李伟忠， 梁春波， 梁彦涛， 檀龙颜
(贵州中医药大学 药学院， 贵州 贵阳 550025)
【研究意义】半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕为天南星科半夏属(Pinellia)多年生草本植物，干燥块茎入药，性温、味辛、有毒，具有镇咳、祛痰及和胃止呕等功能，主要用于燥湿化痰，降逆止呕，消痞散结等[1-2]。半夏在中国传统医学中使用已有2 000余年[3]，其主要产于中国长江流域的四川、湖南、河南、贵州和安徽等省，东北、华北等地及西藏海拔3 000 m左右处也有分布[4]。半夏药材长期以来主要是依赖野生资源，由于过度采挖及环境破坏，野生资源已近枯竭，原料供不应求。因此，种质资源保护、改良和优良品种选育对半夏规范化种植及产业发展具有重大意义。【前人研究进展】半夏作为一种传统大宗中药材，具有重要的药用价值，但由于野生资源越来越少，半夏的人工栽培技术引起了广泛关注，为保护半夏野生资源及满足市场需求，我国各地积极开展人工种植研究[5]。随着不同区域生态环境的变化，半夏形态变异很大，包括叶型、珠芽和块茎等。诸多学者对半夏的遗传多样性进行研究，大致将半夏按叶片长宽比划分为桃叶型、竹叶型、柳叶型和芍药叶型4种基本叶型[6-9]。灰色关联分析是根据因素之间发展态势的相似或相异程度衡量因素间关联程度的方法，是系统分析中一种比较简单、可靠的分析方法。在灰色系统理论中，根据因素之间发展态势的相似或相异程度，设置一个参考标准，通过计算系统的关联系数，以确定系统内各因素与参考标准之间的关联程度，最后根据关联程度对系统各个因素进行评估[10-12]。近年来，灰色关联分析法在不同半夏种质资源的差异性评价及种源筛选等方面逐渐获得应用，龙林[11]研究6省38份半夏种质资源发现，不同居群的半夏在植物形态、重要农艺性状、总生物碱含量、多糖含量、鸟苷含量等方面都有一定的差异。查钦等[12]对15个半夏种质资源的水分、总灰分、浸出物及总酸含量等品质成分指标，收获指数、产量及折干率等效率指标，块茎商品率、腐烂率及畸形度等性状指标进行测定，基于AHP和灰色关联度法综合处理各指标数据，对不同半夏种质资源进行综合评价。【研究切入点】半夏是贵州著名道地药材和重要民族药，是贵州重点鼓励发展的中药材之一。贵州是半夏的主产区之一，不同产地野生和栽培的半夏中蕴藏着大量潜在优良基因，是半夏遗传改良的珍贵种质资源库。目前，相关研究多集中在半夏种源筛选、鉴定、评价及半夏栽培技术等方面，对于半夏连续引种调查、适宜区域的划分及种源优选方面的性状选择等研究较少。【拟解决的关键问题】选取赫章、花溪及水城等贵州7个不同产地2种叶型(柳叶和桃叶)的半夏种质作为试验材料，采用单因素随机区组试验，基于灰色关联分析法，对半夏种质部分表型性状与单株块茎重的关系进行研究，为半夏种质资源发掘和改良，优良品种保护和选育及开发利用提供科学依据。
1.1.1 半夏 供试半夏包括野生和栽培种质资源，由贵州中医药大学药学院鉴定为半夏〔Pinelliaternata(Thunb.) Breit.〕。经过筛选，确定2种叶型(A-桃叶、B-柳叶)共7个产地的8个半夏种质作为研究对象(表1)。
表1 供试半夏来源及形态特征
1.2.1 试验设计 采用单因素随机区组设计，3次重复，小区面积3 m2(6.0 m×0.5 m)，每个小区3行，行株距为15 cm×10 cm，小区间距20 cm，试验区四周种植3行半夏作为保护行。
1.2.2 试验经过 试验于2021年3—10月在贵州中医药大学药博园进行，选取直径约1.5 cm，且完整、无破损、无病虫害的块茎于3月13日播种，施有机肥5 000 kg/hm2和过磷酸钙(P2O5含量12%)750 kg/hm2作基肥；
半夏生育期间，结合中耕培土，追施尿素300 kg/hm2；
试验地土壤肥力均匀。
1.2.3 指标测定 田间调查及测量于2021年9月19日进行，每小区选择5株长势一致且完整的植株，利用游标卡尺测量块茎直径、株高、茎粗、主叶叶长及主叶宽等；
计数珠芽数；
用分析电子天平(0.001 g)测量单株块茎重和珠芽重等。
1.2.4 半夏单株块茎重与主要表型性状的灰色关联度 参照文献[11-12]的方法，以半夏单株块茎重为参考标准，采用基于灰色系统理论的灰色关联分析法，通过计算系统的关联系数，确定半夏单株块茎重与主要表型性状的灰色关联度，最后根据关联程度对系统各个因素进行评估。
运用Excel 2010及DPSS 19.0进行数据分析。
由表2可知，供试半夏单株块茎重及各表型性状原始数据的峰度为-0.61～0.89，偏度为-0.20～0.95，均符合要求。半夏全部性状变异系数均较大，为27.23%～72.60%，说明指标间差异明显，不同种质资源间蕴藏着丰富的遗传变异。单株块茎重：各材料的单株块茎重为0.50～15.70 g，平均为4.41 g，变异系数为72.60%，在各指标中最大。主叶叶面积：为3.13～24.42 cm2，平均为11.77 cm2，变异系数为41.40%，在各指标中排第2位。珠芽数：为1.00～6.00个，平均为2.33个，变异系数为39.91%。珠芽重：为0.03～2.70 g，平均为0.46 g，变异系数为38.88%。主叶叶宽：为1.10～4.25 cm，平均为2.36 cm，变异系数为31.82%。株高：为6.15～27.45 cm，平均为16.23 cm，变异系数为31.24%。块茎直径：为0.80～3.27 cm，平均为1.89 cm，变异系数为29.01%。主叶叶长：为2.61～9.75 cm，平均为6.68 cm，变异系数为27.63%。茎粗：为0.16～0.39 cm，平均为0.23 cm，变异系数为27.23%，在各指标中最小。各指标变异系数表现为单株块茎重>主叶叶面积>珠芽数>珠芽重>主叶叶宽>株高>块茎直径>主叶叶长>茎粗。
表2 半夏的主要表型性状差异
从表3看出，半夏单株块茎重与主要表型性状灰色关联系数的峰度为-0.51～0.96，偏度为-0.98～0.94，变异系数为14.03%～22.90%，均较大且差异明显。珠芽重与单株块茎重的关联系数为0.373 9～0.999 3，平均为0.78，变异系数为22.90%，变异程度最大；
主叶叶长与单株块茎重的关联系数为0.351 2～0.999 9，平均为0.74，变异系数为21.39%，位列第2位；
茎粗与单株块茎重的关联系数为0.339 6～0.992 7，平均为0.80，变异系数为21.03%，位列第3位；
块茎直径与单株块茎重的关联系数为0.528 9～0.996 9，平均为0.83，变异系数为14.03%，变异程度最小。半夏单株块茎重与主要表型性状灰色关联系数之间的变异系数依次为珠芽重>主叶叶长>茎粗>主叶叶宽>珠芽数>株高>主叶叶面积>块茎直径。各性状指标与半夏单株块茎重量的关联度为0.735 5～0.832 7，依次为块茎直径>茎粗>珠芽重>珠芽数>主叶叶面积>主叶叶宽>株高>主叶叶长。其中，排前3位的块茎直径、茎粗和珠芽重的关联度分别为0.832 7、0.798 9和0.782 7，最为重要，是选育优良半夏品种优先考虑的表型性状。
表3 半夏单株块茎重与主要表型性状的关联系数差异及关联度排序
由表4可见，各种质半夏的单株块茎鲜重为1.58～6.30 g，表现为花溪-野生(桃叶)>安龙-栽培(桃叶)>赫章-栽培(桃叶)>赫章-栽培(柳叶)>镇宁-野生(柳叶)>金沙-野生(桃叶)>水城-野生(柳叶)>兴仁-野生(柳叶)。主叶叶面积为5.77～17.98 cm2，表现为赫章-栽培(柳叶)>花溪-野生(桃叶)>水城-野生(柳叶)>赫章-栽培(桃叶)>金沙-野生(桃叶)>兴仁-野生(柳叶)>镇宁-野生(柳叶)>安龙-栽培(桃叶)。其中，赫章-栽培(柳叶)半夏的主叶叶面积最大，为17.98 cm2；
花溪-野生(桃叶)半夏次之，为13.89 cm2；
安龙-栽培(桃叶)半夏最小，为5.77 cm2。单株块茎鲜重以花溪-野生(桃叶)半夏最高，重6.30 g；
而单株主叶叶面积最高的赫章-栽培(柳叶)半夏块茎鲜重仅居第4位，主叶叶面积最低的安龙-栽培(桃叶)半夏块茎鲜重却居第2位。各种质半夏的块茎重/叶面积为0.15～1.03 g/cm2，表现为安龙-栽培(桃叶)>赫章-栽培(桃叶)>花溪-野生(桃叶)>镇宁-野生(柳叶)>赫章-栽培(柳叶)>金沙-野生(桃叶)>水城-野生(柳叶)>兴仁-野生(柳叶)。主叶叶面积最小的安龙-栽培(桃叶)半夏的单位叶面积块茎鲜重高于叶面积最大的赫章-栽培(柳叶)半夏。综上可知，参试的各种质半夏，以桃叶型半夏的叶片光合作用产物在块茎中累积较多，而柳叶型半夏较少，表明，半夏块茎产量与叶片的大小无关，而与有效物质的积累有关。
表4 不同叶型半夏种质的单株块茎重、主叶性状与单位叶面积块茎鲜重
对半夏各表型性状变异系数进行分析表明，半夏各性状变异较丰富，主要体现在块茎重量、叶片及珠芽重方面，与杨小艳等[13]的研究结果较一致。无论是野生半夏，还是栽培半夏，块茎重量的变异系数显著高于其他性状，半夏块茎重量在产量构成因素中处于首位；
半夏各性状的变异系数除主叶叶面积和珠芽性状变异较大外，其余性状变异系数的差异不大，说明，半夏种质资源改良过程中优先选择的性状为块茎重量、主叶叶面积和珠芽重，且选择强度大于其他性状。
灰色关联分析是依据2项指标数据序列的变化是否具有协同的趋势，以及此协同的强弱来判定关联强度，与一般相关系数不同，其优势是适用于数据不完全的动态过程，分析适应性广。该统计分析方法认为，如果2个因子的变化趋势越一致，那么其间的关联程度也越高；
反之，则越低[14]。目前，对半夏不同种质的研究多集中在亲缘关系、品质、产量、栽培技术及其影响因素等方面[15-21]。该研究针对不同叶型、产地的半夏种质运用灰色关联分析法分析，阐述了半夏单株块茎重量与主要表型性状的关联程度，获得了各表型性状关联强度的排序，为半夏品质性状关联程度分析和优良品种选育提供了参考依据。
半夏块茎产量是半夏增产增收的决定因素，因此成为半夏栽培指标之一。如何有效协调半夏各性状，有效利用半夏源库流的关系，是半夏增产的有效途径。研究表明，桃叶型半夏单位主叶叶面积的块茎鲜重相对高于柳叶型半夏，与温海霞等[7]的研究结果一致，说明，桃叶型叶片光合作用产物在块茎中得到更加有效的积累。不同生态环境下，半夏叶型和珠芽的变异均较大，但半夏叶型与有效成分含量、产量间究竟有着怎样的联系，能否通过对半夏叶型和珠芽的研究，选育出有效成分含量高或产量高的半夏品种，为半夏优质高产栽培技术提供理论依据，尚需进一步研究。
研究结果表明，不同种质半夏的性状指标差异明显，各性状变异系数均较高，为27.23%～72.60%，依次呈单株块茎重>主叶叶面积>珠芽数>珠芽重>主叶叶宽>株高>块茎直径>主叶叶长>茎粗。各性状与半夏单株块茎重量的灰色关联度为0.735 5～0.832 7，表现为块茎直径>茎粗>珠芽重>珠芽数>主叶叶面积>主叶叶宽>株高>主叶叶长，块茎直径、茎粗和珠芽重的关联度分别为0.832 7、0.798 9和0.782 7。各种质半夏的主叶叶面积为5.77～17.98 cm2，依次呈赫章-栽培(柳叶)>花溪-野生(桃叶)>水城-野生(柳叶)>赫章-栽培(桃叶)>金沙-野生(桃叶)>兴仁-野生(柳叶)>镇宁-野生(柳叶)>安龙-栽培(桃叶)；
单株块茎鲜重为1.58～6.30 g，依次呈花溪-野生(桃叶)>安龙-栽培(桃叶)>赫章-栽培(桃叶)>赫章-栽培(柳叶)>镇宁-野生(柳叶)>金沙-野生(桃叶)>水城-野生(柳叶)>兴仁-野生(柳叶)；
单位叶面积块茎鲜重为0.15～1.03 g/cm2，依次呈安龙-栽培(桃叶)>赫章-栽培(桃叶)>花溪-野生(桃叶)>镇宁-野生(柳叶)>赫章-栽培(柳叶)>金沙-野生(桃叶)>水城-野生(柳叶)>兴仁-野生(柳叶)，主叶叶面积最小的安龙-栽培(桃叶)半夏的单位叶面积块茎鲜重显著高于主叶叶面积最大的兴仁-野生(柳叶)半夏。半夏各农艺性状与单株块茎重的关联强度及排序，可为半夏种质资源改良及单株性状选择顺序、选择强度提供参考依据，即半夏种质资源改良时，在优先选择块茎的基础上，应注重珠芽及主叶的选择。
