不同種源青錢柳葉片次生代謝物含量及優良單株選擇

占志勇，羅成鳳，顏 聰，劉 蕾

（1.江西省林業科學院，江西 南昌 330013；2.江西省林業資源監測中心，江西 南昌 330046；3.贛州市林業發展服務中心，江西 贛州 341000）

青錢柳（Cyclocarya paliurus）被譽為“植物界的大熊貓”“醫學界的第三棵樹”，為胡桃科（Juglandaceae）青錢柳屬（Cyclocarya）植物，是我國特有的珍稀植物，其樹形優美、樹干通直飽滿、果序似一串串銅錢[1-3]，葉片還具有豐富的次生代謝物和礦物質元素，對人體具有良好的保健功效[4-6]。青錢柳是一種集保健、材用和觀賞等價值于一身的優良樹種，開發利用前景廣闊。在我國，青錢柳廣泛分布于南方多個省份，自然分布在人跡罕至的高海拔山區，且呈現出零星分布的特點[7]。天然群落中單株數量較少，一般僅有30～60株，受到人為干擾較少，具有豐富的地理遺傳多樣性。目前，關于青錢柳的研究報道多集中在其葉片中次生代謝物質種類、含量及功能結構等方面[8-10]，對其種源評價及良種選育的研究較少，僅南京林業大學方升佐教授團隊在該方面具有良好的研究基礎[2,6]。本文以青錢柳15個地理種源為研究對象，分析其葉片中總黃酮及粗多糖含量差異，初步評選具有較高藥用價值的優良單株，從而為后續優良無性系選育工作奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試的青錢柳15個地理種源分別來自湖南、廣東、江西、貴州、湖北（表1），于2014年年底分別收集保存在九江市修水縣何市鎮和贛州市國家森林示范園內。

表1 參試的青錢柳地理種源Tab.1 The provenances of C.paliurus in test forests

1.2 試驗方法

2019年9月分別于江西省九江市修水縣何市鎮及贛州市國家森林示范園區采集青錢柳葉片樣品。采樣時，每個種源內隨機抽取5株長勢良好的單株，分別在樹冠中上部外圍、內膛、下部采集3片葉子作為該種源樣品并標記編號。

青錢柳葉片中總黃酮、粗多糖含量分別參照楊勇等[11]的方法進行檢測。

各青錢柳種源的改良潛力參照田力等[12]的方法進行測算。

1.3 數據分析

數據分析采用Excel、SPSS 19.0軟件進行。

2 結果和分析

2.1 不同種源青錢柳葉片中總黃酮含量

對不同地理種源青錢柳各采集部位葉片中的總黃酮含量進行檢測，結果（表2）顯示兩個采集地各種源中上部葉片總黃酮含量均值分別為21.92 mg·g-1、21.82 mg·g-1；下部葉片總黃酮含量均值分別為20.29 mg·g-1、19.94 mg·g-1；內膛葉片總黃酮含量均值分別為19.16 mg·g-1、19.00 mg·g-1。且結果表明在青錢柳各種源中均是樹冠中上部葉片中的總黃酮含量最高，其次為下部葉片，居末的是內膛葉片。其中，各種源中上部葉片總黃酮含量最高的為九江市修水縣采集的2號種源（萬年），總黃酮含量達到24.38 mg·g-1；同時該種源下部葉片中的總黃酮含量在所有種源中也表現最好，達到了22.52 mg·g-1。方差分析結果顯示各種源不同采集部位葉片中總黃酮含量之間存在顯著差異（P＜0.05）。此外，供試15個地理種源無論樹冠中上部、內膛還是下部葉片中總黃酮含量均值均以九江市修水縣表現優于贛州市國家森林示范園的葉片樣品，該結果表明青錢柳在九江市修水縣何市鎮栽植時其葉片中總黃酮含量高于在贛州市栽植，可能是由于兩地的生境條件和林分撫育水平差異所致。

比較各地理種源在九江市和贛州市的綜合表現，結果發現各種源間葉片總黃酮含量均存在顯著差異（P＜0.05）。15個供試種源葉片中總黃酮平均含量為20.36 mg·g-1；其中8個種源葉片中總黃酮含量高于均值，占比53.33%，其中江西省5個、湖南省2個、湖北省1個。15個種源中，以2號種源葉片中總黃酮含量最高，達到22.04 mg·g-1，較均值高8.25%，較含量最低的8號種源（韶關）高17.74%。

2.2 不同種源葉片中粗多糖含量

青錢柳葉片中總黃酮、粗多糖等次生代謝物能明顯降低血糖、尿糖，還具有防癌和抗腫瘤的功效[13-14]。通過對不同種源樹冠中上部葉片粗多糖含量進行檢測（表3），結果發現九江市和贛州市采集的15個地理種源葉片中粗多糖平均含量為21.44 mg·g-1，且九江市和贛州市采集的15個種源葉片中粗多糖平均含量分別為22.21 mg·g-1、20.67 mg·g-1。其中2號種源葉片中粗多糖含量最高，達到23.83 mg·g-1；其次為4號種源，為23.37 mg·g-1；隨后為1號種源，為22.95mg·g-1；分別較均值高出11.15%、9.00%、7.04%。

表2 不同種源青錢柳葉片中總黃酮含量/mg·g-1Tab.2 The content of total flavonoids in leaves of C.paliurus among the different provenances/mg·g-1

表3 不同種源青錢柳葉片中粗多糖含量/mg·g-1Tab.3 The content of crude polysaccharide in leaves of C.paliurus among the different provenances/mg·g-1

2.3 不同種源的改良潛力

分別計算各種源樹冠中上部葉片中的總黃酮及粗多糖的改良潛力（表4）。結果顯示供試的15個青錢柳地理種源葉片中總黃酮及粗多糖的平均改良潛力分別為8.19%、6.91%，且在各種源間存在顯著差異（P＜0.05）。

改良潛力代表在育種過程中可以把相應指標含量提高的潛力[15]。10號種源（張家界）總黃酮含量指標的改良潛力達到13.65%，高出均值66.67%；其次為3號種源（宜豐），達到12.58%，較均值高出53.6%；第三是1號種源（修水），達到11.55%，高出均值41.03%。2號種源（萬年）粗多糖含量指標的改良潛力高達21.43%，其改良潛力最大，較均值高出210.13%；其次為1號種源，粗多糖含量的改良潛力達到11.75%，高出均值70.04%；第三是1號種源，改良潛力為11.30%，高出均值63.53%。

2.4 優良單株評價篩選

以九江市和贛州市采集的150株青錢柳單株的總黃酮（平均含量20.36 mg·g-1、改良潛力8.19%）、粗多糖（平均含量21.44 mg·g-1、改良潛力6.91%）為基準，分別以單株中上部葉片總黃酮含量高出基準7%且所屬種源改良潛力高出供試種源均值50%、葉片粗多糖含量高出基準8%且所屬種源改良潛力高出供試種源均值70%為標準評選優良單株。初步獲得優良單株67株，入選率44.7%；其中高黃酮含量優株38株、高多糖含量優株29株（表5）。

表4 各指標不同種源中的改良潛力/%Tab.4 The improvement potential of each indicator among the different provenances/%

表5 基于葉主要活性物質進行單指標選擇的青錢柳藥用優株Tab.5 Selected elite trees of single-target based on contents of main bioactive substances in leves of C.paliurus

3 結論和討論

青錢柳是我國特有的單種屬植物，其葉片中富含多種次生代謝物及鐵、錳、鋅、硒等礦物質元素，對人體健康具有良好的保健功效，其中黃酮化合物和多糖能有效降低人體中的血糖和尿糖。目前市場上青錢柳主要以茶產品居多，研究表明9月采摘青錢柳葉制茶其黃酮含量較多[16]。本研究對不同種源植株樹冠中上部、內膛及下部葉片在9月時的總黃酮含量進行了檢測，結果發現樹冠中上部葉片中的總黃酮含量明顯高于內膛、下部葉，且三者間存在顯著差異，該結果為青錢柳葉用林培育宜采用矮冠、提供充足光照、保持內膛通風透光等管護措施提供了科學依據。本研究通過對比15個青錢柳種源分別在九江與贛州栽植時葉片中總黃酮的含量發現，栽植在九江市的青錢柳樹冠不同部位葉片中總黃酮平均含量均比栽植在贛州市對應部位葉片中總黃酮含量要高。表明栽植地生境條件的不同能影響到青錢柳葉片中總黃酮含量；九江市青錢柳各種源葉片中的粗多糖平均含量也高于贛州市，因此在選擇青錢柳造林地時要尤為注意選擇適宜的生境條件。

改良潛力代表在育種過程中可以把相應指標含量提高的潛力[15]。所有供試種源葉片總黃酮的平均改良潛力為8.19%，其中張家界種源總黃酮含量的改良潛力最高，為13.65%、最低的僅為4.20%；粗多糖含量平均改良潛力為6.91%，最高可達21.43%、最低僅為2.22%；且各種源間均存在顯著差異。因此在青錢柳選擇育種時應當充分考慮其豐富的地理遺傳多樣性和種內個體間的遺傳多樣性。綜合考慮總黃酮、粗多糖含量及改良潛力，初步評選出優株67株，其中高黃酮含量的38株、高多糖含量的29株，為后續開展青錢柳優良無性系選育提供了基礎。