草珊瑚优良品系(种)筛选试验初报
2021-09-06彭进乔杨晓菲姚才逵王天明董蓉娇
梁 坤,彭进乔,杨晓菲,姚才逵,王天明,董蓉娇,梁 泉*
(1.云南农业大学农学与生物技术学院,云南昆明 650201;2.云南省临沧市种子管理站,云南临沧 677000)
草珊瑚(Sarcandra glabra(Thunb.)Nakai.)属于金粟兰科多年生常绿亚灌木,又名肿节风、满山香、观音茶,干燥全株药名肿节风[1]。草珊瑚喜温暖湿润阴湿环境,生于海拔50~1 306 m 亚热带季风气候区的阴湿沟谷,或郁闭度在0.7 左右的林下,喜腐殖质层深厚、疏松肥沃、微酸性的土壤[2-3]。野生资源主要分布于我国安徽、浙江、江西、福建、台湾、广东、广西、湖南、四川、贵州和云南等省[4]。作为我国常用的大宗中药材,草珊瑚全草可入药,是一种药食同源植物[5],含有异嗪皮啶、香豆素、苯丙素、黄酮、木脂素、酚、酚酸和有机酸类等化合物[6],具有抗肿瘤、抗菌、降血糖等作用[7-8],具有较高的药用价值、经济价值和观赏价值[9]。
目前对草珊瑚的研究大多数集中于种苗繁殖、林下种植和药理等方面,而对于草珊瑚优良品种筛选方面研究较少。我国拥有极其丰富的草珊瑚资源,由于筛选指标不够完善,很多草珊瑚资源不能得到有效地利用。优良品种是药材质量稳定的基础和保证,因此需要开展优良品种的选育。因此,通过将草珊瑚与10 年生的橡胶林进行套种,测定和比较移栽18 个月草珊瑚生物量、产量和异嗪皮啶含量,比较春、夏、秋、冬4 个时期异嗪皮啶、迷迭香酸等活性成分含量,以此来筛选出草珊瑚优良品种。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验地点为云南省临沧市沧源县茂名华建投资有限责任公司位于沧源县班老乡的橡胶林基地,选择10 年生橡胶林的南面下坡位置种植草珊瑚。
1.2 供试材料
从江西、福建、广西等省收集草珊瑚种质资源(居群)共6 个居群20 份材料,样品编号及收集地点见表1。上述试验材料由沧源县茂名华建投资有限责任公司提供,经普洱市民族传统医药研究所药师鉴定。
表1 样品收集地及相关信息
将上述6 个地方居群共20 份草珊瑚材料的种子,直播育苗,1年后移栽橡胶林,2 年开花结实。经过两次选择典型株系—采集种子—播种育苗—幼苗移栽橡胶林的过程,然后采集6 个地方居群的典型植株种子,直播育苗,幼苗移栽橡胶林,形成品系,用于产量和品质试验。
1.3 试验设计
选择10 年生的橡胶林朝南向的坡地,郁闭度为0.5~0.6,橡胶树行距5 m。由于橡胶林的坡度较大,统一在两行橡胶林的中间位置开挖台地,起畦套种草珊瑚。采用1 年生草珊瑚种苗移栽在上述橡胶林台地中,小区长400 cm,宽240 cm,小区面积9.6 m2,株距40 cm×40 cm,种植深度30 cm,6 个行区,每个小区计60 株,3 次重复,共180 株。
2019 年4 月2 日进行移植,2020 年10 月18—20 日进行田间调查和测产。田间生长期18 个月。
1.4 田间管理
移栽前,除去橡胶林地内的低矮灌木、草本植物,在2 行橡胶树中间开挖台地,起畦种植草珊瑚。有机肥1 000 kg/667 m2、过磷酸钙50 kg/667 m2。采用800 倍多菌灵浸泡根系5 min 以防止根系腐烂,移栽结束浇透水。定期观察,若发现有死苗,及时补栽。
春夏每月除草1 次,秋冬每季除草1 次,每年中耕3~4 次,适当灌溉,保证土壤湿润、疏松透气。每年春夏各追肥1 次,每次施尿素450 kg/hm2,氯化钾75 kg/hm2。冬季结合培土,根际处施1 次商品有机肥1 000 kg/667 m2。
1.5 调查方法和测试指标
生物量:采取随机取样法,对于每个品系(居群),每个重复随机取样3株,共9株,测定苗高、枝条数及叶部、茎部和整株的生物量。
产量:品系(居群)每重复实收9.6 m2计产,折合667 m2产量进行比较。
收获期活性成分含量测定:2020 年10 月18—20 日收获时,每居群每重复取样2 株,干燥混合后测定草珊瑚茎叶异嗪皮啶含量。
不同采收期活性成分含量:在草珊瑚移植1 年后,分别在2020 年3 月15 日、6 月18 日、9 月30 日和12月10 日4 个时期采摘广西临桂市品系草珊瑚的根、茎、叶,干燥混合后测定草珊瑚茎叶异嗪皮啶含量和迷迭香酸含量。
1.6 异嗪皮啶含量测定方法
草珊瑚异嗪皮啶含量和迷迭香酸含量委托云南华测检测有限公司测定。
采用HPLC 法检测不同采收期的草珊瑚茎叶中的异嗪皮啶、迷迭香酸含量。测量方式按照2020 年版《中国药典》肿节风中异嗪皮啶、迷迭香酸含量测定方法进行测定。
草珊瑚样品:草珊瑚样品采自沧源县茂名华建投资有限责任公司沧源县班老乡的橡胶林套种草珊瑚基地,根、茎、叶分开晒干,备用。
异嗪皮啶对照品:由云南省药品检验所提供(批号:0837-9902),HPLC 测定对照品纯度为99.99%。
试剂:水为纯水,乙腈为色谱纯,其余试剂均为分析纯。
仪器:996(PDA)检测器,SB3200 型超声波提取器(300 W,25 kHz),Waters-510 型高效液相色谱仪(HPLC)。
色谱条件:色谱μ-BondpakTMC18 柱(300 mm×3.9 mm,10 μm);流动相乙腈-0.1%磷酸溶液(20 ∶80);检测波长为344 nm。
线性关系:将17.5 mg 异嗪皮啶称量到500 mL 容量瓶中,用甲醇溶解并定容得异嗪皮啶样液,分别取1 mL、2 mL、3 mL、5 mL、10 mL、15 mL 样液放入25 mL 容量瓶中且用甲醇稀释并定容,进样20 μL。以峰面积为纵坐标,以进样量为横坐标绘制工作曲线,得到回归方程A=2 755-120.65 M+31 401.04,r=0.999 4,线性范围为0.070 9~0.426 9 μg。
样品测定:先将干燥草珊瑚全株(根、茎、叶)粉碎后过3 号筛。准确称取粉末0.4 g 置100 mL 容量瓶中,加水90 mL,静置一夜,超声处理1.5 h,取出,冷却,用水稀释至刻度,摇匀,滤过,精密量取续滤液25 mL,浓缩至近干,加入5 mL 纯水溶解后转移至分液漏斗中,用氯仿提取5 次,每次取10 mL 加入合并氯仿液蒸干,残渣加甲醇溶解并转移10 mL 量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,即得供试品溶液。另取适量的异嗪皮啶加甲醇制成每1 mL 含4 μg 的对照品溶液。上述两溶液各20 μL 进样,按上述色谱条件计算供试品中异嗪皮啶和迷迭香酸的含量。
2 结果与分析
2.1 田间性状与生物量比较
种植草珊瑚18 个月后,草珊瑚田间性状与生物量比较,见表2。
由表2 可知,不同来源地草珊瑚品系生长情况各有差异。株高从高至低依次是广西临桂、福建南平、江西九江、福建三明、江西新干、广西灵川。地径从高至低依次是福建南平、广西临桂、福建三明、广西灵川、江西九江、江西新干。平均地上部产量(茎+叶的干重)依次是广西临桂、福建南平、广西灵川、江西九江、福建三明、江西新干。
表2 草珊瑚样本田间性状与生物量比较
2.2 产量结果
茎、叶是草珊瑚的主要药用部分,根系有效成分含量较少,且草珊瑚作为多年生植物,连根拔起会影响其次年产量。因此,草珊瑚的茎、叶生物量直接关系到产量和经济效益,也是一个重要的评价种质资源优劣的指标。不同来源地草珊瑚居群测产结果比较见表3。
由表3 可知,产量由高至低是广西临桂1 022.73 kg、福建南平1 004.21 kg、福建三明894.89 kg、广西灵川861.54 kg、江西新干841.16 kg、江西九江787.43 kg。其中,广西临桂、福建南平与江西九江之间的产量差异达到极显著水平。
表3 不同来源地草珊瑚居群测产结果比较
2.3 异嗪皮啶含量
不同来源地草珊瑚居群异嗪皮啶含量测定结果见表4。
表4 不同来源地草珊瑚居群异嗪皮啶含量测定结果
由表4 可知,不同来源地草珊瑚居群异嗪皮啶含量差异较大,草珊瑚居群异嗪皮啶含量由高至低次是福建南平为0.956 mg·g-1、广西临桂0.782 mg·g-1、江西新干0.754 mg·g-1、福 建 三 明0.663 mg·g-1、广 西 灵 川0.467 mg·g-1。对照中国药典草珊瑚药材异嗪皮啶标准含量≥0.2 mg·g-1,上述所有样品的异嗪皮啶含量均超过药典规定的标准。其中,福建南平与江西九江之间差异达到极显著水平。
2.4 最佳采收期研究
在草珊瑚移植1 年后,分别在2020 年3 月15 日、6月18 日、9 月30 日和12 月10 日4 个时期测定草珊瑚茎叶异嗪皮啶含量和迷迭香酸含量,结果见表5。
由表5 可知,全年的不同收获季节中草珊瑚的有效成分含量具有显著差异。除3 月外,异嗪皮啶含量均可满足药典要求,且异嗪皮啶含量在秋冬季含量较高。上述所有样品全年的迷迭香酸含量达到了药典的要求,且迷迭香酸的含量在夏秋季相对偏高(迷迭香酸含量≥0.2 mg·g-1)。
表5 草珊瑚茎叶异嗪皮啶和迷迭香酸的总含量
在上述4 个采收时期中,有效成分最高的季节在秋季,生物量最高的季节也是秋季,综合以上因素可见,选择秋季作为采收季节最为适宜。
3 结论与讨论
草珊瑚是一种具有较高经济价值的林下中药材。相关研究表明,林药套种表现出良好的经济价值,也是今后重点研究的方向。黄丽燕研究结果表明,桉树林下人工栽培草珊瑚具有很大的可行性,其经济效益和生态效益都得到了很大的提高[10]。王生华研究表明,林分郁闭度对草珊瑚药材质量和生长的影响最为显著,其大小均会影响草珊瑚的生长发育[11]。卢秀贞研究表明,中郁闭度的林分更有利草珊瑚生长[12]。赵福宏研究表明,林下套种草珊瑚是一种经济效益良好的经济发展模式,投资回报率高且收益稳定[13]。本研究测定了在橡胶林下套种的来自4 个省份21 个品系(居群)草珊瑚生物量、异嗪皮啶、迷迭香酸活性成分含量等,以产量和总活性成分含量为考察指标,筛选出广西临桂、福建南平居群为最具推广品系。橡胶林下套种草珊瑚经济发展模式产业化还有很长的路要走,比如草珊瑚栽培和采收分级标准的制定、采后处理技术的成熟等。我国拥有极其丰富的草珊瑚资源,由于筛选指标不够完善,很多草珊瑚资源不能得到有效地利用,今后应将更多的评价指标加入到草珊瑚评价标准中。此外,应加强对筛选方法的研究及确立合理科学可行的综合评价方法。
草珊瑚为常绿亚灌木,一年四季均可采收,但采收的时间对草珊瑚成分有一定的影响。张超德研究表明,草珊瑚的质量和收获的时间联系紧密,在不合适的时间采摘草珊瑚会降低草珊瑚产量及药用价值[14]。温柔等研究表明,随着季节变化,异嗪皮啶在秋冬两季含量较高[15];迷迭香酸在8—10 月含量较高。包侠萍研究表明,异嗪皮啶含量以3 月、6 月、7 月3 个月的含量最高[16],平均含量≥0.030%。本研究结果表明,迷迭香酸的含量在夏秋季较高,异嗪皮啶的含量在秋冬季含量较高,因此,秋季为草珊瑚的最佳采收季节,这与前人研究结果一致。但不同生态条件下适宜采收的具体时间,还需进一步研究。
橡胶林下移栽18 个月后,综合不同来源地草珊瑚居群田间生长状况(株高、地径)、平均单株地上部干物重、平均单位面积产量和异嗪皮啶含量等指标,认为广西临桂、福建南平居群为优良品系,推荐生产推广种植。