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(1.河北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/河北省作物生長調(diào)控實驗室,河北 保定 071001;2.河北省淶源縣崟茂豬苓種植場,河北 淶源 074300)
豬苓[Polyporusumbellatus(Pers.)Fr.]為藥用真菌,又叫豕苓、豬茯苓、野豬屎、地烏桃,分類學上屬于無隔擔子菌亞綱(Holoba-sidiomycetidae)、無褶菌目(Aphyllophorales)、多孔菌科(Polyporaceae)、多孔菌屬(Polyporus)[1]。其性平,味甘淡,具利水滲濕的功效,用于水腫,淋濁,泄瀉,帶下和小便不利[2]。隨著以豬苓為原料的成品藥如豬苓多糖注射液、豬苓湯、豬苓散等不斷開發(fā),野生豬苓已不能滿足原料藥材需求,人工栽培豬苓一定程度上緩解了豬苓藥材的供需緊張狀況。目前人工栽培豬苓主要是無性繁殖(即用豬苓苓種做繁殖材料,與蜜環(huán)菌伴栽,苓種得到蜜環(huán)菌提供的養(yǎng)分后菌絲迅速繁殖,突破菌核表皮層,長出白色幼小的苓頭并不斷增大,形成新的豬苓),如果苓種質(zhì)量不合格,或者使用退化苓種均可能導(dǎo)致接菌率低或空窩。因此,開展豬苓苓種質(zhì)量的調(diào)查研究,制定相應(yīng)的苓種分級指標,可有效規(guī)范豬苓苓種市場,為豬苓人工栽培提供有力保證。
表1 豬苓苓種樣品來源
批次苓種產(chǎn)地及生長方式批次苓種產(chǎn)地及生長方式1淶源縣崟茂豬苓種植場 仿野生3年7淶源縣留家莊鄉(xiāng)坡水村 野生多年2淶源縣崟茂豬苓種植場 仿野生4年8淶源縣留家莊鄉(xiāng)小道村 野生多年3淶源縣崟茂豬苓種植場 仿野生5年9淶源縣留家莊鄉(xiāng)團圓村 野生多年4赤城縣樣田鄉(xiāng)雙山寨村 仿野生2年10淶源縣留家莊鄉(xiāng)石片村 野生多年5赤城縣樣田鄉(xiāng)雙山寨村 仿野生3年11淶源縣上莊鄉(xiāng)橫山嶺村 野生多年6淶源縣留家莊鄉(xiāng)伊家鋪村 野生多年12淶源縣東團堡鄉(xiāng)箭桿河村 野生多年
關(guān)于豬苓苓種的質(zhì)量,多憑形態(tài)評判質(zhì)量優(yōu)劣和人工挑選苓種。張世榮認為,苓種應(yīng)選擇表面凹凸不平,多疤狀,色澤鮮艷,手捏有彈性,鮮嫩不干漿,生活力強,出芽快而多的灰苓或者黑苓做種;白苓易腐爛,不能做種[3]。王天媛等認為,年幼生命力強,斷面菌絲白色,含水率大,萌發(fā)新點多的灰苓適合作苓種[4]。陳文強等認為,具彈性、斷面菌絲為白色或微黃色、新鮮無霉變的黑苓也可作苓種[5]。綜上,生產(chǎn)中豬苓苓種質(zhì)量良莠不齊,目前尚無苓種質(zhì)量的檢驗規(guī)程,缺乏具體的質(zhì)量評價指標。本試驗廣泛收集河北省淶源、赤城等不同批次的豬苓苓種樣品,參考淮山藥[8]、懷地黃[7]、姜黃[8]、知母[9-10]等種苗質(zhì)量分級研究方法,測定分析豬苓苓種的單苓鮮重、密度、色澤、硬度、苓種活力、含水率等指標,初步確定豬苓苓種的質(zhì)量分級指標,為豬苓苓種的質(zhì)量評價和生產(chǎn)提供參考。
供試豬苓苓種樣品來源于不同產(chǎn)地和不同生長年限的12批次豬苓苓種(詳見表 1),經(jīng)河北農(nóng)業(yè)大學楊太新教授鑒定為多孔菌科豬苓。
LX-C型邵氏硬度計,CR-400色差計,DHG-9240 A電熱恒溫鼓風干燥箱,BS-223 S電子分析天平,HCP-100手提式高速中藥粉碎機,BIC-250型智能光照培養(yǎng)箱,MLS-3750型高壓蒸汽滅菌器,HS-1300-U潔凈工作臺,游標卡尺,干燥器,刀片,鑷子,吸水紙,無菌棉,鋁盒,培養(yǎng)皿,溢流杯,量筒等。
采用隨機取樣法,每批次樣品選取具有代表性苓種30個,逐個測定其單苓鮮重、密度[11]、色澤[12-13]、硬度[14]、苓種活力和含水率等指標。
單苓鮮重:將苓種表面清洗干凈,用吸水紙吸干表面水分,然后用千分之一電子天平進行稱量。
密度:借助阿基米德原理(浮力法)測量,將苓種浸入盛滿水的溢流杯中,溢出的水用量筒接取,讀數(shù)為苓種體積;苓種密度為單苓鮮重與對應(yīng)苓種體積的比值。
色澤:使用色差計進行測定,以白陶瓷板為標準值校準后,對苓種斷面(將苓種切出直徑約2 cm的斷面)進行色澤測定,結(jié)果包括L*、a*、b*值。L*代表苓種斷面亮度,L*的取值范圍為0~100,L*越小越接近黑色,L*越大則越接近白色;a*代表苓種斷面紅綠度,a*=0時為灰色,+a*表示紅色,-a*表示綠色;b*代表苓種斷面黃藍度,b*=0時為灰色,+b*表示黃色,-b*表示藍色。
硬度:將硬度計垂直于切出的斷面,在均勻力的作用下將壓頭壓入,以此時指針的讀數(shù)作為苓種的硬度值,重復(fù)6次,取平均值作為該苓種的硬度值。
苓種活力的測定:將豬苓苓種清洗干凈,放入0.2%的金霉素溶液中浸一下,立即取出,用無菌棉擦干凈,然后按無菌操作要求,用刀片從豬苓苓種中間切開,用無菌鑷子在菌核中央挑取一塊0.3 cm大小的菌肉[15],迅速將其放于制備好的PDA培養(yǎng)基上,置于(23±2)℃[16]條件下培養(yǎng)。分別在第15天和第30天測量菌落直徑,以菌絲體日均生長速度(15 d內(nèi)菌落直徑的生長量除以15)為評價活力的指標。
含水率的測定:將挑取菌絲后的苓種用粉碎機粉碎,置于已知重量的小鋁盒內(nèi),半蓋盒蓋,用電子天平稱重記錄后,置于(103±2)℃的恒溫烘箱內(nèi)。7 h后取出,蓋好蓋子,放入裝有硅膠的干燥器中,打開蓋子,冷卻至室溫,蓋好盒蓋,取出稱重,進行含水率計算。
苓種含水率(%)=[(W2-W3)/(W3-W1)]×100%(式中:W1為小鋁盒重量;W2為小鋁盒和新鮮豬苓樣品的總重量;W3為小鋁盒和干樣品的總重量)。
試驗結(jié)果采用SPSS 22.0軟件進行參數(shù)統(tǒng)計分析描述和主成分分析,確定豬苓苓種質(zhì)量分級指標。
對苓種活力和苓種斷面亮度L*2個指標進行K-聚類并得到聚類結(jié)果,對苓種斷面黃藍度b*指標采用種苗參數(shù)標準差法[17](以平均值加1倍的標準差作為三等苓種的上限點,平均值作為二、三級的分界點,以平均值減1倍的標準差作為一、二級苓種的分界點)得到b*的等級劃分結(jié)果。最后綜合K-中心聚類的聚類結(jié)果和種苗參數(shù)標準差法的等級劃分結(jié)果并結(jié)合生產(chǎn)實際,制定出豬苓苓種質(zhì)量指標的最終分級結(jié)果。
2.1.1 豬苓苓種質(zhì)量指標的測定結(jié)果
12批次豬苓苓種的單苓鮮重、密度、硬度、含水率、色澤和苓種活力等指標測定結(jié)果如表2所示。豬苓苓種的質(zhì)量指標以苓種斷面紅綠度a*變化最大,變異系數(shù)為0.545,變化范圍為0.45~9.62;其次是單苓鮮重,變異系數(shù)為0.446,變化范圍為9.032~40.119 g;再次是苓種活力,變異系數(shù)為0.414,變化范圍為0.03~0.631 mm/d;密度、硬度、含水率和苓種斷面黃藍度b* 4個指標的變異系數(shù)均較小,在0.217~0.271之間;苓種斷面亮度L*的變異系數(shù)最低,為0.102。
表2 豬苓苓種質(zhì)量指標的統(tǒng)計描述
指標極小值極大值均值標準差變異系數(shù)單苓鮮重(g)9.03240.11917.3207.7290.446密度(g/mL)0.1731.2490.6830.1660.243硬度8.6071.8044.5712.100.271含水率(%)19.6879.0740.1010.760.268苓種斷面亮度L*43.8480.7169.617.120.102色澤苓種斷面紅綠度a*0.459.624.102.240.545苓種斷面黃藍度b*1.1430.0420.344.400.217苓種活力(mm/d)0.0300.6310.3300.1370.414
2.1.2 豬苓苓種質(zhì)量指標的主成分分析
考察特征值λ>1,并綜合考慮方差貢獻率確定最優(yōu)的主成分數(shù)。由主成分分析結(jié)果(表3)可見,前3個特征值的累計貢獻率已達68.357%,故取前3個為主成分。說明前3個主成分基本包含了豬苓苓種的大部分指標信息。
取前3個特征值,由主成分的載荷矩陣計算主成分特征向量和特征根(表 4),得到以下3個主成分表達式:
F1=0.051×單苓鮮重+0.256×密度+0.048×硬度+0.285×含水率-0.481×L*+0.376×a*+0.541×b*-0.544×苓種活力;
F2=-0.193×單苓鮮重+0.638×密度-0.709×硬度-0.024×含水率-0.036×L*-0.151×a*-0.132×b*+0.107×苓種活力;
F3=0.851×單苓鮮重+0.023×密度+0.200×硬度+0.229×含水率+0.223×L*+0.041×a*+0.221×b*+0.285×苓種活力。
表3 主成分變量解釋
主成分方差貢獻貢獻率(%)累積貢獻率(%)12.98337.28437.28421.44218.02655.3131.04413.04768.35740.9111.37179.72850.7919.89189.61960.3924.90294.52170.3734.65799.17880.0660.822100
表4 主成分特征向量和特征根
項目特征向量特征根主成分123123單苓鮮重0.088-0.2320.870.051-0.1930.851密度0.4420.7660.0230.2560.6380.023硬度0.0830.8510.2040.0480.7090.200含水率0.4920.0290.2340.2850.0240.229L*-0.8300.0430.228-0.4810.0360.223a*0.650-0.1810.0420.376-0.1510.041b*0.934-0.1580.2260.541-0.1320.221苓種活力-0.940.1280.291-0.5440.1070.285
綜上,第1個主成分的方差貢獻率最高,又因在第1個主成分表達式中,苓種活力、苓種斷面黃藍度b*和苓種斷面亮度L*的系數(shù)均較其他幾個指標的系數(shù)大,因此可以把苓種活力、苓種斷面黃藍度b*和苓種斷面亮度L*確定為苓種質(zhì)量分級的指標。
采用SPSS 22.0軟件進行K-聚類分析,將苓種質(zhì)量指標中苓種活力和苓種斷面亮度L*2個指標聚為3類(表 5)。
表5 豬苓苓種活力和斷面亮度L*的最終聚類結(jié)果
指標類別1類別2類別3苓種活力(mm/d)0.1640.2480.399苓種斷面亮度L*53.9565.3374.34
采用1.4中種苗參數(shù)標準差法對苓種質(zhì)量指標苓種斷面黃藍度b*進行劃分,結(jié)果見表 6。
表6 豬苓苓種斷面黃藍度b*的劃分結(jié)果
級別ⅠⅡⅢ苓種斷面黃藍度b*15.9420.3424.74
根據(jù)豬苓苓種活力和斷面亮度L*的最終聚類結(jié)果和斷面黃藍度b*的劃分結(jié)果,并結(jié)合豬苓生產(chǎn)中的苓種大小,得到各等級分級結(jié)果,見表7。
表7 豬苓苓種質(zhì)量分級指標
指標ⅠⅡⅢ苓種活力(mm/d)≥0.399≥0.248≥0.164苓種斷面亮度L*≥74≥65≥54苓種斷面黃藍度b*≤16≤20≤25單苓鮮重(g)≥10.0≥10.0≥10.0
目前,中藥材種子種苗質(zhì)量分級的研究多見報道[18-22]。豬苓屬于真菌類中藥材,豬苓苓種質(zhì)量成為人工栽培豬苓的制約因素,前人研究多憑形態(tài)判斷苓種質(zhì)量優(yōu)劣和人工挑選苓種[3-5],尚未見苓種質(zhì)量分級的相關(guān)研究。本研究收集不同產(chǎn)地和不同生長年限的12批次豬苓苓種樣品,對苓種質(zhì)量的各指標進行了測定分析,并采用k均值聚類法和標準差法相結(jié)合將豬苓苓種初步分為3個等級。一級苓種:苓種活力≥0.399 mm/d,苓種斷面亮度L*≥74,苓種斷面黃藍度b*≤16;二級苓種:苓種活力≥0.248 mm/d,苓種斷面亮度L*≥65,苓種斷面黃藍度b*≤20;三級苓種:苓種活力≥0.164 mm/d,苓種斷面亮度L*≥54,苓種斷面黃藍度b*≤25。且各等級苓種均應(yīng):單苓鮮重≥10.0 g。建議豬苓人工栽培時選用一、二級苓種,利于提高苓種接菌率和豬苓產(chǎn)量,該分級結(jié)果為豬苓苓種的質(zhì)量評價和指導(dǎo)豬苓苓種生產(chǎn)提供參考。
本研究通過對豬苓苓種的苓種活力、斷面色澤、密度、硬度、含水率、單苓鮮重等指標研究,初步確定了分級的4項指標。苓種活力在一定程度上直接反映了苓種內(nèi)部菌絲的生活力,這與王天媛等[4]的研究結(jié)果一致。苓種斷面亮度L*可反映苓種菌絲白色程度,苓種斷面黃藍度b*可反映苓種菌絲的黃色程度,均能夠反映苓種生活力高低,這與陳文強等[5]的研究結(jié)果一致。單苓鮮重反映苓種的大小,也與苓種含水率密切相關(guān),生產(chǎn)中可進行人工控制,單苓重較大時人工栽培的用種量大,生產(chǎn)成本高,較小則影響苓種的接菌率和豬苓產(chǎn)量,因此也將其作為分級指標之一。關(guān)于豬苓苓種質(zhì)量的其他指標及其與質(zhì)量的相關(guān)關(guān)系有待進一步探討。