咸丰白术栽培类型鉴定及育种研究

杨永康，陈行康，殷红清，向极钎，覃大吉，李亚杰，龙 澜，马 进，邹迎春

(1.恩施清江生物工程有限公司，湖北 恩施 445000；2.湖北省农业科技创新中心鄂西综合试验站，湖北 恩施 445000 3.咸丰县道地药材开发有限公司，湖北 咸丰 445600)

白术别名于术、冬术、浙术，原产地和主产区为浙江省磐安县，是浙八味之一[1].湖北省恩施州虽然不是白术地道产区，但与湖南、四川接壤，种植白术亦有半个多世纪.从全国种植白术情况分析，浙江种植面积逐年萎缩，产量下降，湖南省平江县白术品质差，而湖北省咸丰县白术生长环境适宜、产量高、质量好，已成为全国客商的抢手货，种植面积稳步上升[2].在当地政府的大力支持下，白术种植面积从当年的800 hm2扩大到1 333.3 hm2，现在咸丰县已成为湖北省白术规范化种植研究及示范基地和药材、种子、种苗集散地，并辐射到全国及湖南、四川接壤县市，但是咸丰白术栽培种属于多类型混杂群体,直接制约药材品质和产量的提高，同时由于各类型的抗性不同，导致病害普遍流行，尤其在气候特殊的年份甚至出现病害爆发，造成局部地区几乎没有经济产量，新品种选育势在必行[3].本文从白术的类型选择及生长形态特点入手，研究性状分离规律，植株性状与产出根茎外观质量的相互关系，为良种培育提供思路和方向[4].

1 材料与方法

在咸丰县白术主产区分海拔、分类型进行实地观察与性状指标的数据测量；分类型采种隔离种植,对其后代群体进行性状分离情况的调查与数据统计分析.方法是根据调查项目，分类分地点选择5个样点，每点随机抽取20个样株，分别测定株高、分枝数、茎杆数、叶片长和宽、根茎长和宽及茎杆地径；将根茎去除泥土、须根后，用天平测定鲜重，再用烘干箱控制温度40～60℃烘干至恒定时测定干重.

表2 咸丰白术不同类型在不同海拔分布情况表

依据白术的出口等级标准，按外观形态质量划分为5级：5级为优等，4级为良好，3级为普通，2级为稍差，1级为差.

2 结果与分析

2.1 海拔高度对生长的影响

从表1看到，随着海拔上升植株高度呈递减趋势.海拔900～1 200 m植株分枝数、茎杆数、茎粗、叶数等项指标适中，产量和根茎折干率较高，属于白术适宜的种植区域，这与国内同类研究结果相一致[5].

表1 咸丰白术不同海拔基本特征统计表

注：表中海拔1、2、3、4分别为600、900、1 200、1 500 m.

2.2 海拔高度对类型分布的影响

表2数据表明，不同海拔高度白术类型分布有差异，呈规律性变化.四种类型各海拔的分布排位表现为Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ，按类型排位顺序比例的平均值为56.49%、21.74%、15.19%和6.56%.类型Ⅱ属于咸丰白术的优势种群，且在海拔900 m分布比例最高，达到63.35%，海拔900 m是咸丰白术的最适种植区域[5].

2.3 白术主产区各类型性状间的相关性

白术各类型性状间的相关性分析结果见表3.

表3 类型Ⅰ～Ⅳ各性状间的相关性分析

续表1：

株高/cm分枝数茎杆数分枝比茎杆茎杆粗/cm单叶数/cm复叶数单叶比复叶叶长/cm宽/cm长比宽根茎等级根茎长/cm宽/cm长比宽鲜重干重鲜重花数根茎宽1.00-0.99**-0.34-0.360.13-0.26根茎长比宽1.000.470.49-0.080.38根茎鲜重1.001.00**0.480.99**根茎干重1.000.440.99**茎鲜比干1.000.42花数1.00株高1.000.90*0.870.210.38-0.090.19-0.65-0.85-0.57-0.06-0.650.60-0.110.860.95*0.94*-0.530.56分枝数1.000.620.580.200.070.41-0.90*-0.62-0.17-0.40-0.640.470.030.580.97**0.99**-0.690.58茎杆数1.00-0.270.22-0.40-0.19-0.31-0.94*-0.810.22-0.440.59-0.190.90*0.790.70-0.070.25分枝比茎杆1.000.010.550.75-0.790.230.60-0.67-0.290.030.29-0.190.370.49-0.810.51茎杆粗1.00-0.07-0.120.13-0.44-0.31-0.02-0.70-0.14-0.650.380.120.17-0.340.21单叶数1.000.93*-0.300.560.170.220.410.440.76-0.02-0.050.09-0.700.77复叶数1.00-0.640.350.19-0.010.200.540.760.100.290.42-0.850.86单叶比复叶1.000.25-0.150.500.36-0.44-0.34-0.27-0.82-0.870.73-0.60叶长1.000.690.000.70-0.310.50-0.79-0.74-0.650.05-0.09叶宽1.00-0.730.07-0.650.06-0.90*-0.37-0.30-0.06-0.29叶长比叶宽1.000.580.560.340.45-0.22-0.250.220.23根茎等级1.000.210.73-0.32-0.56-0.560.33-0.03根茎长1.000.640.770.600.60-0.440.78根茎宽1.000.000.050.10-0.320.56根茎长比宽1.000.710.68-0.330.57根茎鲜重1.000.99**-0.550.54根茎干重1.00-0.680.64根茎鲜比干1.00-0.89*花数1.00株高1.001.00**0.230.390.200.74-0.820.860.640.040.750.650.60-0.820.740.31-0.070.800.24分枝数1.000.290.330.140.75-0.840.870.59-0.030.790.600.55-0.810.700.26-0.110.770.18茎杆数1.00-0.80-0.660.09-0.160.23-0.19-0.710.80-0.58-0.45-0.30-0.26-0.39-0.470.04-0.71分枝比茎杆1.000.820.32-0.270.250.640.77-0.320.95*0.85-0.270.750.610.430.520.88*茎杆粗1.000.110.19-0.080.830.99**-0.430.710.90*-0.420.800.600.340.630.97**单叶数1.00-0.750.93*0.36-0.010.490.460.37-0.660.52-0.28-0.590.410.04复叶数1.00-0.93*-0.140.33-0.69-0.51-0.220.39-0.33-0.030.13-0.340.10单叶比复叶1.000.28-0.220.700.470.30-0.600.45-0.15-0.420.42-0.08叶长1.000.740.140.720.95*-0.830.97**0.600.180.95*0.80叶宽1.00-0.560.610.81-0.300.700.550.350.500.95*叶长比宽1.000.01-0.02-0.580.18-0.07-0.300.42-0.40根茎等级1.000.89*-0.450.840.660.410.690.80根茎长1.00-0.670.97**0.680.330.870.91*根茎宽1.00-0.82-0.180.29-0.88*-0.35根茎长比宽1.000.570.160.93*0.80根茎鲜重1.000.89*0.620.75根茎干重1.000.190.53根茎鲜比干1.000.64花数1.00株高1.000.280.91*-0.80-0.89*0.760.090.760.07-0.360.230.230.180.47-0.220.92*0.870.93*0.77分枝数1.00-0.030.31-0.610.420.74-0.40-0.620.20-0.380.90*0.63-0.600.850.350.390.000.52茎杆数1.00-0.95*-0.730.68-0.060.89*0.26-0.240.24-0.070.200.75-0.430.760.700.96**0.54分枝比茎杆1.000.56-0.600.22-0.95*-0.330.27-0.280.270.02-0.90*0.69-0.69-0.63-0.90*-0.46茎杆粗1.00-0.92*-0.53-0.410.36-0.020.20-0.62-0.53-0.24-0.14-0.92*-0.92*-0.69-0.90*

续表2：

株高/cm分枝数茎杆数分枝比茎杆茎杆粗/cm单叶数/cm复叶数单叶比复叶叶长/cm宽/cm长比宽根茎等级根茎长/cm宽/cm长比宽鲜重干重鲜重花数单叶数1.000.630.38-0.530.28-0.450.590.550.42-0.010.90*0.92*0.550.91*复叶数1.00-0.47-0.94*0.74-0.89*0.91*0.81-0.270.660.340.42-0.220.56单叶比复1.000.56-0.530.55-0.44-0.260.83-0.760.590.510.91*0.32叶长1.00-0.700.90*-0.88*-0.580.33-0.55-0.28-0.370.40-0.54叶宽1.00-0.94*0.410.74-0.030.40-0.15-0.09-0.490.01叶长比宽1.00-0.65-0.700.12-0.45-0.07-0.150.47-0.29根茎等级1.000.62-0.470.710.460.53-0.120.68根茎长1.00-0.060.630.220.240.020.29根茎宽1.00-0.810.410.360.630.19茎长比宽1.00-0.18-0.13-0.430.02根茎鲜重1.001.00**0.740.95*根茎干重1.000.660.98**根茎鲜比干1.000.50花数1.00

注：*，Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)；**，Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

2.3.1 类型I：株高与单叶数、根茎等级呈显著正相关，单叶复叶比与叶宽、根茎长、根茎长宽比呈显著负相关，叶宽与根茎鲜重、根茎干重呈显著正相关(见表3).表现为植株偏矮，枝叶密度大，根茎产量与质量欠佳.

2.3.2 类型II：除叶宽与根茎长宽比呈显著负相关外，其余各项指标均呈正相关(见表3).表现为植株形状好，根茎产量与质量好[6].

2.3.3 类型Ⅲ：株高与茎杆数、根茎鲜重、根茎鲜重与干重比呈显著正相关，茎杆粗与叶宽呈显著正相关，分枝比茎杆与根茎等级呈显著正相关(见表3).表现为茎杆多，茎细，植株过高，根茎产量与质量一般.

2.3.4 类型IV：株高与鲜重比干重呈显著正相关，株高与茎杆粗呈显著负相关，分枝数与根茎等级呈显著正相关(见表3).表现为主茎少，茎杆高低不齐，根茎产量与质量不太理想.

2.4 咸丰白术各类型病害发生情况

发病株率按类型排位顺序为Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ，分别是17.5%、16.3%、15.9%和1.5%；病情指数按类型排位顺序为Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ，分别是22.1%、20.8%、16.5%和13.2%.

2.5 咸丰白术栽培种各类型比例及隔离种植后代分离情况

各类型遗传树型结构图表明，隔离种植后代遗传性状分离有差异，但呈规律性变化[7].类型Ⅰ：F1代占群体个体比例为6.45%，F2代继续发生类型分离，其中该类型在F2分离出类型Ⅰ的比例最大，达到57.23%，F2中的类型Ⅰ在F3分离出类型Ⅰ的比例亦最大，达到73.52%，其余类型比例较小.类型Ⅱ：F1代占群体个体比例为63.35%，F2代继续发生类型分离，其中该类型在F2分离出类型Ⅱ的比例最大，达到76.88%，F2中的类型Ⅱ在F3分离出类型Ⅱ的比例亦最大，达到97.30%，其余类型比例较小.类型Ⅲ：F1代占群体个体比例为17.76%，F2代继续发生类型分离，其中该类型F2未分离出类型Ⅰ，F2中的类型Ⅲ在F3分离出类型Ⅲ比例最大，达到94.29%，其余类型比例较小.类型Ⅳ：F1代占群体个体比例为12.44%，F2代继续发生类型分离，其中该类型在F2分离出类型Ⅳ的比例最大，达到93.30%，F2中的类型Ⅳ在F3分离出类型Ⅳ比例亦最大，达到92.12%，其余类型比例较小.各类型比例及隔离种植后代分离情况见各类型遗传树型结构图1～4.

表4 咸丰白术各类型病害发生情况调查表

图1 类型I遗传树形结构图

图2 类型Ⅱ遗传树形结构图

图3 类型Ⅲ遗传树形结构图

图4 类型Ⅳ遗传树形结构图

3 结论

1)咸丰白术栽培典型类型有四种.其基本特征表现为：类型Ⅰ植株较矮，高30～45cm，茎粗1.20cm左右，茎基生，茎少，主茎不明显，叶革质，深绿色，叶形为卵状披针形或椭圆形，抗病性强，耐干旱，较耐涝，适应性强，根茎拳形，不规则，商品性欠佳，根茎折干率33%～35%.类型Ⅱ植株高度适中，50～60cm，茎粗0.80cm左右，茎较多，且主茎不分明，叶肉质，淡绿色，卵状披针形或椭圆形，抗性较强，耐干旱，较耐涝，根茎形态规则，鸡腿形，商品性佳，根茎折干率34%～35%.类型Ⅲ植株较高，55～75cm，茎粗0.4cm左右，茎基部丛生，纤维化早，叶革质或肉质，淡黄色，椭圆形或卵状披针形，抗病性较弱，较耐干旱，不耐涝，根茎鸡腿形或拳形，折干率34%～36%.类型Ⅳ株高50～68cm，茎粗0.60cm左右，少茎，主茎明显，纤维化晚，叶革质或肉质，淡绿色，卵状披针形或椭圆形，抗病弱，不耐干旱，不耐涝，根茎拳形或鸡腿形，根茎折干率35%左右；

2)白术的群体分化很大，是由于种源采集渠道不固定及长期采用种子繁殖造成的.这给白术生产的标准化和质量控制带来不便，但是也给白术的良种选育提供了极为丰富的材料；

3)白术的地上部分与根茎间的多个性状存在相关性，为白术的良种选育提供了有利条件，可以通过观测个体的生长特征选择目标单株，提高选优的工作效率；

4)咸丰白术生长环境适宜，产量高，质量好，由于长期自然选择形成的优势类型群体基数比例高，且为异花授粉植物[8]，提出单株选择与集团选择的咸丰白术新品种选育路线.

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