吉安新引进铁皮石斛品种农艺性状及总多糖含量分析
2022-02-28曾建军邱道寿赵贵林闫小红
曾建军,邱道寿,赵贵林,闫小红
吉安新引进铁皮石斛品种农艺性状及总多糖含量分析
*曾建军1,邱道寿2,赵贵林3,闫小红1
(1井冈山大学生命科学学院,江西,吉安 343009;2. 广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室,广东,广州 510640; 3.深圳市农科集团有限公司/深圳市航天食品分析测试中心有限公司,广东,深圳 518040)
通过比较分析新引进铁皮石斛的农艺性状和石斛总多糖含量的变化,为吉安引进优良铁皮石斛品种“雁吹雪3号”提供理论依据。研究结果表明:3月至5月期间为铁皮石斛生长旺盛时期,“雁吹雪3号”的株高、茎粗、顶叶长和宽等农艺性状,以及干鲜重、石斛总多糖含量均高于吉安主栽品种仙斛1号,采收最佳时间为第3年的5月开花之前。雁吹雪3号三年生干燥茎的石斛总多糖含量平均为31.74%,符合药典标准,适于在吉安引进推广。
铁皮石斛;品种;农艺性状;引种
铁皮石斛 ()是我国兰科 (Orchidaceae) 石斛属 () 珍稀濒危特有种,是传统名贵珍稀中药材,具有益胃生津、滋阴清热的功效[1-2]。随着人工栽培技术渐趋成熟以及市场需求扩大,铁皮石斛栽培面积也不断扩大,云南、浙江、广东、广西、湖南、安徽等地有较大规模生产基地。近几年来,铁皮石斛产业在江西如吉安等多地也有了较大规模的种植。与周边地区相比,吉安的铁皮石斛产业整体上仍然相对滞后,主要问题是缺乏适合当地种植的优良、特色品种(系)。吉安地处亚热带,既有冬季霜冻,又有夏季闷热,根据气候与生态环境引入外地品种并研究其适应性,可为吉安铁皮石斛产业发展提供优良品种。
茎是铁皮石斛药用价值最高的部位,而石斛总多糖是铁皮石斛茎的主要成分,与其药理活性密切相关。已有研究表明,石斛总多糖具有增强免疫[3]、抗衰老[4]和抗肿瘤[5]等作用,因此茎总多糖含量是判断铁皮石斛品质的主要指标[6-7]。不同品种铁皮石斛茎段采收时期不同,总多糖含量也不同,因此要建立铁皮石斛的精准采收技术[8]。铁皮石斛“雁吹雪3号”是由深圳市农科集团研究院与浙江省乐清市鑫斛堂石斛有限公司合作研究选育的铁皮石斛新品种[9-10],多点多批次栽培研究表明,“雁吹雪3号”具有高糖稳产、抗逆性强、适应性广等优良性状,适合广东及周边地区设施栽培[9]。“仙斛1号”(XH)是吉安市铁皮石斛主栽品种,具有抗逆性强、石斛多糖含量高的特性[11]。通过与本地主栽品种的比较试验,观察铁皮石斛品种“雁吹雪3号”(YCX) 不同采收时间农艺性状及总多糖石斛含量的变化,建立精准采收技术标准,以期为“雁吹雪3号”在吉安的引进推广应用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 实验材料
由井冈山大学组培室提供“仙斛1号”和试栽品种“雁吹雪3号”瓶苗。选取生长一致的铁皮石斛丛苗,2016年3月栽植于吉安锦鹏生物科技有限公司连栋塑料温室大棚,基质为松树皮。
1.2 实验方法
萌条采收:运用5点取样法分别于2018年3月采收二年生萌条,2019年3月和5月采收三年生萌条。每丛铁皮石斛植株只采集1个萌条,每次每个品种共采集萌条20条。
生物量测定:每个处理取其中10个萌条,用直尺和游标卡尺分别测定株高(萌条基部到顶端)、顶叶叶片长和宽、从上至下第3节茎的直径,并称鲜重。
总多糖测定:萌条称重,茎鲜样总多糖含量测定参照[12]方法;取每个处理中另外10个萌条分别置于80℃烘箱烘干、粉碎,过筛取粗粉,茎干燥样品总多糖提取和测定参照文献[13]方法。
1.3 数据处理
数据统计与分析利用Excel 2003对数据进行整理,Origin 2018作图,采用SPSS 19.0软件对两年生两个品种农艺性状进行成对样本T检验,不同采收期农艺性状和多糖含量的比较采用单因素方差进行分析。
2 结果与分析
2.1 二年生铁皮石斛农艺性状及石斛总多糖含量比较
从表1可知,二年生仙斛1号和雁吹雪3号株茎粗、顶叶长、鲜重、鲜样的石斛总多糖含量无显著差异,但雁吹雪3号株高、顶叶宽和干重显著大于仙斛1号。仙斛1号和雁吹雪3号茎干样石斛总多糖差异不显著,分别为25.05%和26.64%。
2.2 不同采收时间对三年生铁皮石斛农艺性状特征及石斛总多糖含量的影响
2.2.1 不同采收时间对三年生铁皮石斛农艺性状的影响
不同铁皮石斛品种生长速率有差异。与3月相比,到5月份时,两个品种的萌条长度、茎粗、鲜重和干重显著增加(表2、图1),但顶叶长和宽与3月份相比未达到显著差异。从表2可知,生长至5月,雁吹雪3号鲜条的长度平均为31.14 cm,茎粗平均为0.60 cm(表2),鲜重平均为16.70 g,干重平均为3.10 g(图1)。
表1 二年生铁皮石斛仙斛1号和雁吹雪3号农艺性状及总多糖含量比较
Table1 Agronomic characteristics and polysaccharide contents in biennial stem of different kinds
品种T检验 XHYCXTSig. 株高(cm)19.72 ± 2.2721.22 ± 2.04-2.520.03 茎粗(cm)0.46 ± 0.030.48 ± 0.04-0.990.35 顶叶长 (cm)4.12 ± 1.224.80 ± 0.48-1.530.16 顶叶宽(cm)0.97 ± 0.151.40 ± 0.23-4.220.00 鲜重(g)5.50 ± 0.455.90 ± 0.30-1.860.10 干重 (g)1.69 ± 0.122.22 ± 0.38-3.450.01 总多糖%(鲜)6.00 ± 0.626.10 ± 0.48-0.470.65 总多糖%(干)25.05 ± 2.9926.64 ± 2.55-1.100.31
2.2.2 不同采收时间对三年生铁皮石斛总多糖的影响
不同采收季节对铁皮石斛茎总多糖含量影响显著。与3月相比,5月采收的2种铁皮石斛的鲜条和干条总多糖均显著增加,尤其是干条的总多糖的含量,不同采收季节差异均达到极显著水平。生长至5月份,雁吹雪3号茎干条石斛总多糖含量高于本地主栽品种仙斛1号,分别为28.66%和31.74%(图2)。
图1 不同采收时间对铁皮石斛茎生物量的影响
图2 不同采收时间对茎石斛多糖含量的影响
表2 不同采收时间对三年生铁皮石斛农艺性状的影响
Table 2 The effects of harvest time on agronomic characteristics of three years growth stem between different kinds
品种采收时间株高(cm)茎粗(cm)顶叶长(cm)顶叶宽(cm) XH3月22.90 ± 2.27A0.66 ± 0.03A4.32 ± 1.22A1.16 ± 0.16A 5月25.20 ± 2.26B0.69 ± 0.07B4.73 ± 0.72A1.17 ± 0.15A YCX3月27.79 ± 1.80B0.50 ± 0.06C4.80 ± 0.48A1.60 ± 0.23B 5月31.14 ± 1.80C0.60 ± 0.07D4.88 ± 0.47A1.61 ± 0.23B
同列不同大写字母表示差异极显著(<0.01)
3 讨论
铁皮石斛的引种应充分考虑品种的农艺性状。通过与吉安主栽品种仙斛1号农艺性状的比较发现,无论是两年生或三年生,“雁吹雪3号”的株高、茎粗、顶叶长、顶叶宽和鲜重均高于地方常栽品种,表明“雁吹雪3号”在吉安引种的农艺性状较好。赵贵林等[9]研究表明“雁吹雪3号”适合广东及周边地区设施栽培,吉安与广东同属地处亚热带地区[14],因此从农艺性状角度,吉安引种广东的铁皮石斛品种雁吹雪3号是可行。由于“雁吹雪3号”三年生茎鲜重是二年生茎的2倍多,因此在吉安地区宜采收三年生“雁吹雪3号”的茎,其产量最高。
徐云燕等[15]研究了人工栽培的铁皮石斛不同生长期茎的总多糖含量,结果表明三年生的铁皮石斛总多糖含量最高,因此宜采收三年生茎。浙江森宇药业有限公司在自建基地采收标准为“在铁皮石斛萌蘖生理年龄二年生冬季至三年生开花前采收”[8]。阙彩霞等[16]研究了华南地区温室大棚广泛种植的铁皮石斛中科从都2号的最佳采收时期,结果表明栽植第2年4月份(即开花前)茎干样总多糖含量可以达到当年峰值(40.85%),超过了《中国药典》规定铁皮石斛总多糖含量不得少于25.0%的标准,因此从总多糖含量的角度考虑,建议华南地区栽培的中科从都2号采收二年生茎为宜[17]。本研究中,虽然两种铁皮石斛二年生茎的石斛总多糖含量均高于25%,达到《中国药典》标准,但是在吉安地区,两种铁皮石斛茎段石斛总多糖的含量均在第三年5月份开花前达到最大值,结合产量因素,吉安铁皮石斛宜采收三年生茎。
张爱莲等[18]分析了浙江地区生理年龄对氨基酸含量的影响,其中三年生铁皮石斛中氨基酸含量最高,延长采收期可以增加其人体必需氨基酸的含量。“雁吹雪3号”三年生茎段石斛总多糖的含量,在吉安平均达可到31.74%,有研究表明,总多糖含量高于30%时,可达到传统最佳食用标准“质重,嚼之粘牙,味甘,无渣”[19]。因此“雁吹雪3号”在吉安以三年生开花前采收,此时采收的鲜条符合传统最佳食用标准,口感最好。综上,铁皮石斛品种雁吹雪3号在吉安的最佳采收时期为第3年5月份(即开花前)。
[1] 邵华,张玲琪,李俊梅,等. 铁皮石斛研究进展[J]. 中草药, 2004, 35(1): 109-112.
[2] 曾建军,王路平,武忆雯. 井冈山地区铁皮石斛的繁殖生物学研究[J].井冈山大学学报:自然科学版, 2019, 40(5): 21-25.
[3] Pan L H, Li X F, Wang M N, et al. Comparison of hypoglycemic and antioxidative effects of polysaccharides from differentspecies[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2014, 64: 420-427.
[4] Li X L, Wang J F, Zha, et al. The core structure of apolysaccharide required for the inhibition of human lens epithelial cell apoptosis [J]. Carbohydrate Polymers Scientific Technological Aspects of Industrially Important Polysaccharides, 2017,155:252-260.
[5] Wang X Y, Luo J P, Chen G R, et al.huoshanense polysaccharide prevents ethanol-induced liver injury in mice by metabolomics analysis [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2015, 78:354-362
[6] 聂少平,蔡海兰. 铁皮石斛活性成分及其功能研究进展[J]. 食品科学, 2012, 33(23): 356-361.
[7] 邱现创,赵宁,李晨,等.铁皮石斛总多糖提取工艺优化及对果蝇抗氧化能力的影响[J].食品科学,2018,39(2): 273-280.
[8] 吴韵琴,斯金平. 铁皮石斛产业现状及可持续发展的探讨[J].中国中药杂志, 2010, 35(15): 2033-2036.
[9] 赵贵林,张征,郑平,等. 铁皮石斛新品种‘雁吹雪 3 号’ 多点比较试验[J].热带农业科学, 2015,35(11): 32-37.
[10] 李桂锋.铁皮石斛组培快繁工艺及规范化生产体系研究[D]. 广州:广州中医药大学, 2008.
[11]李明焱,谢小波,朱惠照,等. 铁皮石斛新品种“仙斛1号”的选育及其特征特性研究[J].中国现代应用药学,2011, 28(4): 4.
[12] 徐程,詹忠根,廖苏梅. 8种不同地域铁皮石斛农艺性状及总多糖和纤维素分析[J]. 浙江大学学报:理学版, 2008, 35(5): 576-579.
[13] 张桂玲,冉靓,罗绪强.两种荔波产铁皮石斛总多糖、氨基酸及微量元素含量分析[J]. 时珍国医国药, 2017, 28(2): 296-298.
[14] 靳全锋,马祥庆,王文辉,等. 中国亚热带地区2000-2014年林火颗粒物时空动态变化[J]. 环境科学学院, 2017, 37(6): 2238-2247.
[15] 徐云燕,王令仪,黄彬,等. 不同生长期金钗石斛和铁皮石斛中总生物碱及总多糖的比较[J]. 华西药学杂志, 2014, 29(3): 288-291.
[16] 阙彩霞,李冬妹. 华南地区铁皮石斛总多糖含量及其存在部位研究[J]. 扬州大学学报:农业与生命科学版, 2018, 39(1):116-118.
[17] 中华人民共和国国家药典委员会. 中华人民共和国药典:一部[M]. 北京:中国医药科技出版社, 2015: 283.
[18] 张爱莲,魏涛,斯金平,等. 铁皮石斛中基本氨基酸含量变异规律[J]. 中国中药杂志, 2011, 36(19): 2632-2635.
[19] 李满飞,徐国钧.中药石斛类总多糖的含量测定[J]. 中草药, 1990, 21(10): 10-12.
AGRONOMIC CHARACTERISTICS AND POLYSACCHARIDES CONTENT OF THE INTRODUCEDIN JI’AN
*ZENG Jian-Jun1, QIU Dao-shou2, ZHAO Gui-lin3, YAN Xiao-hong1
School of Life Sciences, Jinggangshan University, Ji’an, Jiangxi 343009, China;2. Crops Research Institute, Guangdong Academy of Agriculture Sciences, Key Laboratory of Crops Genetics and Improvement of Guangdong Province, Guangzhou, Guangdong 510640, China;3. Academy of Shenzhen Nonke Group, Shengzhen Space Food Analysis and Test Center Limited Company, Shengzhen, Guangdong 518040, China)
The introduction feasibility of “No.3 Yan cui-xue”, a variety of, is investigated by comparing the agronomic characteristics and polysaccharides content of the local variety “No. 1 Xian hu” and those of “No.3 Yan cui-xue”. The results show thatgrows fast from March to May. The height, stem diameter, leaf area and polysaccharides of “No.3 Yan cui-xue” are all higher than “No. 1 Xian hu”. Therefore, it is suitable to introduce “No.3 Yan cui-xue” in Ji’an. Harvesting time of “No.3 Yan cui-xue” is before blossom in May of the third growth year, and the polysaccharides content of its dry stem is 31.74%, which is conformed with the standard in Pharmacopeia of P. R. Chinese.
agronomic characteristics; component analysis; introduction
1674-8085(2022)01-0042-04
Q943.1
A
10.3969/j.issn.1674-8085.2022.01.007[2]
2021-10-15;
2021-11-12
国家自然科学基金项目(31760123);江西省科技支撑计划项目(20161BBF60073)
*曾建军(1973-),女,江西吉安人,副教授,博士,主要从事植物生物学与生物技术的研究(Email: 764178121@qq.com).