商洛不同花色丹參光合生理特性及農藝性狀比較研究

彭曉邦，秦紹龍

(1.商洛學院，陜西 商洛 726000;2.資源植物利用與健康產品研究科技創新團隊,陜西 商洛 726000)

丹參為“五大商藥”之一，有重要的藥用價值和研究意義[1]。研究表明丹參在養血安神、活血調經、祛瘀止痛等方面有著極高的藥用功效，對治療心血管疾病有顯著作用，市場需求也逐年增加[2]。但在丹參的種植栽培方面還存在著野生資源不斷減少，不同產地的丹參品質和質量參差不齊，種質退化嚴重等問題[3]。近年來，隨著人們對傳統中藥材的挖掘和重視，有關丹參的研究已成為中藥材研究領域的熱點。因此，筆者研究以商洛三種花色丹參為研究對象，通過對不同花色丹參光合生理特性(葉綠素含量、光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度等)的分析，結合其地上部分農藝性狀(株高、葉長、葉寬、葉片形狀、復葉數、葉緣形狀、葉面特征、莖色、莖絨毛等)的比較，旨在為商洛丹參種質資源和性狀遺傳多樣性研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：紫花丹參(編號ZH1、ZH2、ZH3、ZH4、ZH5、ZH6)，粉花丹參(編號FH1、FH2、FH3)，白花丹參(編號BH1、BH2、BH3)；

試驗地點：陜西省商洛市北新街東10號商洛學院后山試驗田。

1.2 指標的測定

光合生理特性：①葉綠素含量，采摘三種花色丹參新鮮葉片并做標記，用丙酮提取法提取葉綠素。根據葉綠素及其他色素在有機溶劑中的溶解特性，可用丙酮將它們從葉片中提取出來，然后利用分光光度法測定葉綠素a和葉綠素b分別在波長663nm和645nm的OD值，再計算葉綠素a和葉綠素b以及總葉綠素的濃度。②光合生理指標，包括光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度，晴天上午9：00-10：00利用Li-6400光合儀進行測定。

地上農藝性狀觀測：①用直尺測定株高、葉長、葉寬、花絮長度。②觀察記錄葉片形狀、復葉數、葉緣形狀、葉面特征、葉背、葉脈、莖色、莖絨毛。

1.3 數據處理

采用Excel2016進行數據統計和處理。

2 結果與分析

2.1 不同花色丹參光合生理特性比較研究

2.1.1 不同花色丹參葉片葉綠素含量 葉綠素 a與葉綠素 b的比值通常反映著植物的光合作用能力和光合特性，其比值越大，積累的光合產物越多。如表1所示，不同花色丹參葉片葉綠素含量存在著明顯差異，粉花丹參葉片葉綠素含量最大，白花次之，紫花最低。葉綠素 a與葉綠素 b 的比值分別為紫花2.556 ，粉花2.282，白花2.523，即紫花丹參具有較高的光合作用能力和光合活性，能轉化較多的光合產物，生長也較快。

表1 三種花色丹參葉片葉綠素含量

2.1.2 不同花色丹參葉片凈光合速率比較研究 如圖1所示，三種花色丹參葉片凈光合速率各不相同，紫花丹參凈光合速率最大為13.79 μmol·m-2s-1，粉花次之為13.21μmol·m-2s-1，白花凈光合速率最小為9.21μmol·m-2s-1。與紫花丹參凈光合速率相比，粉花降低了4.2%，白花降低了33.2%。如圖所示，紫花丹參的凈光合速率最大，說明其光合作用產生的糖類最多；白花的最小，其糖類的積累也最少[4]。

2.1.3 不同花色丹參葉片氣孔導度比較研究 如圖2所示，三種花色丹參葉片氣孔導度大小存在明顯差異，紫花丹參氣孔導度最大為0.23 mol·m-2s-1，粉花次之為0.17 mol·m-2s-1，白花最小為0.15 mol·m-2s-1，三種花色丹參葉片氣孔導度變化趨勢與凈光合速率變化趨勢基本一致，氣孔導度和凈光合速率呈正相關關系。與紫花丹參葉片氣孔導度相比，粉花降低了26.1%，白花降低了34.8%。紫花丹參葉片氣孔導度最大，其光合作用能力最強；白花最小，光合作用能力也最弱。

2.1.4 不同花色丹參葉片胞間CO2濃度比較研究 如圖3所示，三種花色丹參葉片胞間CO2濃度存在明顯的差異，白花丹參胞間CO2濃度最高為292.49 μmol·mol-1，紫花次之為279.78 μmol·mol-1，粉花最低為252.78 μmol·mol-1。與紫花丹參相比，粉花降低了9.6%，白花升高了4.5%。白花丹參胞間CO2濃度最高，其光合速率最低；粉花丹參胞間CO2濃度最低，其進行光合作用的能力最強。

2.1.5 不同花色丹參葉片蒸騰速率比較研究 如圖4所示，三種花色丹參葉片蒸騰速率變化趨勢與其凈光合速率、氣孔導度的變化趨勢基本一致，表現為紫花丹參蒸騰速率最大為5.47 mmol·m-2s-1，粉花次之為4.03 mmol﹒m-2s-1，白花最小為3.53mmol﹒m-2s-1。與紫花丹參葉片蒸騰速率相比，粉花降低了26.3%，白花降低了35.5%。

2.2 不同花色丹參地上農藝性狀比較研究

2.2.1 不同花色丹參花形態特征比較 三種花色丹參的花序類型都為輪傘花序，花開放的順序都是從花序底部到上部。而不同花色丹參最明顯的差異為花冠的顏色不同，分別為白色、粉色和紫色；其花序長度也存在著明顯差異，白花花序長度在10～15 cm之間，粉花在13～17 cm之間，紫花在16～30 cm之間。紫花花序普遍長于其它兩種顏色的丹參，其中粉花次之，白花最短。不同花色丹參每輪花的數量也存在著差異，紫花一輪為8～10個花，白花和粉花一輪為6～8個花(如表2)。

表2 三種花色丹參地上形態指標

2.2.2 不同花色丹參葉片形態特征比較 不同花色丹參葉片形狀存在著明顯差異，白花葉片形狀多為卵圓形，部分為心形，在同一植株上可存在兩種葉形；粉花葉片多為橢圓形，少為卵圓形；紫花葉片多為卵圓形，少為橢圓形。三種花色丹參葉片大小也存在著差異，紫花葉面積最大為20～38.5 cm2，葉片長度為4～10 cm，寬度為3～7.5 cm；白花葉面積次之為18.25～18.5 cm2；粉花葉面積最小，其葉片長度為4～4.7 cm，寬度為3～4 cm。三種花色丹參復葉數各不相同，白花復葉數多為3或5片，少為7片；粉花多為5片，少為3片；紫花多為3片，少為5片。

如表2所示，三種花色丹參的葉緣各不相同，白花葉緣為波狀齒和圓狀齒；粉花多為波狀齒和鋸齒，少為圓狀齒且都具有短絨毛；紫花都為圓鋸齒。三種花色丹參葉片早期葉緣都呈深紫色，隨著葉片的生長，紫色葉緣漸漸褪去，形成綠色葉緣，部分紫花丹參成熟葉片還具有紫色葉緣。三種花色丹參葉面都為深綠色，葉背為淺綠色，有皺紋(白花丹參部分植株葉片皺紋特別明顯)，且具有絨毛(粉花丹參的絨毛為短絨毛)。與紫花和白花丹參相比較，粉花葉脈更加鮮明，三種花色丹參葉片葉脈都密被短絨毛。

2.2.3 不同花色丹參株高比較 三種花色丹參莖色都為淺綠色且具有白色絨毛。如表2所示，紫花丹參株高明顯高于粉花和白花，其株高為51～66.5 cm；粉花次之為50～55 cm；白花最低為40～45 cm。

3 討論

植物光合作用能力很大程度上取決于植物自身的凈光合速率，在一定條件下，植物的最大凈光合速率代表著植物的最大光合能力[4]。本研究發現，紫花丹參凈光合速率最大，其積累干物質的能力也最強，白花最小，其積累干物質的能力也相對較弱。氣孔是植物體與外界環境進行氣體交換的通道，植物的蒸騰作用受氣孔的影響和控制[5]。在筆者研究中三種花色丹參葉片氣孔導度的變化趨勢表現為紫花丹參>粉花丹參>白花丹參，與其凈光合速率和蒸騰速率的變化趨勢一致，這與黃滔[6]對觀賞竹光合特性研究和陳利青[7]對不同糜子品種光合特性研究結果一致，說明氣孔導度越大，蒸騰速率越高，光合作用越強。

筆者研究中，粉花丹參葉片葉綠素含量最大，但其光合速率卻低于紫花丹參，原因可能是受其遺傳特性影響所致，不同花色丹參光合生理特性有待于進一步研究。

研究還發現紫花丹參復葉數多為3片，少為5片，這與舒志明等[8]的研究結果一致。白花丹參復葉數多為3或5片，少為7片，但舒志明等[8]在研究不同丹參生物學種質性狀時未發現白花丹參復葉有7片的現象，這與本研究結果有所不同，其可能與生長的地理環境有關。此外，在為期兩年的觀測過程中還發現個別紫花丹參長有特殊掌狀三出復葉，如不仔細辨認，極易與偶數羽狀復葉混淆。紫花丹參株高普遍高于粉花丹參和白花丹參，其株高為51～66.5 cm，粉花次之，白花最低。紫花丹參花序上粘液最多，粉花次之，白花花序上粘液最少。紫花丹參花序每一輪為8～10個花朵，白花和粉花每一輪為6～8個花朵。筆者研究中三種花色丹參花序長度也存在明顯差異，這與舒志明等[8]研究發現的白花丹參最短花序長度為18 cm的研究結果不同，這可能是丹參生長地理位置及生態環境不同所致，對于白色丹參花的形態特征有待進一步研究。

4 結論

商洛不同花色丹參光合生理特性和地上部分農藝性狀存在明顯的差異，即紫花丹參凈光合速率最高，粉花次之，白花最低；三種花色丹參株高的變化趨勢為紫花丹參最高，粉花次之，白花最低；生長勢表現為紫花最好，粉花次之，白花最差。