产地及基因型对柴胡产量和有效成分含量的影响和研究

余 马，左文松，刘 茹，舒晓燕，黄 晶，张 洪，唐志康，侯大斌*

（1.西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010；2.泸州市古蔺县农业局，四川泸州 646500）

产地及基因型对柴胡产量和有效成分含量的影响和研究

余 马1，左文松2，刘 茹1，舒晓燕1，黄 晶1，张 洪1，唐志康1，侯大斌1*

（1.西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010；2.泸州市古蔺县农业局，四川泸州 646500）

【目的】分析四川柴胡在各产地的产量及品质，确定适宜柴胡规模化种植的区域和品种。【方法】对青川、安县和旺苍3个产区种植的川北柴1号、中柴1号及川红柴1号进行产量和有效成分含量相关性状考查。【结果】青川产地收获柴胡产量及有效成分含量最高，旺苍次之，安县最低。中柴1号单株产量高于川北柴1号和川红柴1号，而川北柴1号有效成分含量高于中柴1号及川红柴1号。【结论】川北柴1号有效成分含量表现最佳，较中柴1号和川红柴1号更利于密化栽培，且因此适宜于作为四川地区主栽柴胡品种进行推广。

柴胡；环境；基因型；产量；有效成分

柴胡为伞形科柴胡属（Bupleurum）植物的干燥根，是临床常用中药，其主要药效成分有柴胡皂苷、挥发油和黄酮类成分[1]。该药材常同其他药物结合治疗感冒发热、寒热虚劳发热、小儿痘疹余热、腹部膨大、肝郁气滞、胸肋胀痛、脱肛、子宫脱落及月经不调等症[1-2]。因为其重要的药用价值，我国对柴胡需求量日益增加。从20世纪70年代开始，由于野生柴胡资源逐渐匮乏，药农开始自繁自种柴胡，以满足日益增长的市场需求。四川野生柴胡资源丰富，分布较广，青川地区柴胡种植历史已逾300年。目前四川地区已选育出川北柴1号（北柴胡，Bupleurum chinense DC.）及川红柴1号（狭叶柴胡，Bupleurum scorzonerifolium Willd.）2个柴胡新品种供生产应用。与柴胡地方种相比，2个新品种都表现出较高的产量优势，但柴胡生长及药效成分累积受基因型及产地环境影响较大，因此本研究拟对四川3个柴胡产区的主要柴胡品种进行产量和有效成分调查和测定，以确定柴胡新品种的适应性环境，因此本研究对四川省柴胡种植的推广及产业化栽培具有十分重要意义。

1 材料和方法

1.1 供试材料

本研究采用主要研究对象为北柴胡审定品种中柴1号和川北柴1号，狭叶柴胡审定品种川红柴1号。各品种由四川德培源中药科技开发有限公司于2013—2014年种植于青川、安县、旺昌基地。田间设计采用撒播，每个品种种植面积大于0.7 km2，种植密度为4.5×107株/km2，常规肥水管理及病虫害防治。

1.2 产量性状考查

供试样品采集时间为2014年4月。产量性状考查分别为主根直径、根长、根体积、鲜重及干重，所有性状为10株株型一致的柴胡单株测定均值，重复3次。

1.3 有效成分的含量测定

柴胡根粉碎后，过0.28mm×0.28mm孔径筛网后，40℃干燥4 h，取出立即置干燥器，冷却至室温。精密称取0.5 g柴胡样品粉末置于50mL锥形瓶中，加入25mL浓度为5%的氨水甲醇溶液，密封。

1.3.1 总皂苷含量测定

标准品试液的制备：精密称取柴胡皂苷a标准品3.80 mg，加入10mL甲醇溶解，定容至刻度，摇匀。

检测方法：精密吸取待测溶液0.2mL于25mL具塞比色管中，加甲醇至1mL；精密加入0.1mL 1%对二甲氨基苯甲醛乙醇溶液，70℃温热10min，取出冷却，加入磷酸4.0mL，于70℃反应30min；取出冷却后，于545 nm波长处测定吸光度。

1.3.2 柴胡皂苷a、皂苷d的测定

供试品溶液配制：准确称取0.5 g柴胡样品粉末置于50mL锥形瓶中，加入25mL 5%的氨水甲醇溶液，密塞；在30℃水温中超声提取30min，过滤；用20mL甲醇分2次洗涤残渣，合并滤液及洗液，挥干溶剂，用甲醇溶解定容至10mL，用0.45μm的滤膜过滤，取滤液。

标准品溶液配制：精密称取柴胡皂苷a对照品6.2 mg、柴胡皂苷d对照品7.4 mg加入10mL甲醇溶解，定容摇匀；用微孔滤膜（0.45μm）过滤，备用。

色谱条件：色谱柱为Agilent Zorbax Extend-C18（250mm×4.6mm，5μm），柱温为 30℃，检测波长为210 nm。流动相：乙腈-水，洗脱梯度见表1；流速为1mL/min；进样量为 10μL。

表1 柴胡皂苷色谱洗脱梯度Table 1 Elution gradient of saikosaponin for HPLC

1.4 统计分析

运用Microsoft Excel软件录入数据并计算，各基因型及产地间性状差异方差分析采用SPSS16.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 产量相关性状考查

各地区收获得柴胡根中，川北柴1号在青川生长状况最佳，其所有参试性状皆为最高，旺苍表现次之，安县收获川北柴1号产量及其他参试性状表现最低（见表2）。中柴1号及川红柴1号在各环境中表现与川北柴1号基本一致。方差分析表明，基因型对柴胡根直径、根体积、根鲜重及根干重影响显著，对主根长影响不显著；环境对柴胡所有参试性状均影响显著；基因型与环境互作效应对主根长、根体积、根鲜重及根干重影响显著，对根直径影响效果不显著。

2.2 有效成分含量鉴定

各有效成分标准曲线中，柴胡总皂苷测定标准曲线以总皂苷含量为横坐标，以吸光度A为纵坐标，柴胡皂苷a及柴胡皂苷d标准曲线分别以柴胡皂苷a、柴胡皂苷d含量为横坐标，以210 nm下的HPLC平均峰面积为纵坐标。各标准曲线制定结果表明所有成分线性良好。各有效组分重复性RSD、稳定性RSD及精密度RSD值也表明供试仪器精密度、重复性良好，总皂苷含量测定试验中样品在8 h内稳定，柴胡皂苷a、柴胡皂苷d含量测定试验中样品在6 h内稳定；加样回收率结果也表明各组分回收效率良好（见表3，图1）。

表2 各产地收获柴胡产量相关性状Table 2 The value of yield related traits for Bupleurum collected from three producing areas

表3 柴胡有效成分的线性回归方程Table 3 Regression equations of medicinal ingredients in Bupleurum

表4 各产地收获柴胡有效成分含量结构Table 4 The effective ingredients content of Bupleurum collected from three producing areas %

柴胡有效成分含量测定实验中，青川收获川北柴1号柴胡总皂苷含量、柴胡皂苷a含量及柴胡皂苷d含量皆为最高；旺苍收获川北柴1号的柴胡皂苷a含量及柴胡皂苷d含量次之，柴胡总皂苷含量低于安县收获川北1号的总皂苷含量（见表4）。中柴1号及川红柴1号在各环境中有效成分含量表现与川北柴1号基本一致，方差分析结果显示，基因型对柴胡总皂苷含量及柴胡皂苷a含量影响显著，对柴胡皂苷d含量影响不显著（见表5）。

3 讨论与结论

主根长、根直径、单根重量等性状是柴胡重要的商品性状，而皂苷含量则是衡量柴胡药效及品质的重要指标[2]。岳建英等[3]对农家栽培北柴胡根部形态观测发现，北柴胡分为多支根型、少支根型和单根型3种基因型，3种基因型间产量及有效成分含量差异显著。曹海禄等[4]对我国规模化种植的3种柴胡考查也发现柴胡主根长、单根重、根冠比和皂苷含量主要受基因型控制。本研究发现中柴1号在所有参试区域中产量相关性状都表现最好，但其有效成分含量都低于川北柴1号，这可能是由于川北柴1号系四川多年多点引种实验中，连续选择育种所得。该品种株型小于中柴1号，虽然单株产量低于中柴1号，但其在多点区域性试验中单位面积产量皆高于中柴1号，因此较中柴1号更利于密化栽培。狭叶柴胡挥发油含量极高，柴胡皂苷含量较北柴胡低。柴胡皂苷合成和积累发生于根系韧皮部，因此支根越多，柴胡皂苷含量越高[5]。本研究发现川北柴1号及中柴1号支根多，川红柴1号直根性强，支根少。川北柴1号与中柴1号柴胡总皂苷、柴胡皂苷a和柴胡皂苷d含量相近，但远高于川红柴1号。川红柴1号属狭叶柴胡物种，川北柴1号与中柴1号同属北柴胡物种，因此根系构型差异可能是狭叶柴胡与北柴胡间柴胡皂苷含量差异较大的主要原因之一。

图1 柴胡有效成分的标准曲线Figure 1 Standard curve of effective ingredients in Bupleurum

表5 目标性状方差分析Table 5 Analysis of variance for investigated traits

柴胡具有广泛的适应性，我国华北地区大部、西北地区东部、东北地区南部皆适合种植，仅北柴胡在全国范围内就有783个适宜产地[6-7]。但柴胡皂苷含量光照、温度、水分、季节变化等环境因子影响较大，因此不同地域收获柴胡皂苷含量也差异显著[8]。Zhu Z.B.等[9-10]发现北柴胡在适宜的干旱胁迫下，柴胡皂苷a含量会增加83%，柴胡皂苷d含量会增加22%。Gong J.等[11]对生长于林荫地和阳光直射条件下的北柴胡比较发现，林荫地生长北柴胡的柴胡皂苷a、柴胡皂苷d及柴胡皂苷总量含量均显著高于阳光直射条件下生长北柴胡。本研究发现青川收获北柴胡有效成分含量最高，旺苍次之，安县最低，这为柴胡新品种区域合理布局提供了理论依据。

除基因型和生长区域外，收获时间对柴胡有效成分含量也有显著影响[12-13]。根据GDBH假说，因为初生代谢途径与次生代谢途径的竞争关系，快速生长的植物次生代谢产物浓度会降低[14-15]。本研究采样时间为春季，该季节柴胡正开始进入旺盛生长期，导致本研究供试材料有效成分含量较药典2015版[2]规定浓度偏低。因此为保证川产北柴胡优质，秋季收获柴胡质量评价值得进一步探讨。

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Study on the Effect of Different Producing Area and Genotype on Yield and Effective Ingredients Content of Bupleurum Species

YU Ma1，ZUO Wen-song2，LIU Ru1，SHU Xiao-yan1，HUANG Jing1，ZHANG Hong，TANG Zhi-kang1，HOU Da-bin1*
（1.School of Life Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，Sichuan，China；2.Agriculture Bureau of Gulin County，Luzhou 646500，Sichuan，China)

【Objective】 Identify the suitable growth location and commercial varieties of Bupleurum species by investigating and analyzing yield and quality in Sichuan province.【Method】Commercial varieties of Chuanbeichai No.1，Zhongchai No.1，and Chuanhongchai No.1 from Qingchuan，Anxian，and Wangchang were collected to investigate yield and effective ingredients content.【Results】The Bupleurum species grew in Qingchuan showed the highest yield and effective ingredients content，whereas Bupleurum species grew in Wangchang were lower，and Bupleurum species grew in Anxian were the lowest.The Zhongchai No.1 showed higher yield per plant than Chuanbeichai No.1 and Chuanhongchai No.1，whereas ChuanbeichaiNo.1showedtheheighesteffectiveingredientscontentthanZhongchai No.1 and Chuanhongchai No.1.【Conclusion】Chuanbeichai No.1 showed the highest effective ingredients and can adopt high density cultivation，so it can be utilized for large scale of cultivation in Sichuan as main commercial variety.

Bupleurum；environment；genotype；yield；effective ingredients

Q949.763

A

1000-2650（2017）03-0317-05

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.03.005

2016-03-08

国家自然科学基金（81603223）；四川省十三五育种攻关（2006NYZ0036-4-2）。

余马，博士，讲师，主要从事作物遗传育种的研究，E-mail：yuwen0073@126.com。*责任作者：侯大斌，博士，教授，主要从事药用植物栽培育种，E-mail：dbhou@126.com。

（本文审稿：杨玉霞；责任编辑：刘诗航；英文编辑：刘诗航）