温郁金优良种苗选育研究

来源:用户上传      作者:赵祺 秦宇雯 袁玮

　　摘要 [目的]选育温郁金优良品种。[方法]通过引种栽培，建立种质资源圃，分析其生产性状和品质特征，从而选育出温郁金优良种苗。[结果]温州市瑞安沙洲村温郁金植株产量最高，挥发油含量、莪术二酮含量和吉马酮含量最高，2年区域试验结果为编号13的温州市瑞安沙洲村温郁金各项生产指标和品质指标均高于其他地方种苗，单株鲜品块茎、根茎产量平均达1.8 kg。莪术平均挥发油含量、莪术二酮含量和吉马酮含量分别为6.75%、1.545%和0.537%，明显高于其他产地温郁金种苗。[结论]13号的瑞安沙洲村温郁金种苗综合性状表现优异，特别是莪术挥发油含量高，适宜在主产区推广种植。
　　关键词 温郁金;选育;品种
　　Abstract [Objective]To select and breed the excellent varieties of Curcuma wenyujin.[Method] The germplasm resources nursery was established through introduction and cultivation.[Result]In Wenzhou Ruian Shazhou village Curcuma wenyujin plant yield was the highest，the content of volatile oil， rhizoma zedoariae diketone content and germacrone content were the highest.Regional test results of two years for the number 13 village of Wenzhou Ruian sandbar showed that Curcuma wenyujin production index and seedling quality indicators were higher than other places，some samples per plant tuber， rhizome yield average was 1.8 kg，zedoary turmeric volatile oil content， rhizoma zedoariae diketone content and germacrone content were 6.75%， 1.545% and 0.537%， significantly higher than the other origin Curcuma wenyujin seedlings.[Conclusion]The comprehensive performance in No.13 Ruianshazhou village was excellent， especially the high content of volatile oil in zedoary turmeric， which was suitable for planting in the main producing areas.
　　Key words Curcuma wenyujin;Breeding;Varieties
　　温郁金（Curcuma wenyujin）系姜科姜黄属药用植物，其根茎、块根均可供药用，为2015版《中国药典》收载品种[1]。其块根煮熟晒干称为温郁金，是浙江省著名道地药材，属“浙八味”之一[2]。现代药理与临床研究表明温郁金具有降血脂、抗肿瘤、抗辐射、保肝、抗过敏等多种药理活性[3]。
　　研究发现，温郁金由于长期的无性繁殖及种源的自繁、自留，导致植株的混杂、老化，无种子质量标准，未进行过优良品种选育研究，再加上连作现象十分普遍，导致种质退化、抗逆性差、植株病毒化严重，引起减产现象[4]。植株间良莠不齐、品质变异较大，导致药材质量不稳定，严重影响了临床用药的有效性和安全性。为此，笔者为选育温郁金优良种苗，从外地引进优质种质资源，建立温郁金种子资源圃，分析其生产性状和品质特征，从而选育温郁金优良种苗。
　　1 选育过程
　　1.1 建立温郁金种质资源圃
　　2015年，通过文献查阅、实地走访温州瑞安温郁金种植农户，发现温郁金不仅在本地有种植，外地也有引种温郁金[5]。为选育温郁金优良种苗，搜集温郁金品种在全国的主要分布区，并在12月下旬去温郁金种植地区进行样品的收集，每个地区收集100个优质的二头三头种姜放入编织袋在阴凉仓库中储存。引入种质资源类型及居群见表1。2016年3月，在温州瑞安沙洲选择土质疏松、排水良好、土层深厚、富含有机质的基地进行整地[6]，以1.1～1.2 m间距浅翻地20～25 cm，形成1.1～1.2 m宽厢面，翻地后打碎大土块，检出杂草、草根等杂物，施加1 500 kg/hm2腐熟的菜籽饼基肥。2016年4月5日集中分区域播种，插牌标记，建立种质资源圃。种植密度：株距35～55 cm，行距110～130 cm，栽21 000～24 000株/hm2。温郁金种质资源圃分布情况见图1。
　　1.2 施加PGRP菌株
　　1.2.1 制备温莪术凝集素粗品。
　　取新鲜的温莪术10 kg，切片，粉碎打浆，得到浆状原料，在4 ℃、10 000 r/min下离心45 min，弃上清液，得第一次沉淀物;在pH为5.5～6.5的磷酸盐缓冲溶液中加入1%～3%的复合酶溶液，所述复合酶溶液为纤维素酶：果胶酶=3：1，与第一次沉淀物以体积比7：1混合，混合后在常温下低速搅拌5.5 h，然后在4 ℃、2 000 r/min下离心10 min，取上清液，然后在4 ℃、10 000 r/min下离心45 min，弃上清液得第二次沉淀物;在第二次沉淀物中按1∶2的体积比加入预冷石油醚，在4 ℃下低速搅拌20 min，抽滤，按1.0∶0.7的体积比加入预冷丙酮，静置1～2 min，抽滤，晾干，得第三次沉淀物;在第三次沉淀物中按1.0∶8.7的体积比加入pH为5.5～6.5的磷酸盐缓冲液，在4 ℃下低速搅拌3 h，在4 ℃、10 000 r/min下离心45 min，弃沉淀物，按1.0∶0.2的体积比在上清液中加入饱和硫酸铵，在4 ℃下低速搅拌1～2 min，在4 ℃、2 000 r/min下离心3 min，弃沉淀物，按1.0∶2.7的体积比在上清液中加入饱和硫酸铵，在4 ℃下，低速搅拌4 min，在4 ℃、10 000 r/min下离心45 min，得到第四次沉淀物;将第四次沉淀物溶于水中，置于透析袋中进行透析至透析液中无硫酸根，冷冻干燥得到温莪术凝集素粗品879 g。然后取家兔新鲜血液加肝素钠（0.05%，W/W），2 000 r/min离心10 min，用4倍体积的0.01 mol/L PBS洗涤3次，然后将红细胞用0.01 mol/L PBS配成10%的血细胞悬液，再缓慢加入等体积的2.5%戊二醛，4 ℃下缓慢搅拌2 h。再用0.01 mol/L PBS洗涤3次，离心后配成2%血細胞悬液。测得温莪术凝集素粗品比活1574.01 HU/mg。 　　1.2.2 制备温莪术特异性PGRP菌株混合物。
　　采集温莪术根系土壤，置于液体培养基中，室温下避光摇床培养，7 d后转接培养液至新鲜的液体培养基富集培养，连续富集4轮，收集富集营养液;然后将富集培养液与“1.2.1”所得到的温莪术凝集素粗品以浓度0.1～0.2 g/L混合，摇床反应1～2 h，在0～8 ℃、1 000～2 500 r/min下离心5～10 min，得到沉淀物;在沉淀物中加入含有200 mmol/L乳糖的缓冲溶液，摇床反应1～2 h，在0～8 ℃、3 000～4 000 r/min下离心15～30 min，沉淀为温莪术特异性PGRP菌株混合物。
　　1.2.3 灌窝。
　　种植后，每隔20～40 d，施加“1.2.2”所得到温莪术特异性PGRP菌株混合物，2 000倍稀释，灌窝。在6月上旬、8月中旬，施加2次复合肥，30 000 kg/hm2。并且保持土壤湿润，特别在7—9月生长旺盛期，及时灌水[7]。
　　1.3 种质特性评比
　　当年10月1—5日，在温郁金种质资源圃中，针对不同种质个体和小群体进行形态特性评比，选择株高70～120 cm、长×宽（51～60） cm×（16～22） cm的植株，计算百分比。
　　1.4 采收 在2017年12月4—6日，将全株挖起，抖掉泥土，摘下块根，保留根须，选择一部分二头三头作为种源，分别装入编织袋，放入阴凉仓库，计算霉败率、除去霉败品后的单株产量、平均单株产量、标准偏差。
　　1.5 复种 在2018年清明前后下种，采用穴栽，栽种前取出上年贮存的种茎，除去须根，每穴放入种茎2～4个，芽眼向上栽种，均匀摆放，放种时种茎与土壤密接，栽后覆盖细土，厚3～5 cm[8-9]。
　　1.6 优良种苗选择 选出连续2年株高70～120 cm、叶片长×宽（51～60） cm×（16～22） cm的植株进行评比，再综合评估霉败率、除去霉败品后的单株产量、平均单株产量、标准偏差，得到优良种苗。
　　1.7 技术栽培要点
　　①播种时间。温郁金在3月下旬—4月中旬温度达到13 ℃以上时可以下种。②株行距。株距35～55 cm，行距110～130 cm。③播种深度。每穴放入种茎1～2个，深4～5 cm，芽眼向上栽种，均匀摆放。④田间管理。在温郁金种质种植过程中，通过施加当地温郁金种植地区所种植温郁金根系土壤中得到的PGRP菌株混合物，使种质资源圃土壤环境更加优良，加速外地优质种质资源的驯化和观察试验，从而使更加适应当地的优质种质在植物特性和产品特性与不适应当地的优质种质之间差异更大，便于进行选育。
　　1.8 测定项目与方法
　　1.8.1 挥发油测定。按2015版 《中华人民共和国药典》一部附录 X D 的规定执行。
　　1.8.2 莪术二酮、吉马酮含量测定。仪器：Agilent 1100 高效液相色谱仪（ 美国安捷伦公司），包括四元梯度泵、自动进样器、柱温箱、DAD 紫外检测器;KQ 100DB 型超声清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。
　　色谱条件：Hypersil ODS C18色谱柱（250 mm ×4.6 mm，5 μm）;乙腈-水为流动相，梯度洗脱。乙腈（A）-水（B），0～19 min，45% A;19～20 min，45%→55% A;20～30 min，55% A;30～31 min，55%→65% A;31～50 min，65% A;50～51 min，65%→45% A;51～60 min，45% A。柱温：35 ℃;流速：1.0 mL/min;检测波长：216 nm。
　　对照品溶液制备：精密称取各对照品适量，置于50 mL量瓶中，加甲醇溶液定容至刻度，摇匀，即得。莪术二酮质量浓度0.175 mg/mL，莪术醇质量浓度0.189 mg/mL，吉马酮质量浓度0.190 mg/mL。
　　供试品溶液制备：称取莪术药材粉末0.5 g（过2号筛），精密称定置容量瓶中，加甲醇20 mL，称重，低温超声处理（功率 100 W，频率50 Hz）60 min，取出，称重并补得，滤过，即得。
　　2 选育结果与分析
　　2.1 生产性状
　　种植期间，第一年温郁金长势良好，株高180～205 cm，叶长85～100 cm，叶宽21 ～ 25 cm，无明显病虫害。第二年温郁金较第一年差，估计是因为连作使病虫害增多、土壤肥效降低。采收后，根茎鲜品断面油层蛋黄色，呈长纺锤形，断面黄棕色至棕褐色，气香，每株 5～ 7 个，单个最重可达 320 g 以上，挥发油含量约 5.5%。2015—2017 年生产情况见表2、表3。从表2、3可以看出，编号为13的温郁金优选植株比例最高，平均单株产量最高。
　　2.2 品质性状
　　2016和 2017 年温郁金种子资源圃良种选育中，综合表现以编号13的温州市瑞安陶山沙洲村温郁金种苗最佳，且总结出以下特点：①）产量高，除编号3 的温州市瑞安市陶山镇上岙村温郁金植株产量与编号13的温郁金产量相差不大，其余编号温郁金植株产量、挥发油含量、莪术二酮含量、吉马酮含量都很低;②品质佳，莪术平均挥发油含量、莪术二酮含量和吉马酮含量较高，分别为6.75%、1.545%和0.537%，尤其是莪术挥发油含量比最低温郁金种苗的挥发油含量多32.4%，明显高于其他产地温郁金种苗（表4、5）。
　　3 讨论
　　温郁金种植采用无性繁殖，在主产区药农普遍自繁自留，良种意识薄弱，未建立专门的良种繁育基地。研究表明，传统产区栽培的温郁金遗传多样性水平较低，种质的亲缘关系较近[10]，但莪术和片姜黄药材中挥发油含量、吉马酮和莪术醇含量有一些差异[11]。不同产区温郁金植株形态差异较小，凭植株形态很难进行分类，需要进行温郁金種质资源亲缘关系、辅助育种及种质资源鉴定等方面的研究[12]。 　　通过引种栽培，建立温郁金种质资源圃，施加PGRP菌株，采收，复种，分析生产性状和品质性状，最后选择产地为瑞安陶山沙洲村的优质温郁金种苗。针对温郁金无性繁殖的特点，未来在生产中可以建立良种繁育基地，对种苗进行提纯复壮，提高种苗质量，防止种性退化。由于其产量、挥发油含量、莪术二酮含量和吉马酮含量较高，经生产推广后，可作为莪术挥发油提取原料品种在产区推广种植。
　　参考文献
　　[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：—部[S].北京： 化学工业出版社， 2015.
　　[2] 陶正明， 冷春鸿， 吴志刚， 等.温郁金遗传多样性的ISSR分析[J].浙江农业学报， 2009，21（3）：207-210.
　　[3]袁晓旭， 杨明明， 赵桂琴.郁金化学成分及药理作用研究进展[J].承德医学院学报， 2016， 33（6）： 487-489.
　　[4]陈康， 刘德军， 李敏， 等.温郁金传统种植中存在的问题与分析[J].时珍国医国药， 2007，18（11）： 2689- 2691.
　　[5] 李敏， 唐远， 付福友，等.郁金的研究进展[J].世界科学技术-中医药现代化， 2004，6（2）：35-39.
　　[6] 姜程曦， 熊伟， 陶正明， 等.瑞安陶山温郁金规范化种植基地适宜性研究[J].安徽农业科学， 2010， 38（4）：1807-1810.
　　[7] 吴志刚， 陶正明， 徐杰.温郁金GAP 栽培技術标准操作规程[J].浙江农业科学， 2008（2）：165- 167.
　　[8] 梁菊秀.莪术栽培技术[J].广西热带农业， 2006（3）：39.
　　[9] 杨三豹， 卢启强.温郁金优质高产栽培技术[J].温州农业科技， 2004（2）：24，30.
　　[10] 陶正明， 冷春鸿， 吴志刚， 等.传统产区温郁金遗传多样性的ISSR分析[J].浙江亚热带作物通讯， 2007，29（2）：7-10.
　　[11] 陶正明， 姜武， 吴志刚， 等.不同产地温郁金药材有效成分含量比较[J].浙江农业科学， 2015，56（10）：1583-1586.
　　[12] 任江剑， 俞旭平， 王志安.温郁金新品种 “温郁金2号” 的选育及品种特性[J].中国现代中药， 2017，19（3）：323-326，331.
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