优质紫菀种苗标准化体系评价指标研究进展

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　　摘要    探讨了建立紫菀种子种苗质量标准化体系的必要性、现实意义和方法，并对体系的效果进行评估。紫菀作为亳州大宗药材之一，种苗质量标准的缺失，导致种苗市场混乱，种苗质量参差不齐，严重影响紫菀规范化生产。本文综述近年多种中药材种子种苗质量分级评价指标的相关研究，为进一步开展紫菀种苗分级标准的研究及开发利用提供参考依据。
　　关键词    中药材;紫菀;种子种苗;分级标准
　　中图分类号    S567.23+9        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2019）16-0067-02                  开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　Abstract    This paper discussed the necessity，practical significance and methods of establishing the seed and seedling quality standardization system of Aster tataricus，and evaluated the effect of the system. A. tataricus is one of the main medicinal materials in Bozhou City. The lack of seed and seedling quality standards leads to the dislocation of seed and seedling market and uneven seed and seedling quality，which seriously affects the standardized production of A. tataricus. In this paper，the related studies on the quality grading evaluation indexes of the seed and seedlings of various Chinese medicinal materials in recent years were reviewed，so as to provide reference for further research，development and utilization of the grading standards of the seed and seedlings of A. tataricus.
　　Key words    Chinese medicinal materials;Aster tataricus;seed and seedling;grading standard
　　紫菀为菊科多年生草本植物，以根及根茎入药，具有祛痰、镇咳、抗菌、抗癌等作用。据清光绪二十年《毫州志·食货志·物产》记载，紫菀等可作为药材应用[1]。
　　1    紫菀种植现状
　　《药物出产辩》中记载，紫菀产自安徽毫州，是亳州重要的大宗药材之一。截至目前，亳州紫菀总栽培面积逾807.2 hm2，其中以十九里镇和赵桥乡的栽培规模最大，面积分别为320.80、240.47 hm2 [2]。但是随着经济开发区的建设和土地流转的推进，部分田地规划为高速公路或者改种其他经济作物，紫菀种植面积相对减少。
　　紫菀种植田块的减少和种植积极性的减退，导致紫菀供应量大幅度降低，更严重的是随着种苗流通的混乱，优质种苗大幅度减少。中药材种子种苗标准的缺失，对中药材产量和质量有显著影响，如三七、党参等不同等级种苗栽培生产，产量、品质差别较大[3-5]。
　　2    中药材种子种苗分级的重要性
　　中药材种苗品质是中药材品质的保障，中药材品质是维持中医疗效稳定的保障。中药材种苗作为源头保障，至关重要。但与农作物种苗标准化进程相比，药用植物种苗的规章管理体制建设及相关研究均落后[6-8]。魏建和等[9]等调查发现，我国北方不同市场或产区常用大宗药材种子种苗质量参差不齐。目前，只有人参、枸杞等少数药材制定了种子种苗国家标准，如《优质高产人参种植标准》（GB/T 18355—2001）、《人参种子标准》（GB/ 6941—1986）、《枸杞栽培技术规程》（GB/T 19116—2003）等，大多数药用植物种子、种苗没有制定相应的质量标准，导致种苗市场混乱，种苗质量参差不齐，严重影响了中药材规范化栽培生产[10]。
　　根据《中药材保护和发展规划（2015—2020年）》中提出实施优质中药材生产工程，推动制订中药材种子种苗标准是我国中药材规范化生产急需解决的重要问题。中国种子种苗标准化，具体包括品种标准化和种子种苗质量标准化包括种子种苗生产技术规程、良种标准体系、种子种苗加工技术规程、种子种苗包装及贮藏标准[11]。建设完善种子种苗标准化体系，有利于实现种子种苗繁育推广一体化的推進，增强种子种苗的市场竞争力。因此，建立药用植物种子种苗质量分级标准体系是实现药用植物——中药现代化的基础，也是药用植物——中药材规范化生产的主要矛盾点。
　　3    种子种苗分级指标研究现状
　　3.1    种子标准分级研究
　　1985年，杨俊岗[12]对紫云英种子以纯度、净度、发芽率和种子含水量为依据进行质量分级，将紫云英种子分为3级。2004年，张国荣等[13]对乌拉尔甘草种子形态特征及组织特征进行描述鉴别，以种子纯净度、千粒重、生活力、发芽率为种子分级标准，以种苗的根长度、根上部横径、支侧根比率为种苗分级标准，并对种苗栽培环境进行了质量检测，提出了栽培环境要求。2006年，秦佳梅等[14]对返魂草种子形态特征及组织特征进行描述鉴别，以纯净度、千粒重、发芽率、发芽势、种子含水量和病虫检测等指标作为返魂草种子分级依据。2007年，龚毅红等[15]通过抽检143个车桑子和白刺花种子样品，以净度、千粒重、发芽率、含水量、生活力等作为制定质量分级标准的依据，其统计分析方法是对各项指标的平均数和标准差作正态分布的统计假设检验，再用平均数和减2倍标准差的方法，剔除各项指标中的特大值、特小值。同时，对各项指标进行修约，发芽率指标的尾数采用0～5或5～10之间逢2.5进位取整法，如21.3%应取整为21%，23.5%则应取整为24%;净度指标采用去除小数点取整数法，如87.7%应取整为87%;含水量采用逢小数点四舍五入取整法，如6.4%应取整为6%，6.5%应取整为7%。 　　2007年，雷志强等[16]测定车前种子的千粒重、净度、水分、发芽率等指标，利用聚类分析法建立车前种子的三级分级标准。2007年，贺玉林等[17]测定了远志种子千粒重、净度、水分、发芽率等指标，使用系统聚类的类平均法将远志种子分为3个等级。2008年，孙  群等[18]对24份不同种质来源的乌拉尔甘草种子进行发芽率、千粒重、净度、水分等指标的测定，利用数理统计方法分析出划分种子等级的主要指标和参考指标，运用标准差法制定乌拉尔甘草种子质量分级标准。2011年，刘晓东等[19]测定了不同产区的防风种子的发芽率、千粒重、净度、含水量、生活力。2012年，邵金凤等[20]测定了48份不同产区川牛膝种子的发芽率、千粒重、生活力、净度和含水量等指标。2012年，张  雪等[21]测定了64 份不同主产区的川续断种子的发芽率、千粒重、含水量、生活力、单粒大小、净度等指标及外观形态的描述鉴别，通过聚类分析将川续断种子分为3个级别。2012年，李增轩[22]测定了掌叶大黄种子净度、千粒重、发芽率和水分4个指标，采用K均值聚类分析法，将掌叶大黄种子分为3个等级。2014年，曾桂萍等[23]测定了不同产地根及根茎类白术种子的发芽率、千粒重、净度、含水量、霉烂率、生活力等质量指标，将白术种子分为 4 个级别，初步制定出白术种子的品质检验与质量分级标准。2014年，耿守保等[24]对丹参种子外观颜色进行研究，深色种子萌发需求的基础温度低于浅色种子。
　　综上所述，种子分级指标的优先顺序为发芽率和千粒重>生活力>净度>水分含量。千粒重和发芽率作为判断种子质量的主要指标，能真实反映种子的内在品质，避免因缺苗而造成的减产;生活力次之;净度和含水量作为参考指标。
　　3.2    种苗标准分级研究进展
　　2007 年，雷志强等[16]测定了车前种苗根茎粗、根长、株高、叶片数、单株鲜重等指标，利用聚类分析法建立车前种苗的三级分级标准。2010年，周学刚等[25]对亳州地区不同经纬度的白芍进行广泛收集，对白芍花期的植株地上特征，如植株高度、单株茎枝数、花蕾数，尤其是花部特征，如花冠直径、雄蕊数目、雄蕊长度、雌蕊数目、雌蕊长度、花柱长度、胚珠数目等进行描述鉴别;对白芍采收期的植株地下部分特征，如单株根数目、单根根长度、单根根直径等进行描述鉴别;并按照《中国药典》中HPLC法测定芍药苷的含量方法对白芍经济性状（地下性状）进行品质评价研究比较。
　　2011年，田汝美等[26]测定了44份紫菀种苗的芽距、茎粗和茎毛数三因素，按照L9（34）试验方法对种苗进行预处理，初步制定紫菀种苗的分级标准，翌年以田间随机区组试验验证种苗分级结果。2012年，李增轩[22]测定了掌叶大黄种苗的根长、根粗、侧根数和单根重指标，采用K均值聚类分析法，将掌叶大黄种苗分为3个等级。2012年，于福来等[27]测定了甘草芦头直径、尖削度及侧根数指标，采用标准差法对种苗进行预处理，翌年以田间随机区组试验验证种苗分级结果，并采用HPLC法分别对甘草苷、甘草素、甘草酸、异甘草苷和异甘草素5个化学成分同时进行测定，将甘草分为3个等级。2012年，张芳芳等[28]测定了山东产区26份丹参种苗株高、地上部分分支数、花序数目等指标进行观察描述分析，并结合田间试验测定了产量，初步将山东产区丹参种苗分为4个等级。2014年，于福来等[29]测定了知母种苗的叶长、种球直径和侧根数，采用K-聚类分析和大田试验进行验证。2015年，谢伟玲等[30]测定了块根紫金牛种苗的株高、冠幅、地径、根粗、根长、根数、全株干重、地上部分干重、地下部分干重等9个指标，将块根紫金牛种苗分为2个等级。2016年，李俊仁等[31]测量了一年生岗梅种苗（种子实生苗）的根长、根粗、株高、株径等指标，K均值聚类、主成分分析-评价因子K均值聚类以及标准差等方法进行种苗分级，将岗梅分为3个等级。2016年，仉  劲等[32]测定丹参根段部位等因素，其中芦头部位发芽率最好，直径为7～15 mm的种根品质和产量最高[33-35]。牛  敏等[36]、王  海等[37]对丹参药用部位外观颜色与内含物质活性成分进行相关性分析，并依据颜色制定了数字化药材分级标准。
　　综上研究，种球直径可以作为反映根鲜重和种苗质量的重要指标，侧根数次之。地径和株高可作为种苗分级的代表性指标，全株干重次之。芦头直径、尖削度、芽距、茎粗和茎毛数可作为种苗分级的关键性指标。
　　3.3    种子种苗标准分级适用指标
　　基于上述研究，建立种子种苗标准化评价体系，评价指标可选取外部形态和内部活力两大部分指标，采用SPSS软件分析种子种苗参数标准差，结合主要成分含量等评价因子作K均值聚类分析。种子的分级指标包括种子形态特征、组织特征的鉴别与描述，及种子发芽率、发芽势、千粒重、纯度、净度、含水量、生活力、病虫检测、霉烂率等指标的测定。种子的大小和千粒重可直观反映其成熟饱满度，可作为直接指标进行运用[38-44]。发芽率、发芽势和千粒重作为分级的主要指标，生活力次之，纯度、净度、含水量、病虫检测、霉烂率等指标作为参考指标。
　　种苗分级标准的外部形态特征包括种苗的根长度、根上部横径、支侧根比率、株高、根茎粗、根长、叶片数、单株鲜重、种苗的茎毛数、茎粗和芽距、根粗、根长、单根重、侧根数、根长、芦头直径、尖削度、侧根数、地上分支数、花序数目、冠幅、全株干重、地上部分干重、地下部分干重。
　　4    紫菀种苗标准分级指标
　　由于大部分药用植物种子形态或者结构相似，种子分级所采用的评价指標没有大幅度变动。但不同的药用植物种苗形态大不相同，且相对于评价指标稳定的种子分级标准，种苗分级标准的研究较少，如种子分级指标的优先顺序为发芽率和千粒重>生活力>净度>水分含量，但没有研究种苗分级指标的优先顺序。由于不同产区气候等条件的差异，对种苗分级的测定没有达成统一通用的方法，存在较大的争议[45-47]。 　　本文建议针对不同形态的种苗，采用不同部位的指标作为评价依据。紫菀种苗，建议采用其种茎的根茎重、根茎 节数、根茎毛数、芦头重、芦头直径等数量性状指标进行相关分析，建立紫菀种茎初步分级形态指标。进一步开展内部活力测定，可采用电导率测定和加速老化试验2种测定方法，具体包括抗冷测定、低温发芽测定、控制劣变测定、复合逆境活力测定、希尔特测定、幼苗生长测定和四唑测定等多种活力测定。通过标准发芽试验法以及浸出液电导率、呼吸速率等的测定，探寻紫菀种茎活力变化的机理，初步筛选出具有生长优势和生产潜力的高活力紫菀种茎，建立紫菀种茎分级生理指标标准，建立优质紫菀种苗标准化评价体系，实现紫菀种苗市场规范化。同时，与紫菀的种苗生产加工、包装、运输、贮存等环节有效衔接，确保良种生产，真正实现紫菀种苗标准化。综合现代检测技术，如DNA、SSR、RFLP等分子标记技术，构建分子标记连锁图，进而剖析种子活力的数量性状基因。通过HPLC等方法进行紫菀种苗品种鉴定，保证种子的真实性及纯度。
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