2020年版《中华人民共和国药典》^[1]（以下简称《中国药典》）收载的黄芪为豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge. var. mongholicus（Bge.）Hsiao或膜荚黄芪Astragalus mongholicus（Fisch.）Bge.的干燥根，常用作中药，具有补气升阳、固表止汗和利水消肿等功效，拥有很高的药用价值。黄芪甲苷和毛蕊异黄酮葡萄糖苷是黄芪药材质量控制的活性药物成分^[2]。研究^[2]表明，黄芪甲苷具有抗炎、免疫调节、抗氧化、抗细胞凋亡、调节代谢、抗纤维化和抑制肿瘤等多种生物活性，具有广泛的临床应用潜力^[3]。毛蕊异黄酮葡萄糖苷具有抗氧化和改善心肌功能的作用，同时兼具食品与中药材的双重属性^[4]。研究^[5]表明，黄芪还具有防风固沙和水土保持的功能，对改善生态环境具有重要意义。

但中药材栽培中存在一个突出问题，即随着栽培年限增加或栽培地连作导致植株生长发育不良、品质和产量均大幅度下降，循环往复使得种质退化^[6]，约70%以上根及根茎类中药材在种植过程中均存在种质退化和连作障碍问题，严重制约了中药资源的可持续发展^[7-8]。因此，亟需通过品种选育解决种植中面临的问题。目前，中药材品种选育以常规育种为主（系统选育），其他方法（倍性、杂交、诱变和现代生物技术等）为辅^[6]。系统选育中的混合选择育种是根据育种目标的要求，在现有种类和品种的自然群体内，对出现的自然变异，根据个体的表现性状选优去劣，进而培育成新品种的方法。选择育种法的遗传基础基于自然变异，所以可供选择的范围广，且与生产实践紧密结合，可操作性强，是品种改良与选育的基础途径^[9]。已选育并登记的黄芪新品种有系统选育的陇芪1号（高产）、陇芪2号（高产、抗病性强）、陇芪4号（高产、抗病性强）、西芪1号（优质、高产）和诱变育种选育的陇芪3号（高产、抗虫谱广）^[10-12]。大田栽培黄芪中仍然存在多个变异类型，形态上十分相似^[13]。目前，甘肃陇西以及周边渭源、临洮、岷县、漳县等县区是黄芪的道地产区之一。常晖等^[14]对甘肃陇西栽培的蒙古黄芪群体进行调查评价，认为蒙古黄芪群体存在形态多样性，主要表现在叶片形态、叶片颜色、分枝形态、茎蔓颜色和花颜色等，这为优良性状的筛选和选择育种提供了重要基础。本研究于2013-2023年对甘肃陇西栽培的蒙古黄芪植株的茎秆颜色、小叶数、果荚长、果荚宽、果荚颜色、种子数、种子长度、种子宽度、种子面积、千粒重、发芽率、产量、病株率和活性药物成分含量共14个方面进行了调查测定分析，以期选育出表现型优异的黄芪新品系，为黄芪品种改良和选育提供理论参考。

试验材料为陇西药圃园（35°04′55.90″ N，104°26′7.19″ E）大田栽培的蒙古黄芪混杂群体，并以此为对照。根据植株茎秆颜色、小叶数、果荚颜色、果荚长、果荚宽和单个果荚种子数共提纯出3个黄芪新品系，编号分别为13-1、13-2和13-3。

本试验参考萧凤回等^[9]的混合选择育种法。2015年3月，优选出500 kg没有病斑的健壮种苗，在陇西药圃园移栽了0.33 hm²良种提纯复壮田（株距20 cm，行距30 cm）。2016年观察并记录表型性状，根据植株茎秆颜色、小叶数、果荚长、果荚宽、果荚颜色以及单个果荚所含种子数，提纯出3个性状不同的新品系，分别测定农艺性状指标并采收种子，对种子进行性状测定。2017年将上述提纯出的不同新品系黄芪种子统一在陇西药圃园育苗，并于2018年3月下旬在气温和降水量差异显著的渭河延川、南部二阴山和北山3个不同生态区域移栽成比较试验田（表1），密度为27万株/hm²，出苗后继续观察其性状的稳定性，与原始群体进行比较，如所选品系表现优良，性状一致性达到80%以上，则测定相关性状数据。

从每个品系中分别选出50株，记录茎秆颜色并统计每个叶柄小叶数和单个果荚种子数，用刻度为0.01 mm的CD-6ASX游标卡尺（日本三丰集团）测量果荚大小。

每个品系随机选取300粒种子，用TPKZ-3智能考种分析系统（浙江托普云农科技股份有限公司）测定千粒重、种子面积、种子长和种子宽。用砂纸打磨种子后，将100粒种子置于铺有2层滤纸的培养皿中，加入适量蒸馏水保持发芽床湿润，在20 ℃光照恒温培养箱培养15 d，每天记录发芽数，计算发芽率，每个品系3次重复。发芽率（%）=15 d内发芽总数/供试种子数×100。

于2018年11月对3个不同生态区域移栽成比较试验田采挖测产，采挖时测定病株率，每个品系随机调查60个植株，统计发病药材株数^[15-16]，病株率（%）=发病株数/总调查株数×100。

检测3个品系的蒙古黄芪根部浸出物、黄芪甲苷和毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量，按照《中国药典》^[1]所述方法进行提取和检测，并以当地栽培种蒙古黄芪混杂群体为对照（CK），每个处理3次重复。

使用SPSS Version 23数据处理软件对数据进行单因素方差分析，以LSD和Duncan法进行多重比较，使用WPS Office制表。

经调查，在原始群体中，品系13-1的亲本性状占比1.04%，淘汰比例为98.96%；品系13-2的亲本性状占比3.08%，淘汰比例为96.92%；品系13-3的亲本性状占比0.47%，淘汰比例为99.53%。13-2亲本性状的植株在原始群体中占比较13-1和13-3分别多2.04和2.61个百分点。3个品系经育苗、移栽后，性状一致性均能达到87%以上。

由图1和表2可知，在茎秆颜色方面，13-1和13-2为绿色，果荚均为绿色；而13-3的茎秆呈花青苷紫色，果荚略显浅红色，颜色的差异可能与品系的遗传特性以及对环境的适应性有关。从生长角度推测，紫色茎秆可能含有更多的花青苷等物质，这些物质或许有助于品系抵抗某些病虫害或者适应特定的光照条件（图1，表2）。

3个新品系的小叶数和单个果荚种子数不同，2个性状的排序均为13-2>13-3>13-1。13-2的单个果荚种子数最多，为4.5，这表明该品系在繁殖能力上可能更具优势（表2）。

经多重比较发现，3个新品系的果荚大小不同，其果荚长和果荚宽排序均为13-1>13-2>13-3。其中，品系13-1的果荚长和宽平均值分别为25.4和8.8 mm；13-2分别为24.8和8.2 mm；品系13-3分别为22.8和7.9 mm。品系13-1和13-2果荚长均显著大于13-3，品系13-1果荚宽显著大于13-2和13-3（表2）。

由表3可知，3个新品系的种子面积在5.43~5.76 mm²，13-1与13-3差异显著，种子面积均值排序为13-1>13-2>13-3，这可能是品系13-1在种子发育过程中具有更好的营养积累或基因调控机制。种子长在3.18~ 3.29 mm，差异不显著，表明各品系在种子纵向生长方面表现较为接近。种子宽在2.38~2.51 mm，3个品系之间差异显著，表现为13-1>13-2>13-3，不同的宽度可能会影响种子的饱满度和内部物质的储存。种子面积大小受种子长和种子宽的影响，经比较，3个黄芪新品系种子长度差异不显著，种子宽度差异显著，导致了3个新品系种子面积大小差异显著，这一结果与种子千粒重趋势（13-1>13-2>13-3）相吻合，表明种子宽和面积是反映种子大小和饱满度的关键外观指标（图2，表3）。

种子千粒重是检验种子大小与饱满程度的重要指标。由表3可见，3个新品系种子千粒重在6.93~7.62 g，千粒重差异不显著，千粒重排序为13-1>13-2>13-3。

发芽率是衡量种子质量和活力的重要指标，13-2的发芽率最高，达到80.33%，显著高于13-1的74.67%，这意味着13-2的种子在适宜条件下更易萌发，具有更强的生命力。这些差异可能与各品系的遗传特性和生长环境等因素有关。如果要选择适合大规模种植的品系，需要综合考虑种子特性与种植目标，若注重种子的产量和饱满度，13-1可能是较好的选择；若更关注种子的发芽率和生长活力，13-2或许更为合适。

不同生态区域黄芪品系产量与病株率表现存在一定差异（表4）。在渭河延川，各品系产量在10 618.5~11 134.5 kg/hm²；在南部二阴山，各品系产量在11 034.5~11 909.0 kg/hm²，2个生态区域品系间产量差异均未达到显著水平。相比之下，在北山生态区域品系间产量差异较明显，其中品系13-2产量最高，为17 097.0 kg/hm²，显著高于品系13-3（13 464.0 kg/hm²），产量增加约27.0%，品系13-1（14 481.0 kg/hm²）处于中间水平。

病株率方面，在渭河延川和南部二阴山各品系间差异均未达到显著水平（表4）。综合各生态区域表现，品系13-2总体产量较高且病株率相对较低，表现出较好的生产潜力。综合比较分析3个不同生态区域3个新品系的病株率，平均病株率在8.30%~18.30%；其中，品系13-2在3个不同生态区域的病株率均低于其他2个品系；品系13-3在北山的病株率最高，且与其他2个品系的病株率差异显著（表4）。

由表5可知，品系13-2和13-3的浸出物含量高，均超过46.00%，且显著高于其他处理。3个品系的浸出物含量分别是《中国药典》规定含量（浸出物≥17.00%，黄芪甲苷≥0.08%，毛蕊异黄酮葡萄糖苷≥0.02%）的2.6、2.7和2.7倍，分别较CK含量高15.50%、18.86%和19.64%。

13-2的黄芪甲苷含量最高，是《中国药典》规定含量的1.8倍，比CK含量高21.48%；虽然13-1和13-3的黄芪甲苷含量比CK含量略低，但依然是《中国药典》规定含量的1.4倍（图3）。

3个新品系的毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量均比CK含量低，但其含量分别是《中国药典》规定含量的3.1、2.6和2.7倍，说明该项指标合格（图4）。

本研究根据茎秆颜色、小叶数、果荚长、果荚宽、果荚颜色和单个果荚种子数进行初步混合选择，并且进一步对种子特性、药材产量、抗病性和活性药物成分进行了测定分析，为不同品系差异评价提供了更加全面的内容。与单个性状选择法相比，本研究中的混合选择法采用的性状因素更多，能提高后代性状的稳定性和一致性。

本研究发现小叶数与鲜药材产量、单个果荚种子数之间呈正相关，小叶数多的新品系其单个果荚所含种子数、鲜药材产量明显比其他2个新品系多。Yagi等^[17]报道表明，植物的生长发育既受到外界环境的影响又依赖于自身不同器官之间大小和数量的精密调控。叶片数目增加时植物光合作用和吸收养分的能力也增强，促进了植株的生长和发育，种子粒数和药材产量也随之增加。叶是植物体感受环境最大的器官，形态特征虽然会受生态条件的影响，但就同一品种来说，又比较稳定，可作为标识植物和分类的依据^[18]。

从果荚大小和种子特性来看，果荚较大的品系结籽量反而比果荚较小的品系少，这可能与黄芪植株茎秆斜倚或伏地有关，当茎秆伏地时，部分果荚接受光照减少，通风透光不良，影响了种子的生长发育。同时，结籽量少时，每粒种子占有的空间资源较多，有利于种子的生长，所以其面积、宽度和千粒重优于结籽量较多的品系。本研究中，3个黄芪品系种子面积均值、种子平均宽度和千粒重依次为13-1>13-2>13-3，这与Smith等^[19]的研究结果一致，即种子大小与种子数量有极强的相关性，产生的种子越小，种子数量越多。

从种子萌发情况看，13-1种子萌发率显著低于其他2个品系。这与王晨阳等^[20]研究结果一致，大种子萌发率低，萌发历时长，避免了黄芪种子在复杂多变的自然环境中遭遇自然灾害而整体死亡；小种子具有较强的拓殖能力，为了优先占据生存空间资源，所以在短时间内迅速萌发。至于黄芪叶片数目是否与药材主要活性药物成分含量存在相关性还需进一步验证。

黄芪甲苷具有免疫调节、器官保护、降糖、调节细胞凋亡、抗炎、抗病毒及生殖毒性等多方面的药理作用^[21]。毛蕊异黄酮葡萄糖苷是豆科植物中富含的天然化合物，对于植物生长和发育至关重要，对动物和人类也非常有益^[22]。本研究通过测定发现，陇西当地原始栽培种和3个新品系的浸出物、黄芪甲苷和毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量均高于《中国药典》^[1]规定含量。然而，值得注意的是，3个品系的毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量均比当地原始栽培种含量低，但其含量分别是《中国药典》^[1]规定含量的3.1、2.6和2.7倍，说明该项指标合格。由于本研究测定的3个新品系和当地原始栽培种活性药物成分的样品取自同一地块，所以生态环境、气候条件和栽培条件相同；不同品系毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量存在差异，推测其主要原因是品系遗传差异，不同的黄芪品系在基因水平上有所不同，这些基因差异会影响植物次生代谢产物的合成和代谢；与毛蕊异黄酮葡萄糖苷生成和代谢途径相关的基因差异和表达模式不同，最终会导致毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量的差异。本研究利于蒙古黄芪品种改良，为育种提供参考。

新品系13-2小叶和籽粒数最多，发芽率、鲜药材产量最高，病株率最低，浸出物和黄芪甲苷含量最高，毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量达《中国药典》规定的2.6倍。综合比较，13-2表现最优，选其继续提纯复壮和繁育，可解决黄芪种质混杂退化问题。