穿龙薯蓣根茎数量性状及其相关性分析

秦佳梅，陈科潮，宋金枝

穿龙薯蓣（Dioscorea nipponicaMakino.）主产于东北和华北，华中及四川、陕西、甘肃、山东等地也有分布，常生于山野林下，其根状茎圆柱形、骨质坚硬、皮层纸状剥脱、在地下约10 cm 深横走［1］.根茎入药，生药称穿山龙，有治疗风湿、类风湿性关节炎［2］、保护肝脏不受损伤［3］、抑制癌细胞的增值和扩散［4］、抗糖尿病［5］等作用.是生产治疗心血管疾病药物的主要原料，如“穿龙冠心宁”和“地奥心血康”.还用于提取皂素生产甾体激素类药物，治疗毒血症、阿狄森氏病、红斑狼疮、哮喘、血液病和女性卵巢功能不全、性功能发育不良等症［6］.近年来，由于生存环境的破坏和人类的大量采挖，穿龙薯蓣野生资源已接近濒危状态，现已被列为国家二级保护植物［7］.野生资源生长环境差异较大，地上部位的生长发育对地下存在相关性，根茎作为入药器官，本文仅研究根茎的数量性状特征与药材产量的相关性，以栽培材料为测试对像，可为穿龙薯蓣合理高效生产提供可靠的理论依据.

1 材料与方法

1.1 供试材料

采集地点是位于吉林通化的集安市财源镇，在栽培的穿龙薯蓣三年生地块，于秋季植株休眠后，随机采挖，选择30株根茎长势不一的穿龙薯蓣根茎作为供测定样本，并按1～30编号.

1.2 研究方法

穿龙薯蓣根茎上生有须根、芽苞，外被褐色栓皮.根茎的数量构件应包括根茎的分支、分支长、根茎长、根茎直径、根茎质量以及须根长、须根质量和芽苞的相关指标.鉴于本材料为栽培的，经观测生于根茎上须根的长度和根茎的长度较为均匀，只对根系的质量作为数量指标进行测定.而栓皮未出现剥离生长现象（即紧贴于根茎），不作单独测定.分支也因生长年限短，生长量不大，也只测分支数量.而芽苞则因处于休眠期，较小，不宜分离测定.因此，穿龙薯蓣根茎的数量特征包括根茎的分支数、直径（最大直径）、鲜重和干重、须根重，参照文献方法测量［8-10］.再将穿龙薯蓣根茎切成小段装进写好编号的纸袋.于鼓风干燥箱中120 ℃下30 min 后再于80 ℃下烘干至恒重.

1.3 数据统计

对所得到的所有有效数据用Excel软件进行统计分析.应用线性函数、对数函数、幂函数和指数函数中相关性最高的函数作为定量描述模型［11］.

2 结果与分析

2.1 穿龙薯蓣根茎的数量特征

穿龙薯蓣根茎的构件包括须根、主根茎、侧根茎（分支）、芽苞.供试样本的数量性状主要包括根茎的分支数、直径、鲜重和干重、须根重.样本各性状指标数据经统计得到的最小值、最大值及平均值、标准差等分析结果如表1 所示，变异系数如表2所示.

表1 穿龙薯蓣根茎构件的数量特征统计表

表2 穿龙薯蓣根茎构件的变异系数统计表 %

从表1 和表2 可以看出，穿龙薯蓣根茎实际范围最大的是根茎的鲜重，最大值与最小值差达110 g.根茎鲜重和根茎干重的标准差分别为31.29、12.99，表明根茎鲜重的绝对变异为根茎数量指标中最大的，其次为穿龙薯蓣根茎的鲜重.根茎直径变异系数为25.20%，是根茎数量性状中相对变异最小的指标.相对变异最大的是须根重，变异系数达70.51%.其次为根茎鲜重和根茎干重变异系数分别达55.28%和54.92%.

2.2 穿龙薯蓣根茎数量指标之间的相关性分析

（1）穿龙薯蓣根茎直径与鲜重、干重的相关关系.穿龙薯蓣根茎直径与根茎鲜重、干重密切相关，可用相关程度最佳的指数函数关系描述，拟合曲线和观测值如图1所示.

图1 穿龙薯蓣根茎直径与鲜重、干重的拟合曲线（n=30）

从图1 可以看出，确定系数分别为0.437 3、0.431 5，相关性达极显著水平（P＜0.001，R2＞0.34）.表明穿龙薯蓣根茎鲜重、干重随着根茎直径的加大呈指数函数的关系异速增长.

（2）穿龙薯蓣须根重与根茎鲜重、干重的关系.穿龙薯蓣须根重和根茎鲜重、干重的关系呈对数函数关系，如图2所示.

图2 穿龙薯蓣须根重与根茎鲜重、干重的拟合曲线（n=30）

从图2 可以看出，随着须根重量的增加，穿龙薯蓣根茎鲜重、干重呈指数函数增长，表现出异速增长规律.R2分别为0.559 8、0.593 9（P＜0.001，R2＞0.34），表明穿龙薯蓣须根重对根茎鲜重和干重的影响达极显著水平.

（3）穿龙薯蓣根茎鲜重和干重的关系.穿龙薯蓣根茎鲜重与干重的拟合曲线如图3所示.

图3 穿龙薯蓣根茎鲜重与干重的拟合曲线（n=30）

从图3可以看出，穿龙薯蓣根茎鲜重和干重的相关关系为指数函数关系，R2=0.873 9，达极显著.穿龙薯蓣根茎干重随鲜重呈指数函数增长，表现出异速增长规律.且遗传因子的控制水平达87.39%，仅有12.61%是因环境因子控制的.

3 结论与讨论

3.1 穿龙薯蓣根茎的数量指标特征

本项目实验材料为栽培的，根茎生长年限一致，对探究根茎的数量指标与根茎产量的关系误差较小，但由于根茎长度、须根长度较均匀，根茎的分支生长量也较小.因此未将这几项列入根茎数量性状中.穿龙薯蓣根茎群体中存在丰富的变异，供检测样本在测定的数量指标中，须根重＞根茎鲜重＞根茎干重＞根茎分支数＞根茎直径.须根作为水分和营养的主要吸收器官，其良好生长直接影响其他器官的生长发育，在栽培生产中选择土质疏松并施足有机肥耕作，使根系在疏松肥沃的耕层中良好生长［12］，从而为穿山龙药材产量的提高提供前提条件.根茎上每一分枝的先端都有向外窜生的生长点，对穿龙薯蓣根茎产量的增长潜在影响力较大，根茎的分支能力强弱对根茎产量形成具有很大的选择潜力［13］.

3.2 穿龙薯蓣根茎的数量指标相关性

穿龙薯蓣根茎直径与根茎干重、鲜重之间，生于根茎上的须根重与根茎干重、鲜重之间密切相关，相关程度最佳分别为指数函数、对数函数关系.根茎的干重和鲜重之间也表现出指数函数相关特性.说明作为穿龙薯蓣经济产量的植株根茎干重（或鲜重）随着植株根茎直径的增加呈指数函数形式异速增长规律，随着根茎上须根数量的增长以对数函数关系异速增长.与鲜重的增长呈指数函数异速增长.函数关系的确定系数R2值表明，增长的规律均受遗传因子和环境因素双重控制，同时也体现出各构件生长因环境影响而具有生态可塑性.