賀小妮,鄭鵬坤,胡喜巧,孟 麗
(河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003)
紅豆杉因其植物體內(nèi)普遍含有高效抗癌物質(zhì)紫杉醇(Taxol)而著稱,屬于國家一級重點保護的野生瀕危植物種類[1]。紅豆杉中含有多種抗癌成分,其中以紫杉醇為主的二萜類成分效果最為顯著。但紅豆杉中紫杉醇含量極低,僅有0.0001%~0.0690%,其植株生長緩慢,野生資源難以滿足藥用需求。因此,人工培養(yǎng)紅豆杉顯得極其重要。相比于紫杉醇,紅豆杉枝葉中總黃酮和多糖類成分越來越受到廣泛關(guān)注,對其進一步研究有利于新藥源的發(fā)現(xiàn),具有潛在的應(yīng)用價值[2]。衛(wèi)強等[3]研究表明S180細胞的生長隨黃酮劑量的增加有顯著抑制作用,高昕[4]研究了東北紅豆杉枝葉中黃酮類成分富集工藝,提取物中的總黃酮量達到了52.57%,李立華[5]等研究了紅豆杉多糖的提取與結(jié)構(gòu)探索。目前紅豆杉黃酮、多糖的研究多集中在提取工藝方面,但關(guān)于紅豆杉生長環(huán)境對紅豆杉黃酮、多糖的積累或富集作用的影響研究較少,特別是光照強度對其影響的報道甚少。因此,本試驗研究了不同產(chǎn)地紅豆杉在不同光照條件下的生長量及其功效成分黃酮和多糖含量的差異,旨在為優(yōu)化出更適合園林綠化應(yīng)用的紅豆杉栽培馴化環(huán)境條件,篩選出藥用成分含量較高的紅豆杉新品種,為紅豆杉大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
供試材料:河南科技學(xué)院中藥資源研究所栽培4年生太行山紅豆杉幼苗和當年引進4年生南方紅豆杉幼苗。
1.2.1 試驗儀器:722N可見分光光度計;JA5002電子天平;KQ-100B型超聲波清洗器;101A-2B型電熱鼓風干燥箱;HL-1000A竑力高速多功能粉碎機等。
1.2.2 試驗試劑:蘆丁標品(中國藥品生物制品檢定所),其它試劑為分析純。
試驗于2016年4月15日在河南科技學(xué)院中藥資源研究所進行,以4年生太行山紅豆杉和當年引進4年生南方紅豆杉為試驗材料,以70%遮蔭和全光照2個光因素,共4個處理,即T1:南方紅豆杉70%遮蔭處理;T2:太行山紅豆杉70%遮蔭處理;T3:南方紅豆杉全光照處理;T4:太行山紅豆杉全光照處理,每個處理3次重復(fù)。將挑選好的2種紅豆杉分別隨機分為2組,于春季種植好后,選出南方紅豆杉和太行山紅豆杉各一組置于露天向陽處(光照強度100000~140000Lx),將另2組置于70%遮蔭的遮陽網(wǎng)下(光照強度5000~30000Lx)進行培養(yǎng),培養(yǎng)前測量其株高、基莖粗和主莖高作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),培養(yǎng)期間的澆水和追肥等管理一致。于2016年9年15日再次測量株高、基莖粗和主莖高,同時采集枝葉進行黃酮和多糖檢測。
紅豆杉生長量測量采用游標卡尺測量進行測量,黃酮采用超聲波提取分光光度法檢測[6],多糖采用苯酚硫酸法[7]檢測。
數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2007進行,統(tǒng)計分析采用DPS7.05[8]進行處理和分析,并用平均數(shù)進行顯著性檢驗(Duncan法)。
表1表明,同一品種在不同光照條件下,南方紅豆杉全光照條件下其株高、基莖粗和主莖高增長量均高于70%的遮蔭處理,且差異顯著。太行紅豆杉全光照條件下其株高和主莖高增長量均低于70%的遮蔭處理,而基莖粗與南方紅豆杉規(guī)律一致,但差異不顯著。不同品種同一光照條件下,太行紅豆杉其株高、基莖粗和主莖高增長量均低于南方紅豆杉,且差異顯著;僅有70%遮蔭處理下太行紅豆杉基莖粗增長量高于南方紅豆杉,但二者之間無差異。T3株高、主莖高和基莖粗的增長量均最高,分別為:35.57cm、33.47cm和6.8mm;T4株高和當年生主莖高增長量都最低,分別為10.53 cm和7.6cm,但其基莖粗卻比T1和T2都高;T1植株高和基莖粗的增加量在4個處理中都居于第2,但其基莖粗的增加量卻最小,僅有2.29mm。
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圖1表明:不同光照對紅豆杉黃酮含量影響非常大,無論是太行山紅豆杉還是南方紅豆杉,在全光照環(huán)境條件下的黃酮含量都遠遠高于70%遮蔭條件;其中T3黃酮含量是T1的1.69倍,T4的黃酮含量是T2的1.47倍,差異極顯著;T3的黃酮含量最高,達到155.75 mg/g;T1黃酮含量最低,只有92.24mg/g;而同一光強下,不同產(chǎn)地紅豆杉之間黃酮含量無差異。
圖1 不同光照對太行山紅豆杉和南方紅豆杉黃酮含量的影響
圖2表明,同一產(chǎn)地紅豆杉在不同光照條件下的多糖含量差異不明顯,南方紅豆杉在70%遮蔭下略高于全光照條件,而太行紅豆杉多糖含量在全光照條件下略高于70%遮蔭;同一光照條件下不同產(chǎn)地紅豆杉多糖含量差異顯著,2個光照條件下南方紅豆杉多糖含量均高于太行紅豆杉;其中T1多糖含量最高,達到了 198.01mg/g,T2多糖含量最低,為 137.81mg/g;多糖含量從高到低依次為 T1>T3>T4>T2。
圖2 不同光照對太行紅豆杉和南方紅豆杉多糖含量的影響
光照強度是影響紅豆杉生長的一個重要因子,紅豆杉為喜蔭性植物,李真子[9]等研究表明適宜遮蔭更有利于南方紅豆杉幼苗生長量的增加,本研究中太行紅豆杉與其結(jié)論一致,這可能是由于野生太行紅豆杉長期生長在林下弱光環(huán)境條件,70%遮蔭可能模擬了野生光照環(huán)境,適宜于太行紅豆杉生長;但南方紅豆杉在全光照條件下卻生長更好,這可能是南方紅豆杉常年生長在光照強度較強的南方,引種到河南新鄉(xiāng)后,由于北方日照強度低于南方等因素造成的,且全光照條件下4組試驗基莖粗的增長量均高于70%遮蔭條件。由此可見,南方紅豆杉北移過程中,光照強度是其生長的關(guān)鍵,全光培養(yǎng)是南方紅豆杉生長的適宜條件,此結(jié)論為南方紅豆杉在北方的栽培馴化、綠化樹種和景觀樹種提供了理論依據(jù)。
鄭德勇[10]關(guān)于紅豆杉中黃酮和多糖的研究多集中在試驗方法、成分結(jié)構(gòu)以及藥理等方面,王華田[11]等表明光照對銀杏葉黃酮含量影響較大,其中光照充足的側(cè)面黃酮含量最高,本試驗中2種紅豆杉在全光照條件下的黃酮含量均高于70%遮蔭,且差異極顯著,與王華田[11]等研究結(jié)論一致。南方紅豆杉多糖含量在70%遮蔭下略高于全光照,二者無差異,但太行紅豆杉在全光照條件下多糖含量高于70%遮蔭條件,且差異顯著。可見,不論是南方紅豆杉還是太行紅豆杉,全光照條件下有利于紅豆杉中黃酮和多糖的合成與累積。
總之,南方紅豆杉引種到北方種植時,就光照強度而言,以全光培養(yǎng)其植株生長量和營養(yǎng)成分黃酮多糖含量均高,而太行紅豆杉在遮蔭條件下更有利用紅豆杉的生長,但其營養(yǎng)成分黃酮和多糖累積相對較少,另外,由于南方紅豆杉試驗材料移栽到北方地區(qū)時間較短,在第1個生長季節(jié)表現(xiàn)出的優(yōu)勢明顯高于太行紅豆杉,至于下年的年生長量和營養(yǎng)成分是否還具有同樣的規(guī)律,還有待進一步更全面的試驗研究。
(收稿:2017-12-26)
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