魏民 韩正洲 许雷 李建领 池莲锋 刘三波
摘要 [目的]比较不同种质野菊植物学特征、产量及质量,为野菊优良品种选育提供依据。[方法]收集大别山不同县域6份野菊种质移栽至湖北阳新种质圃,观察物候期及形态特征,测定花期茎粗、株高、冠幅和产量,UPLC测定蒙花苷含量。[结果]不同种质野菊叶片大小、有无叶耳、茎颜色、是否被毛、花期等差異较大;6份种质花序直径、管状花盘直径、舌状花数量、管状花数量、舌状花长、舌状花宽、花柄长的变异系数分别为11.49%、18.76%、8.71%、14.72%、10.81%、27.43%、27.33%;6份种质中,湖北罗田单株花最多,安徽桐城百花干重最高,安徽桐城单株产量最高;河南潢川、安徽舒城、桐城蒙花苷含量不合格,安徽霍邱、湖北新洲、罗田蒙花苷含量合格,以湖北新洲含量最高。[结论]野菊植株形态特征和药材质量具有丰富多样性,湖北新洲和安徽霍邱种源可作为品种登记优先候选材料。
关键词 种质;野菊;植株形态;质量;产量;蒙花苷
中图分类号 S-682.1+1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)22-0174-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.22.043
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Analysis on the Cultivation Performance and Quality of Different Chrysanthemum indicum Germplasm
WEI Min HAN Zheng-zhou XU Lei1 et al
(1.China Resources Sanjiu Medical&Pharmaceutical Co., Ltd., Shenzhen,Guangdong 518110; 2. Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou,Guangdong 510006)
Abstract [Objective]To compare the botanical characteristics, yield and quality of different germplasm of Chrysanthemum indicum, so as to provide basis for the selection of excellent varieties.[Method]Six Chrysanthemum indicum germplasms from different counties of Dabie Mountain were collected and transplanted to the new species nursery of Yangxin in Hubei to observe the phenological period and morphological characteristics; the stem diameter, plant height, crown width and yield were measured at the flowering period, and the content of linarin was measured by UPLC. [Result]There were significant differences in leaf size, ear, stem color, coat and flowering period among different germplasm of Chrysanthemum indicum.The variation coefficients of inflorescence diameter, group diameter, number of lingual flowers, number of lingual flowers, length of lingual flowers, width of lingual flowers and total pedicels were 11.49%, 18.76%, 8.71%, 14.72%, 10.81%, 27.43% and 27.33% respectively.Among the six germplasm resources, Luotian in Hubei Province had the most flowers per plant; Tongcheng in Anhui Province had the highest dry weight of 100 flowers; Tongcheng in Anhui Province had the highest yield.The content of buddleoside in Huangchuan of Henan, Shucheng of Anhui and Tongcheng was unqualified, and the content of buddleoside in Huoqiu of Anhui, Xinzhou and Luotian of Hubei was qualified, and Xinzhou of Hubei had the highest content.[Conclusion]The plant morphological characteristics and quality of wild chrysanthemum have rich diversity, Xinzhou and Huoqiu provenances can be used as the priority candidate materials for variety registration.
Key words Germplasm;Chrysanthemum indicum;Plant morphology;Quality;Yield;Buddleoside
野菊(Chrysanthemum indicum L.)为菊科菊属多年生宿根草本植物,又名“苦薏”“路边黄”等,味苦、辛、凉,清热解毒、疏风散热,广布东北、华北、华中、华南及西南各地[1];其干燥头状花序野菊花(Chrysanthemi indici Flos)富含黄酮类、酚酸类、挥发油等物质[2-3],具有抗菌消炎、抗病毒等药理作用[4-5],是清热解毒类中成药和多种凉茶的主要原料。
野菊是一个多型性的种,有许多生态的、地理的或生态地理的居群,表现出体态、叶形、叶序、伞房花序式样以及茎叶毛被性等特征上的极大的多样性。马晓蓉[6]对54份不同地区野生野菊13个形态学性状进行形态多样性分析,表明不同地区野菊间存在较大形态学变异。野菊花含量测定结果亦表明,不同产地野菊花蒙花苷含量差异较大[7-9]。张鲜艳等[10]结合形态学性状和分子标记对12份不同地理居群野菊的遗传多样性进行了分析。越来越多研究表明,不同居群及同一居群不同野菊个体间均存在很大差异。
目前,对不同产地野菊的性状、含量、遗传多样性等研究较多,而对同一生境下不同种质栽培野菊花的研究较少,不能准确分离表型方差和环境方差,判断群体各性状变异程度。韩正洲等[11]基于植物代谢组学对栽培型和野生型野菊花的化学成分进行对比分析,但对不同种质野菊表观性状和产量没有进行研究,不能判断区分环境差异对不同种质野菊花生长的影响。为准确评价不同种质野菊表现型、产量和质量,该试验通过采集不同地区野生野菊种源进行同质园试验,评价同一生境下不同种质野菊适应性、产量和药材质量,筛选优异种质,为野菊新品种选育提供优良育种材料。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在湖北阳新野菊种质圃,试验地海拔100 m,年均温16.8 ℃,无霜期263 d,年均日照时数1 897.1 h,年均降雨量1 389.6 mm;土壤为红壤,基本理化性状为pH 5.83、有机质15.1 g/kg、全氮1.0 g/kg、有效磷6.54 mg/kg、速效钾141.24 mg/kg。
1.2 供试材料
收集湖北新洲、罗田、河南潢川、安徽霍邱、舒城、桐城6份野生野菊,经南京农业大学郭巧生教授鉴定为菊科植物野菊(Chrysanthemum indicum L.),種植于湖北阳新野菊种质圃,每个种植面积20 m 株行距50 cm,常规管理。
1.3 测定指标、方法
1.3.1
表观性状。①叶,每个种质随机选择15株,观察叶形、叶片分裂程度、叶耳等。②茎,每个种质随机选择15株,观察茎色、柔毛、直立、匍匐等,测量茎粗、株高、冠幅。③花,每个种质随机选择15株,观察花期、花色,每株选取开放70%头状花序一个,测量花序直径(ID)、管状花盘直径(DTF)、舌状花长(LRF)、舌状花宽(WRF)、花柄长(LS),记录舌状花数量(NRF)、管状花数量(NTF)。
1.3.2
产量测定。每个种质随机选择15株,记录单株花朵数,称量百花干重,统计单株产量。
1.3.3
含量测定。采用UPLC法测定不同种质野菊蒙花苷含量[12]。
1.4 统计分析
试验数据为均值±标准差表示。利用Excel 2010和SPSS 20.0软件对试验数据进行处理及统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同种质野菊表观性状比较
从表1和图1~2可以看出,同一生境下不同种质野菊有各自典型植物形态特征,主要表现为叶形、叶耳有无、茎色、毛被性、花期等的多样性。不同种质野菊叶形为卵形或阔卵形,叶裂深裂;其中,湖北新洲和罗田种质无叶耳,直立茎绿色,无柔毛;河南潢川、安徽桐城种质有叶耳,直立茎紫色、无柔毛;安徽霍邱、舒城种质亦均有叶耳,直立茎有柔毛,霍邱种质茎绿色,舒城种质茎紫色。不同种质野菊花期差异较大,以湖北新洲种质开花最早,在10月24日;安徽舒城种质开花最晚,在11月7日。
2.2 不同种质野菊株高、冠幅、茎粗比较
从表2可以看出,野菊植株高度可达130 cm、冠幅可达100 cm、基茎在1 cm以上。对比不同种质野菊发现,安徽舒城基茎最粗,达12.51 mm,湖北新洲基茎最细,仅8.60 mm;不同种质野菊株高、冠幅也存在明显差异,一般株高越高,冠幅越大,说明这些农艺性状可以作为鉴别不同种质野菊的参考指标。
2.3 不同种质野菊花性状参数比较
不同种质野菊花性状参数统计分析(表3)表明,各种质野菊花性状变异程度较大。其中舌状花数量(NRF)在17.53~22.60个,变异系数最小,为8.71%,管状花数量(NTF)在102.00~149.13个,变异系数为14.72%;野菊花序直径(ID)一定程度上影响野菊花产量,6个野菊种质中,花序直径变异系数为11.49%,以安徽桐城野菊花序直径最大,达1.63 cm;变异系数较大的为舌状花宽(WRF)和花柄长(LS),分别为27.43%和27.33%;多重差异检验表明野菊种间存在显著差异,但情况不一。
2.4 不同种质野菊产量比较
野菊单株产量构成因素由单株花朵数和单花重构成。从表4可以看出,不同种质野菊单花重、单株花朵数有一定差异。就单株花朵数看,湖北罗田单株花朵数最多,达1 572.7个,安徽霍邱单株花朵数最少,仅为1 217.3个,较罗田野菊单株低355.4个,差异显著;就百花干重看,安徽桐城的百花干重显著高于其他种质,达1.15 g,这与安徽桐城的花序直径最大一致;就单株产量而言,安徽霍邱野菊产量最低,为12.3 g,安徽桐城野菊产量最高,为16.0 g,较霍邱提升30.1%。
2.5 不同种质野菊蒙花苷含量比较
该试验采用UPLC法测定不同种质野菊中蒙花苷含量,具体结果见图 依据中国药典标准,湖北新洲、罗田及安徽霍邱蒙花苷含量均大于8.00 mg/g,以新洲含量最高(为22.05 mg/g),较其他种质差异显著;河南潢川、安徽舒城和桐城3个野菊种质蒙花苷含量较低,不符合中国药典标准,不适宜推广种植。
3 结论与讨论
3.1 野菊种质资源形态多样性
种质资源形态多样性研究是利用形态学或表型性状来检测遗传变异的最直接也是最简便易行的方法,已在大豆、蔬菜、水果等农作物及药用植物中广泛应用[13-17],尤其是当要求在短期内对变异性有所了解或在其他生化方法无法开展时利用形态学性状来估测变异是最现实的方法[18]。现已了解野菊属于广布种,全国大部分地区均有分布,其形态多样性受生态环境和遗传因素双重影响。该试验在同一生境下观察、研究不同种质野菊,发现同一物种不同类型在叶形、茎色、花期、头状花序大小、管状花数目、舌状花长宽等方面存在较大的差异,这些差异可能是长期适应环境的结果,也可能受遗传因素影响。
该研究发现,在河南、安徽、湖北等较小范围内,存在较大差异的形态变异,其花性状参数的变异程度大部分都在10.00%以上,最高达到27.43%,这种野菊种质多样性为选育优质适栽品种提供了良好的物质基础;但该研究未比较不同种质野菊叶片超微结构、花粉粒形态,也未对不同种质野菊叶表皮气孔、腺体和表皮毛进行研究,不了解野菊内部构造有无差异,这些差异与遗传是否有相关性,需进一步研究。
3.2 野菊花优良种质筛选与评价
优良的品种是药材质量稳定的基础,直接影响中药系列产品的质量和疗效,是中药材规范化生产的保证[19]。系统选育是品种选育的有效方法[20],在药用植物中有最广泛的应用[21-23]。谭素娥等[24]对22份菊属植物自交特性及后代性状分析发现泉水野菊、成都野菊、狼山野菊等自交不亲和,生殖器官特性发生衰退;《中国植物志》等亦指出不同种野菊、甘菊在共同分布区内有杂交现象的发生[25-26]。
该试验以湖北、安徽、河南3省收集的野菊种质为研究对象,对比分析不同种质野菊农艺性状、产量和蒙花苷含量
差异。依据药典标准,湖北新洲、罗田和安徽霍邱为合格种质,结合产量和花期采摘因素,湖北新洲(早花型,10月24日)和安徽霍邱(晚花型,11月5日)野菊种质可作为品种登记优先候选材料,开展系统选育工作。
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