贺军军　姚艳丽　许英权　李文秀　张华林　涂行浩　曾庆钱　何素明　杜华波　罗萍

摘  要：砂仁是重要南藥品种之一，在我国西南和华南地区广泛种植，而生产上种源混杂严重影响产量和品质。为了解砂仁资源‘湛砂11’的形态和品质特性，更好地对砂仁种质资源进行保护和利用，通过测定‘湛砂11’的株高、叶片数、花序长度、果实大小、单果重等形态指标，以及种子团挥发油含量，挥发油中乙酸龙脑酯、樟脑和龙脑等含量的品质指标，分析其形态特征和品质特性。结果表明，‘湛砂11’的株高和叶片数显著高于对照，分别比对照增加7.85%和23.04%;叶片长度无明显差异，叶宽显著增加，外侧叶面平行于主脉的突起线较明显;叶舌棕红色、长0.53 mm，比对照显著长23.26%。花序长度显著低于对照，小花数量与对照无显著差异;小花梗长、苞片、花萼和花冠管都显著短于对照。果实近圆形，单果重比对照轻21.40%;果实种子数平均46.7粒，千粒重9.24 g，分别比对照少17.64%、轻20.35%。种子团挥发油含量3.30%，其中乙酸龙脑酯含量明显高于对照;挥发油组分在不同材料中存在特异性，‘湛砂11’共检测出16种物质，与对照品种共有12种物质，另4种物质对照品种未检出。由此可知，‘湛砂11’的植株、花、果实和种子形态特征明显，挥发油含量及成分特异，可作为优良材料重点培育。研究结果可为砂仁生产中亲本选配及品种更新和选育提供一定的理论依据。

关键词：砂仁;‘湛砂11’;形态特征;品质

中图分类号：S567.239      文献标识码：A

Analysis on Morphological Characteristics and Quality of Lour. ‘Zhansha 11’

HE Junjun YAO Yanli XU Yingquan  LI Wenxiu ZHANG Hualin  TU Xinghao ZENG Qingqian

HE Suming DU Huabo LUO Ping

1. Zhanjiang Experimental Station， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Zhanjiang， Guangdong 524091， China; 2. College of Tropical Crops， Yunnan Agricultural University， Pu’er， Yunnan 665099， China; 3. Guangdong Institute of Chinese Materia Medica， Guangzhou， Guangdong 510653， China

is one of the important varieties of Southern medicine， which is widely planted in Southwest and South China. However， the mixed native varieties in production seriously affect the yield and quality. The understanding of the morphology and quality characteristics of ‘Zhansha 11’， an excellent materia of ， would be better to protect and use germplasm resources. The morphological characteristics and quality characteristics of ‘Zhansha 11’ were analyzed by measuring the morphological indexes such as plant height， leaf number， inflorescence length， fruit size and single fruit weight at full bloom stage， and the quality indexes of the content of volatile oil in the seed mass and the content of bornyl acetate， camphor and borneol in the volatile oil. The results showed that the plant height and leaf number of ‘Zhansha 11’ were significantly higher than that of the control， increasing by 7.85% and 23.04% respectively， while the leaf length was not significantly different from that of the control， and the leaf width was significantly higher than that of the control， and the protrusion line parallel to the main vein on the lateral leaf surface is obvious. The inflorescence length was significantly lower than that of the control， and the number of florets had no significant difference with the control， the length of pedicel， bracts， calyx and corolla tube were significantly shorter than those of the control. The fruit is nearly round， and the single fruit weight is significantly lighter than that of the control， which is 21.40% lighter than that of the control. The average number of seeds is 46.7 and the 1000-seed weight is 9.24g， which is 17.64% less and 20.35% lighter than that of the control respectively. The content of volatile oil in seed mass is 3.30%， and the content of bornyl acetate is obviously higher than that of the control. Volatile oil components were specific in different materials， 16 substances were detected in ‘Zhansha 11’， 12 substances were found in total with the control variety， and 4 substances were not found in the control variety. It can be seen ‘Zhansha 11’ has obvious morphological characteristics in plant， flower， fruit and seed， as well as specific content and composition of volatile oil. It could be used as an excellent material for key cultivation. The results could provide a theoretical basis for parents selection， variety renewal and breeding in production.

Lour.; ‘Zhansha 11’; morphological characteristics; quality

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.009

砂仁（ Lour.）是姜科豆蔻属多年生草本植物，属于常用大宗药材，是我国传统四大南药之一，具有悠久的药用历史。在云南、广西、福建和广东等地大面积种植，成为我国砂仁的主产区。砂仁种植种源主要为农家栽培种，未经过分离纯化，存在严重的种源混杂和品种退化等问题。而砂仁研究多集中在栽培生理、土壤养分、资源收集鉴定和药理学等方面;品种选育一直未受到重视，仍处于起步阶段，严重制约了砂仁产业的健康发展与振兴。砂仁种质包含阳春砂仁及其2个变种（矮砂仁和缩砂蜜）。砂仁农家种从植株形态上分为“大青苗”和“黄苗”2类;从果实形状分为“圆果型”“长果型”和“小果型”3类。在选育种方面，利用‘长果2号’与海南砂仁杂交，选出‘春选1号’，‘春选1号’与“长果型”和“圆果型”的花、果实和种子等性状方面存在差异。另外，KARUNARATHNE等在斯里兰卡发现了一个砂仁新种，蒋烨等鉴定了一种阳春砂仁栽培种。这些研究为砂仁选育种奠定了良好基础。鉴于此，本课题组通过对收集保存的砂仁种质资源，采用分株扩繁种苗进行评比试验，从植株形态特征、生势和产量等性状进行评价，发现编号为“A11”的资源在代际间稳定遗傳，植物学性状、产量和品质年际间一致，确定为优异资源，命名为‘湛砂11’，作为后续重点研究对象。本研究针对‘湛砂11’植物形态特性和果实品质进行了系统调查与分析，为该品种扩大试验和推广应用提供依据。

  材料与方法

 材料

试验材料采集于中国热带农业科学院湛江实验站建立在广东省阳春市蟠龙的砂仁品种比较试验基地。在2019年盛花期（5月前后）和果实成熟期（8—9月）分别采集‘湛砂11’和‘热科1’的花穗和成熟饱满果穗进行花和果实的性状调查，同时在花期对植株形态特征进行调查，‘热科1’为对照。

  方法

1.2.1  调查方法  在‘湛砂11’和‘热科1’试验小区中心位置的3个不同区域随机选择2年生植株10株、采集10个花穗和成熟饱满果穗，做好标记，调查植株、花和果实等性状。果实性状样本从每个果穗中随机采摘2颗果实，做好标记，用于果实性状调查。

1.2.2  调查内容  调查性状。①植株形态指标：包括株高、茎粗、叶片数、叶长/宽度、叶舌长度、叶绿色程度等;②花形态特征指标：包括花序长度、小花数、唇瓣长/宽度等;③果实性状：果实纵/横径、果实形状、果实三棱是否明显、果实颜色、柔刺颜色、单果重和果皮厚度等;④种子性状：种子数、种子大小、种子团与果皮是否粘连等。

性状描述参考《南药种质资源描述规范》中的“阳春砂仁”部分和《植物品种特异性（可区别性）、一致性和稳定性测试指南 砂仁》（NY/T 3725—2020）。种子大小、千粒重等采用SC-G型自动考种分析及千粒重仪系统（多功能种子分析仪）进行调查。

小花间距计算公式：小花间距（cm）=（花序长度-花序梗长度）/小花数。

1.2.3  测试方法  挥发油测定：将砂仁干果粉碎过20目筛，称取砂仁粉末约30.00 g，将砂仁粉末置于烧瓶中加水约400 mL。分别置于1000 mL圆底烧瓶中，按2010版《中国药典》挥发油测定法（附录XD甲法）提取挥发油。挥发油含量计算公式：挥发油的含量（%）=测定挥发油含量（mL）×相对密度（g/mL）/样品重量（g）×100%。

挥发油的成分测定：采用固相微萃取-气质联用法测定，气相色谱质谱联用仪7890A GC/5975C MS，美国Agilent公司。萃取条件：称取0.5 g挥发油样品置于20 mL顶空瓶中，在80℃水浴中平衡20 min后插入萃取头（50/30 μm DVB/CAR/ DMS，美国SUPELCO公司），萃取30 min，将萃取头直接插入GC/MS仪进样口，推出纤维头，在250℃条件下解析5 min，抽回纤维头后拔出萃取头，同时启动GC-MS仪器采集数据。气相色谱条件：HP-5弹性石英毛细管色谱柱（30 m， 0.25 mm × 0.25 mm），载气为氦气（99.999%）。升温程序：初温40℃，保持4 min，5℃/min上升到230℃/min，保持10 min。载气（99.999%He）流速1 mL/min，进样量1 μL;不分流。质谱条件：四极杆温度150℃，离子源温度130℃，质量扫描范围/ 50～350。

数据处理

采用Microsoft Office 2016软件进行数据统计，采用SPSS 17软件进行多重比较分析（Duncan’s法）。

结果与分析

 植株形态特征

由表1可以看出，‘湛砂11’植株株高2.06 m，茎围10.92 mm，叶片数28.30片;株高和叶片数分别比‘热科1’增7.85%和23.04%，差异显著，说明‘湛砂11’植株生长势比‘热科1’旺盛。‘湛砂11’植株呈绿色、叶鞘浅绿色，与‘热科1’类似;植株中部叶片长披针形、绿色，叶长33.17 cm、叶宽5.86 cm，叶宽极显著大于‘热科1’;外侧叶面（向主茎中轴叶片一侧为内侧叶面，背主茎中轴叶片一侧为外侧叶面）平行于主脉突起线较明显。‘湛砂11’叶舌棕红色、半圆形、长0.53 mm，比‘热科1’显著长23.26%。综上所述，‘湛砂11’在植株高度、叶片大小和叶舌长度等方面的特性明显不同于‘热科1’（图1）。

  花形态特征

由表2可以看出，‘湛砂11’花序长度和花序梗长度分别比对照‘热科1’短23.56%和25.16%，差异极显著;花序梗形状为弧形，不同于‘热科1’的近直形。‘湛砂11’和‘热科1’小花数量差异不显著，小花间距分别为0.34 cm和0.40 cm，说明‘湛砂11’花序比‘热科1’的花序紧凑。‘湛砂11’花梗被褐色膜质鳞片，鳞片椭圆形、具短绒毛，鳞片比‘热科1’短16.47%。‘湛砂11’小花梗长0.26 cm，小花苞片、小苞片、花萼和花冠管均显著短于‘热科1’;花冠三裂片白色，长1.71 cm，宽0.68 cm，唇瓣开放度大（长宽比0.84，‘热科1’长宽比1.02），顶部黄色染红、黄色的反卷小尖头分开程度大，中脉黄染红色深，基部具红色线状痂状斑。综上所述，‘湛砂11’在花序长短和形状、小花密集程度、小花大小和唇瓣开放度大等方面的特性明显不同于‘热科1’（图2）。

果实形态特征

由表3可以看出，‘湛砂11’果实近圆形（长宽比为1.09），不同于‘热科1’的椭圆形（长宽比为1.21），颜色为褐红色，比‘热科1’微浅，三棱状不明显，果实表皮柔刺分裂、短而粗、浅红色。‘湛砂11’果实长度和宽度比‘热科1’分别小10.13%（差异显著）和0.55%;新鲜单果重比‘热科1’轻21.40%（差异极显著），干果纵径、横径和单果重均显著小于‘热科1’，果皮厚度比‘热科1’薄1.38%。‘湛砂11’果皮内颜色为浅黄色，果肉白色，味道微酸/酸甜。综上所述，‘湛砂11’在果实形状、大小和重量等方面的特性明显不同于‘热科1’（图3）。

种子团特性

由表4可以看出，‘湛砂11’果实种子团近圆形，与果皮分离，内含种子46.7粒;与‘热科1’的椭圆形种子团相比，内含种子数少17.64%，差异极显著;种子长、宽、直径、周长和表面积分别比‘热科1’小6.72%、3.72%、5.14%、6.18%和9.99%;千粒重9.24 g，比‘热科1’轻20.35%，差异极显著。综上所述，‘湛砂11’种子团在种子数量、种子大小和重量等方面的特性显著不同于‘热科1’。

 挥发油特性

‘湛砂11’种子团挥发油含量为3.30%，比‘热科1’含量低0.30%。由表5可以看出，在挥发油成分中共检测出21种物质，共有物质12种，‘湛砂11’中检测出16种，‘热科1’中检测出17种。反式石竹烯、双环大根香叶烯、杜松烯、桧柏烯和α-紫穗槐烯5种物质在‘湛砂11’中未检测出;β-红没药烯、δ-杜松烯、反式-β-法呢烯和芳樟醇4种物质在‘热科1’中未检测出。在检测出的所有物质中乙酸龙脑酯、樟脑、莰烯、龙脑、柠檬烯、大根香叶烯和月桂烯7种物质含量最高，合计分别占‘湛砂11’和‘热科1’挥发油总量的96.58%和94.71%;其中乙酸龙脑酯和樟脑含量分别占83.11%和80.05%。‘湛砂11’的乙酸龙脑酯含量比‘热科2’高5.34%、樟脑含量低2.28%。综上所述，‘湛砂11’种子团挥发油含量、主要成分含量和化学成分等方面的特性显著不同于‘热科1’。

 讨论

近年来，中医药振兴是发展战略，而中药材振兴是源头，中药材品种从根本上决定着药材的质量和药效。砂仁（ Lour.）在《中华药典》（2020）中规定是阳春砂、绿壳砂或海南砂的干燥成熟果实，属于传统的南药品种，被列入药食同源品种目录。据记载，砂仁在我国有1300多年的药用历史，在演化过程中形成丰富的资源类型和遗传多样性，为砂仁优良品种选育和改良提供了基础资源。

植物形态的差异反映了植物内在基因型的差异。砂仁栽培类型或品种在植株、花和果实形态特征，果实挥发油及其成分等方面遗传特征丰富。从植株高度来看，不同类型或品种之间植株高度存在明显差别。西双版纳的阳春砂仁长果型和圆果形株高为2.50 m左右、小果型株高1.31 m;广东的阳春砂仁的长果型和圆果型株高为1.90 m，仲华和锦秋分别为2.29 m和2.59 m，‘热科2’的株高为2.84 m、茎粗13.12 mm;福建的长泰砂仁‘长泰1’和‘长泰2’植株高度为2.00 m左右;‘湛砂11’植株高度类似于广东的长果和圆果型、福建的‘长泰1’和‘长泰2’，生势中等。

花是识别植物不同品种的主要器官之一，不同品种花形态特征存在差异。阳春砂栽培品种‘长果’‘圆果’和选育种品种‘春选’的花形态性状有差异。长果型花瓣较短，柱头较长;春选阳春砂花萼、花筒，花粉囊和花柱偏长;圆果型子房纵径和大唇瓣顶端小尖头夹角边长都短，大唇瓣带浅绿色，并且圆果型的大唇瓣頂端小尖头夹角较大，约为90°，而长果、圆果型的夹角较小。花序长度和花序梗短、小花紧凑、唇瓣开度大是‘湛砂11’的重要特征。

果实是砂仁的主要药用部位。砂仁果实为椭圆形、近圆形和扁圆形等，果实颜色为红色、红褐色、黑褐色等;纵横径分别在1.40～2.30 cm、1.20～2.20 cm之间;单果重在0.80～2.50 g之间，种子团含种子数不等;说明果实性状方面存在较大差异。阳春砂栽培品种长果型果实形状近橄榄球形，顶端状尖，圆果型果实形状近圆球形，顶端较平;果实纵横径比、果穗柄长和干果皮厚度是长果和圆果型的极显著差异性状，在果实纵、横径，每果穗果实数，干果种子团质量方面也呈显著差异;春选阳春砂的果实外观和颜色与圆果型比较接近，多数形态参数的数值比2个主流栽培种小，具显著或极显著差异，其中干果种子团质量比其他2个品种轻30%以上。农家栽培类型‘长果1号’和‘长果2号’、‘圆果1号’和‘圆果2号’中，‘长果1号’果梗最长为9.10 cm，其余为7.0～8.0 cm，‘长果1号’和‘长果2号’果实长圆球形、大且重，‘圆果1号’和‘圆果2号’果实扁圆球形、较小且轻。长果、圆果和黄苗仔果实性状差异主要体现在形状、大小、果皮厚度及种子团粒数等。‘湛砂11’果实近圆形和果实小是显著特征。

《中国药典》（2020）规定阳春砂、绿壳砂种子团含挥发油不得少于3.0 mL/g，海南砂种子团含挥发油不得少于1.0 mL/g，乙酸龙脑酯含量不得少于0.90%。研究发现，砂仁中乙酸龙脑酯、樟脑、龙脑等是其主要成分。不同产地砂仁的果实挥发油含量不同，在2.5%～4.2%之间，乙酸龙脑酯含量在0.70%～1.70%之间。阳春砂中挥发油含量为3.84%，挥发油中鉴别出的化学成分成熟组30种。砂仁的主要药效成分是乙酸龙脑酯，具止泻、镇痛、抗炎等功效。采用GC-MS分析阳春砂果实发挥油成分中乙酸龙脑酯含量在35.00%～70.00%之间，种子团发挥油中乙酸龙脑酯含量为50.00%以上。长果、圆果和黄苗仔果实的挥发油含量及组分存在一定的差异，果实品质不同。本研究中‘湛砂11’种子团挥发油含量为3.30%，比《中华药典》要求的高0.30%;在挥发油成分中共检测出16种物质，其中乙酸龙脑酯、樟脑、莰烯、龙脑、柠檬烯、大根香叶烯和月桂烯7种物质占总量的96.58%，乙酸龙脑酯和樟脑含量占总量的83.11%，‘湛砂11’乙酸龙脑酯含量比对照高5.34%、樟脑含量比对照低2.28%。从挥发油含量、乙酸龙脑酯含量来看，‘湛砂11’具备优良砂仁品种的基础。

综上所述，砂仁资源‘湛砂11’植株长势中等，花序紧凑，果实近圆形，单果小，但其药效成分（乙酸龙脑酯）含量高，品质好，为砂仁种质创新和新品种选育奠定了基础。

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37. 收稿日期 2021-08-00;修回日期 2021-11-25

    基金项目 广东省重点领域研发计划项目（No. 2020B020221001）;2019 年广东省乡村振兴战略专项资金项目（农村科技特

    派员）“春砂仁规范化种植技术示范推广”。

    作者简介 贺军军（1981—），男，副研究员，研究方向：种质资源评价与选育种。*通信作者（Corresponding author）：

    罗 萍（LUO Ping），E-mail：luoping428@163.com。