2种不同表型人工种植於术的差异性研究

戴杨鑫，周潮滨，郑卫东，阮松林，冯晓宇

(1.杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310024； 2.杭州临安康华家庭农场，浙江 杭州 311311；3.杭州市临安区於潜镇人民政府，浙江 杭州 311311)

中草药於术原产于杭州市临安区於潜镇，是著名的“浙八味”之一，为白术的典型地理类型，曾与人参齐名，素有“北参南术”之称[1-5]。於术为菊科多年生草本植物，野生状态常生长于山坡林下及草地[6]；野生术也称“天生术”[7]，种子靠鸟或风传播，故有“鸟术”、“风子”之名[8]。明万历年间《杭州府志》记载，“白术产於潜者佳，称於术”；《於潜县志》载“清同治、光绪年间於术价格几近人参，因野生数量极少，提供的全部是人工栽培”；1947年浙江商联会《年鉴》记载，“於术以於潜县天目山一带所产者最为珍贵，该地人民大多依赖种植於术为生，种植面积几达农地之本”[9]。而目前於术产量最高的是绍兴嵊县和新昌地区[10]，在於术的原产地临安於潜却少有栽培，从而面临於术资源濒危、种质混杂、利用滞后等问题[11]。

2017年通过引种在於术原产区於潜的新垦山地恢复了於术人工栽培[12]，种植中发现，人工栽培的於术间外观表现型具有显著差异，主要表现型有3种，分别为细长型叶片、近椭圆型叶片及介于2种之间的中间型叶片，这与富同义[8]所描述的“野生於术，叶有枫叶竹叶2种”类似。本研究选取了人工种植於术中圆叶型和尖叶型两个最为明显的表型，分析其生长指标、活性物质、有效成分含量等方面的差异，探讨人工种植於术中留种、选育种的技术方向。

1 材料与方法

1.1 於术种植

於术种植区位于杭州市临安区於潜镇光明村小康坞一块新开垦的山地(119.42°E，30.23°N)，为一口袋形山谷坡地，总面积5.33 hm2。试验区块海拔在300 m以上，夏季凉爽，土壤为砂质土，排水良好，土质疏松，肥力中等。地块在立冬后进行翻耕，立春后再重新翻耕1次，整地时将柴根、乱石清除干净，杂草烧灰作基肥。於术种植管理一般3月底至4月从种子开始种植，5—7月主要进行除草、水肥管理和病害防治等种植管理工作，8—10月为於术的开花期，此时要进行摘花疏蕾；10月底至11月进行收获贮藏；翌年1月可进行块茎种植；继续进行种植管理，至11月可进行商品於术收获。从种子到於术商品块茎的收获需要2 a的种植[12]。

1.2 采样检测

样品采集于2021年2月10日，为二年生商品於术，从种植区块中随机挑选表现型最为明显的圆叶型和尖叶型於术植株各5株(图1)，使用直尺进行株高测量，植株开花数直接计数。使用电子天平(良平仪器JY20002)进行於术重测量，其他指标带回实验室进行检测。使用紫外分光光度法和高效液相色谱法检测总黄酮、总酚、总糖、白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ等指标。

图1 2种不同表型的於术叶片

1.3 数据分析

使用Excel 2019进行数据整理，利用SPSS 19.0(IBM SPSS Statistics)进行统计分析，数据采用(平均值±标准差)即(Mean±SD)表示。用t检验进行显著性检验，取P<0.05为差异显著性水平(*)，P<0.01为极显著(**)。用Origin 2019 b(Origin Lab)软件进行科学作图。

2 结果与分析

2.1 於术生长指标

由图2可知，两者的株高平均值分别为(49.1±3.7)和(45.2±2.3)cm，圆叶型於术的平均株高大于尖叶型於术，但两者差异不显著。圆叶型於术的开花数与尖叶型於术差异不显著。在於术的生产性能上，圆叶型於术的平均产量为(77.9±37.6)g，明显高于尖叶型於术平均产量的(48.8±5.8)g，但并未形成显著优势。

图2 於术生长指标的差异

2.2 於术活性成分

由图3可知，人工栽培的於术中圆叶型於术的总黄酮含量、总酚含量和总糖含量均高于尖叶型於术。圆叶型於术中总黄酮、总酚、总糖含量分别较尖叶型於术高10.0%、23.9%、11.0%，且两者间总酚含量差异达极显著水平。

同列标注**表示在0.01水平差异显著，图4同。图3 於术活性成分的差异

2.3 於术有效物质

由4可知，圆叶型於术的白术内酯Ⅱ含量极显著低于尖叶型於术的白术内酯Ⅱ含量，而圆叶型於术的白术内酯Ⅲ含量极显著高于尖叶型於术的白术内酯Ⅲ含量。

图4 於术有效物质差异

3 小结与讨论

3.1 於术表型与生长差异

据富同义[8]描述“野生於术，叶有枫叶竹叶2种”，说明於术的表型差异早有发现，但对不同表型的於术之间差异的研究并未见报道。本研究采集人工栽培中圆叶型和尖叶型2种截然不同叶片表型的於术进行对比研究，在株高和於术重2个指标方面，圆叶型於术均比尖叶型於术更为优秀，尤其是圆叶型於术的产量平均高于尖叶型於术59.63%，这说明多种植圆叶型於术对於术产量提高有较大帮助。而在开花数量方面，圆叶型於术比尖叶型於术低34.21%，这可能与尖叶型於术的枝干分枝更多有关，影响了尖叶型於术在株高和於术重上的表现，从侧面说明尖叶型於术将更多的能量和营养用于开花生成种子。在本试验中发现形状介于2种之间的中间型叶片[12]，但由于其性状判断有一定主观性，没有统一标准，并未列入该研究的对比试验中。该种中间型叶片於术是否是由圆叶型和尖叶型於术杂交形成的后代有待进一步验证。

3.2 於术表型与活性成分

植物的活性成分是指植物中有活性的化合物。马全民等[7]对白术、於术中的挥发油化学成分的研究表明，临安於术相关指标优于新昌白术；孟建荣等[9]开展了地道药材於术特异性考结果显示，於术品质远高于白术。本研究对种植于於潜地区人工栽培的2种不同表型的於术中活性成分总黄酮、总酚和总糖的含量进行对比发现，圆叶型於术的总黄酮、总酚和总糖的含量均高于尖叶型於术。黄酮类化合物具有多种生物学功能，如清除自由基和抗氧化作用、抑菌、抗病毒、抗癌和抗肿瘤等功能[13]，较高的总黄酮对于提高於术生物学功能具有作用。总酚包括多酚和单酚，是具有潜在促进健康作用的化合物。而多糖具有抗衰老、抗氧化、抗溃疡，调节身体免疫力等多种作用。圆叶型於术的总黄酮、总酚和总糖含量均高于尖叶型於术，说明圆叶型於术的药效可能好于尖叶型於术，推测该结果可能与尖叶型於术分枝及开花多有关，植株吸收的较多能量和营养物质多用于开花结果及生殖消耗，不利于於术的地下块茎的生成。

3.3 於术表型与有效物质

植物的有效物质是指植物能够发挥药效的成分，白术内酯为白术中的一种化合物，白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ为白术中的主要内酯成分。在生源上，白术内酯Ⅲ为白术内酯Ⅰ的氧化产物，白术内酯Ⅱ为白术内酯Ⅲ的脱水产物。通常认为，白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ为白术的主要活性成分，是其抗炎和抗癌有效成分。本研究中，圆叶型於术的白术内酯Ⅱ含量显著低于尖叶型於术的白术内酯Ⅱ含量，而圆叶型於术的白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ含量均高于尖叶型於术，由此认为，圆叶型於术的药效可能较尖叶型於术具有一定的优势。