金荞麦良种选育及栽培技术

2019-06-14 00:44
中国民族民间医药 2019年9期
关键词:浸出物块根儿茶素

1.云南省曲靖市第一人民医院,云南 曲靖 655000;2.云南曲靖开发区格力康生物科技发展有限公司,云南 曲靖 655000

金荞麦Fagopyrumdibotrys(D.Don) Hara系蓼科荞麦属多年生草本植物[1],性凉,味微辛、酸涩,具有清热解毒、排脓祛瘀之功。临床主要用于治疗肺脓疡、肺炎、扁桃体周围脓肿[2]。金荞麦分布于我国黄河以南的多个省区,主要以云、贵、川三省野生资源储量最大[3],其中云南是世界荞麦资源遗传多样性中心和生态多样性中心之一,也是中国荞麦野生种的分布中心[4-5]。研究发现,云南高海拔地区野生金荞麦核心分布区所产的金荞麦,具有有效成分含量高、药材质量好的特点[6-7]。20世纪90年代,由于金荞麦野生资源遭到了极大的破坏,国家林业局、农业部联合将金荞麦列入首批《国家重点保护野生植物名录》,为Ⅱ级保护植物。目前云、贵、川金荞麦野生资源虽然分布广,由于缺乏资源保护,其野生资源已急剧减少,尽管有不少种植户对金荞麦进行引种驯化,且也获得了成功,但是金荞麦种植品种混乱、产量低的现象并未缓解、市场对野生金荞麦带来的压力并未减轻,因此选育高产、有效成分含量高的金荞麦新品种是金荞麦资源保护和可持续开发利用的需求。但是,目前对于金荞麦品种选育方面的研究很少见报道。

笔者在金荞麦种质资源调查的基础上,筛选出3种植物性状稳定的金荞麦进行人工栽培,通过金荞麦产量、内在质量及商品性状等指标进行金荞麦优良品种的选育研究,以期为生产用栽培品种的优化提供技术保障,促进金荞麦产业持续健康发展。

1 仪器及试药

1.1 仪器 Agilent Technologies 1260高效液相色谱仪;LIV-2600紫外分光光度计;DHG-9240A恒温干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);ME55电子天平(瑞士梅特勒-托利多);RE-52A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)。

1.2 试药 表儿茶素对照品(中国食品药品检定研究院,供含量测定用);液相分析用试剂为色谱纯,其余试剂均为分析纯,水为蒸馏水、超纯水。

2 金荞麦良种的选育

2.1 野生金荞麦的筛选 王莉花等[8]对云南野生金荞麦野生资源地理分布的考察研究发现,云南的野生金荞麦资源具有独特的优越性,如耐脊、耐霜冻、药用成分高等特性。在云南省境内采集野生金荞麦并进行质量评价,2012年4月将质量评价合格的野生金荞麦进行人工种植10亩。见表1。

2.1 野生金荞麦的引种驯化 2014年11月下旬金荞麦地上部分枯萎后进行采挖,经筛选在栽培区获得3个性状稳定的栽培类型。见表2。

3 金荞麦优良品种的筛选

3.1 品比试验与生产试验 2015年4月将筛选出的3个植物性状稳定的金荞麦进行栽培,选择地势平坦、肥力均匀、交通便利、灌溉条件差异不大的地块,统一按常规栽培方法和田间管理进行田间试验。随机区组法进行试验设计,每个栽培类型进行4次重复试验。品比试验以每个类型310 m2进行。测定小区产量为传统加工方法干燥的干品产量。

表1 金荞麦野生资源分布情况及质量评价结果

表2 3个性状稳定的栽培类型

3.2 质量评价方法

3.2.1 检测方法 依据《中华人民共和国药典》(2015年版一部)进行检测。

3.2.2 水分测定 将供试品粉碎成直径不超过3 mm的颗粒或碎片,取供试品4 g,平铺于干燥至恒重的扁形称量瓶中,厚度不超过5 mm,疏松供试品不超过10 mm,精密称定,打开瓶盖在100~105 ℃干燥5 h,将瓶盖盖好,移置干燥器中,冷却30 min,精密称定,再在上述温度干燥1 h,冷却,称重,至连续两次称重的差异不超过5 mg为止。根据减失的重量,计算样品中的水分含量(%),水分不得过15.0%。

3.2.3 浸出物测定 取供试品约4 g,精密称定,置250~300 mL的锥形瓶中,精密加75%乙醇溶液100 mL,密塞,冷浸,前6 h内时时振摇,再静置18 h,用干燥滤器迅速滤过,精密量取续滤液20 mL,置已干燥至恒重的蒸发皿中,在水浴上蒸干后,于105 ℃干燥3 h,置干燥器中冷却30 min,迅速精密称定重量。除另有规定外,以干燥品计算供试品中醇溶性浸出物的含量(%),含量不低于14%。

3.2.4 表儿茶素含量测定

3.2.4.1 色谱条件与系统适用性试验 以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;乙腈-0.004%磷酸溶液(10∶90);检测波长为280 nm。理论板数按表儿茶素峰计算应不低于6000。

3.2.4.2 对照品溶液的制备 取表儿茶素对照品适量,精密称定,加流动相制成每1 mL含25 μg的溶液,即得。

3.2.4.3 供试品溶液的制备 取本品粗粉约2 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入稀乙醇50 mL,密塞,精密称定,放置1 h,加热回流1 h,放冷,再称定重量,用稀乙醇补足减失的重量,摇匀,滤过。精密量取续滤液25 mL,减压浓缩(50~70 ℃)至近干,残渣加乙腈-水(10∶90)混合溶液分次洗涤,洗液转移至10 mL量瓶中,加乙腈-水(10∶90)混合溶液至刻度,摇匀,离心(转速为每分钟3000转)5 min。精密量取上清液5 mL,加入聚酰胺柱(30~60目,内径1.0 cm,柱长为15 cm,湿法装柱)上,以水50 mL洗脱,弃去水液,再用乙醇100 mL洗脱,收集洗脱液,减压浓缩(50~70 ℃)混合溶液至近干,残渣用乙腈-水(10∶90)混合溶液溶解并转移至10 mL量瓶中,加乙腈-水(10∶90)混合溶液稀释至刻度,摇匀,即得。

3.2.4.4 测定法 分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各20 μL,注入液相色谱仪,测定,即得。按干燥品计算样品含表儿茶素的量(%),含量不得低于0.042%。

3.3 结果分析

3.3.1 品比试验产量比较及方差分析结果 由表3、4、5可知,圆柱形根与圆锥形根在产量上无显著差异,但与拳状根相比,存在显著性差异。

表3 金荞麦不同栽培类型品比试验结果

表4 金荞麦不同栽培类型品比试验产量结果方差分析表

表5 金荞麦3个栽培类型品比试验的产量平均数SSR测验结果

3.3.2 不同栽培类型金荞麦块根浸出物含量比较 在3个栽培类型中圆锥形块根浸出物含量最高达27.3%,远高于2015版中国药典规定的14.0%,其次是圆柱形块根,含量最低的是拳状块根。

3.3.3 不同类型金荞麦块根表儿茶素含量 圆锥形快根表儿茶素含量最高达0.133%远高于2015版中国药典规定的0.020%,圆柱形块根含量其次,拳状块根表儿茶素含量最低。

4 金荞麦的栽培技术

4.1 选地和整地 吴惠群等[9]通过对金荞麦生态环境的研究发现,金荞麦适宜在弱碱性土壤中生长。选取弱碱性的沙壤土地块,耕深35 cm,每块地施加5 kg过磷酸钙为底肥,耙细,整平。

4.2 繁殖

4.2.1 直播育苗 金荞麦种子繁殖分为春播和秋播,春播在每年4月进行,秋播在8月上旬开始。整地并施足底肥备用,将当年采收成熟饱满无病虫害的金荞麦种子用温水浸泡2 h后捞出,用草木灰以2∶1的比例与种子拌匀。穴播法:株行距20 cm×30 cm,每穴播种6粒种子,播种后盖上1~2 cm的细土;撒播法:将处理好的种子均匀地撒在整好的地里,盖上适当的土,亩用种量为4~5 kg。

4.2.2 扦插育苗 扦插育苗以腐殖土、农家肥、细土为基质,以2.5 m×8 m起畦,并在扦插前用多菌灵消毒,剪取组织充实无病虫害的金荞麦枝条,长15~20 cm,具节2~3个,用500倍多菌灵液浸泡枝条10 min后扦插于苗床上;以株行距为9 cm×12 cm扦插,插条深为枝条长的2/3;用80%遮阴网覆盖避免阳光直,扦插后及时浇水透水,防止扦插苗脱水,浇水保湿。

4.2.3 块根育苗 冬季于金荞麦地上部分枯萎后,采挖出地下根茎,选取无机械损害和无病虫害的根茎,集中埋于地里,上面覆盖10~15 cm的土。于次年4月挖出,将根茎切成若干小块,每个切块留有2~3个芽苞。将切好的块茎放置于阴凉通风处,喷以500倍多菌灵液,12 h后进行播种,播种以穴播为主,穴深10 cm,株行距为30 cm×40 cm,栽时芽头向上,用土与草木灰1∶1的比例混合,施入穴中,盖土即可,移栽后应注意保持土壤湿度,25 d后侧芽开始萌发;每亩用苗量为120~150 kg。

4.2.4 组培育苗 选择饱满、无病虫害的金荞麦种子作为培植材料。

4.2.4.1 灭菌 用浓硫酸浸泡种子4~6 min,用自来水冲洗浸泡过的种子3~4次至无硫酸残留,然后加适量水,再加2~3滴吐温-80,振摇10~15 min,自来水冲淋40~60 min。转移至超净工作台,用75%酒精消毒30~40 s,无菌水洗3~4次,再用饱和漂白粉溶液消毒25~30 min,无菌水洗3~4次,最后0.1%升汞溶液加1~2滴吐温-80消毒10~11 min,无菌水洗6~7次。

4.2.4.2 接种 将消毒好的种子用无菌滤纸吸净表层水,接种于MS+3.0 mg/LGA3的培养基中,在温度23~27℃,光照强度3000~4000lux,单日光照时间为12 h的环境条件下培养。

4.2.4.3 增殖 金荞麦种子经诱导产生无菌芽后,将其无菌芽切成约1~2 cm的单芽茎段,接种于MS+0.1mg/L IBA+1.5mg/L BA +1.5 mg/L KT的增殖培养基中,在温度23~27℃,光照强度3000~4000lux,单日光照时间为12 h的条件下培养。

4.2.4.4 生根 将增殖后的无菌芽切成单芽,接种于MS+1.0mg/L NAA+1.5mg/LIBA+1.0 g/L 活性炭的生根培养基中,在温度23~27℃,光照强度3000~4000lux,单日光照时间为12 h的环境下培养。

4.3 田间管理 4月份播种时施过磷酸钙为底肥,每地块5 kg。第1年8月施肥1次,肥料配方为施谱润高钾型叶面肥,第2年6月施肥1次,肥料配方为过磷酸钙底肥+磷酸二氢钾+根茎膨大钾宝+元和微生物肥料,每年7月份、11月份除草一次。目前发现金荞麦的主要病害有病毒病和蚜虫,对于病毒病在选种时进行筛选,喷洒多菌灵减少病毒的侵害;对于蚜虫病可采用高效氯氟氰菊酯进行喷洒。

4.4 采收及加工 杨明宏等[10]结合太极集团原料生产基地的特点,分析金荞麦的采收时间和期限对金荞麦品质质量和产量的相关影响,确定金荞麦的最佳采收期为栽培第2年从10月中旬地上部分枯萎。因此在10月下旬地上部分枯萎后采挖,采挖后去须根,鲜切片,将切好片的金荞麦块根直接放在阳光下曝晒,并不定时的翻动使其都能在阳光下照射均匀的散失水分,晾晒至使其水分含量不超过13%即可。

5 讨论

2015版《中华人民共和药典》从外观形状、显微鉴别、水分、总灰分、醇溶性浸出物含量及表儿茶素含量几方面对金荞麦进行质量控制[2]。金荞麦中的主要化学成分是一类原花色素的缩合性单宁的混合物,其中表儿茶素是主要指标性成分[11]。因此,在进行金荞麦种质资源普查时,笔者以表儿茶素含量为金荞麦质量评价的指标,从而筛选出质量合格的野生金荞麦进行人工栽培。在栽培品中采挖过程中,发现金荞麦3种植物性状稳定的金荞麦,即:圆柱形块根、圆锥形块根、拳状块根。将这3种植物性状稳定的金荞麦进行栽培并进行评比性试验,从产量上看,圆柱形块根产量最高,其次是圆锥形,最后是拳状块根,从质量上看,圆锥形块根质量最佳,浸出物含量为27.3%,表儿茶素含量为0.133%;其次是圆柱形块根,浸出物含量为25.8%,表儿茶素含量为0.09%;最后是拳状块根,浸出物含量为19.8%,表儿茶素含量为0.045%。在今后的栽培过程中应选择圆柱形及圆锥形金荞麦做种苗,以更大程度提高金荞麦的产量和品质。

金荞麦除具有显著的抗癌、抑制肿瘤细胞肺侵袭和转移的作用外,还有消炎抗菌、解热抗炎、祛痰镇咳、抗血小板聚集、抗突变、抗高巨噬细胞的吞噬功能等重要作用[12]。目前,金荞麦已广泛应用到医药生产中,已开发研制出的产品有威麦宁胶囊、急支糖浆和金荞麦胶囊等知名中成药及一些特色医院制剂如复方威麦宁胶囊、消炎利喉口服液、金荞麦止咳膏、复方螺旋藻胶囊、急支片的主要原料。随着市场对金荞麦原材料的需求日益增加,野生金荞麦资源逐渐匮乏,对野生金荞麦进行引种驯化、选育优良品种不仅能逐渐缓解金荞麦供应短缺、质量不稳定的现实矛盾,还能更好的保护野生金荞麦资源及生态环境,为金荞麦产业化发展奠定夯实的基础。

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