北蒼術種苗質量分級標準研究

李博文, 尹海波, 王 丹, 于學霖, 馬婧潔

(遼寧中醫藥大學藥學院, 遼寧 大連 116000)

蒼術為我國常用的傳統中藥材,最早記載于《爾雅》,被《神農本草經》列為上品,距今已有2 000多年的藥用歷史[1]。 2020年版《中華人民共和國藥典》規定,藥材蒼術(Atraxtylodiryhizoma)為菊科植物茅蒼術(Atractylodeslancea(Thunb) DC)或北蒼術(Atractylodeschinensis(DC) Koidz)的干燥根莖,具有健脾燥濕、祛風散寒、明目的功效[2]。蒼術的有效成分以揮發油為主,包括茅術醇、β-桉葉醇、蒼術酮、蒼術素等,具有抗菌、消炎、鎮靜、利尿、調節腸胃蠕動、心血管保護和神經系統作用等多種藥理活性[3-5]。

北蒼術作為蒼術藥材的基源植物之一,為遼寧省道地藥材,種植面積較大,且為市場流通的大宗藥材,在國內中藥材市場中占有舉足輕重的地位。因連年濫采濫挖加之生長環境惡化等原因,北蒼術野生資源量逐年減少,人工栽培北蒼術占據市場的比重逐漸增大。種苗為北蒼術繁殖方式的主要載體,是藥材質量的重要依托。因此,北蒼術規模化、規范化種植刻不容緩。本實驗依據《農作物種子檢驗規程》[6],對不同產地的北蒼術種苗進行分級研究,初步確定北蒼術種苗質量分級標準,以期為北蒼術質量控制提供參考。

1 材料與儀器

1.1 材 料

實驗用北蒼術種苗,于2022年種苗生長期,收集于遼寧主產區及河北、內蒙古、吉林等產區,每批至少100株,共15批。經遼寧中醫藥大學尹海波教授鑒定為北蒼術(Atractylodeschinensis(DC) Koidz)種苗。北蒼術種苗來源信息見表1,實驗樣品見圖1、圖2。

圖1 北蒼術實驗種苗

圖2 北蒼術種苗測量

1.2 實驗試劑

75%乙醇(國藥集團化學試劑有限公司);變色硅膠(天津市科密歐化學試劑有限公司);娃哈哈純凈水(杭州娃哈哈集團有限公司)。

1.3 實驗儀器

JD60-4電子天平(沈陽龍騰電子有限公司);SL3-250B型超聲波清洗機(上海舍巖儀器有限公司);電子數顯卡尺(上海申韓量有限公司);直尺(得力集團有限公司)。

2 實驗方法

2.1 測定指標及方法

測定北蒼術種苗的側根數、根莖長、根莖粗、種苗長、種苗粗和鮮重共6項指標,并計算各項指標平均值。根莖長:利用直尺或卷尺測量北蒼術種苗根莖最頂端至最底端的長度;根莖粗:利用游標卡尺測量北蒼術根莖的中部直徑;種苗長:利用直尺或卷尺測量北蒼術種苗自最頂端至最底端的長度;種苗粗:利用游標卡尺測量北蒼術根莖上部芽頭或莖的直徑;鮮重:采挖北蒼術種苗100株,去除泥土、石塊等雜質后的平均鮮重;側根數:數取北蒼術種苗的側根數。

2.2 數據分析

應用SPSS27.0 統計分析軟件,采用主成分分析法、相關性分析法、聚類分析法對北蒼術種苗各項指標數據進行分析整理[7]。結合K-聚類分析結果制定北蒼術種子種苗質量分級標準。

3 結果與分析

3.1 北蒼術種苗各指標測定結果

北蒼術種苗整株直立,根莖呈疙瘩狀,棕褐色,生有長不定根。種苗地上部分如沒有葉片,有白色小芽頭,粗約0.15 cm;地上部分如長出葉片,葉片綠色,葉緣有稀疏刺齒,兩面無毛。

15批北蒼術種苗的指標測定結果見表2。各指標的變異幅度為側根數7.46～29.46條,根莖長0.91～2.91 cm,根莖粗0.67～2.15 cm,種苗長9.86～25.59 cm,種苗粗0.13～0.50 cm,鮮重1.02～9.75 g。變異系數依次為:鮮重>種苗粗>側根數>根莖長>根莖粗>種苗長。

表2 北蒼術種苗各指標統計

3.2 北蒼術種苗各指標測定結果分析

15批北蒼術種苗相關性分析結果(表3)顯示,側根數、根莖長、根莖粗、種苗長、種苗粗和鮮重等6項指標之間呈極顯著正相關(p<0.01),說明種苗側根數越多、根莖越粗壯、種苗越長、鮮重越大。根據北蒼術種苗各指標相關性結果,應用系統聚類分析方法進行分析,采用組間連接法,區間選擇平方歐氏距離,在接近閾值10處劃分為三類,結果如圖3。根據分析結果可知,LN-1、LN-2、JL-1與JL-3共4批種苗聚為一類;LN-5、LN-7共2批種苗聚為一類;涵蓋遼寧、內蒙古、河北和吉林產地的其余9批種苗聚為一類。結合主成分分析結果(表4,表5),主成分1的累積貢獻率為85.097%,超過85%,則認為主成分1可基本代表北蒼術種苗的指標信息。

圖3 北蒼術種苗系統聚類分析

表3 北蒼術各指標間相關性分析

表4 北蒼術主成分分析

表5 北蒼術主成分分析成分矩陣

3.3 北蒼術種苗質量標準制定

應用K-均值聚類分析方法,對北蒼術種苗的6項指標進行分析,結果見表6。根據K-均值聚類分析結果,得到北蒼術種苗6項指標的3個最終聚類中心,其中 Ⅰ 級種苗2份,Ⅱ 級種苗8份,Ⅲ 級種苗5份。對6項指標的聚類中心值進行方差分析,結果(表7)顯示,6個指標之間差異極顯著(p<0.01),F值依次為:種苗長>側根數>種苗粗>根莖粗>鮮重>根莖長,6項指標對北蒼術種苗質量的影響顯著,可以用做分級標準。并參考主成分分析結果,側根數為分級的主要指標,其余5種指標為參考指標。根據測得北蒼術種苗數據結果,結合北蒼術種苗6項指標的相關性分析結果以及聚類分析結果,并結合實際生產需要,確定北蒼術種苗的分級標準,見表8。

表6 北蒼術種苗最終聚類中心值

表7 北蒼術種苗最終聚類中心值方差分析

表8 北蒼術種苗分級標準

4 結論與討論

北蒼術種苗質量等級劃分為三個等級,Ⅰ級種苗側根數≥27條,根莖長≥2.42 cm,根莖粗≥2.11 cm,種苗長≥24.80 cm,種苗粗≥0.47 cm,鮮重≥9.08 g;Ⅱ級種苗:側根數≥15～<27條,根莖長≥1.92～<2.42 cm,根莖粗≥1.50～<2.11 cm,種苗長≥18.94～<24.80 cm,種苗粗≥0.35～<0.47 cm,鮮重≥4.96～<9.08 g;Ⅲ級種苗:側根數≥9～<15條,根莖長≥1.12～<1.92 cm,根莖粗≥0.88～<1.50 cm,種苗長≥13.52～<18.94 cm,種苗粗≥0.18～<0.35 cm,鮮重≥1.73～<4.96 g。經驗證分級合理,以上3個等級的種苗認定為合格及優質種苗。在實際生產中,需全部符合當前等級的6項指標,才可定為該等級種苗,任一指標不符合即降為下一等級。選擇側根數、根莖長、根莖粗、種苗長、種苗粗、鮮重作為質量分級的代表性指標,通過對6項指標的測定和分析,表明北蒼術種苗的側根數、根莖長、根莖粗、種苗長、種苗粗和鮮重等性狀都與北蒼術種苗質量緊密相關,并且因其可即時測量,且此分級標準分級明顯,故在實際生產中有一定可操作性。

種子種苗是中藥材生產的物質基礎,直接影響中藥材的質量和產量,制定科學合理的中藥材種苗分級標準是保障中藥材質量的必要手段[9]。結合課題組已有的北蒼術種子分級標準[8],初步建立北蒼術的種子及種苗分級標準。北蒼術種子及種苗質量分級標準所采用的方法適用于北蒼術種子及種苗的質量控制,為北蒼術生產應用提供分級標準建議,為北蒼術規范化生產奠定基礎,也為其他中藥材種子及種苗質量標準的制定提供參考依據[10]。本研究以側根數、根莖長、根莖粗、種苗長、種苗粗和鮮重等6項指標初步制定了北蒼術種苗質量標準,其中,側根數為主要指標,根系發達,對植株的生長有著舉足輕重的作用。在對北蒼術種子及種苗進行質量優劣分辨時,種子分辨除根據含水量、凈度、千粒重、發芽率和生活力等5項指標外,還應觀察種子形態特征是否飽滿,是否有光澤、有無損傷、發霉、病變、蟲蛀等狀況;種苗分辨時,除6項指標外,還應觀察植株生長狀況(是否萎蔫、是否完整,病蟲害情況等)[11]。北蒼術種子及種苗質量分級標準的制定,可規范北蒼術藥材的生產源頭,選用優質的種子進行育苗,采用規范化的育苗技術和田間管理措施,保證種苗質量,以期改善北蒼術藥材市場上種質資源混亂不清、藥材質量參差不齊的現狀。