蔣欣梅，王金華，于錫宏，劉舒婭，張穎,3

（1.東北農業(yè)大學農業(yè)部東北地區(qū)園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室，哈爾濱150030；2.黑龍江省林下經濟資源研發(fā)與利用協同創(chuàng)新中心，哈爾濱150040；3.伊春市農業(yè)技術研究推廣中心，黑龍江伊春153000）

不同海拔高度對老山芹營養(yǎng)成分及形態(tài)的影響

蔣欣梅1,2，王金華1，于錫宏1,2，劉舒婭1，張穎1,3

（1.東北農業(yè)大學農業(yè)部東北地區(qū)園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室，哈爾濱150030；2.黑龍江省林下經濟資源研發(fā)與利用協同創(chuàng)新中心，哈爾濱150040；3.伊春市農業(yè)技術研究推廣中心，黑龍江伊春153000）

為探究老山芹營養(yǎng)成分、形態(tài)指標與海拔關系，以生長在黑龍江省老爺嶺山脈不同海拔高度的采食期老山芹為試驗材料，常規(guī)方法測定老山芹營養(yǎng)成分含量和形態(tài)指標，分析海拔與營養(yǎng)成分、形態(tài)指標間相關性。結果表明，老山芹在黑龍江省老爺嶺山脈海拔50～640 m區(qū)域內均有分布，海拔影響老山芹形態(tài)以及營養(yǎng)成分。多糖（P＜0.01）、脂肪（P＜0.05）、可溶性糖（P＜0.05）等與海拔高度呈正相關；可溶性蛋白（P＜0.01）、黃酮（P＜0.05）與海拔高度呈負相關；香豆素類化合物含量與海拔存在相關性，50～400 m內呈極顯著正相關，400～640 m范圍內呈負相關，但相關性不顯著；粗纖維和皂苷含量與海拔之間相關性不顯著；形態(tài)指標中株高、莖粗、葉柄長、葉形指數與海拔高度均呈極顯著負相關，說明隨著海拔升高，老山芹株型呈矮化趨勢。

海拔；老山芹；營養(yǎng)成分；形態(tài)；相關性

老山芹（Heraclenm dissectum Ledeb.）為傘形科（Umbelliferae）獨活屬多年生草本植物，分布于海拔50～1 000 m山地混雜林緣、灌木叢中、山坡濕地和山地溪流旁[1]。老山芹作為藥食兼用山野菜，具有抗疲勞、抗輻射、減肥益智等功能。老山芹中所含香豆素類化合物具有多種生物活性，如抗病毒、抗HIV、抗癌、抗菌和抗寄生蟲活性；黃酮及多糖具有顯著抗癌和防癌作用[2]。因過度采摘和開發(fā)，近年老山芹野生資源急劇減少，生存環(huán)境遭到嚴重破壞。老山芹作為一種新興蔬菜，目前尚缺乏系統(tǒng)研究，主要集中在老山芹藥食價值和資源利用現狀方面。張學政等在人工栽培、食用方法、成分分析等方面開展相關研究[3-5]；李富恒等將老山芹生長發(fā)育過程分為宿根萌發(fā)、展葉、現蕾、抽薹、開花、種子發(fā)育及種子收獲7個物候階段，并對主要性狀作相關分析[6]。老山芹發(fā)育規(guī)律、性狀、營養(yǎng)成分、資源分布等研究仍處于初步階段。

黑龍江省主要山脈包括西北部（東北-西南走向）大興安嶺山脈、北部（西北-東南走向）小興安嶺山脈、東南部（東北-西南走向）張廣才嶺、老爺嶺、完達山脈。老爺嶺山脈地跨黑龍江省穆棱市和東寧市，地處長白山系老爺嶺低山、丘陵區(qū)，屬中溫帶大陸性季風氣候，年均溫3.2℃，高于省內其他山脈，平均降雨量600 mm，東南距日本海較近，受海洋性季風氣候調節(jié)，大陸性季風氣候特點減弱，野生植物資源豐富，老山芹分布廣泛，資源儲量較多。海拔作為衡量山脈高度指標，影響溫度、光照等氣象因素及植物生長發(fā)育及分布[7]。隨著海拔升高，環(huán)境變量如溫度、生長季長度、資源有效性均減少，影響植物體內營養(yǎng)成分積累[8]。而關于海拔與老山芹營養(yǎng)成分、形態(tài)特征之間關系研究尚處于空白，為此本研究通過調查老爺嶺山脈不同海拔分布的老山芹形態(tài)特征，測定食用期老山芹葉片營養(yǎng)成分，探究老山芹生長環(huán)境海拔高度與其營養(yǎng)成分、形態(tài)指標之間關系，為老山芹馴化、仿野生栽培等適宜海拔高度選擇及進一步開發(fā)利用提供理論基礎。

1 材料及方法

1.1 材料

于2014～2015年作2年重復試驗，材料為黑龍江省老爺嶺山脈不同海拔（6個海拔水平分別為50、150、300、400、550、640 m）下植物學性狀一致老山芹植株。

1.2 方法

調查6個不同海拔水平食用期老山芹植株形態(tài)特征，隨機選取間隔5 m以上30株老山芹，采集大小基本一致嫩葉，混樣測定老山芹葉片內營養(yǎng)成分（包括脂肪、粗纖維、可溶性糖、可溶性蛋白質）以及多糖、黃酮、皂苷和香豆素類化合物。其中，形態(tài)指標包括植株株高（自然高度）、莖粗、葉柄長及葉形指數（葉長/葉寬）。

1.3 營養(yǎng)成分含量測定

脂肪測定采用旋光法[9]，粗纖維測定采用重量法[10]，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[9]，可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍G-250法[9]。

多糖測定采用硫酸-苯酚比色法[11]，黃酮測定采用三氯化鋁法[12]，皂苷測定采用比色法[13]，香豆素類化合物采用比色法[14]。

1.3.1 多糖含量測定

標準曲線繪制：取葡萄糖標準溶液0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL置于干燥試管中，加水定容至1 mL，分別加入5%苯酚溶液1.6 mL搖勻，濃硫酸7.0 mL，充分搖勻，23℃室溫下靜置30 min，同時蒸餾水作空白對照，標準液在490 nm測定吸收值，數據處理得到回歸方程：Y=0.0689X+6.1857×10-3，r=0.9986。

多糖提取：稱取老山芹葉片粉末0.20 g，80%乙醇溶液浸泡12 h，于索氏提取器中用80%乙醇回流2 h，殘渣揮發(fā)去除溶劑后，繼續(xù)用水作溶劑回流提取2 h，反復洗至250 mL容量瓶中，定容，搖勻，制成供試品溶液備用。

樣品測定：取制備好供試品溶液，依照前文方法在490 nm波長下測定吸光度，根據標準曲線計算樣品中多糖含量。

1.3.2 黃酮含量測定

標準曲線繪制：分別稱取蘆丁標準液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL置于25 mL干燥試管中，分別加入1.50%三氯化鋁8 mL和醋酸-醋酸鈉緩沖液（pH 5.5）4 mL，50%乙醇溶液定容至刻度，搖勻靜止30 min。在510 nm波長下測定吸光度，數據處理得到回歸方程：Y=0.00064+ 0.8593X，r=0.9998。

黃酮提取：稱取1.000 g干燥老山芹粉末樣品放置于錐形瓶中，按照1∶75固液比，加入50%乙醇溶液，在80℃水浴下提取6 h。抽濾后將濾液轉移到100 mL容量瓶中，50%乙醇溶液定容，作為供試品溶液備用。

樣品測定：取制備供試品溶液，依照前文方法在510 nm波長下測定吸光度，根據標準曲線計算樣品中黃酮含量。

1.3.3 皂苷含量測定

標準曲線繪制：準確精密稱取人參皂苷5.60 mg，加入甲醇溶液溶解后定容至2 mL，吸取1.0、3.0、5.0、7.0、9.0 μL置于1 mL具塞試管中，靜置晾干，精確加入0.3 mL濃度為50 g·L-1冰醋酸-香草醛溶液、0.8 mL高氯酸溶液，振動搖勻后60℃水浴中加熱25 min，冰水冷卻后，加入冰醋酸5 mL，振搖均勻，554 nm波長下測定吸光度，數據處理得到回歸方程：Y=-0.0067X+ 0.0255，r=0.9998。

皂苷提取：稱量老山芹干燥粉末2.1 g，置于50 mL圓底燒瓶中，加入甲醇溶液25 mL，水浴回流6 h，倒出提取液，加入甲醇20 mL，繼續(xù)回流提取3 h，離心過濾，減壓后濃縮，定容至10 mL，作為供試品溶液備用。

樣品測定：取制備供試品溶液，依照前文方法在554 nm波長下測定吸光度，根據標準曲線計算樣品中皂苷含量。

1.3.4 香豆素類化合物含量測定

標準曲線繪制：吸取歐前胡素1.0、3.0、5.0、7.0、9.0 mL，分布放置于10 mL干燥試管中，甲醇溶液作空白對照，在300 nm波長下測定吸光度，數據處理得到回歸方程：Y=74.801×10-3X+7.103× 10-3，r=0.9999。

香豆素類化合物提?。悍Q取老山芹干燥樣品0.1500 g，置于索氏提取器中，加入90%甲醇溶液85 mL，回流提取9 h，90%甲醇溶液洗滌后定容至100 mL，過濾后即得供試品溶液，備用。

樣品測定：取制備供試品溶液，依照前文方法在300 nm波長下測定吸光度，根據標準曲線計算樣品中香豆素類化合物含量。

1.4 數據處理方法

Excel 2003，SPSS 20.0和SAS軟件。

2 結果與分析

2.1 不同海拔高度對老山芹藥用成分含量影響

由圖1可知，在不同海拔高度下老山芹特殊成分含量差異顯著。多糖含量隨著海拔高度增加而增加，海拔640 m處老山芹葉片內多糖含量最高，為7.66%，與海拔550 m處差異不顯著，均顯著高于其他海拔，而海拔50 m處含量最低，為5.37%，與海拔150 m處差異不顯著。黃酮含量隨著海拔升高而降低，在海拔50 m處最高，為6.08%，顯著高于其他海拔，海拔150～400 m分布老山芹葉片中黃酮含量差異不顯著，海拔640 m處含量最低，為4.32%。皂苷含量與海拔間無明顯規(guī)律性，在海拔50 m處最高，為2.20%，顯著高于其他海拔水平，海拔300 m和550 m處皂苷含量較低，兩者差異不顯著。香豆素類化合物含量在測定海拔范圍內隨著海拔增高呈先增后降趨勢，在海拔300～550 m處含量較高，最高達0.85%，比海拔50 m增加57.4%，300、400和550 m之間差異不顯著，均顯著高于其他海拔。

2.2 不同海拔高度對老山芹其他營養(yǎng)成分影響

由圖2可知，在不同海拔高度下老山芹脂肪、可溶性糖、可溶性蛋白含量差異顯著，粗纖維含量無顯著性差異。脂肪、可溶性糖含量在海拔640 m處最高，分別為1.15%、3.90 mg·g-1，顯著高于其他海拔水平下脂肪、可溶性糖含量，在海拔50 m處脂肪、可溶性糖含量最低，分別為0.62%、1.82 mg·g-1；可溶性蛋白含量在海拔50 m處最高，為389 mg·g-1，顯著高于其他海拔水平，在海拔640 m處含量最低，為2.06 mg·g-1；粗纖維含量在3.01%～4.48%范圍內。

2.3 海拔高度與老山芹營養(yǎng)成分相關性分析

老山芹生長海拔高度與其營養(yǎng)成分含量之間相關性分析（見表1）。

圖1 不同海拔高度對老山芹藥用成分含量影響Fig.1Effect of different altitude on the medicinal ingredientscontent of Heraclenm dissectum Ledeb.

圖2 不同海拔高度對老山芹其他營養(yǎng)成分含量影響Fig.2Effect of different altitude on other nutrients content of Heraclenm dissectum Ledeb.

表1 海拔與老山芹營養(yǎng)成分相關性分析Table 1Pearson correlation coefficient between altitude and nutrient composition of Heracleum disectum Ledeb.

由表1可知，50～640 m海拔范圍內，除老山芹葉片中皂苷和粗纖維含量外，其他指標與海拔均有相關性，多糖、脂肪和可溶性糖含量與海拔高度呈正相關，黃酮和可溶性蛋白含量與海拔呈負相關性；其中多糖含量與海拔高度為極顯著正相關（P＜0.01），脂肪、可溶性糖含量與海拔為顯著正相關（P＜0.05），可溶性蛋白含量與海拔高度為極顯著負相關（P＜0.01），黃酮含量與海拔為顯著負相關（P＜0.05）。

海拔與老山芹香豆素類化合物含量相關性（見表2），香豆素類化合物含量與海拔高度50～400 m呈極顯著正相關（P＜0.01），相關系數r=0.997，與海拔高度400～640 m范圍呈負相關，但相關性不顯著。

2.4 海拔高度與老山芹形態(tài)指標相關性分析

由圖3可知，老山芹植株株高、莖粗、葉柄長和葉形指數均隨著海拔高度升高而下降。海拔50～640 m范圍內，老山芹株高19.78～23.47 cm，葉柄長18.03～21.48 cm，莖粗1.87～2.27 cm，葉形指數0.61～0.88。低海拔處老山芹生長相對較高、莖較粗、葉片較細長，隨著海拔升高，植株偏矮、莖較細、葉片變小且漸寬。老山芹形態(tài)指標與海拔高度相關分析結果（見表3），老山芹株高、莖粗、葉柄長、葉形指數與海拔高度均呈現極顯著負相關（P＜0.01），相關系數r分別為0.984、0.952、0.955、0.940。

表2 海拔與老老山芹香豆素類化合物含量相關性Table 2Pearson correlation coefficient between altitude and coumarin compounds ofHeracleum disectum Ledeb.

圖3 不同海拔高度老山芹形態(tài)指標Fig.3Investigation of character index of Heracleum disectum Ledeb.at different altitudes

表3 海拔與老山芹形態(tài)指標相關系數Table 3Pearson correlation coefficient between altitude and character index of Heracleum disectum Ledeb.

3 討論與結論

3.1 不同海拔對老山芹營養(yǎng)成分影響

海拔是影響植物品質形成重要環(huán)境因素之一[15-16]，隨著海拔增加，大氣溫度降低，薄霧天氣增多，影響植物生長的環(huán)境因子發(fā)生變化，對植物營養(yǎng)成分積累產生影響[17]。劉雷等發(fā)現不同海拔高度魚腥草揮發(fā)油的化學成分含量不同[18]。劉國林等研究海拔高度與甘松有效成分含量相關性，發(fā)現甘松總黃酮含量與海拔呈負相關，與本研究結果一致[19]。馬生祥等發(fā)現野生金露梅黃酮含量隨海拔升高而增加[20]，說明不同海拔的環(huán)境差異對植物體內黃酮影響因植物種類而異。高海拔下，溫度下降，糖類作為一種保護物質，其含量增加可增強植株抗冷性[21]。本研究也發(fā)現隨著海拔高度增加，老山芹體內多糖、脂肪、可溶性糖含量增加。一般植物光合作用固定的碳中2%轉化成黃酮，不同海拔高度影響植株光合作用，而光合作用最佳條件也因植物種類而異。光合作用或逆境形成的碳水化合物供植株生長，在植株體內碳水化合物一定條件下，轉化成黃酮越多，則碳水化合物含量越少，本研究老山芹體內黃酮增多時多糖、脂肪、可溶性糖含量均減少。

張運達等研究不同海拔對向日葵粗蛋白及氨基酸含量影響發(fā)現，利于蛋白質積累氣象條件不利脂肪形成，高海拔利于脂肪而不利于粗蛋白積累，與本研究高海拔老山芹可溶性蛋白質含量降低結果一致[22]。

本研究在測定不同海拔下老山芹葉片中香豆素類化合物含量變化時發(fā)現，隨著海拔升高，老山芹香豆素類化合物含量先增后降。海拔50～400 m范圍內，香豆素類化合物含量與海拔呈極顯著正相關（P＜0.01），而400～640 m范圍內，香豆素類化合物含量與海拔相關性不顯著。香豆素類化合物中成分合成所需環(huán)境條件不同，香豆素類化合物是一種生理、藥理及生物活性較強的天然產物，香豆素母核為苯駢α-吡喃酮，環(huán)上有羥基、烷氧基、苯基和異戊烯基等取代基，其中異戊烯基活潑雙鍵與苯環(huán)上鄰位羥基可形成呋喃環(huán)或者吡喃環(huán)結構。根據環(huán)上取代基及其位置不同，香豆素分為簡單香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素和其他香豆素等。在50～400 m范圍內，海拔增加有利于香豆素類化合物各組分合成，而400～640 m范圍內，海拔越高不利于香豆素類化合物各組分合成。

研究發(fā)現老山芹皂苷、粗纖維含量與海拔無顯著相關性，說明海拔并非影響老山芹皂苷、粗纖維含量變化主導因子。多糖、可溶性蛋白、香豆素類化合物含量與海拔之間極顯著相關（P＜0.01），黃酮、脂肪、可溶性糖與海拔之間顯著相關（P＜0.05），說明海拔高度對于老山芹多糖、可溶性蛋白、香豆素類化合物合成有重要影響。

3.2 不同海拔對老山芹植株形態(tài)影響

老山芹植株形態(tài)對海拔高度變化較敏感。高海拔下，溫度下降，影響植株生長速度。本試驗中無論株高、莖粗還是葉柄長均隨海拔增加而下降，與海拔呈極顯著負相關（P＜0.01），形態(tài)指標與海拔相關性強弱為株高＞葉柄長＞莖粗＞葉形指數，說明隨著海拔變化，老山芹株高變化最為敏感。這與索默研究云南野生蓮瓣蘭[23]、方延慶研究黃山松幼苗[24]結果一致。本研究中葉形指數隨著海拔高度增加而降低，說明高海拔下葉片寬度大于長度方向生長速度。長期生長在高海拔逆境中，老山芹通過植株矮化、形態(tài)變小適應環(huán)境。

不同海拔下積溫、光照、濕度、土壤理化性狀等因素是否影響老山芹株高、莖粗等植物學性狀，仍需進一步研究驗證。

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Effect of different altitude on nutrients and character indexes of Heraclenm dissectumLedeb.

/JIANG Xinmei1,2,WANG Jinhua1,YU Xihong1,2,LIU Shu

In order to research the relation between content of nutrientsubstance,character indexes ofHeraclenm dissectumLedeb.and altitude,the feeding period ofHeraclenm dissectum Ledeb.from Laoyeling mountain in Heilongjiang Province at different altitudes were used as the test material.The nutrient content and morphological indexes of celery were determined by conventional method,the relationship between altitude and content of nutrientsubstance,character index were analyzed.The results showed thatHeraclenm dissectum Ledeb.was distributed in the range of 50-140 m above sea level in Laoyingling Mountain of Heilongjiang Province.The altitude had the effect on the content of nutrientsubstance and character indexes ofHeraclenm dissectum Ledeb..The polysaccharide(P＜0.01),fat(P＜0.05)and soluble sugar(P＜0.05)were positively correlated with altitude;Soluble protein(P＜0.01),flavonoid(P＜0.05)were negatively correlated with altitude.There was a significant positive correlation between coumarin compounds content and altitude in the range of 50-400 m, negative correlation in the range of 400-640 m,but the correlation was not significant.The correlation between the crude fiber,the saponin content and altitude was not significant.The plant height,stem diameter,petiole length,leaf shape index and altitude were significantly negative correlation,indicated that with the increase of altitude,Heraclenm dissectum Ledeb.plant type showed a trend of dwarfing.

altitude;Heraclenm dissectum Ledeb.;nutritional composition;character;correlation

S636.3

A

1005-9369（2017）05-0021-07

時間2017-5-23 12:24:20[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170523.1224.006.html

蔣欣梅,王金華,于錫宏,等.不同海拔高度對老山芹營養(yǎng)成分及形態(tài)的影響[J].東北農業(yè)大學學報,2017,48(5):21-27.

Jiang Xinmei,Wang Jinhua,Yu Xihong,et al.Effect of different altitude on nutrients and character indexes ofHeraclenm dissectumLedeb.[J].Journal of Northeast Agricultural University,2017,48(5):21-27.(in Chinese with English abstract)

2017-03-23

國家重點研發(fā)計劃子課題（2016YFC0500307-06）；林下經濟資源研發(fā)與利用協同創(chuàng)新中心項目

蔣欣梅（1968-），女，副研究員，博士，碩士生導師，研究方向為蔬菜栽培與生理。E-mail:jxm0917@163.com

ya1,ZHANG Ying1,3(1.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops, Northeast Region,Ministry of Agriculture,Northeast Agriculture University,Harbin 150030,China; 2.Collaborative Innovation Center for Development and Utilization of Forest Resources,Harbin 150040,China;3.Yichun Agricultural Technology Research and Extension Center,Yichun Heilongjiang 153000,China)