不同种源青钱柳叶片次生代谢物含量及优良单株选择

占志勇，罗成凤，颜 聪，刘 蕾

（1.江西省林业科学院，江西 南昌 330013；2.江西省林业资源监测中心，江西 南昌 330046；3.赣州市林业发展服务中心，江西 赣州 341000）

青钱柳（Cyclocarya paliurus）被誉为“植物界的大熊猫”“医学界的第三棵树”，为胡桃科（Juglandaceae）青钱柳属（Cyclocarya）植物，是我国特有的珍稀植物，其树形优美、树干通直饱满、果序似一串串铜钱[1-3]，叶片还具有丰富的次生代谢物和矿物质元素，对人体具有良好的保健功效[4-6]。青钱柳是一种集保健、材用和观赏等价值于一身的优良树种，开发利用前景广阔。在我国，青钱柳广泛分布于南方多个省份，自然分布在人迹罕至的高海拔山区，且呈现出零星分布的特点[7]。天然群落中单株数量较少，一般仅有30～60株，受到人为干扰较少，具有丰富的地理遗传多样性。目前，关于青钱柳的研究报道多集中在其叶片中次生代谢物质种类、含量及功能结构等方面[8-10]，对其种源评价及良种选育的研究较少，仅南京林业大学方升佐教授团队在该方面具有良好的研究基础[2,6]。本文以青钱柳15个地理种源为研究对象，分析其叶片中总黄酮及粗多糖含量差异，初步评选具有较高药用价值的优良单株，从而为后续优良无性系选育工作奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试的青钱柳15个地理种源分别来自湖南、广东、江西、贵州、湖北（表1），于2014年年底分别收集保存在九江市修水县何市镇和赣州市国家森林示范园内。

表1 参试的青钱柳地理种源Tab.1 The provenances of C.paliurus in test forests

1.2 试验方法

2019年9月分别于江西省九江市修水县何市镇及赣州市国家森林示范园区采集青钱柳叶片样品。采样时，每个种源内随机抽取5株长势良好的单株，分别在树冠中上部外围、内膛、下部采集3片叶子作为该种源样品并标记编号。

青钱柳叶片中总黄酮、粗多糖含量分别参照杨勇等[11]的方法进行检测。

各青钱柳种源的改良潜力参照田力等[12]的方法进行测算。

1.3 数据分析

数据分析采用Excel、SPSS 19.0软件进行。

2 结果和分析

2.1 不同种源青钱柳叶片中总黄酮含量

对不同地理种源青钱柳各采集部位叶片中的总黄酮含量进行检测，结果（表2）显示两个采集地各种源中上部叶片总黄酮含量均值分别为21.92 mg·g-1、21.82 mg·g-1；下部叶片总黄酮含量均值分别为20.29 mg·g-1、19.94 mg·g-1；内膛叶片总黄酮含量均值分别为19.16 mg·g-1、19.00 mg·g-1。且结果表明在青钱柳各种源中均是树冠中上部叶片中的总黄酮含量最高，其次为下部叶片，居末的是内膛叶片。其中，各种源中上部叶片总黄酮含量最高的为九江市修水县采集的2号种源（万年），总黄酮含量达到24.38 mg·g-1；同时该种源下部叶片中的总黄酮含量在所有种源中也表现最好，达到了22.52 mg·g-1。方差分析结果显示各种源不同采集部位叶片中总黄酮含量之间存在显著差异（P＜0.05）。此外，供试15个地理种源无论树冠中上部、内膛还是下部叶片中总黄酮含量均值均以九江市修水县表现优于赣州市国家森林示范园的叶片样品，该结果表明青钱柳在九江市修水县何市镇栽植时其叶片中总黄酮含量高于在赣州市栽植，可能是由于两地的生境条件和林分抚育水平差异所致。

比较各地理种源在九江市和赣州市的综合表现，结果发现各种源间叶片总黄酮含量均存在显著差异（P＜0.05）。15个供试种源叶片中总黄酮平均含量为20.36 mg·g-1；其中8个种源叶片中总黄酮含量高于均值，占比53.33%，其中江西省5个、湖南省2个、湖北省1个。15个种源中，以2号种源叶片中总黄酮含量最高，达到22.04 mg·g-1，较均值高8.25%，较含量最低的8号种源（韶关）高17.74%。

2.2 不同种源叶片中粗多糖含量

青钱柳叶片中总黄酮、粗多糖等次生代谢物能明显降低血糖、尿糖，还具有防癌和抗肿瘤的功效[13-14]。通过对不同种源树冠中上部叶片粗多糖含量进行检测（表3），结果发现九江市和赣州市采集的15个地理种源叶片中粗多糖平均含量为21.44 mg·g-1，且九江市和赣州市采集的15个种源叶片中粗多糖平均含量分别为22.21 mg·g-1、20.67 mg·g-1。其中2号种源叶片中粗多糖含量最高，达到23.83 mg·g-1；其次为4号种源，为23.37 mg·g-1；随后为1号种源，为22.95mg·g-1；分别较均值高出11.15%、9.00%、7.04%。

表2 不同种源青钱柳叶片中总黄酮含量/mg·g-1Tab.2 The content of total flavonoids in leaves of C.paliurus among the different provenances/mg·g-1

表3 不同种源青钱柳叶片中粗多糖含量/mg·g-1Tab.3 The content of crude polysaccharide in leaves of C.paliurus among the different provenances/mg·g-1

2.3 不同种源的改良潜力

分别计算各种源树冠中上部叶片中的总黄酮及粗多糖的改良潜力（表4）。结果显示供试的15个青钱柳地理种源叶片中总黄酮及粗多糖的平均改良潜力分别为8.19%、6.91%，且在各种源间存在显著差异（P＜0.05）。

改良潜力代表在育种过程中可以把相应指标含量提高的潜力[15]。10号种源（张家界）总黄酮含量指标的改良潜力达到13.65%，高出均值66.67%；其次为3号种源（宜丰），达到12.58%，较均值高出53.6%；第三是1号种源（修水），达到11.55%，高出均值41.03%。2号种源（万年）粗多糖含量指标的改良潜力高达21.43%，其改良潜力最大，较均值高出210.13%；其次为1号种源，粗多糖含量的改良潜力达到11.75%，高出均值70.04%；第三是1号种源，改良潜力为11.30%，高出均值63.53%。

2.4 优良单株评价筛选

以九江市和赣州市采集的150株青钱柳单株的总黄酮（平均含量20.36 mg·g-1、改良潜力8.19%）、粗多糖（平均含量21.44 mg·g-1、改良潜力6.91%）为基准，分别以单株中上部叶片总黄酮含量高出基准7%且所属种源改良潜力高出供试种源均值50%、叶片粗多糖含量高出基准8%且所属种源改良潜力高出供试种源均值70%为标准评选优良单株。初步获得优良单株67株，入选率44.7%；其中高黄酮含量优株38株、高多糖含量优株29株（表5）。

表4 各指标不同种源中的改良潜力/%Tab.4 The improvement potential of each indicator among the different provenances/%

表5 基于叶主要活性物质进行单指标选择的青钱柳药用优株Tab.5 Selected elite trees of single-target based on contents of main bioactive substances in leves of C.paliurus

3 结论和讨论

青钱柳是我国特有的单种属植物，其叶片中富含多种次生代谢物及铁、锰、锌、硒等矿物质元素，对人体健康具有良好的保健功效，其中黄酮化合物和多糖能有效降低人体中的血糖和尿糖。目前市场上青钱柳主要以茶产品居多，研究表明9月采摘青钱柳叶制茶其黄酮含量较多[16]。本研究对不同种源植株树冠中上部、内膛及下部叶片在9月时的总黄酮含量进行了检测，结果发现树冠中上部叶片中的总黄酮含量明显高于内膛、下部叶，且三者间存在显著差异，该结果为青钱柳叶用林培育宜采用矮冠、提供充足光照、保持内膛通风透光等管护措施提供了科学依据。本研究通过对比15个青钱柳种源分别在九江与赣州栽植时叶片中总黄酮的含量发现，栽植在九江市的青钱柳树冠不同部位叶片中总黄酮平均含量均比栽植在赣州市对应部位叶片中总黄酮含量要高。表明栽植地生境条件的不同能影响到青钱柳叶片中总黄酮含量；九江市青钱柳各种源叶片中的粗多糖平均含量也高于赣州市，因此在选择青钱柳造林地时要尤为注意选择适宜的生境条件。

改良潜力代表在育种过程中可以把相应指标含量提高的潜力[15]。所有供试种源叶片总黄酮的平均改良潜力为8.19%，其中张家界种源总黄酮含量的改良潜力最高，为13.65%、最低的仅为4.20%；粗多糖含量平均改良潜力为6.91%，最高可达21.43%、最低仅为2.22%；且各种源间均存在显著差异。因此在青钱柳选择育种时应当充分考虑其丰富的地理遗传多样性和种内个体间的遗传多样性。综合考虑总黄酮、粗多糖含量及改良潜力，初步评选出优株67株，其中高黄酮含量的38株、高多糖含量的29株，为后续开展青钱柳优良无性系选育提供了基础。