2種不同表型人工種植於術的差異性研究

戴楊鑫，周潮濱，鄭衛東，阮松林，馮曉宇

(1.杭州市農業科學研究院，浙江 杭州 310024； 2.杭州臨安康華家庭農場，浙江 杭州 311311；3.杭州市臨安區於潛鎮人民政府，浙江 杭州 311311)

中草藥於術原產于杭州市臨安區於潛鎮，是著名的“浙八味”之一，為白術的典型地理類型，曾與人參齊名，素有“北參南術”之稱[1-5]。於術為菊科多年生草本植物，野生狀態常生長于山坡林下及草地[6]；野生術也稱“天生術”[7]，種子靠鳥或風傳播，故有“鳥術”、“風子”之名[8]。明萬歷年間《杭州府志》記載，“白術產於潛者佳，稱於術”；《於潛縣志》載“清同治、光緒年間於術價格幾近人參，因野生數量極少，提供的全部是人工栽培”；1947年浙江商聯會《年鑒》記載，“於術以於潛縣天目山一帶所產者最為珍貴，該地人民大多依賴種植於術為生，種植面積幾達農地之本”[9]。而目前於術產量最高的是紹興嵊縣和新昌地區[10]，在於術的原產地臨安於潛卻少有栽培，從而面臨於術資源瀕危、種質混雜、利用滯后等問題[11]。

2017年通過引種在於術原產區於潛的新墾山地恢復了於術人工栽培[12]，種植中發現，人工栽培的於術間外觀表現型具有顯著差異，主要表現型有3種，分別為細長型葉片、近橢圓型葉片及介于2種之間的中間型葉片，這與富同義[8]所描述的“野生於術，葉有楓葉竹葉2種”類似。本研究選取了人工種植於術中圓葉型和尖葉型兩個最為明顯的表型，分析其生長指標、活性物質、有效成分含量等方面的差異，探討人工種植於術中留種、選育種的技術方向。

1 材料與方法

1.1 於術種植

於術種植區位于杭州市臨安區於潛鎮光明村小康塢一塊新開墾的山地(119.42°E，30.23°N)，為一口袋形山谷坡地，總面積5.33 hm2。試驗區塊海拔在300 m以上，夏季涼爽，土壤為砂質土，排水良好，土質疏松，肥力中等。地塊在立冬后進行翻耕，立春后再重新翻耕1次，整地時將柴根、亂石清除干凈，雜草燒灰作基肥。於術種植管理一般3月底至4月從種子開始種植，5—7月主要進行除草、水肥管理和病害防治等種植管理工作，8—10月為於術的開花期，此時要進行摘花疏蕾；10月底至11月進行收獲貯藏；翌年1月可進行塊莖種植；繼續進行種植管理，至11月可進行商品於術收獲。從種子到於術商品塊莖的收獲需要2 a的種植[12]。

1.2 采樣檢測

樣品采集于2021年2月10日，為二年生商品於術，從種植區塊中隨機挑選表現型最為明顯的圓葉型和尖葉型於術植株各5株(圖1)，使用直尺進行株高測量，植株開花數直接計數。使用電子天平(良平儀器JY20002)進行於術重測量，其他指標帶回實驗室進行檢測。使用紫外分光光度法和高效液相色譜法檢測總黃酮、總酚、總糖、白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ和白術內酯Ⅲ等指標。

圖1 2種不同表型的於術葉片

1.3 數據分析

使用Excel 2019進行數據整理，利用SPSS 19.0(IBM SPSS Statistics)進行統計分析，數據采用(平均值±標準差)即(Mean±SD)表示。用t檢驗進行顯著性檢驗，取P<0.05為差異顯著性水平(*)，P<0.01為極顯著(**)。用Origin 2019 b(Origin Lab)軟件進行科學作圖。

2 結果與分析

2.1 於術生長指標

由圖2可知，兩者的株高平均值分別為(49.1±3.7)和(45.2±2.3)cm，圓葉型於術的平均株高大于尖葉型於術，但兩者差異不顯著。圓葉型於術的開花數與尖葉型於術差異不顯著。在於術的生產性能上，圓葉型於術的平均產量為(77.9±37.6)g，明顯高于尖葉型於術平均產量的(48.8±5.8)g，但并未形成顯著優勢。

圖2 於術生長指標的差異

2.2 於術活性成分

由圖3可知，人工栽培的於術中圓葉型於術的總黃酮含量、總酚含量和總糖含量均高于尖葉型於術。圓葉型於術中總黃酮、總酚、總糖含量分別較尖葉型於術高10.0%、23.9%、11.0%，且兩者間總酚含量差異達極顯著水平。

同列標注**表示在0.01水平差異顯著，圖4同。圖3 於術活性成分的差異

2.3 於術有效物質

由4可知，圓葉型於術的白術內酯Ⅱ含量極顯著低于尖葉型於術的白術內酯Ⅱ含量，而圓葉型於術的白術內酯Ⅲ含量極顯著高于尖葉型於術的白術內酯Ⅲ含量。

圖4 於術有效物質差異

3 小結與討論

3.1 於術表型與生長差異

據富同義[8]描述“野生於術，葉有楓葉竹葉2種”，說明於術的表型差異早有發現，但對不同表型的於術之間差異的研究并未見報道。本研究采集人工栽培中圓葉型和尖葉型2種截然不同葉片表型的於術進行對比研究，在株高和於術重2個指標方面，圓葉型於術均比尖葉型於術更為優秀，尤其是圓葉型於術的產量平均高于尖葉型於術59.63%，這說明多種植圓葉型於術對於術產量提高有較大幫助。而在開花數量方面，圓葉型於術比尖葉型於術低34.21%，這可能與尖葉型於術的枝干分枝更多有關，影響了尖葉型於術在株高和於術重上的表現，從側面說明尖葉型於術將更多的能量和營養用于開花生成種子。在本試驗中發現形狀介于2種之間的中間型葉片[12]，但由于其性狀判斷有一定主觀性，沒有統一標準，并未列入該研究的對比試驗中。該種中間型葉片於術是否是由圓葉型和尖葉型於術雜交形成的后代有待進一步驗證。

3.2 於術表型與活性成分

植物的活性成分是指植物中有活性的化合物。馬全民等[7]對白術、於術中的揮發油化學成分的研究表明，臨安於術相關指標優于新昌白術；孟建榮等[9]開展了地道藥材於術特異性考結果顯示，於術品質遠高于白術。本研究對種植于於潛地區人工栽培的2種不同表型的於術中活性成分總黃酮、總酚和總糖的含量進行對比發現，圓葉型於術的總黃酮、總酚和總糖的含量均高于尖葉型於術。黃酮類化合物具有多種生物學功能，如清除自由基和抗氧化作用、抑菌、抗病毒、抗癌和抗腫瘤等功能[13]，較高的總黃酮對于提高於術生物學功能具有作用。總酚包括多酚和單酚，是具有潛在促進健康作用的化合物。而多糖具有抗衰老、抗氧化、抗潰瘍，調節身體免疫力等多種作用。圓葉型於術的總黃酮、總酚和總糖含量均高于尖葉型於術，說明圓葉型於術的藥效可能好于尖葉型於術，推測該結果可能與尖葉型於術分枝及開花多有關，植株吸收的較多能量和營養物質多用于開花結果及生殖消耗，不利于於術的地下塊莖的生成。

3.3 於術表型與有效物質

植物的有效物質是指植物能夠發揮藥效的成分，白術內酯為白術中的一種化合物，白術內酯Ⅰ和白術內酯Ⅲ為白術中的主要內酯成分。在生源上，白術內酯Ⅲ為白術內酯Ⅰ的氧化產物，白術內酯Ⅱ為白術內酯Ⅲ的脫水產物。通常認為，白術內酯Ⅰ和白術內酯Ⅲ為白術的主要活性成分，是其抗炎和抗癌有效成分。本研究中，圓葉型於術的白術內酯Ⅱ含量顯著低于尖葉型於術的白術內酯Ⅱ含量，而圓葉型於術的白術內酯Ⅰ和白術內酯Ⅲ含量均高于尖葉型於術，由此認為，圓葉型於術的藥效可能較尖葉型於術具有一定的優勢。