甘草群体形态变异类型研究

杨　全　魏胜利　王文全

摘 要：目的：对甘草群体形态变异类型进行研究，筛选优良变异类型，为甘草优良品种选育提供理论依据及参考。方法：对形态变异类型甘草的主要农艺性状分别进行方差、相关及逐步多元回归分析。结果：形态变异类型甘草农艺性状变异幅度较大，除横生茎数和侧根数两项农艺性状指标没有显著性差异外，其它农艺性状指标均具有显著或极显著性差异。12项农艺性状对甘草产量影响大小顺序为：主根直径>芦头直径>地茎>株高>横生茎数>小叶长>小叶宽>顶叶长>顶叶宽>一级侧枝数>分蘖数>侧根数。逐步多元回归分析结果表明，株高（X₁）、地茎（X₂）、芦头直径（X₃）、主根直径（X₄）、横生茎（X₅）、分蘖数（X₇）、侧枝数（X₈）等7项农艺性状指标是影响甘草产量高低的主要因素，回归方程：Y=42.987+1.219X₁+2.747X₂+3.777X₃+3.244X₄-0.351X₅+0.342X₇+0.704X₈（R＝0.9335** F值=52.25）。结论：形态变异甘草间农艺性状指标差异显著，绿茎茎光滑类型甘草具有较强的生长优势，在进行优良品种选育过程中，可以作为育种材料进一步研究。

关键词：甘草；形态变异；农艺性状；品种选育

中图分类号：R28文献标识码：A文章编号：1673-2197（2009）02-0034-03

甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）为常用大宗药材，为国家二级保护植物，具有清热解毒、止咳祛痰、补脾和胃、调和诸药等功效［1］，除用于中医临床外，在医药、食品、保健品、化妆品［2］等行业被广泛应用。近年来，由于对野生甘草的掠夺性采挖，野生资源急剧下降，同时引起土壤沙漠化加重，生态平衡遭受到极大破坏，为此，国家鼓励和大力支持发展人工种植甘草，以缓解甘草药材的供需矛盾。但是，人工栽培的甘草因受种子混杂、退化以及栽培技术体系不完善等因素的影响，导致甘草药材产量、质量良莠不齐，制约了甘草大规模人工种植。目前，还未有新品种甘草育成的报道，通过从野生群落或人工栽培甘草群体中，筛选出优质、高产的变异类型，培育成优良栽培品种的方法是最为快速有效的途径［3］。甘草在野生群落和人工栽培群体中，存在丰富的变异分化，不同甘草植株个体间不仅在根、茎、叶、花、荚果等器官外观形态上存在显著差异［4］，而且不同变异类型甘草药材中甘草苷、甘草酸、多糖、总黄酮等有效成分含量差异显著［5，6］。本篇对甘草形态变异类型的农艺性状进行了研究，旨在为甘草优良品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

研究用甘草为内蒙古杭锦旗北京中医药大学甘草研究试验基地中，栽培管理措施1~4年生人工栽培甘草。由北京中医药大学刘春生教授鉴定为甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）。

以文献［7］对甘草形态特征的描述为依据，选择容易观察的茎表皮颜色、叶片平展或皱褶、茎表皮刺毛密度、结果与否等四项指标进行形态变异类型的划分。其中，茎皮颜色3种，分别为茎基部紫红色，茎紫红色（茎全部紫红色），茎绿色；茎皮被覆物性状3种，每平方厘米茎表皮刺毛数在10~20根之间为稀刺毛，大于20根为密刺毛，无刺毛为茎光滑；叶片边缘性状2种，分别为波状皱褶和边缘平展；共划分8个类型（表1所示）。

每个形态变异类型甘草随机取10株，分别对株高、地茎、芦头直径、主根直径(从芦头向下20cm处主根的直径)、横生径数、侧根数、分蘖数、一级侧枝数、小叶长、小叶宽、顶叶长、顶叶宽、主根重等农艺性状指标进行测定。

采用SPSS11.5 for windows统计分析软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 甘草形态变异类型对农艺性状的影响

各形态变异类型甘草农艺性状表现及方差分析结果表明（见表2），在13项农艺性状指标中，株高、地茎、主根直径、小叶长、小叶宽、顶叶长、顶叶宽、主根重等农艺性状指标差异达到极显著水平（P＜0.01），芦头直径、分蘖数、一级侧枝数等农艺性状指标差异达到显著水平（P＜0.05），横生茎数和侧根数两项性状指标没有显著性差异（P>0.05）。所有农艺性状指标均存在不同程度的变异，其中，株高的变异系数最大为28.01，其次是一级侧枝数、主根重和分蘖数，变异系数分别为24.29、21.00、20.47，小叶长变异系数最小仅为9.16。

2.2 形态变异类型甘草产量性状的相关及逐步多元回归分析

相关分析表明（见表3），主要农艺性状与形态变异类型甘草产量（主根重）之间均存在不同程度的相关关系，相关系数绝对值从大到小依次为：主根直径>芦头直径>地茎>株高>横生茎数>小叶长>小叶宽>顶叶长>顶叶宽>一级侧枝数>分蘖数>侧根数。在各性状中，主根重与株高、地茎、芦头直径、主根直径、一级侧枝数之间呈极显著正相关。株高与地茎、芦头直径、一级侧枝数、主根重呈极显著相关，与分蘖数呈显著相关。一级侧枝数与株高、地茎呈极显著正相关，与芦头直径、主根直径呈显著正相关。小叶长与小叶宽、顶叶长、顶叶宽之间呈极显著正相关。

采用逐步回归分析方法，建立形态变异类型甘草产量性状的逐步多元回归方程：Y=42.987+1.219X₁+2.747X₂+3.777X₃+3.244X₄-0.351X₅+0.342X₇+0.704X₈（R＝0.9335**F值= 52.2572）。从回归方程可以看出，株高（X₁）、地茎（X₂）、芦头直径（X₃）、主根直径（X₄）、横生茎（X₅）、分蘖数（X₇）、侧枝数（X₈）等7项农艺性状指标是影响甘草产量的主要因素。各个性状对甘草产量的偏相关系数（见表4）大小顺序为：主根直径（rYX₄=0.7008）>芦头直径（rYX₃=0.2932）>地茎（rYX₂=0.2566）>株高（rYX₁=0.1299）>分蘖数（rYX₇=0.129）>侧枝数（rYX₈=0.1123）>横生茎（rYX₅=-0.1902）。表明在7项农艺性状指标中，主根直径对甘草产量影响最大，达到极显著水平；地茎、芦头直径对甘草产量的作用达到了显著水平，其他生长性状指标对甘草产量影响作用相对较小，而横生茎数对甘草产量具有负作用。

3 小结与讨论

（1）相关和逐步多元回归分析表明，某些性状如主根直径、芦头直径等性状与甘草产量的相关分析和逐步多元回归分析的结果一致，而另一些性状如一级侧枝数、分蘖数、株高等分析结果不完全相同，这说明在优良农艺性状选择过程中，不能仅凭相关系数的大小作为选择的依据，必须进行逐步多元回归分析，才能揭示各个性状对甘草产量影响作用的大小。

（2）对甘草形态变异类型的农艺性状指标进行综合分析可以看出，绿茎茎光滑类型甘草的株高、地茎、芦头直径等主要农艺性状表现出较强的生长优势，黄绿茎茎稀刺毛类型、绿茎茎密刺毛类型农艺性状从总体上看低于其它类型，而其它形态变异类型甘草的农艺性状指标处于中间水平。杨全等研究结果表明，在甘草形态变异类型中，绿茎茎光滑类型甘草的总黄酮［5］、甘草苷、甘草酸［6］含量显著高于其它形态变异类型，紫红茎茎光滑类型、紫红茎基茎光滑类型多糖含量最高［5］。因此，在育种中，可以将绿茎茎光滑类型作为高产、优质的甘草育种材料，把紫红茎茎光滑类型、紫红茎基茎光滑类型甘草作为多糖型甘草的育种材料进一步研究。

（3）培育优良的甘草栽培品种是甘草生产中急需解决的关键问题，也是获得高产、优质甘草药材的基础。通过本研究可以看出，甘草形态变异类型间主要农艺性状差异显著，而且变异类型间有效成分含量也发生了较大幅度变异［5，6］，这就为甘草优良品种选育提供了丰富的育种材料。通过优良变异类型的遴选，培育甘草栽培品种具有一定的可行性，本实验的结果为甘草选择育种提供了参考。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典［M］.一部.北京：化学工业出版社，2005.

［2］ 张继，姚健，丁兰，等.甘草的利用研究进展［J］.草原与草坪，2000(2):12-17.

［3］ 陈秀华，魏胜利，王文全.种质资源与药材质量［J］.中药研究与信息，2003，5(4):11-14.

［4］ 王文全.甘草生态学特性及生态环境对其药材质量影响的研究［J］.北京:北京林业大学，2000.

［5］ 杨全，王文全，魏胜利，等.甘草不同类型间中总黄酮、多糖含量比较研究［J］.中国中药杂志，2007，32(5):445-446.

［6］ 杨全，王文全，魏胜利，等.不同变异类型甘草中甘草苷、甘草酸含量比较研究［J］.中草药，2007，38(7):1087-1090.

［7］ 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志［M］.42卷，2分册.北京：科学出版社，1998.

（责任编辑：陈涌涛）