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穿龙薯蓣根茎数量性状及其相关性分析

2020-04-29秦佳梅陈科潮宋金枝

通化师范学院学报 2020年4期
关键词:薯蓣须根芽苞

秦佳梅,陈科潮,宋金枝

穿龙薯蓣(Dioscorea nipponicaMakino.)主产于东北和华北,华中及四川、陕西、甘肃、山东等地也有分布,常生于山野林下,其根状茎圆柱形、骨质坚硬、皮层纸状剥脱、在地下约10 cm 深横走[1].根茎入药,生药称穿山龙,有治疗风湿、类风湿性关节炎[2]、保护肝脏不受损伤[3]、抑制癌细胞的增值和扩散[4]、抗糖尿病[5]等作用.是生产治疗心血管疾病药物的主要原料,如“穿龙冠心宁”和“地奥心血康”.还用于提取皂素生产甾体激素类药物,治疗毒血症、阿狄森氏病、红斑狼疮、哮喘、血液病和女性卵巢功能不全、性功能发育不良等症[6].近年来,由于生存环境的破坏和人类的大量采挖,穿龙薯蓣野生资源已接近濒危状态,现已被列为国家二级保护植物[7].野生资源生长环境差异较大,地上部位的生长发育对地下存在相关性,根茎作为入药器官,本文仅研究根茎的数量性状特征与药材产量的相关性,以栽培材料为测试对像,可为穿龙薯蓣合理高效生产提供可靠的理论依据.

1 材料与方法

1.1 供试材料

采集地点是位于吉林通化的集安市财源镇,在栽培的穿龙薯蓣三年生地块,于秋季植株休眠后,随机采挖,选择30株根茎长势不一的穿龙薯蓣根茎作为供测定样本,并按1~30编号.

1.2 研究方法

穿龙薯蓣根茎上生有须根、芽苞,外被褐色栓皮.根茎的数量构件应包括根茎的分支、分支长、根茎长、根茎直径、根茎质量以及须根长、须根质量和芽苞的相关指标.鉴于本材料为栽培的,经观测生于根茎上须根的长度和根茎的长度较为均匀,只对根系的质量作为数量指标进行测定.而栓皮未出现剥离生长现象(即紧贴于根茎),不作单独测定.分支也因生长年限短,生长量不大,也只测分支数量.而芽苞则因处于休眠期,较小,不宜分离测定.因此,穿龙薯蓣根茎的数量特征包括根茎的分支数、直径(最大直径)、鲜重和干重、须根重,参照文献方法测量[8-10].再将穿龙薯蓣根茎切成小段装进写好编号的纸袋.于鼓风干燥箱中120 ℃下30 min 后再于80 ℃下烘干至恒重.

1.3 数据统计

对所得到的所有有效数据用Excel软件进行统计分析.应用线性函数、对数函数、幂函数和指数函数中相关性最高的函数作为定量描述模型[11].

2 结果与分析

2.1 穿龙薯蓣根茎的数量特征

穿龙薯蓣根茎的构件包括须根、主根茎、侧根茎(分支)、芽苞.供试样本的数量性状主要包括根茎的分支数、直径、鲜重和干重、须根重.样本各性状指标数据经统计得到的最小值、最大值及平均值、标准差等分析结果如表1 所示,变异系数如表2所示.

表1 穿龙薯蓣根茎构件的数量特征统计表

表2 穿龙薯蓣根茎构件的变异系数统计表 %

从表1 和表2 可以看出,穿龙薯蓣根茎实际范围最大的是根茎的鲜重,最大值与最小值差达110 g.根茎鲜重和根茎干重的标准差分别为31.29、12.99,表明根茎鲜重的绝对变异为根茎数量指标中最大的,其次为穿龙薯蓣根茎的鲜重.根茎直径变异系数为25.20%,是根茎数量性状中相对变异最小的指标.相对变异最大的是须根重,变异系数达70.51%.其次为根茎鲜重和根茎干重变异系数分别达55.28%和54.92%.

2.2 穿龙薯蓣根茎数量指标之间的相关性分析

(1)穿龙薯蓣根茎直径与鲜重、干重的相关关系.穿龙薯蓣根茎直径与根茎鲜重、干重密切相关,可用相关程度最佳的指数函数关系描述,拟合曲线和观测值如图1所示.

图1 穿龙薯蓣根茎直径与鲜重、干重的拟合曲线(n=30)

从图1 可以看出,确定系数分别为0.437 3、0.431 5,相关性达极显著水平(P<0.001,R2>0.34).表明穿龙薯蓣根茎鲜重、干重随着根茎直径的加大呈指数函数的关系异速增长.

(2)穿龙薯蓣须根重与根茎鲜重、干重的关系.穿龙薯蓣须根重和根茎鲜重、干重的关系呈对数函数关系,如图2所示.

图2 穿龙薯蓣须根重与根茎鲜重、干重的拟合曲线(n=30)

从图2 可以看出,随着须根重量的增加,穿龙薯蓣根茎鲜重、干重呈指数函数增长,表现出异速增长规律.R2分别为0.559 8、0.593 9(P<0.001,R2>0.34),表明穿龙薯蓣须根重对根茎鲜重和干重的影响达极显著水平.

(3)穿龙薯蓣根茎鲜重和干重的关系.穿龙薯蓣根茎鲜重与干重的拟合曲线如图3所示.

图3 穿龙薯蓣根茎鲜重与干重的拟合曲线(n=30)

从图3可以看出,穿龙薯蓣根茎鲜重和干重的相关关系为指数函数关系,R2=0.873 9,达极显著.穿龙薯蓣根茎干重随鲜重呈指数函数增长,表现出异速增长规律.且遗传因子的控制水平达87.39%,仅有12.61%是因环境因子控制的.

3 结论与讨论

3.1 穿龙薯蓣根茎的数量指标特征

本项目实验材料为栽培的,根茎生长年限一致,对探究根茎的数量指标与根茎产量的关系误差较小,但由于根茎长度、须根长度较均匀,根茎的分支生长量也较小.因此未将这几项列入根茎数量性状中.穿龙薯蓣根茎群体中存在丰富的变异,供检测样本在测定的数量指标中,须根重>根茎鲜重>根茎干重>根茎分支数>根茎直径.须根作为水分和营养的主要吸收器官,其良好生长直接影响其他器官的生长发育,在栽培生产中选择土质疏松并施足有机肥耕作,使根系在疏松肥沃的耕层中良好生长[12],从而为穿山龙药材产量的提高提供前提条件.根茎上每一分枝的先端都有向外窜生的生长点,对穿龙薯蓣根茎产量的增长潜在影响力较大,根茎的分支能力强弱对根茎产量形成具有很大的选择潜力[13].

3.2 穿龙薯蓣根茎的数量指标相关性

穿龙薯蓣根茎直径与根茎干重、鲜重之间,生于根茎上的须根重与根茎干重、鲜重之间密切相关,相关程度最佳分别为指数函数、对数函数关系.根茎的干重和鲜重之间也表现出指数函数相关特性.说明作为穿龙薯蓣经济产量的植株根茎干重(或鲜重)随着植株根茎直径的增加呈指数函数形式异速增长规律,随着根茎上须根数量的增长以对数函数关系异速增长.与鲜重的增长呈指数函数异速增长.函数关系的确定系数R2值表明,增长的规律均受遗传因子和环境因素双重控制,同时也体现出各构件生长因环境影响而具有生态可塑性.

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