日光溫室栽培模式下不同人參的生理指標差異分析

常思佳 任躍英 李嘉豐

摘要：采用紫外分光光度法測定6種人參的SOD、POD、CAT活性及丙二醛（MDA）、葉綠素含量，并進行種源的系統聚類分析。結果顯示，供試6種人參中2種日光溫室栽培的人參品系間差異較大，2種野參品系活性最高，種質較統一，但標準差較大;2種林下參品系活性較高，種質統一，標準差較小;園參品系活性最低，種質較多樣，且標準差小。可見，日光溫室栽參的生理指標差異顯著，野參品系各項酶活性指標均超越其他種質品系，即該地區較適宜推進日光溫室栽培人參的模式。

關鍵詞：紫外分光光度法;人參;栽培模式;種質;生理指標

中圖分類號： S567.5+10.1 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0154-03

人參（Panax ginseng C.A.Mey）為五加科人參屬多年生草本植物，始載于《神農本草經》，“味甘微寒，主補五臟，安精神，定魂魄，止驚悸，除邪氣，明目，開心益智。”在我國，人參歷來被稱為草本之王。如今，由于人參需求量大，價格波動較為穩定，東北地區作為人參的道地藥材產區，業界學者和研究人員為此進行了長期的努力和研究。也正因如此，各類人參種質繁雜，栽培方式各異，因此有必要對不同種質進行評價，為品種選育及生產提供理想的種質資源。

本試驗在吉林省通化市東昌區金廠鎮龍頭村生產基地，采集了2種4年生野山參新品系人參、2種4年生林下參及2種4年生園參。供試人參全部栽培于由混凝土墻體、鋼管結構支撐骨及藍色棚膜材料組成的半拱形日光溫室內，為首次采用日光溫室栽培人參。日光溫室是我國北方地區獨有的一種溫室類型[1-2]，于2014年4月正式于該基地開始首次規模栽培人參。本研究主要針對不同種質日光溫室栽參地上部分和地下部分的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）、葉綠素含量指標進行測定，評價種質間生理指標差異，為新品系人參的選育和應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試人參均采集于吉林省通化縣，41°36′N、126°0′E，海拔500 m，皆于日光溫室內栽培。樣品采集于9月26日，全區20%左右植株進入自然枯萎期，判定為該區域人參的枯萎期初期。采集后置于冰瓶內帶回實驗室。野山參Ⅰ為引種并繁育的第3代品種。第1代于2004年7月采于長白山原始森林野生山參，并于2005年4月種植于北崗鎮（127°32′E、42°24′N，海拔308 m）;第2代于2008年7月采種子，于2009年4月繼續在北崗鎮種植;2013年7月采集第3代種子。野山參Ⅱ取自小興安嶺原始森林野山參的育種種質，為引種并繁育的的第1代品種。林下參Ⅰ為通化地區二馬牙林下參采種后引種并繁育的第1代。林下參Ⅱ為通化地區長脖林下參采種后引種并繁育的第1代。園參Ⅰ為引種并繁育的大馬牙農家品種，作為對照試驗。園參Ⅱ為大馬牙與二馬牙雜交的育種后代品系并進行選育繁育，作為對照試驗。經吉林農業大學任躍英教授鑒定，6個品系均為4年生人參。樣品采集于9月26日，全區20%左右植株進入自然枯萎期，判定為該區域人參的枯萎期初期。取6個品系的人參樣品各20株進行對比及分析，采集后置于冰瓶內帶回實驗室。于9月27日將樣品從冰瓶內取出，在吉林農業大學藥用植物育種實驗室內進行測定。

1.2 測定方法

超氧化物歧化酶活性的測定采用鄰苯三酚自氧化法[1];過氧化物酶活性的測定采用愈創木酚法[2];過氧化氫酶活性、丙二醛含量及葉綠素含量的測定參照文獻[3]方法。

1.3 聚類分析

以測定的SOD、POD、CAT活性及MDA、葉綠素含量為變量，分別標記樣品。野參Ⅰ共20株，記為1～20號;野參Ⅱ共20株，記為21～40號;林下參Ⅰ共20株，記為41～60號;林下參Ⅱ共20株，記為61～80號;園參Ⅰ共20株，記為81～100號;園參Ⅱ共20株，記為101～120號。運用SPSS 22.0軟件和采用歐氏距離的統計方法對120株供試人參樣品進行系統聚類分析。

2 結果與分析

2.1 超氧化物歧化酶活性差異

6個品系人參活性葉片與根的超氧化物歧化酶活性如圖1所示。供試的人參品系內SOD活性差異較小，品系間有較大差異。野參 Ⅰ 的SOD活性最高，葉片均值達到710.42 U/g，2個野參品系的酶活性均高于林下參品系，顯著高于園參品系。2種野參的標準差都較大，這可能是由于該品系預期作為新品種馴化種植，各項數據較不穩定，變異程度相對較大。林下參品系內活性差異不顯著，品系Ⅱ略高于品系Ⅰ，標準差較野參小，與園參相近;園參品系內活性差異較小，品系Ⅱ略高于品系Ⅰ，且標準差較小。

2.2 過氧化物酶的活性比較

6個品系人參中，葉片與根的過氧化物酶活性如圖2所示。供試的人參品系內POD活性差異較小，品系間有較大差異。2種野參品系酶活性高于林下參品系，顯著高于園參品系。其中，野參Ⅱ葉片的POD活性遠高于其他參種，達到528.41 U/（g·min），接近園參Ⅱ的2倍，但其標準差較大，活性指標較為不穩定。

2.3 過氧化氫酶的活性比較

6個品系人參葉片和根的過氧化氫酶活性如圖3所示。供試的野參和林下參品系內、品系間差異均較小，且4個品系的酶活性均顯著高于園參品系。但野參2個品系與其余幾個品系相比具有較大的標準差，活性水平較為不穩定;林下參的2個品系活性均值較高且標準差較小，是CAT活性較高且水平相對穩定的品系;園參2個品系的活性水平較低、方差較小，可能是由于長期于大棚內穩定栽培，致使變異程度不大。

2.4 丙二醛含量的活性差異

6個品系人參葉片和根的丙二醛含量如圖4所示。野參Ⅰ與野參Ⅱ品系差異較大，野參Ⅱ的葉片及根丙二醛含量較高，達到1.12 mmol/g，是園參品系的2倍以上;野參Ⅰ較林下參Ⅰ略高，但野參Ⅰ標準差較大，提供了選優培育、提高指標水平的條件;林下參與園參品系內MDA含量差異不大，品系間對比較為明顯，標準差均較小，含量比較穩定。

2.5 葉綠素的含量比較

6個品系人參葉綠素含量如圖5所示。野參品系的葉綠素含量均高于林下參品系，顯著高于園參品系。其中，野參Ⅱ的葉綠素含量最高，野參Ⅰ的葉綠素指標也明顯優于其他品系，且標準差較大;林下參品系葉綠素含量差異不大;園參品系葉綠素含量較低。

2.6 聚類分析

由圖6可見，以距離小于5進行分類，可分為5類。y軸0～60段、40～80號參種較為集中，為林下參Ⅰ、Ⅱ，其中摻雜較多其他種質，8～29、55～59段40～60號參種較為集中，33～42段60～80號參種較為集中;62～77段80～100號參種較為集中，為園參Ⅰ;78～101段100～120號參種較為集中，為園參Ⅱ;102～110段1～20號參種較為集中，為野參Ⅰ;111～120段20～40號參種較為集中，為野參Ⅱ。

6個品系中，野參Ⅱ段的分類構成比較單一，即種質來源相對統一，且與其他5種人參親緣關系較遠;園參品系段的分類構成較為復雜，囊括了幾種分散的類別，可能由于種質來源比較繁雜。野參Ⅰ，林下參Ⅰ、Ⅱ各自成一類，但在距離15以內則與園參品系成一大類，這是由產地相近所致。該結果可用于評判各品系種質來源是否統一。

3 結論與討論

前人對各類人參的生理指標進行了諸多研究，其中清除自由基、抗氧化還原能力等方面有較多研究[4-8]。左應梅等認為，人參酶活性在人參生長及抗病抗氧化方面有著決定性作用[9];葉豆丹等發現，人參酶活性對于人參的質量評價有著至關重要的作用[10];王曼瑩等發現，園參和不同年限林下參的根組織形態存在差別，這種差別可能是由于人參內部代謝活動的變化所導致的[11]。

通過本試驗分析發現，供試人參的種質來源較為統一，且不同種質日光溫室栽參生理指標差異顯著。其中，野參Ⅱ各項指標均超過預期，野參Ⅰ活性水平略高于林下參Ⅱ，野參品系所有指標水平均顯著高于園參品系。結果也發現，日光溫室栽培模式下的人參生理指標都達到且超越了普通園參，即該地區較適宜推進日光溫室栽培人參的模式。另外，野參品系各項指標標準差數值較大，經過選優后理應有較大程度的品質提升。

本研究對6種不同種質日光溫室栽參進行了生理指標的對比及種源的系統聚類分析，為日光溫室栽參今后的培育及前景作出初步的分析和評估，為人參的栽培提供更為豐富的理論依據，也為人參種源的鑒定提供一定的參考。在研究中也發現一些問題，如新品種人參馴化不完善、培育年份較短等，導致人參品系內質量差異明顯，活性指標波動較大，因此建議在今后的培育中能夠及時選優培育。

參考文獻：

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