高茸茸,馬淼,蔣雯雯,左偉,郭艷
(石河子大學生命科學學院,石河子832003)
獨尾草屬植物隸屬于百合科(Liliaceae),以根入藥,具有祛風除濕、補腎強身之功效[1],已有悠久的民間食用和藥用歷史[2]。其主要成分為大黃素、大黃酚、大黃酸、蘆薈大黃素等蒽醌類及多糖類物質(zhì)[3-4],具有良好的殺菌、抑菌、消炎、解毒、抗紫外線輻射、提高人體免疫機能等功能,并對腫瘤細胞和艾滋病病毒具有良好的抑制作用[5]。阿爾泰獨尾草(Eremurus altaicus),在我國僅分布于新疆天山和阿爾泰山海拔1600~2500m的山地陽坡、草甸。采挖野生阿爾泰獨尾草根,不僅不能滿足藥材原料的充足供應,而且會對山地草甸植被造成嚴重破壞。因此,對其根替代品的研究和實現(xiàn)人工栽培是發(fā)展阿爾泰獨尾草規(guī)?;_發(fā)和利用的前提。然而有關阿爾泰獨尾草其他器官是否可以作為根的替代品,以及人工種植條件下其蒽醌類物質(zhì)含量的研究均未見報道。
本研究采用高效液相色譜法測定并比較了野生和栽培阿爾泰獨尾草不同器官中4種蒽醌類物質(zhì)的含量,以期為該藥用植物的合理開發(fā)與利用提供理論依據(jù)。
1.1.1試驗材料在花期采集生長一致的野生與栽培阿爾泰獨尾草各10株,分出根、花序軸、葉及花器官材料,葉片依長度平均分成3段采集(葉先端、葉中部與葉基部)。采集后的材料在冷藏條件下迅速運回實驗室,陰干至恒重,用電子天平稱量干重,粉碎后備用。
1.1.2試劑蘆薈大黃素、大黃素、大黃酚、大黃酸標準品由中國藥品生物制品檢定所提供,批號分別為 110795201007、110756200110、110796200513、0757200206,甲醇為色譜純,水為重蒸水,其余所用試劑均為分析純。
1.1.3儀器Agilent1200型高效液相色譜分析儀;KQ-300型超聲波清洗器;GL-20G-Ⅱ高速冷凍離心機;植物樣品粉碎機;EB-280電子分析天平。
1.2.1高效液相色譜條件色譜柱:Diamonsil?C18(2)柱(250mm×4.6mm,5μL);甲醇∶0.1%磷酸(85∶15)[6];檢測波長:280nm;流速:1.0mL/min;柱溫:25℃;進樣量:10μL。
1.2.2標準品溶液的制備精密稱取蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚標準品各10mg,配成混合液。其中大黃素、大黃酸、大黃酚的濃度梯度依次為0.1、0.5、1、5、10、20、40μg/mL;而蘆薈大黃素則被配置成濃度依次為10、20、40、80、160、320、480μg/mL的溶液系列。
1.2.3樣品制備準確稱取試驗材料5.00g,加乙醇90mL,60℃超聲波提取15min。趁熱過濾,以少量乙醇洗滌殘渣,藥渣用玻棒擠壓,調(diào)整藥液量定容至100mL,保存于4℃冰箱中備用[7]。
1.2.4樣品測定分別吸取不同濃度的標準品及樣品溶液,繪制標準曲線,得回歸方程,以外標法計算樣品中蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚的含量。
1.2.5數(shù)據(jù)分析對所有試驗數(shù)據(jù)都進行了統(tǒng)計分析,用Excel計算平均值與標準差,用SPSS 10.0進行差異顯著性分析。
標準品和樣品色譜見圖1。
圖1 標準品和阿爾泰獨尾草樣品色譜圖Fig.1 Chromatograms of reference substances and Eremurus altaicus samples
由表1可見,蘆薈大黃素濃度為10~480μg/mL時呈現(xiàn)良好的線性關系,大黃酸、大黃素以及大黃酚亦為0.1~40μg/mL時呈現(xiàn)良好的線性關系。
表1 四種蒽醌衍生物標準品回歸方程Tab.1 Calibration curve of four anthraquinones regressive equation
栽培個體的生物量遠大于野生個體,栽培植株的葉中上部、花、花序軸與根的生物量分別為野生植株的2.46倍、1.15倍、2.32倍和2.7倍(表2)。
表2 野生與栽培個體的生物量 gTab.2 The comparison of the biomass between cultivated and wild individual
由表3可見,4種蒽醌類物質(zhì)在野生與栽培阿爾泰獨尾草個體的不同器官中均有分布,其中以蘆薈大黃素的含量為最高,占蒽醌類物質(zhì)總量的92%以上,且野生阿爾泰獨尾草各器官中4種蒽醌類物質(zhì)的含量均顯著高于栽培個體(P<0.05)。
野生阿爾泰獨尾草各器官中蒽醌類物質(zhì)的含量順序為:葉中上部>花>根>花序軸>葉基部,而栽培個體各器官中蒽醌類物質(zhì)的含量順序為:花>葉中上部>花序軸>根>葉基部。在野生與栽培個體葉中,4種蒽醌類物質(zhì)含量均出現(xiàn)葉先端> 葉中部> 葉基部的空間差異(P<0.05)。
表3 野生與栽培阿爾泰獨尾草不同器官蒽醌類成分的含量 mg/gTab.3 The contents of anthraquinones in the organs of cultivated and wild Eremurus altaicus
對野生與栽培阿爾泰獨尾草不同器官中蒽醌類物質(zhì)的測定結(jié)果顯示野生與栽培阿爾泰獨尾草的花、花葶、葉等器官均含有較高含量的蒽醌類物質(zhì),均可作為根的替代品入藥。由于每年只采摘植株的地上部分而不傷害到地下的根及根莖,因此翌年春天地下部分依然可以萌發(fā)出年苗,從而可以保證藥材的穩(wěn)定供應。同時,對山地植被的保護更具有十分積極的意義。鑒于葉中蒽醌類物質(zhì)含量存在葉先端>葉中部> 葉基部的差異格局,建議利用葉片入藥時,可只采摘葉片的上部和中部區(qū)段,被保留占全長1/3的葉片基部依然能進行光合作用,這將有助于根中儲藏性營養(yǎng)物質(zhì)的積累,對植株的安全越冬和翌年苗的茁壯成長具有重大意義。
相同質(zhì)量的待測樣品中,盡管野生個體各器官中蒽醌類物質(zhì)的含量普遍高于栽培個體,野生植株葉中上部、花、花序軸及根中的4種蒽醌類物質(zhì)的含量分別是栽培材料含量的2.0、1.11、1.0和1.87倍,但后者的生物量卻顯著的高于前者,栽培植株的葉中上部、花、花序軸與根的生物量分別為野生植株的2.46、1.15、2.32和2.7倍(表2)。因此,就蒽醌的總含量而言,人工栽培的阿爾泰獨尾草具有更好的應用前景。
藥用植物的有效成分多為植物的次生代謝產(chǎn)物,這些次生代謝物質(zhì)在不同藥用植物體內(nèi)的合成和積累是藥用植物在一定環(huán)境條件下長期生存選擇的結(jié)果,其形成和積累除了由遺傳特性所決定外,還與生態(tài)環(huán)境因素密切相關[8]。人工栽培的阿爾泰獨尾草生活在干旱的平原沙地上,除冬季降雪和少量的春夏季降雨以外,無任何額外的水分補給,這說明在干旱區(qū)發(fā)展阿爾泰獨尾草的免灌栽培技術(shù)是完全可行的。由于人工栽培種群與野生種群相比,土壤水分條件嚴重不足,因此探索不同水、肥條件下人工栽培阿爾泰獨尾草各器官中有效成分含量的消長規(guī)律會更有意義,有待于進一步研究。
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