文章信息
- 樊艳平, 赵全保, 姚延梼.
- Fan Yanping, Zhao Quanbao, Yao Yantao.
- 不同覆盖处理对元宝枫叶生物活性物质含量的影响
- Influence of Different Covering Treatments on Contents of Bioactive Substance in the Leaves of Acer truncatum
- 林业科学, 2007, 43(1): 50-54.
- Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(1): 50-54.
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文章历史
- 收稿日期:2006-03-30
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元宝枫(Acer truncatum)为槭树科(Aceraceae)槭树属(Acer)的落叶乔木。研究发现元宝枫叶中含有多种具有生物活性的成分,如黄酮、绿原酸、强心甙、鞣质、多糖等(尉芹等,1996)。许多植物材料的研究表明(Caldnell et al., 1983)黄酮类物质是植物叶中普遍存在的次生代谢物,且与光照条件之间有密切关系,因此通过不同颜色的薄膜覆盖来改变光质会影响植物有效成分的形成和积累。陶汉之(1989)对茶树(Camellia sinensis),王铁生(1989)对人参采用不同颜色的薄膜覆盖处理,发现改变光质可显著提高茶树和人参次生代谢物的含量;冷平生(2002)发现银杏(Ginkgo biloba)在覆膜处理下,可显著减少其叶内黄酮苷含量,对萜类内脂的生物合成和积累也是有影响的。但光质对元宝枫叶黄酮、绿原酸等生物活性物质含量的影响还未见报道,所以有必要进一步研究以便更有效地利用叶中的有效成分。
1 材料与方法 1.1 材料供试材料来自山西省农科院果树研究所2年生元宝枫优质苗木基地。2005年5月下旬对元宝枫苗在自然条件下进行田间试验,用不同颜色的塑料薄膜人工覆盖控制光质,采用随机区组设计,设置6个处理,3次重复,每个处理取50株元宝枫苗木;光质处理为红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜、白膜,对供试元宝枫苗进行常规浇水管理,6月下旬采样测定。
1.2 试剂本试验所用试剂均为国产化学纯或分析纯,芦丁标准品为实验室从槐米中提取,精制而得。
1.3 试验仪器721型紫外分光光度计(上海第三分析仪器厂)和722型可见分光光度计(上海第三分析仪器厂)。
1.4 方法 1.4.1 元宝枫叶中黄酮含量测定——70%乙醇提取法(庄向平,1992; 关红菱,1995)分别摘取不同处理的植株中上部元宝枫叶片5~8片,每个处理取东南西北4个方向,每个方向各取5株,于干燥箱中65 ℃下恒温烘干,研磨过筛,用万分之一的电子天平准确称取0.25 g样品,用10 mL70%乙醇在70~75 ℃水浴中浸提8 h,离心后转入25 mL容量瓶,用70%乙醇定容,摇匀,取1 mL于10 mL容量瓶中,用70%乙醇补齐至5 mL,加0.3 mL NaNO2(4.76%)溶液,摇匀,放置5 min,加入0.3 mL Al(NO3)3(9.09%)溶液,放置6 min后再加入2 mL NaOH(4%)溶液,摇匀,用70%乙醇定容至刻度。10 min后用721型紫外可见分光光度计于波长500 nm处进行比色测定,用标准曲线法求得叶片黄酮含量。
1.4.2 元宝枫叶中绿原酸含量测定——95%乙醇提取法(王兰珍,1997)准确称取上述样品0.25 g,用10 mL 95%乙醇在70~75 ℃水浴中浸提8 h,离心后将提取液转入25 mL容量瓶中,再用95%乙醇定容至刻度,取0.3 mL于5 mL容量瓶中,用95%乙醇定容后在324 nm处用紫外分光光度计进行比色测定,同样用所求得的标准曲线求得叶片绿原酸含量。
1.4.3 元宝枫叶中超氧化物歧化酶活性测定——NBT还原法(王金胜,1994)1) 酶液提取:分别称取各待测鲜样0.05g,加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.15 g及少许石英砂和3 mL磷酸缓冲液(pH=6),冰浴条件下充分研磨成匀浆,放入离心管,在10 000 r ·min-1条件下冷冻离心10 min,取上清液为酶提取液。2)超氧化物歧化酶活性的测定:取3 mL(内含50 mmol·L-1 pH=7.8磷酸缓冲液,77.12 μmol·L-1硝基四唑蓝,0.1 mmol·L-1 EDTA,13.37 mmol·L-1 MET)反应介质和0.01 mL酶待测液混合均匀,再加入0.1 mL 80.2 μmol·L-1核黄素溶液,摇匀后将试管放于荧光灯下,光强3 000 lx照光10 min,取出试管在722型可见分光光度计560 nm处测吸光度值,以未加酶液的反应介质NBT和核黄素溶液作为对照。
1.4.4 元宝枫叶中叶绿素含量测定——95%乙醇浸提法(李合生,2001)称取0.03 g元宝枫叶片,剪碎混匀,无损地放入具塞试管中,加入10 mL 95%乙醇浸泡,放在避光处静置至叶子完全变白,取上清液用分光光度计在波长663 nm、645 nm处测定吸光度。
1.4.5 元宝枫叶中丙二醛含量测定——硫代巴比妥酸法(邹琦,1998)称取样品0.5 g叶片放于预冷的研钵中,加入少许石英砂和2 mL蒸馏水,研磨成匀浆,将匀浆转移到试管中,再用3 mL蒸馏水分2次冲洗研钵,合并提取液。在样品中加入5 mL 0.5%硫代巴比妥酸溶液,摇匀。将试管放入沸水浴中煮沸10 min后,立即将试管取出放入冷水浴中冷却,然后以3 000 r·min-1离心15 min,取上清液并量其体积。以0.5%硫代巴比妥酸溶液为空白在722型可见分光光度计532 nm、600 nm波长处测定其吸光值。
2 结果与分析 2.1 不同覆盖处理对元宝枫叶内黄酮、绿原酸含量的影响从图 1可知,不同覆盖处理后,红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜、白膜的黄酮含量分别为:2.19%、2.58%、3%、3.2%、3.22%、3.35%,其中以白膜处理下元宝枫叶内黄酮含量最高,其次为蓝膜、绿膜、紫膜、黄膜,红膜处理下黄酮含量最低,假设以白膜处理下的黄酮含量为100%,则红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜处理下的黄酮含量分别为:65.4%、77.0%、89.6%、95.6%、96.1%。而不同覆盖处理后,红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜、白膜处理下的绿原酸含量分别为:2.78%、2.73%、2.60%、3.15%、2.82%、2.50%,其中以绿膜处理下的绿原酸含量最高,其次为蓝膜、红膜、黄膜,白膜处理下的绿原酸含量最低,假设以白膜处理下的绿原酸含量为100%,则红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜处理下的绿原酸含量分别为:111.2%、109.2%、104%、126%、112.8%。以上结果说明黄酮和绿原酸含量与不同颜色的塑料薄膜有关。
赵德修(1999)在对水母雪莲(Saussurea medusa)愈伤组织的研究中认为:红光不利于黄酮的合成,而短波段的光如蓝光则有利于黄酮的合成。冷平生(2002)在对银杏有效内含物的研究中得出,随着波长的减小,从红光到蓝光银杏叶内脂含量呈增加的趋势。蓝光处理的内脂含量最大,红光次之,黄光最小。
方差分析结果表明:元宝枫叶内黄酮含量在不同覆盖处理下其含量不同,并且以α=0. 01水平上差异极显著,多重比较结果表明:红膜覆盖下的黄酮含量分别与紫膜、绿膜、蓝膜和白膜覆盖下的黄酮含量差异极显著,黄膜覆盖下的与白膜覆盖下的黄酮含量差异极显著,黄膜覆盖下的分别与绿膜、蓝膜覆盖下的黄酮含量差异显著。而绿原酸含量在不同覆盖处理下以α=0.05水平上差异显著,多重比较结果表明:绿膜覆盖下的与白膜覆盖下的绿原酸含量差异极显著,绿膜覆盖下的分别与红膜和黄膜、紫膜覆盖下的绿原酸含量差异显著,蓝膜覆盖下的分别与紫膜和白膜覆盖下的绿原酸含量差异显著。从不同覆盖处理下黄酮和绿原酸含量差异显著可知,元宝枫叶内的黄酮和绿原酸含量与不同颜色覆盖下的塑料薄膜有关。
2.2 不同覆盖处理下元宝枫叶内SOD酶活性、叶绿素和丙二醛含量的变化经红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜、白膜覆盖处理下的叶内SOD酶活性分别为:7 555.78、4 101.44、3 369.82、2 809.42、5 686.40、3 214.22 U·g-1,其中以红膜覆盖下的SOD酶活性最高,其次为蓝膜、黄膜、白膜,绿膜覆盖下SOD酶活性最低。而不同覆盖处理后,红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜、白膜下的叶绿素含量分别为:2.35、2.61、3.39、3.55、3.31、2.70 mg·g-1,其中以绿膜覆盖下元宝枫叶内叶绿素含量最高,其次为紫膜、蓝膜、白膜,红膜覆盖下叶绿素含量最低。不同覆盖处理后,红膜、黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜、白膜下的丙二醛含量分别为:0.5、0.27、0.35、0.36、0.22、0.34 mmol·g-1FW,其中以红膜覆盖下元宝枫叶内丙二醛含量最高,其次为绿膜、紫膜、白膜,蓝膜覆盖下丙二醛含量最低。以上结果说明SOD酶活性、叶绿素和丙二醛含量与不同颜色的塑料薄膜有关。对测定结果作进一步的方差分析和多重比较,见表 3和表 4。
方差分析结果表明:元宝枫叶内SOD酶活性在不同覆盖处理下以α=0.05水平上差异显著,多重比较结果表明:红膜覆盖下的与绿膜覆盖下的SOD酶活性差异显著,黄膜、紫膜、蓝膜、白膜覆盖下的SOD酶活性之间差异不显著。而叶绿素含量在不同覆盖处理下以α=0.01水平上差异极显著,多重比较结果表明:红膜覆盖下的分别与紫膜、绿膜、蓝膜覆盖下的叶绿素含量差异极显著,绿膜覆盖下的分别与黄膜和白膜覆盖下的叶绿素含量差异极显著,黄膜覆盖下的分别与紫膜和蓝膜覆盖下的叶绿素含量差异显著。丙二醛含量以α=0.01水平上差异极显著,多重比较结果表明:红膜覆盖下的分别与黄膜、紫膜、绿膜、蓝膜和白膜覆盖下的丙二醛含量差异极显著,绿膜覆盖下的与蓝膜覆盖下的丙二醛含量差异极显著,蓝膜覆盖下的分别与紫膜和白膜覆盖下的丙二醛含量差异显著。从不同覆盖处理下SOD酶活性、叶绿素、丙二醛含量差异显著可知,元宝枫叶内的SOD酶活性、叶绿素、丙二醛含量和不同颜色的塑料薄膜有关。
3 讨论试验表明:不同颜色薄膜的覆盖处理对元宝枫叶黄酮、绿原酸等成分的含量有一定的影响,薄膜颜色不同其影响程度也不同,白膜覆盖下能显著地提高元宝枫叶黄酮的含量,说明白膜覆盖有利于元宝枫叶黄酮含量的合成;而绿膜覆盖有利于提高绿原酸的含量;SOD是已知稳定性较高的球蛋白之一,是体内清除活性氧自由基的重要抗氧化酶,SOD酶活性在绿膜覆盖下最低,说明绿膜对苗木体内SOD酶的抑制作用最强;叶绿素含量在绿膜覆盖下最高,叶片中叶绿素含量的高低在一定程度上可反映叶片光合能力的强弱,说明在绿膜处理下叶片光合能力最强,叶绿素含量也最高;丙二醛含量在蓝膜覆盖下最低,丙二醛是植物细胞膜脂质过氧化作用的产物,其多少可用来代表细胞膜脂质过氧化水平和生物膜损伤程度的大小,说明蓝膜处理对细胞膜脂质过氧化作用的抑制作用最强。
谢宝东(2002)从光质和光强影响银杏叶黄酮和内脂含量的研究中得出,不同光质处理下的叶片黄酮含量差异显著,其中蓝光和绿光对黄酮含量的影响最大,红光下影响最小,与本试验所得结果不同,可能由于光质对不同的树种其影响程度不同。据报道,元宝枫具有很高的抗旱性,这与该物种自身具有较高的黄酮含量有关,并且叶内黄酮含量明显高于银杏,高浓度的黄酮含量对提高植株抗性有重要意义,所以有必要进一步研究影响黄酮含量的因素,如光质、光强、温度等环境因子。
单纯的某种光质虽然可能会对某植物合成有抑制,从植物整体生长看,可能并非最佳条件,但如果不同光质按一定比例组合,不但能促进植物生长,而且有利于所需物质的合成,所以还有待进一步研究。
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