北蒼術開花結實特性觀察及種子分級研究△

王秋玲，郭旭，劉福清，楊菲菲，韓風雨，王文杰，魏勝利，王文全，*

(1.中國醫學科學院 北京協和醫學院 藥用植物研究所，北京 100193；2.陜西中醫學院，陜西 西安 712000；3.內蒙古天奇制藥有限公司，內蒙古 024000；4.北京華宏康中藥材種植有限公司，北京 100193；5.北京中醫藥大學 中藥學院，北京 100102)

·中藥農業·

北蒼術開花結實特性觀察及種子分級研究△

王秋玲1，郭旭2，劉福清3，楊菲菲2，韓風雨2，王文杰4，魏勝利5，王文全1，5*

(1.中國醫學科學院 北京協和醫學院 藥用植物研究所，北京 100193；2.陜西中醫學院，陜西 西安 712000；3.內蒙古天奇制藥有限公司，內蒙古 024000；4.北京華宏康中藥材種植有限公司，北京 100193；5.北京中醫藥大學 中藥學院，北京 100102)

目的：開展北蒼術開花結實特性觀察及種子分級研究，為北蒼術野生變家種生產提供理論依據。方法：采用田間試驗觀測北蒼術開花結實特性，并將種子劃分為5個等級后，采用常規種子特性研究方法對不同等級種子性狀、發芽勢、發芽率及貯藏期進行測定分析。結果與結論：北蒼術單性雌株的結實率顯著高于兩性花株，不同等級種子質量存在顯著差異，且種子在自然條件下貯藏期不宜超過半年。

北蒼術；開花；結實；種子等級

北蒼術Atractylodeschinensis(DC.) Koidz為菊科多年生草本植物，其根莖作為蒼術藥材入藥，始載于《神農本草經》，列為上品，具有燥濕健脾、祛風散寒、明目的功效，廣泛用于我國中醫臨床，且是眾多中成藥、獸藥及化妝品的原料[1-2]。近年來，蒼術藥材市場需求量的逐年上升，但資源供應量卻在逐年遞減。盡管蒼術藥材廣泛產于我國南北各地，但從20世紀80年代開始，我國僅存華北及東北地區所產的“北蒼術”，可大量供應市場[3]?！氨鄙n術”為商品名，主要包括了北蒼術A.chinensis和關蒼術A.japonica兩種。如今，經過30余年的資源開發，華北及東北地區的蘊藏量已嚴重下降，近十年間蒼術價格從在增長了十倍。同時，關蒼術A.japonica為蒼術藥材的非正品，與北蒼術A.chinensis混作蒼術藥材使用。栽培正品蒼術藥材已勢在必行。采用種子繁殖無疑是最快擴大蒼術商品生產面積的方式，但目前和北蒼術A.chinensis野生變家種后開花結實及種子質量相關的研究及報道較少[4-9]。同時，作者在調查中發現，北蒼術A.chinensis種子結實率極低，如何提高北蒼術A.chinensis種子結實率，增加種子產量必然是今后蒼術野生變家種中的關鍵技術環節。為此，本文以產自河北北部的北蒼術A.chinensis為材料，研究其開花結實及種子特性，以期為蒼術藥材生產提供參考。

1 材料

1.1 試驗地概況

本試驗于2010至2014年在北京市順義區北京中醫藥大學瀕危藥用植物研究試驗基地進行。該基地位于北緯40.08°，東經116.70°，海拔39 m，屬暖溫帶半濕潤大陸季風性氣候，年平均氣溫10.8 ℃，年平均降雨量657 mm，年平均相對濕度61%。種植地為壤土，土壤肥力中等且分布均勻。

1.2 試驗材料

供試材料于2010年4月采購于河北圍場縣中藥材收購站，為采購當天多個農戶采挖銷售品，共計200 kg，統計單株平均重量為36.2 g。2010年8月，經中國醫學科學院藥用植物研究所王文全教授鑒定全部為北蒼術Atractylodeschinensis(DC.) Koidz。全部材料未進行處理，按照株距20 cm，行距40 cm種植。整個種植期不施肥、用藥及澆水，但栽培第1、2年進行人工鋤草。至2013年進入盛花期，對其開始進行各項測定。

2 方法

2.1 北蒼術開花特性觀察

2010至2014年，連續對北蒼術A.chinensis試驗地開花特性進行觀察。并于2013年7月中旬，在試驗地內采用五點取樣法，劃定5個4 m×5 m小區，分個體對小區植株逐一掛牌。北蒼術A.chinensis為雌花兩性花異株兩種植株類型，本實驗觀測了雌花和兩性花比例、花期、花部形態、開花順序、傳粉昆蟲、花序著生位置等指標。

2.2 北蒼術結實特性觀察

2.2.1 不同性別類型花序結實特性觀察 于2013年9月，選定每個小區內不同性別類型各80株，每株隨機選定單枝，對單枝的主莖花序的結實率進行統計。

2.2.2 不同節位花序結實特性觀察 于2013年9月，選定每個小區內不同性別類型各15株，每株隨機選定單枝，對單枝節位數量和不同節位花序的結實數量進行統計。

2.3 北蒼術種子(瘦果)分級研究

2.3.1 種子重量及形態 于2013年10月，對試驗地全部種子進行采收后，以斷面有白色胚為標準，去掉無胚種子后，剩余種子根據目測種粒范圍，將種子按照飽滿級別劃分為1、2、3、4、5級，然后采用百粒法測定不同等級種子千粒重，再從每等級中選擇25粒種子，采用顯微成像系統(Olympus DP73)測定外形性狀，包括種子長度、寬度和厚度。

2.3.2 不同等級種子質量測定 對不同等級種子進行發芽勢、發芽率、出苗勢及出苗率測定。全部種子采用高錳酸鉀水溶液(0.1%)浸泡5 min，超純水反復沖洗干凈，再在超純水中浸泡2 h后，分為兩份。一份均勻擺放在鋪有一層濾紙的培養皿中，加少量水使種子保持濕潤；另一份均勻種于培養缽內土壤上，并覆土約1 cm，加水使土壤濕潤。其中，每個等級內每組種子50粒，三次重復，均置于22 ℃光照培養箱中，光照12 h·d-1，光照強度3 500 lx。

2.3.3 不同貯藏期種子發芽率測定 分別于2013年10月、2014年3月、7月及11月對不同等級種子發芽率進行統計。

3 結果與分析

3.1 北蒼術開花特性

北蒼術A.chinensis栽培第1年，單株地上部分莖數多為1～2枝，開花較少。栽培第2年，單株地上部分莖數達到4～10枝，全部開花。栽培第3年起，單株地上部分莖數均大于10枝，植株完全遮蓋地面，同樣全部開花。于每年6月上旬現蕾，下旬至始花期，7月至8月上旬為盛花期，期間大量家蠅、麗蠅、食蚜蠅、熊蜂、菜粉蝶、石蛾等有翅昆蟲造訪，至9月達到終花期。頭狀花序單生于主莖和各級側枝頂端，少數為2～3個花序?；ㄐ蛟诟髦ι系拈_放順序為從上部主莖向下至末級側枝。單個花序中管狀花開放順序為由外至內。

北蒼術A.chinensis為雌花兩性花異株，即分別包括兩性花和單性雌株兩類植株。其筒狀花全為白色，兩性花花冠筒縊縮處以上為淡紫色，偶見雌花株的花冠連同柱頭頂端為深粉色。兩性花開放后露出淡紫色聚藥雄蕊。聚藥雄蕊在2～3 h內伸長至約4 mm后停止伸長?；ㄋ巸认蜷_裂藏于聚藥雄蕊筒內，再隨花柱伸長，花粉被向外推出聚藥雄蕊頂端。約3～4 h后花粉完全釋放后，花藥枯萎，由紫色變為枯黃色。同時，花柱繼續伸長，并在中上部出現淡紫色，經過3～5 h伸長至頂點。經過2～3 d后柱頭頂端微開裂出現小裂隙，最終2裂，反卷后枯萎。兩性花柱頭亦有不二裂已枯萎的現象較多。雌花在花冠裂片展開后，花柱隨即伸出，柱頭當天即2裂。經統計，小區內平均單性雌株數(113.52±35.55)顯著高于兩性花株數(83.01±39.15)(P≤0.05)。不同性別類型植株中，全雌花序內的花朵數量(21.42±5.36)和兩性花序(21.61±5.51)無顯著差異(P>0.05)。

3.2 北蒼術結實特性

3.2.1 不同性別類型花序的結實特性 試驗地栽培北蒼術A.chinensis于每年8月下旬果熟始期，9月果實全熟，9月下旬至10月初果實開始散布。統計的全雌性花序中，單個花序平均結實率(29.03±18.71%)顯著高于兩性花序(5.18±9.52%)(P≤0.05)，無胚種子數量在全雌和兩性花序中分別約占70%和95%。說明北蒼術A.chinensis兩性花株主要行使雄花功能。

3.2.2 不同節位花序的結實特性 統計單株北蒼術A.chinensis上節位數結果顯示，兩性花株的總節位數(9.18±2.23)與單性雌花株(11.00±1.65)沒有顯著差異(P>0.05)。同時，在兩性花株中，存在同一側枝多個花序的現象，占統計株數的47.37±32.65%，顯著高于單性雌花株(11.21±9.23%)(P≤0.05)。以瘦果斷面有白色胚為判斷依據，分別統計單性雌花和兩性花株不同節位平均結實數量，結果顯示，二者均呈現靠近植株上部的結實數量高于基部的現象，但不同節位的結實數量沒有顯著差異(P>0.05)。通過不同節位花序中結實數量的統計結果，計算北蒼術A.chinensis地上部分單枝的結實數量，結果與3.2.1相同，單性雌花株結實數量(39.38±6.39)顯著高于兩性花株(9.24±4.88)(P≤0.05)。

3.3 北蒼術種子質量

3.3.1 不同等級種子重量及形態 不同等級的北蒼術A.chinensis種子千粒重和外形性狀測定結果見表1和圖1。統計等級1至5的粒數比例為 0.92∶1.31∶2.06∶1.76∶1，重量比例為6.89∶7.34∶8.28∶4.46∶1，上述結果說明，作者按照目測劃分的5種等級種子，在千粒重、種子寬度和厚度上均存在顯著差異(P≤0.05)，而在長度性狀上僅等級1和5之間有顯著差異(P≤0.05)。

表1 不同等級的北蒼術種子性狀*

注：同列相同字母代表差異不顯著P>0.05，不同字母代表差異顯著P≤0.05。

圖1 不同等級北蒼術種子

3.3.2 不同等級種子質量測定 不同等級種子質量測定結果見表2。不同等級種子發芽率和出苗率之間的差異性相同，即等級1和2的發芽率和出苗率均顯著高于其他等級(P≤0.05)，但等級1和2之間沒有顯著差異(P>0.05)，等級3與其他等級均有顯著差異(P≤0.05)，等級4和5發芽率和出苗率都顯著低于其他等級(P≤0.05)。不同等級種子發芽勢和出苗勢之間的差異性也相同，等級1，2和3之間沒有顯著差異(P>0.05)，說明等級1、2、3的種子質量均顯著高于等級4和5(P≤0.05)。因此，在生產上使用可以考慮將1、2級合并，等級4種子發芽率極低可作為劣質種子，而5級由于不能發芽和出苗，小于等于5級的種子可作為無效種子。而其他4個級別綜合劃分為可衡量種子質量差異的3個級別。另一方面，可以看出北蒼術A.chinensis的出苗率和出苗勢顯著低于對應的種子發芽率、發芽勢，這說明如何提高北蒼術種子的出苗率是今后栽培生產中的關鍵技術問題。

表2 不同等級的北蒼術種子質量 (%)

注：同列相同字母代表差異不顯著P>0.05，不同字母代表差異顯著P≤0.05

3.3.3 不同貯藏期種子發芽率測定 不同貯藏期北蒼術A.chinensis種子的發芽率結果顯示，不同等級種子經過一年的放置，除等級4和5原來的發芽率就極低，等級1至3的發芽率均從產新后的高于80%顯著降低至30%以下。結果說明，生產中如只能在室內自然貯藏條件下保存北蒼術A.chinensis種子，宜在采收當年秋季或第二年春季播種。

圖2 不同貯藏期北蒼術種子發芽率

4 討論

蒼術飲片是中醫臨床常用藥品，其原藥材是350余種中成藥及20余種獸藥的主要原料。蒼術提取物還可作為化妝品原料，用于收斂。隨著資源量的減少和人工成本的增加，采用人工生產蒼術已成為必然。我國湖北英山地區，早在20世紀80年代已經開始了人工栽培。近年來，陜西、遼寧等地也有少量栽培，但全國年栽培總產量不超過500 t。同時，這些產地一直均以根莖作為繁殖材料，認為有利于縮短生產周期，但這種生產方式的前期投入成本大，且繁殖系數較低。對比白術A.macrocephala及關蒼術A.japonica，這兩種同屬植物均以種子繁殖進行生產，北蒼術A.chinensis采用種子繁殖的生產效益有必要進行試驗研究。而由于北蒼術A.chinensis自然結實率遠低于白術A.macrocephala和關蒼術A.japonica，因此常被認為無法獲得足夠的種子。通過本試驗的研究證明，北蒼術A.chinensis經栽培至第三年起，折算每公頃產合格種子量不低于75 kg，完全可以通過培育種子田的方式獲得快速擴繁種子材料。

通過對北蒼術A.chinensis開花結實特性的研究結果表明，北蒼術A.chinensis不同性別類型植株的比例非自然界正常比例1∶1，在野生環境下可能因為傳播距離及雌雄比例失調而導致結實率低下，但在栽培條件下不足以因為主要行使雄花功能的兩性花株少于單性雌花株而導致結實率低。同時，單株內靠近上部的節位的結實率高于下部，這可能與光照及生長時間早于下部有關。試驗材料中單性雌花株結實率顯著高于兩性花株，未來可根據生產需要，搭配不同性別植株比例。但有研究表明，同種植物不同性別的植株在存活率、形態、生理生化等多方面都存在差異[10]。對于北蒼術A.chinensis不同性別植株間的藥用經濟性狀是否存在差異，還有待進一步研究。

對不同等級北蒼術A.chinensis種子特性的研究結果表明，在選擇生產用北蒼術A.chinensis種子時，宜選擇試驗中等級3以上的材料，既千粒重不小于7.31±0.23 g，種子寬度不小于2.03±0.12 mm，厚度不小于1.56±0.06 mm，而種子長度不作為參考依據。而不同等級北蒼術A.chinensis種子發芽率和出苗率的顯著差異，以及出苗勢較低，說明如何提高北蒼術A.chinensis出苗率可作為其生產中的重點研究項目。同時，來源于野生的北蒼術A.chinensis種質材料具有豐富的遺傳多樣性，有利于生產的種質還有待選育培養。對于北蒼術A.chinensis種子不同貯藏期發芽率結果說明其貯藏期僅半年，對其延長貯藏期的方法研究，還有待進一步開展。

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部[S].北京：中國醫藥科技出版社，2010：150.

[2] 胡世林.蒼術的本草考證[J].中國醫藥學報，2001，16(1)：11.

[3] 中國藥材公司.中國常用中藥材[M].北京：科學出版社，1995：317-～323.

[4] 關強，魏玉俠，王艾絨，等.蒼術種子生物學特性研究[J].中藥材，1992，15(10)：10-11.

[5] 趙宏偉.茅蒼術種子質量標準和藥材質量標準研究[D].湖北中醫藥大學碩士論文，2007.

[6] 陶燕，巢建國，侯芳潔.茅蒼術人工輔助授粉的初步研究[J].中華中醫藥學報，2007，25(2)：383-384.

[7] 彭華勝，王德群.南蒼術與野生白術的開花動態研究[J].現代中藥研究與實踐，2007，22(3)：20-22.

[8] 李英奇.孫偉.北蒼術種子繁殖技術[J].特種經濟動植物.2009.5：35.

[9] 王沫.茅蒼術種子育苗關鍵技術研究[D].華中農業大學碩士論文，2010.

[10] 尹春英，李春陽.雌雄異株植物與性別比例有關的性別差異研究現狀與展望[J].應用與環境生物學報，2007，12(3)：419-425.

ObservationontheFloweringandFruitingandSeedGradingCharacteristicofAtractylodischinensis

WANGQiuling1，GUOXu2，LIUFuqing3，YANGFeifei2，HANFengyu2，WANGWenjie4，WEIShengli5，WANGWenquan1，5*

(1.Instituteofmedicinalplants，Chineseacademyofmedicalsciences，Pekingunionmedicalcollege，Beijing100193，China；2.ShanxicollegeoftraditionalChinesemedicine，Shaanxi712000，China；3.InnerMongoliaTianqipharmaceuticalCo.，Ltd.，InnerMongolia024000，China；4.BeijingHuaHongKangChineseherbalmedicineplantingCo.，Ltd.，Beijing100193，China；5.SchoolofChinesePharmacy，BeijinguniversityofChinesemedicine，Beijing100102，China)

Objective：To observe the flowering，fruiting ofAtractylodischinensisand classify seed grading aimed to provide theoretical basis for Atractylodes chinensis production.Methods：The flowering characteristic ofA.chinensiswas study by field observation，and the seed was divided into five grades，the characteristics，germination，germination rate and storage period of seeds were studied by conventional research methods.Results and conclusion：The fruiting rate of females flower plants ofA.chinensiswere significantly higher than that of in bisexual plant.The significant difference exists among different grades of seed，and the seed storage period should not be more than half a year in natural conditions.

Atractylodis Rhizome；flowering；fruiting；seed grades

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.6.012

2015-04-13)

國家“中藥材種子種苗和種植(養殖)標準平臺”科技重大專項(2012ZX09304006)

*

王文全，教授，博士生導師，研究方向：中藥材質量評價及其產品開發；Tel：(010) 57833203，E-mail：wqwang@implad.ac.cn