山豆根四倍體優(yōu)良株系的綜合評(píng)價(jià)

鄧傳華 梁瑩 李林軒 蔡錦源 梁穎 楊振德 韋坤華

摘要：【目的】分析山豆根四倍體株系與二倍體株系間的生長(zhǎng)發(fā)育及其有效成分差異，為山豆根優(yōu)良種質(zhì)的選育提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳?0個(gè)四倍體株系和1個(gè)二倍體株系的3年生山豆根為材料，分別從農(nóng)藝性狀（株高、莖粗、葉面積和根干重等）、生理生化[可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性]、內(nèi)源激素[脫落酸（ABA）、油菜素（BR）、赤霉素（GA）、茉莉酸甲酯（JA-ME）和玉米素（Z）]、苦參堿和氧化苦參堿含量等多角度檢測(cè)及評(píng)價(jià)其生長(zhǎng)與品質(zhì)狀態(tài)，并進(jìn)行因子分析，綜合評(píng)價(jià)出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的山豆根株系。【結(jié)果】在山豆根四倍體株系中，A-66株系長(zhǎng)勢(shì)最好，其株高（208.60 cm）和根干重（138.59 g）均顯著大于其他株系（P<0.05，下同）;苦參堿含量最高的是A-96株系（0.6639 mg/gDW），氧化苦參堿及其與苦參堿總含量最高的是D-37株系（30.6366和31.1986 mg/gDW）。山豆根四倍體藥用有效成分中的苦參堿含量與其株高和莖粗呈正相關(guān)，而氧化苦參堿含量與其株高和莖粗呈負(fù)相關(guān)。根據(jù)因子分析結(jié)果可知，綜合評(píng)分最高的為A-66株系（99.13分），其次是C-16（89.99分）、B-309（84.65分）和A-96株系（80.90分），其余株系的綜合評(píng)分均未達(dá)80.00分，二倍體株系的綜合評(píng)分最低（53.71分）?！窘Y(jié)論】山豆根四倍體株系A(chǔ)-66、C-16、B-309和A-96的綜合得分均高于80.00分，即其品質(zhì)較優(yōu)，可作為優(yōu)良品種選育對(duì)象進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞： 山豆根;四倍體;農(nóng)藝性狀;生理指標(biāo);有效成分

中圖分類號(hào)： S567.19? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2019）11-2401-09

Comprehensive evaluation of tetraploid strains of Sophora tonkinensis Gagnep.

DENG Chuan-hua1，2， LIANG Ying3， LI Lin-xuan3， CAI Jin-yuan4，

LIANG Ying5， YANG Zhen-de2， WEI Kun-hua3*

（1Guangxi Forest Inventory and Planning Institute， Nanning? 530011， China; 2Forestry College， Guangxi University， Nanning? 530004， China; 3Guangxi Key Laboratory of Medicinal Resources Protection and Genetic Improvement， Guangxi Botanical Garden of Medicinal Plant， Nanning? 530023， China; 4Lushan College of Guangxi University of Science and Technology， Liuzhou， Guangxi? 545616， China; 5Ruikang Hospital Affiliated to Guangxi University of Traditional Chinese Medicine， Nanning? 530001， China）

Abstract：【Objective】The differences of growth， development and active components between tetraploid and diploid strains of Sophora tonkinensis Gagnep. were analyzed. It provided a theoretical basis for the selection of excellent germplasm of S. tonkinensis. 【Method】Ten tetraploid strains and one diploid strain of three-year-old S. tonkinensis were used as materials. The agronomic traits（plant height， stem diameter， leaf area and root dry weight， etc.）， physiological and biochemical characteristics[soluble sugar， soluble protein， malondialdehyde（MDA） content， superoxide dismutase（SOD） and peroxidase（POD） activity]， endogenous hormones[abscisic acid（ABA）， brassinolide（BR）， gibberellin（GA）， methyl jasmonate（JA-ME） and Zeatin（Z）]， matrine and oxymatrine contents were used to detect and evaluate their growth and quality. Then， the factor analysis was carried out to comprehensively evaluate the high-yield and high-quality strains of S. tonkinensis. 【Result】The A-66 strain had the best growth， and its plant height（208.60 cm） and root dry weight（138.59 g） were significantly higher than other strains（P<0.05，the same below）. The highest content of matrine was found in A-96 strain（0.6639 mg/gDW）， and the strain with the highest content of oxymatrine and the total content of oxymatrine and matrine was D-37 strain （30.6366 and 31.1986 mg/gDW respectively）. The content of matrine was positively correlated with plant height and stem diameter， while the content of oxymatrine was negatively correlated with plant height and stem diameter. According to the factor analysis： the highest comprehensive score was a-66（99.13）， followed by C-16（89.99）， B-309（84.65） and A-96（80.90）. The others were not up to 80.00， and the lowest was diploid（53.71）. 【Conclusion】The comprehensive scores of tetraploid strains A-66， C-16， B-309 and A-96 of S. tonkinensis are higher than 80.00 points， which indicate that the tetraploid strains of S. tonkinensis are superior in quality and can be used as the breeding objects of fine varieties for further research.

Key words： Sophora tonkinensis Gagnep.; tetraploid; agronomic traits; physiological index; active components

0 引言

【研究意義】山豆根為豆科植物越南槐（Sophora tonkinensis Gagnep.）的干燥根和根莖，味苦，性寒，具有清熱解毒和消腫利咽的功效（國(guó)家藥典委員會(huì)，2015），臨床上常用于治療咽喉腫痛（聶安政等，2018）。近年來，由于山豆根藥材市場(chǎng)需求量的增長(zhǎng)而導(dǎo)致盲目采挖，加之山豆根分布區(qū)域較窄，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求較苛刻，致使其野生資源銳減（檀龍顏和馬洪娜，2017）。為解決這一供需矛盾，已有學(xué)者采用人工栽培方式以擴(kuò)大藥源，但在人工栽培中發(fā)現(xiàn)山豆根在開花結(jié)莢期存在嚴(yán)重的病蟲害問題，且種子成熟時(shí)易自然脫落，甚至出現(xiàn)種子種性退化等現(xiàn)象，導(dǎo)致栽培的山豆根藥材產(chǎn)量低、品質(zhì)差（林楊，2014;檀龍顏和馬洪娜，2017）。為拓寬山豆根種質(zhì)資源，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的山豆根新品種，本課題組通過秋水仙素成功誘導(dǎo)獲得山豆根四倍體（Wei et al.，2018）。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行山豆根四倍體株系的產(chǎn)量及品質(zhì)評(píng)價(jià)，可為篩選出品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高的山豆根四倍體新品種提供重要依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】至今，已有大量學(xué)者利用組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)山豆根進(jìn)行相關(guān)研究（李林軒等，2012;Wei et al.，2013;檀龍顏和馬洪娜，2017），成功培育出一大批試管苗，并進(jìn)行大面積的大田推廣栽培，但在山豆根繼代過程中常出現(xiàn)分化能力和生長(zhǎng)能力下降等問題（劉波等，2015），因此篩選出優(yōu)質(zhì)山豆根品種，建立穩(wěn)定的快繁體系，提高人工栽培山豆根產(chǎn)量已迫在眉睫。已有研究表明，多倍化或全基因組加倍驅(qū)動(dòng)植物進(jìn)化與環(huán)境適應(yīng)性，多倍體植物與二倍體祖先種相比具有更強(qiáng)的逆境脅迫抵御能力（白英豪等，2018），如四倍體擬南芥、四倍體柑橘和六倍體小麥的耐鹽性均明顯強(qiáng)于對(duì)應(yīng)的二倍體植株，與二倍體相比，多倍體植物能在環(huán)境脅迫下較好地維持組織和細(xì)胞內(nèi)的鉀鈉平衡（Liu et al.，2018）。汪珍春等（2012）通過對(duì)比人工栽培一年生何首烏同源四倍體在塊根產(chǎn)量和品質(zhì)方面的差異，發(fā)現(xiàn)何首烏多倍體塊根重顯著提高，其有效成分二苯乙烯苷產(chǎn)量顯著高于二倍體株系。鑒于藥用植物的特殊性，無論何種用途，對(duì)其成分穩(wěn)定性的要求均較糧食和香料等植物高，藥用植物的倍性變化通常導(dǎo)致其次生代謝產(chǎn)物含量的變化。藥材活性成分含量是評(píng)價(jià)藥材質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一（段英姿和客紹英，2015），因此需要通過適當(dāng)?shù)貦z測(cè)篩選以獲得藥用成分量增加的個(gè)體并培育成為新的品種（何韓軍等，2010）。迄今為止，人工誘導(dǎo)多倍體在植物特別是藥用植物育種方面已得到廣泛應(yīng)用，并取得一定進(jìn)展，在決明（丁如賢等，2007）、三七（王朝梁等，2007）、黃芪（張利珍和李前忠，2010）、何首烏（黃和平等，2013）、柴胡（莊云等，2013）、白術(shù)（易思榮等，2014）、桔梗（韓盼盼等，2015）和太子參（何綠洪等，2017）等藥用植物上均進(jìn)行了多倍化嘗試?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】至今，關(guān)于山豆根優(yōu)良品種培育方面的研究在國(guó)內(nèi)外鮮見報(bào)道，雖然本課題組攻克了山豆根四倍體人工誘導(dǎo)技術(shù)，并獲得四倍體植株，但針對(duì)人工選育后山豆根四倍體生長(zhǎng)及其有效成分的研究鮮見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以11個(gè)山豆根組培快繁的三年生不同株系為試驗(yàn)材料，分別從農(nóng)藝性狀、生理生化、內(nèi)源激素、苦參堿和氧化苦參堿含量等多角度檢測(cè)及評(píng)價(jià)其生長(zhǎng)與品質(zhì)狀態(tài)，比較不同株系山豆根間的差異，為山豆根優(yōu)良種質(zhì)的選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

選取11個(gè)不同株系三年生山豆根材料（組培苗由廣西藥用植物園離體庫生產(chǎn)及馴化，一年后移栽至廣西藥用植物園試驗(yàn)田），分別編號(hào)為2n（CK）、A-2、A-58、A-66、A-96、B-309、B-76、B-98、C-16、D-37和D-103，其中2n（CK）為二倍體株系，是生產(chǎn)上常用的株系，其余株系均為對(duì)二倍體植株進(jìn)行人工誘導(dǎo)獲得的四倍體株系。山豆根藥材采收前每個(gè)株系隨機(jī)選取5株植株（避開邊緣），采集葉片為主莖上從上往下第3層復(fù)葉的第3對(duì)葉片，每個(gè)株系共采集15片葉子，放入裝有冰袋的泡沫箱中，低溫帶回實(shí)驗(yàn)室，將采集到的各株系不同植株葉片混合并剪碎，用于生理生化和內(nèi)源激素指標(biāo)測(cè)定;采集山豆根的根部洗凈、烘干至恒重，用于有效成分測(cè)定。

聚乙烯吡咯烷酮、磷酸、愈創(chuàng)木酚、牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)液和ELISA激素試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司，苦參堿標(biāo)準(zhǔn)品（Solarbio，批號(hào)M813523）和氧化苦參堿標(biāo)準(zhǔn)品（Solarbio，批號(hào)A111285）購自天津萬象恒源科技有限公司，30%過氧化氫、2，4-二硝基苯肼、蒽酮、2-酮戊二酸、DL-天冬酸、氫氧化鈉、丙酮酸標(biāo)準(zhǔn)液、三氯乙酸、95%乙醇、硫代巴比妥酸、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液、硫酸和考馬斯亮藍(lán)染液G-250均為市售分析純?cè)噭?。主要儀器設(shè)備：752N紫外分光光度計(jì)（上海儀電分析儀器有限公司）、Agilent 1260 Infinity液相色譜儀、FA2004型電子天平（上海舜宇恒平科技儀器有限公司）、移液槍（Eppendorf公司）、HR/T20M臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)（湖南赫西儀器裝備有限公司）、INFINITE 200 PRO酶標(biāo)儀（Tecan Au-stria Gmbh Untersbergstr）、HH-S數(shù)顯二孔恒溫水浴鍋（金壇市醫(yī)療儀器廠）等。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 農(nóng)藝性狀測(cè)量 株高：為植株主莖最大高度。莖粗：用游標(biāo)卡尺測(cè)定植株離地面1～2 cm處的莖基部直徑。葉面積：小葉長(zhǎng)×小葉寬（用游標(biāo)卡尺測(cè)量主莖從上往下第3層復(fù)葉的第3對(duì)葉片的長(zhǎng)度和寬度）。復(fù)葉：測(cè)量頂芽下第3層復(fù)葉，用直尺測(cè)量復(fù)葉基部到頂葉的總長(zhǎng)及最長(zhǎng)一對(duì)小葉。根干重：取回山豆根后用自來水仔細(xì)清洗，吸水紙吸干后，烘箱65 ℃烘至恒重，稱重。

1. 2. 2 主要生理生化特性測(cè)定 參考鄒琦（2000）的方法，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）反應(yīng)法測(cè)定;參考李合生（2000）的方法，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）比色法測(cè)定，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定。以上各項(xiàng)指標(biāo)均采用鮮樣進(jìn)行測(cè)定，每處理3次重復(fù)。

1. 2. 3 內(nèi)源激素含量測(cè)定 脫落酸（ABA）、油菜素（BR）、赤霉素（GA）、茉莉酸甲酯（JA-ME）和玉米素（Z）含量均按ELISA試劑盒使用說明進(jìn)行測(cè)定，試劑盒使用時(shí)需在弱光下進(jìn)行操作。

1. 2. 4 有效成分含量測(cè)定 山豆根有效成分苦參堿和氧化苦參堿含量參考《中華人民共和國(guó)藥典》（2015版）中的方法進(jìn)行測(cè)定。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理，以SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan?s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同株系山豆根農(nóng)藝性狀差異比較

由表1可知，不同四倍體株系與二倍體株系相比，A-58、A-66、A-96、B-309和C-16株系的株高顯著高于二倍體株系（P<0.05，下同），A-96、B-309和C-16株系的莖粗顯著大于二倍體株系，A-66、C-16和D-37株系的根干重顯著高于二倍體株系;大部分四倍體株系的葉片厚度、葉面積、小葉長(zhǎng)、小葉寬、復(fù)葉長(zhǎng)及復(fù)葉寬與二倍體株系差異不顯著（P>0.05，下同），尤其是不同株系間的小葉寬和復(fù)葉寬均無顯著差異。在不同四倍體株系中，以A-66株系的株高最高（208.60 cm），是二倍體株系（125.80 cm）的1.66倍，其根干重（138.59 g）是二倍體株系（75.45 g）的1.84倍，同時(shí)顯著大于其他四倍體株系;B-309株系的莖粗最粗（12.37 mm），是二倍體株系（8.83 mm）的1.40倍;B-76和D-37株系的葉片厚度明顯偏薄，D-37株系的葉面積最小（5.42 cm2）。

2. 2 不同株系山豆根生理生化特性比較

由表2可知，相對(duì)于二倍體株系，不同四倍體株系山豆根生理特性表現(xiàn)各異，除B-76和D-37株系的可溶性糖含量（19.68和18.35 mg/gFW）高于二倍體株系（18.29 mg/gFW），A-66和B-309株系MDA含量（24.25和16.83 nmol/gFW）高于二倍體株系（14.36 nmol/gFW）外，其余四倍體株系的可溶性糖和MDA含量均有所降低。不同四倍體株系間的可溶性蛋白含量也不同，除C-16株系顯著高于二倍體株系（12.79 mg/gFW）外，其他四倍體株系與二倍體株系間均無顯著差異。A-58、A-96、B-76、B-98、C-16和D-103株系的SOD活性顯著高于二倍體株系，其中又以B-76、B-98和D-103株系的SOD活性最強(qiáng)，均為0.92 U/（mgFW·min），較二倍體株系[0.88 U/（mgFW·min）]顯著提高4.55%;除A-02株系的POD活性[34.38 U/（mgFW·min）]顯著低于二倍體株系[49.21 U/（mgFW·min）]外，其余四倍體株系的POD活性與二倍體株系均無顯著差異，其中A-96株系的POD活性最強(qiáng)[56.58 U/（mgFW·min）]，是二倍體株系的1.15倍。

2. 3 不同株系山豆根內(nèi)源激素含量差異比較

由表3可知，10個(gè)四倍體株系的ABA含量均高于二倍體株系，其中，D-103和B-76株系的ABA含量顯著高于二倍體株系，以D-103株系的ABA含量最高（7.49 μg/gFW），較二倍體株系（5.27 μg/gFW）提高42.13%;除A-02株系的BR含量（3.03 ng/gFW）較二倍體株系（2.57 ng/gFW）略高外，其余四倍體株系的BR含量均低于二倍體株系，其中B-309（1.79 ng/gFW）、B-76（1.72 ng/gFW）和D-37（1.74 ng/gFW）株系顯著低于二倍體株系;10個(gè)四倍體株系的GA、JA-ME和Z含量與二倍體株系均無顯著差異。

2. 4 不同株系山豆根有效成分含量差異比較

對(duì)不同株系山豆根苦參堿和氧化苦參堿含量進(jìn)行定量分析，結(jié)果如圖1所示。11個(gè)株系間的苦參堿含量差異不顯著;D-37和B-76株系的氧化苦參堿含量分別為30.6366和26.8685 mg/gDW，分別比二倍體株系（19.6369 mg/gDW）顯著提高56.02%和36.83%，其余四倍體株系的氧化苦參堿含量與二倍體株系差異不顯著;在苦參堿和氧化苦參堿總含量方面，除B-309（19.5370 mg/gDW）、A-58（19.0600 mg/gDW）和D-103（18.7637 mg/gDW）株系外，其余四倍體株系均高于二倍體株系（20.0072 mg/gDW）。各株系的苦參堿含量排序?yàn)锳-96>B-309>B-76>A-58>A-66>C-16>D-37>B-98>D-103>A-02>2n（CK），其中A-96株系的含量（0.6639 mg/gDW）比二倍體株系（0.3703 mg/gDW）高79.29%;氧化苦參堿含量排序?yàn)镈-37>B-76>B-98>A-96>C-16>A-66>A-02>2n（CK）>B-309>A-58>D-103，其中D-37株系的含量（30.6366 mg/gDW）比二倍體株系（19.6369 mg/gDW）高56.02%?？鄥A和氧化苦參堿總含量排序?yàn)镈-37>B-76>A-96>B-98>C-16>A-66>A-02>2n（CK）>B-309>A-58>D-103，其中D-37和B-76株系的苦參堿和氧化苦參堿總含量分別為31.1986和27.5087 mg/gDW，顯著高于二倍體株系（20.0072 mg/gDW）;A-96（23.8057 mg/gDW）、B-98（23.7597 mg/gDW）、C-16（22.8937 mg/gDW）、A-66（22.8888 mg/gDW）和A-02（22.4222 mg/gDW）株系的苦參堿和氧化苦參堿總含量均略高于二倍體株系，但差異不顯著。

2. 5 不同株系各指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果

由表4可看出，山豆根四倍體藥用有效成分中的苦參堿含量與其株高和莖粗呈正相關(guān)，而氧化苦參堿含量與株高和莖粗呈負(fù)相關(guān);此外，苦參堿含量與各指標(biāo)間的正相關(guān)性均不顯著，但與BR含量呈顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)-0.357）;氧化苦參堿含量與可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)0.394），與葉片厚度呈顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)-0.427）。在山豆根四倍體株系的生長(zhǎng)指標(biāo)中，株高與莖粗和GA含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與葉片厚度和MDA含量呈顯著正相關(guān);莖粗與葉片厚度和GA含量呈顯著正相關(guān)，與SOD活性呈顯著負(fù)相關(guān)。山豆根四倍體5個(gè)內(nèi)源激素指標(biāo)ABA、BR、GA、JA-ME和Z含量間的相關(guān)性均不顯著。

2. 6 不同株系山豆根品質(zhì)的因子分析結(jié)果

由于不同株系中各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)山豆根品質(zhì)的影響各不相同，故對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析。根據(jù)評(píng)價(jià)體系的解釋總方差（表5）可看出，前8個(gè)主因子的特征值均大于1.000，且累積方差達(dá)81.139%（80.000%以上較佳，可代表原品質(zhì)性狀的絕大部分信息），說明這8個(gè)因子能反映原有變量的信息，即因子分析效果較理想。

由因子旋轉(zhuǎn)后的荷載矩陣可知，主因子1中指標(biāo)值較大的有葉面積（0.964）、小葉長(zhǎng)（0.909）和小葉寬（0.911），表示主因子1主要代表葉面形態(tài)特征，因此可綜合作為葉面積形態(tài)特征指標(biāo);主因子2中指標(biāo)值較大的有株高（0.809）和莖粗（0.819），表示主因子2主要反映山豆根植株高度和莖粗;主因子3、主因子7及主因子8中指標(biāo)值較大的分別為ABA含量（0.834）、BR含量（0.824）和Z含量（0.919），表示這3個(gè)主因子主要反映山豆根植株內(nèi)源激素指標(biāo);主因子4中指標(biāo)值較大的是氧化苦參堿含量（0.773），代表功能活性成分方面的指標(biāo)，可反映藥材品質(zhì);主因子5主要代表可溶性蛋白含量和POD活性，即生理生化方面的指標(biāo);主因子6主要代表根干重，即生物量方面的指標(biāo)。故將21個(gè)指標(biāo)降為8個(gè)主要的綜合品質(zhì)指標(biāo)，分別用F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7和F8表示，根據(jù)SPSS因子分析得出的各因子得分系數(shù)矩陣，可列出得分函數(shù)：

F1=-0.005X1+0.030X2+0.038X3+0.014X4+0.006X5+

0.265X6+0.251X7+0.250X8+0.181X9+0.185X10+

0.014X11+0.026X12 +0.011X13+0.016X14-0.012X15+

0.021X16+0.048X17+0.026X18-0.075X19+

0.032X20-0.042X21

同理可得出F2～F8的得分函數(shù)，其中，X1～X21表示所有標(biāo)準(zhǔn)化的原始變量。

根據(jù)各因子得分函數(shù)，將不同株系中的指標(biāo)值與相應(yīng)因子得分系數(shù)的乘積相加，進(jìn)行換算后最終得到影響山豆根產(chǎn)量和質(zhì)量的主因子得分（表6）。主因子得分可反映山豆根品質(zhì)的優(yōu)劣，得分越高表示山豆根產(chǎn)量及質(zhì)量越好。

根據(jù)山豆根株系各主因子得分（表6）可看出，主因子1：山豆根葉面生長(zhǎng)較好的株系是A-96（10.11分）和B-309（9.85分）;主因子2：長(zhǎng)得較粗壯的株系是A-66（10.99分）和A-96（11.71分）;主因子3、主因子7和主因子8：內(nèi)源激素含量較高的株系是A-66（12.87分）、B-309（23.35分）和A-96（11.67分）;主因子4：有效成分含量較高的株系是D-37（14.71分）和B-76（15.79分）;主因子5：生理生化活性較強(qiáng)的株系是C-16（11.54分）和A-96（10.67分）;主因子6：生物量（根干重）較大的株系是A-66（15.74分）。從不同株系山豆根的產(chǎn)量及質(zhì)量總得分排序結(jié)果可看出，A-66株系品質(zhì)最優(yōu)，然后依次是C-16、B-309、A-96、A-58、D-37、B-98、B-76、A-02和D-103株系，二倍體株系的總得分最低（53.71分）。

3 討論

利用組織培養(yǎng)技術(shù)和多倍體人工誘導(dǎo)技術(shù)培育新的育種資源是近年來藥用植物育種的研究重點(diǎn)，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和前景。生物堿類成分是山豆根的主要活性物質(zhì)，也是其藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中苦參堿和氧化苦參堿含量是山豆根品種評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。本研究以本課題組前期人工誘導(dǎo)獲得的10 個(gè)四倍體山豆根株系為材料，以山豆根有效成分分析為主，分別從農(nóng)藝性狀、生理生化、內(nèi)源激素、苦參堿和氧化苦參堿含量等多角度檢測(cè)及評(píng)價(jià)其生長(zhǎng)與品質(zhì)狀態(tài)，為山豆根優(yōu)良種質(zhì)的選育提供理論依據(jù)。

從山豆根長(zhǎng)勢(shì)來看，在不同四倍體山豆根株系中，A-66株系長(zhǎng)勢(shì)最好，其株高（208.60 cm）和根干重（138.59 g）均顯著大于其他株系;B-76株系的株高（119.00 cm）、莖粗（7.05 mm）及根干重（50.85 g）均低于二倍體株系（株高125.80 cm，莖粗8.83 mm，根干重75.45 g）;11個(gè)不同株系間的葉片厚度、葉面積、小葉長(zhǎng)、小葉寬、復(fù)葉長(zhǎng)和復(fù)葉寬等葉部形態(tài)特征差異不顯著。從生理特性來看，在10個(gè)四倍體山豆根株系中，B-76和D-37株系的可溶性糖含量分別為19.68和18.35 mg/gFW，均高于二倍體株系（18.29 mg/gFW），其余四倍體株系的可溶性糖含量均低于二倍體株系;在不同四倍體株系中，C-16株系的可溶性蛋白含量最高（12.79 mg/gFW），是二倍體株系（3.93 mg/gFW）的3.25倍，其余四倍體株系的可溶性蛋白含量與二倍體株系差異均不顯著;A-58、A-96、B-76、B-98、C-16和D-103株系的SOD活性均顯著高于二倍體株系，表明多數(shù)四倍體株系清除活性氧的能力較二倍體株系強(qiáng)，推測(cè)其在外界環(huán)境變化時(shí)的抵抗細(xì)胞受損能力高于二倍體株系，與張夏楠和高山林（2006）的研究結(jié)果相似。在不同株系間，各項(xiàng)生理指標(biāo)的數(shù)值各有高低，B-76株系的可溶性糖含量和SOD活性最高，但其可溶性蛋白和MDA含量明顯偏低;A-66株系的MDA含量最高，但其SOD活性最低;B-98株系的SOD活性最強(qiáng)，但其可溶性蛋白含量最低，表明不同四倍體株系體內(nèi)自身生理調(diào)節(jié)能力存在差異。

內(nèi)源激素在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，其中，IAA、GA3、Z和BR能促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而ABA對(duì)植物生長(zhǎng)起抑制作用（段娜等，2015）。本研究結(jié)果表明，B-76和D-103株系的ABA含量分別為7.13和7.49 μg/gFW，均顯著高于二倍體株系（5.27 μg/gFW）;B-309、B-76和D-37株系的BR含量分別為1.79、1.72和1.74 ng/gFW，顯著低于二倍體株系（2.57 ng/gFW）;綜合B-76株系的長(zhǎng)勢(shì)，可推測(cè)B-76株系生長(zhǎng)緩慢是其通過減少水分流失而增強(qiáng)自身抗逆性的結(jié)果。在藥效成分方面，有7個(gè)四倍體山豆根株系的苦參堿、氧化苦參堿含量及二者的總含量均高于二倍體株系，與Wei等（2011）在生姜四倍體的誘導(dǎo)結(jié)果相符，由此推測(cè)山豆根在染色體加倍化過程中次生代謝產(chǎn)物——苦參堿和氧化苦參堿含量均有所提高。其中，A-96株系的苦參堿含量最高（0.6639 mg/gDW），B-76和D-37株系的氧化苦參堿及其與苦參堿的總含量分別為26.8685和27.5087 mg/gDW、30.6366和31.1986 mg/gDW，較其他四倍體株系高。

綜上所述，有些四倍體株系在農(nóng)藝性狀上占優(yōu)勢(shì)，有些四倍體株系在生理生化或內(nèi)源激素含量上表現(xiàn)顯著，有些四倍體株系則在其有效成分苦參堿和氧化苦參堿含量上占優(yōu)勢(shì)。通過多項(xiàng)單一指標(biāo)的對(duì)比，各四倍體株系均存在優(yōu)劣，難以篩選出品質(zhì)較好的株系，因此需建立一套合理的整體評(píng)價(jià)體系。本研究根據(jù)因子分析，綜合評(píng)分最高的為A-66株系（99.13分），其次是C-16（89.99分）、B-309（84.65分）和A-96株系（80.90分），其余株系的綜合評(píng)分均未達(dá)80.00分，二倍體株系的綜合評(píng)分最低（53.71分），即山豆根四倍體綜合得分均高于二倍體株系。

4 結(jié)論

山豆根四倍體株系A(chǔ)-66、C-16、B-309和A-96的綜合得分均高于80.00分，即其品質(zhì)較優(yōu)，可作為優(yōu)良品種選育對(duì)象進(jìn)行深入研究。在今后的選育過程中，可結(jié)合山豆根道地產(chǎn)區(qū)生態(tài)因子等因素，進(jìn)一步測(cè)定其性狀、抗逆性及化學(xué)成分的穩(wěn)定性，完善相關(guān)驗(yàn)證工作而篩選出優(yōu)良的山豆根品種。

參考文獻(xiàn)：

白英豪，張曉麗，李明軍. 2018. 秋水仙素誘導(dǎo)丹參多倍體研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，46（5）：18-20. [Bai Y H，Zhang X L，Li M J. 2018. Research progress of polyploidy induction of Salvia miltiorrhiza Bunge. by colchicine[J]. Jiangsu Agricultural Sciences，46（5）：18-20.]

丁如賢，鄭水慶，邢愛婷，張漢明，陳萬生. 2007. 決明多倍體的誘導(dǎo)與鑒定[J]. 中草藥，38（7）：1090-1092. [Ding R X，Zheng S Q，Xing A T，Zhang H M，Chen W S. 2007. Induction and identification of polyploid of Cassia[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs，38（7）：1090-1092.]

段娜，賈玉奎，徐軍，陳海玲，孫鵬. 2015. 植物內(nèi)源激素研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，31（2）：159-165. [Duan N，Jia Y K，Xu J，Chen H L，Sun P. 2015. Research progress on plant endogenous hormones[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin，31（2）：159-165.]

段英姿，客紹英. 2015. 不同引種柴胡有效成分分析及質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，46（1）：113-116. [Duan Y Z，Ke S Y. 2015. Content analysis and quality evaluation of effective component in different introduced Bupleurum chinense varieties[J]. Journal of Southern Agriculture，46（1）：113-116.]

國(guó)家藥典委員會(huì). 2015. 中華人民共和國(guó)藥典[M]. 北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社. [Chinese Pharmacopoeia Commission. 2015. Pharmacopoeia of the Peoples Republic of China[M]. Beijing：China Medical Science and Technology Press.]

韓盼盼，王紅娟，向增旭. 2015. 桔梗同源四倍體誘導(dǎo)及其基因組DNA甲基化差異分析[J]. 中國(guó)中藥雜志，40（23）：396-402. [Han P P，Wang H J，Xiang Z X. 2015. In vitro autotetraploid induction and analysis on DNA methylation diversity of Platycodon grandiflorum[J]. China Journal of Chinese Materia Medica，40（23）：396-402.]

何韓軍，楊躍生，吳鴻. 2010. 藥用植物多倍體的誘導(dǎo)及生物學(xué)意義[J]. 中草藥，41（6）：1000-1006. [He H J，Yang Y S，Wu H. 2010. Induction and biological significance of polyploidy in medicinal plants[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs，41（6）：1000-1006.]

何綠洪，蘇志杭，繆霖輝，陶心想，葉祖云. 2017. 太子參三倍體種質(zhì)培育的初步研究[J]. 寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），29（2）：171-174. [He L H，Su Z H，Miao L H，Tao X X，Ye Z Y. 2017. Primary study of triploid germplasm of Pseudostellaria heterophylla[J]. Journal of Ningde Normal University（Natural Science），29（2）：171-174.]

黃和平，高山林，王鍵，黃璐琦，黃鵬. 2013. 何首烏快繁技術(shù)優(yōu)化及同源四倍體的誘導(dǎo)與鑒定[J]. 中國(guó)中藥雜志，38（10）：1467-1470. [Huang H P，Gao S L，Wang J，Huang L Q，Huang P. 2013. Optinization of rapid propagation technique and induction and identification of autotetraploid of Polygonum multiflorum[J]. China Journal of Chinese Materia Medica，38（10）：1467-1470.]

李合生. 2000. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社. [Li H S. 2000. Principles and techniques of plant physiological and biochemical experiments[M]. Beijing：Higher Education Press.]

李林軒，韋坤華，唐美瓊，黃永才，繆劍華. 2012. 正交試驗(yàn)優(yōu)化山豆根組織培養(yǎng)條件[J]. 中藥材，35（4）：514-517. [Li L X，Wei K H，Tang M Q，Huang Y C，Miao J H. 2012. Optimizing tissue culture conditions of Sophora tonkinensis Gagnep. by orthogonal test[J]. Journal of Chinese Medicinal Materials，35（4）：514-517.]

林楊. 2014. 山豆根種子生產(chǎn)若干技術(shù)研究[D]. 南寧：廣西大學(xué). [Lin Y. 2014. Research on several techniques of Sophora japonica seed production[D]. Nanning：Guangxi University.]

劉波，支永明，唐虎，桂鏡富. 2015. 山豆根組培快繁及栽培技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 耕作與栽培，（1）：53-55. [Liu B，Zhi Y M，Tang H，Gui J F. 2015. Recent progress of rapid pro-pagation and cultivation technique of Sophora tonkinensis Gapnep[J]. Tillage and Cultivation，（1）：53-55.]

聶安政，趙雪睿，高梅梅，鈔艷惠，李肖，桂新景，朱春勝，張冰. 2018. 山豆根安全問題探討與合理用藥思考[J]. 中草藥，49（17）：4152-4161. [Nie A Z，Zhao X R，Gao M M，Chao Y H，Li X，Gui X J，Zhu C S，Zhang B. 2018. Discussion and consideration on safety of Sophorae tonkinensis radix et rhizoma and its rational use[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs，49（17）：4152-4161.]

檀龍顏，馬洪娜. 2017. 越南槐繁殖與栽培技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 種子，36（8）：52-56. [Tan L Y，Ma H N. 2017. Pro-gress of propagation and cultivation techniques of Sophora tonkinensis Gagnep[J]. Seed，36（8）：52-56.]

汪珍春，張曉燕，趙煒，姚焱，張平，孫莉麗，王小蘭，趙樹進(jìn). 2012. 多倍體何首烏產(chǎn)量和品質(zhì)初步評(píng)價(jià)[J]. 北方園藝，（9）：191-193. [Wang Z C，Zhang X Y，Zhao W，Yao Y，Zhang P，Sun L L，Wang X L，Zhao S J. 2012. Study on yield and quality of polyploid Polygonum multiflorum Thunb[J]. Northern Horticulture，（9）：191-193.]

王朝梁，陳中堅(jiān)，孫玉琴，王炳艷，韋美麗，黃天衛(wèi). 2007. 秋水仙堿誘導(dǎo)三七多倍體的初步研究[J]. 中國(guó)中藥雜志，32（12）：1222-1224. [Wang C L，Chen Z J，Sun Y Q，Wang B Y，Wei M L，Huang T W. 2007. Preliminary study on colchicine induced polyploidy of Panax notoginseng[J]. China Journal of Chinese Materia Medica，32（12）：1222-1224.]

易思榮，黃婭，全健，肖忠，曹厚強(qiáng)，韓鳳，楊成前. 2014. 中藥材白術(shù)的育種研究進(jìn)展[J]. 中華中醫(yī)藥雜志，29（3）：826-828. [Yi S R，Huang Y，Quan J，Xiao Z，Cao H Q，Han F，Yang C Q. 2014. Research progress on breeding technology to Atractylodes macrocephala Koidz.[J]. China Journal of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy，29（3）：826-828.]

張利珍，李前忠. 2010. 秋水仙素誘導(dǎo)蒙古黃芪多倍體的研究[J]. 內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），41（6）：683-688. [Zhang L Z，Li Q Z. 2010. Study on induction of polyploid Astragalus membranaceus（Fisch.） Bge. var. mongholicus（Bge.） hsiao with colchicines[J]. Journal of Inner Mongolia University（Natural Science），41（6）：683-688.]

張夏楠，高山林. 2006. 何首烏同源四倍體的誘導(dǎo)及生理指標(biāo)的測(cè)定[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，15（4）：33-37. [Zhang X N，Gao S L. 2006. Induction and physiological indices determ ination of autotetraploids of Polygonum multiflorum[J]. Journal of Plant Resources and Environment，15（4）：33-37.]

莊云，馬堯，陳映. 2013. 秋水仙素處理柴胡誘導(dǎo)多倍體形成的形態(tài)學(xué)研究[J]. 種子，32（2）：48-51. [Zhuang Y，Ma Y，Chen Y. 2013. Colchicine polyploid induction morphological study on the formation of bupleurum[J]. Seed，32（2）：48-51.]

鄒琦. 2000. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社. [Zou Q. 2000. Plant physiology experiment guide[M]. Beijing：China Agriculture Press.]

Liu Y，Yu Y C，Sun J Y，Cao Q H，Tang Z H，Liu M Y，Xu T，Ma D F，Li Z Y，Sun J. 2018. Root-zone-specific sensiti-vity of K+-and Ca2+-permeable channels to H2O2 determines ion homeostasis in salinized diploid and hexaploid Ipomoea trifida[J]. Journal of Experimental Botany，70（4）：1389-1405

Wei K H，Li L X，Huang Y C，Wang M Y，Li C，Miao J H. 2013. Tissue culture of Sophora tonkinensis Gapnep. and its quality evaluation[J]. Pharmacognosy Magazine，9（36）：323-330.

Wei K H，Xu J P，Li L X，Cai J Y，Miao J H，Li M H. 2018. In vitro induction and generation of tetraploid plants of Sophora tonkinensis Gapnep.[J]. Pharmacognosy Magazine，14（54）：149-154.

Wei K H，Miao J H，Huang H P，Gao S L. 2011. Generation of autotetraploid plant of ginger（Zingiber officinale Rosc.） and its quality evaluation[J]. Pharmacognosy Magazine，7（27）：200-206.

（責(zé)任編輯 蘭宗寶）