀科植物连翘[Forsythiasuspense(Thunb.) Vahl]。将收集到的种苗假植于背风处,用于种苗质量标准研究。种苗编号及产地见表1。
1.2.1 种苗的健康检查 观察种苗的完整程度、外观色泽、种苗病斑程度等,淘汰有病害的种苗。
1.2.2 种苗质量指标测定 每批次样品随机选取50株,分别对种苗地径、苗高、主根长、大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数进行测定。地径测定采用游标卡尺测量近地面2 cm处的直径, 精确至0.02 cm;苗高测定采用直尺量取主根基部至枝条顶端的长度,精确至0.1 cm;大于3 cm一级侧根数指从主根发出的大于3 cm的一级侧根数;根幅测定采用直尺测量2次,取其平均值,精确至0.1 cm;芽体数是指单个植株饱满芽体的个数。
应用Excel与SPSS 24.0 统计分析软件分别对种苗的地径、苗高、主根长、大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数等指标进行统计描述、相关性分析和K类中心聚类分析( K-means cluster)。最后,根据聚类分析结果并结合生产实际,按照最低定级原则即同一等级种苗的任一指标若达不到标准则降为下一级,制定连翘种苗质量分级标准[12]。
22个批次连翘种苗各指标测定结果见表2,统计描述与方差分析结果见表3。在收集的连翘种苗中地径、苗高、主根长、大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数等主要质量指标均达到了极显著差异水平(P<0.01),说明这些指标可以作为连翘种苗质量分级依据。各指标变异幅度分别为:地径0.118~1.700 cm、苗高1.3~76.6 cm、主根长3.0~40.0 cm、大于3 cm一级侧根数0~39条、根幅3.2~35.3 cm、芽体数3~126个。
由表4可见,测定的6个指标间相关性均达到显著水平,地径与苗高、主根长、大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数均呈极显著正相关;苗高与主根长呈显著正相关,与大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数均呈极显著正相关;主根长与大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数均呈极显著正相关;大于3 cm一级侧根数与根幅、芽体数呈极显著正相关;根幅与芽体数也呈极显著正相关。说明地径越大,其苗高越高、主根长越长、根幅越大、芽体数和大于3 cm一级侧根数越多。
表2 22个批次连翘种苗各质量指标的测定结果Tab.2 Quality testing results of 22 batches of Forsythia suspense(Thunb.) Vahl seedlings
表3 连翘种苗质量指标描述统计和方差分析Tab.3 Descriptive statistics and variance analysis of quality indicators of Forsythia suspense(Thunb.) Vahl seedlings
注:**、*分别表示在0.01、0.05水平差异极显著、显著。
Note: ** and * indicate that the difference is significant at 0.01 and 0.05 level,respectively.
表4 连翘种苗各指标间的相关系数Tab.4 Correlation coefficient between various indicators of Forsythia suspense(Thunb.) Vahl seedlings
注:**、*分别表示在0.01、0.05水平上极显著、显著相关。
Note: ** and * indicate that correlation is significant at 0.01 and 0.05 level,respectively.
对连翘种苗的地径、苗高、主根长、大于3 cm一级侧根数、根幅、芽体数 6 项主要指标的测定结果进行K类中心聚类分析,得到连翘种苗质量各分级指标的4个最终聚类中心,结果见表5。
由连翘种苗质量分级指标的方差分析结果(表6)可见,地径、苗高、主根长、根幅达到了极显著水平(P<0.01),大于3 cm一级侧根数、芽体数的差异水平不显著。F值从大到小依次为苗高>地径>根幅>主根长>芽体数>大于3 cm一级侧根数,可见,苗高、地径、根幅、主根长对种苗质量的影响较为显著。故将此4项作为连翘种苗的分级指标。
根据连翘种苗类间距离(表7)进行分析,第1类与第4类中心距离最大,第3类与第4类次之,然后是第2类与第4类,而第1类与第2类、第2类与第3类、第1类与第3类中心距离较小。可见,22个批次供试连翘种苗可分为4个质量等级。结合连翘种苗质量指标,将第4类定为Ⅰ级种苗,第3类定为Ⅱ级种苗,第2类定为Ⅲ级种苗,第1类定为Ⅳ级种苗。
表5 连翘种苗质量的K类中心聚类分析结果
表6 连翘种苗质量分级指标的方差分析Tab.6 Variance analysis results of grading standard of Forsythia suspense(Thunb.) Vahl seedlings
表7 连翘种苗质量指标最终聚类各类间中心距离
根据连翘种苗质量指标最终聚类中心和方差分析结果,划分连翘种苗质量等级标准,结果见表8,将地径、主根长、苗高、根幅4项指标作为分级标准,22个批次的连翘种苗分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级以及Ⅳ级不合格种苗,其中,Ⅰ级种苗占12.3%,Ⅱ级种苗占23.8%,Ⅲ级种苗占34.2%,Ⅳ级种苗占29.7%。
表8 连翘种苗质量分级标准
优良品种是药材质量稳定的基础。目前,我国中药材品种选育工作仍较落后,中药材种子种苗生产经营体系尚未建立,且其质量管理体系也不完善,监督管理缺位。中药材种子种苗标准化是一个系统工程,涉及具体标准的制定、育种工作的科学规划以及市场流通的管理等,这些都离不开行政管理部门强有力的推动[13-15]。
以往关于种苗质量标准的研究多集中于主要造林苗木,而中药材种苗质量标准的研究主要集中在草本植物,关于大多数中药材的种苗质量尚未制定国家标准。本研究通过测定22个批次连翘种苗的主要质量指标并进行K类中心聚类分析,将连翘种苗分为4个等级:Ⅰ级种苗地径≥0.81 cm,主根长≥19.6 cm,苗高≥61.5 cm,根幅≥19.4 cm;Ⅱ级种苗地径0.76~0.81 cm,主根长16.8~19.6 cm,苗高48.6~61.5 cm,根幅12.7~19.4 cm;Ⅲ级种苗地径0.58~0.76 cm,主根长16.4~16.8 cm,苗高43.2~48.6 cm,根幅11.5~12.7 cm;低于Ⅲ级为不合格种苗。在供试连翘种苗中Ⅰ级种苗占12.3%,Ⅱ级种苗占23.8%,Ⅲ级种苗占34.2%,建议市场采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级种苗。