全 文 : [收稿日期] 2015-03-10;2015-11-10修回
[基金项目] 国家自然科学基金项目“外源镁对艾纳香中l-龙脑积累及药材产量影响的协同调控机制研究”(81403035);贵州省重大科技
专项计划项目“贵州地道药材艾纳香产业化开发关键技术研究与集成应用”[黔科合重大专项字(2013)6011]
[作者简介] 王 丹(1982-),女,副研究员,博士,从事中药材规范化生产与质量控制。E-mail:wang_dan1414@163.com
*通讯作者:庞玉新(1975-),男,副研究员,博士,从事南药资源研究与开发。E-mail:blumeachina@126.com
[文章编号]1001-3601(2015)11-0633-0153-04
赤霉素对冬季迟缓期艾纳香生长和有效成分含量的影响
王 丹,马青松,范佐旺,李小婷,宛 骏,庞玉新*
(1.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所,海南 儋州571737;
2.海南省艾纳香工程技术研究中心,海南 儋州571737)
[摘 要]为研究赤霉素对冬季迟缓期艾纳香生长和有效成分含量的影响,以一年生艾纳香种子苗为实
验材料,在冬季艾纳香生长迟缓期喷施3次赤霉素,测定艾纳香的株高、地径、叶长、叶宽、叶干重、叶片总黄
酮含量和叶片中l-龙脑含量。结果表明:赤霉素可显著促进艾纳香生长,提高生长指标和叶干重,其中,
1mg/L和10mg/L赤霉素的效果最明显。赤霉素可不同程度地抑制艾纳香叶片中总黄酮相对含量的积累,
但不同浓度的赤霉素极显著地促进了总黄酮绝对含量的增加,1mg/L赤霉素处理下的总黄酮绝对含量分别
是10mg/L、100mg/L和空白处理的1.78倍,2.54倍和4.69倍。赤霉素显著抑制了l-龙脑的积累,但可促
进其绝对含量的增加;1mg/L赤霉素处理的艾纳香叶片中l-龙脑绝对含量最高,分别是100mg/L和CK处
理的1.57倍和3.67倍。结论:在冬季艾纳香生长迟缓期施加赤霉素可以显著促进艾纳香生长和增加叶干
重,提高总黄酮和l-龙脑的绝对含量。
[关键词]赤霉素;艾纳香;生长迟缓期;l-龙脑含量;总黄酮含量
[中图分类号]S567.23+9 [文献标识码]A
Efects of Gibberelin on Growth and Contents of Efective Constituents in
Blumea balsamiferain Slow Growth Period of Winter
WANG Dan,MA Qingsong,FAN Zuowang,LI Xiaoting,WAN Jun,PANG Yuxin*
(1.Tropical Crops Genetic Resources Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Danzhou,
Hainan571737;2.Hainan Provincial Engineering Research Center for Blumea Balsamifera,Danzhou,Hainan
571737,China)
Abstract:To investigate the effect of gibberelin on growth and contents of effective constituents in B.
balsamiferain slow growth period of winter,The seedlings of one-year-old B.balsamifera were applied
with gibberelin in slow growth period of winter for three times.The height,ground diameter,length of
leaf,width of leaf and leaf biomasses were measured.Then,the relative contents of total flavones and l-
borneol in leaves of B.balsamifera were determined.Results:Gibberelin significantly enhanced the growth
of B.balsamifera,and increased growth indexes and leaf biomass.The effect of 1mg/L and 10mg/L
gibberelin was so obvious.The different concentration of gibberelin inhibited the accumulation of relative
contents of total flavones in different degrees.However,gibberelin significantly increased the absolute
contents of total flavones in leaves.The absolute contents of total flavones were highest under 1mg/L
gibberelin treatment,which were 1.78,2.54and 4.69times than that under 10mg/L,100mg/L
gibberelin treatment and CK.The gibberelin significantly inhibited the accumulation of l-borneol relative
contents and improved its accumulation of absolute contents.The absolute contents of l-borneol under
1mg/L gibberelin were the highest,which were 1.57and 3.67times than that under 100 mg/L
gibberelin treatment and CK.Therefore,the gibberelin could significantly promote the growth and the
accumulation of leaves,as wel as the absolute contents of total flavones and l-borneol in B.balsamiferain
slow growth period of winter.
Key words:gibberelin;Blumea balsamifera;slow growth period;l-borneol;total flavones
艾纳香为菊科(Asteraceae)植物艾纳香的新鲜
或干燥地上部分,具有祛风除湿、温中止泻、活血解
毒等功效[1-3]。艾纳香广泛分布于我国的海南、贵
州、云南等省[4]。艾纳香主要含有挥发油类、黄酮类
以及倍半萜类等成分,其主要成分为l-龙脑(l-bor-
neol)[5-7]。艾纳香作为天然艾片、艾粉、艾纳香油的
原料来源,越来越受到人们的亲睐,市场需要量不断
增加[8-9]。因此,获得高产和高质量的艾纳香是解决
问题的根本。而施肥是提高药材产量和质量的有效
途径[10]。在艾纳香道地产区如贵州省罗甸等地对
栽培艾纳香很少施肥或仅施少量钙镁磷肥。艾纳香
施肥相关的研究较少,何元农等[11]的研究表明,施
用农家肥圈肥、油枯和柴灰、尿素、过磷酸钙、氯化钾
和复合肥等的经济产量和生物产量较高,且有效成
贵州农业科学 2015,43(11):153~156
Guizhou Agricultural Sciences
分含量不减。其中氮肥对生物产量增加作用明显,
得油率和l-龙脑含量与 K肥用量呈正相关。氮肥
可以提高艾纳香药材的产量和有效成分含量[12]。
王丹等[13]研究发现,锰元素可极显著提高冬季生长
迟缓期的艾纳香生长指标和生物量,对l-龙脑和总
黄酮的相对含量的提高无显著影响,但极显著提高
了其绝对含量,即单株质量。因此,如何在获得较高
产量的同时,显著增加有效成分含量,是艾纳香施肥
亟待解决的问题。
赤霉素(gibberelin,GA)为四环二萜类化合
物,是一种广泛使用的植物生长调节剂,其最显著的
作用是促进植物茎的伸长,并且能够在植物不同的
生长发育期发挥作用[14-15],已在水稻、小麦、玉米等
粮食作物以及果树、花卉等园艺作物的实际生产中
得到广泛使用[16]。目前,赤霉素在药用植物栽培方
面的应用研究较少,主要集中在一些大宗药材,例如
黄芩、地黄、轮叶党参、贯叶连翘和杜仲等[17-21]。周
成明等[17]研究发现,赤霉素可以提高地黄的叶片生
长速度、叶面积系数以及出叶的速度,但是降低了根
茎折干率。蔡葛平等[18]叶面喷施200mg/L的赤霉
素可以显著增加黄芩的株高,但是叶片明显变小、茎
变细、颜色变浅,提高了地上部分的生物量,降低了
地下部分生物量以及黄酮类成分的含量。说明根类
药材可能不适宜喷施赤霉素。目前,未见赤霉素在
艾纳香上的施用研究。因此,笔者研究在海南冬季
艾纳香生长的迟缓期,进行不同浓度的赤霉素对艾
纳香生长指标、生物量以及有效成分相对含量和绝
对含量影响的肥效研究,为艾纳香合理施肥和专用
肥的配施提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 材料
艾纳香种苗:艾纳香种苗为一年生,经中国热带
农业科学院热带作物品种资源研究所庞玉新副研究
员鉴定为艾纳香[Blumea balsamifera(L.)DC.]。
仪器和试剂:7890A气相色谱仪(美国安捷伦科
技公司),FID氢火焰离子化检测器(美国安捷伦科
技公司),G4513A16位自动进样器(美国安捷伦科
技公司),2012-PCS紫外分光光度计[尤尼柯(上海)
仪器有限公司],CPA225D电子分析天平(北京赛多
利斯天平有限公司),KQ-500DB型超声仪(昆山市
超声仪器有限公司);左旋龙脑对照品(阿法埃莎化
学有限公司,批号为10147015,纯度>98%),芦丁
标准品(中国药品生物制品检定所,批号为100080-
200707,纯度为92.5%);水杨酸甲酯(天津光复精
细化工研究所),乙酸乙酯、甲醇、氢氧化钠(西陇化
工股份有限公司),亚硝酸钠(国药集团化学试剂有
限公司)和九水合硝酸铝(广州化学试剂厂)均为国
产分析纯。赤霉素(国药集团化学试剂有限公司)。
1.2 试验设计
于2014年1月27日开始,每隔10d进行艾纳
香叶面喷施赤霉素,共施肥3次,3次重复。施用浓
度为1mg/L,10mg/L和100mg/L,以不施赤霉素
为对照。于3月7日取样测定相关指标。
1.3 测定项目和方法
1.3.1 生长指标的测定 用直尺和卷尺分别测量
艾纳香株高、叶长和叶宽,使用电子游标卡尺测量地
径,阴干后用天平测量叶干重。
1.3.2 总黄酮含量的测定
1)对照品溶液的配制及标准曲线的制备同王
丹等[13]所用方法。
2)供试品溶液的制备。精密称取艾纳香叶(过
20目筛)粉末1.000 0g,至具塞锥形瓶中,加甲醇
溶液50mL,称定重量,冷浸30min后,在超声频率
为80Hz的超声清洗器中超声提取30min,放冷,
再称定重量,用甲醇补足减失的重量,摇匀后过滤,
取滤液作为供试品。
3)方法学考察。分别按精密度、稳定性、重复
性和加样回收试验进行方法学考察,结果均表明该
方法良好。
4)总黄酮含量测定。艾纳香叶片总黄酮相对
含量是指100个单位质量的艾纳香叶片中所含总黄
酮的单位质量数,为质量百分数(%)。总黄酮的绝
对含量为艾纳香总黄酮产量,指艾纳香叶片所含总
黄酮的质量。将制备的艾纳香叶片滤液进行吸光度
值测定,计算艾纳香叶片的总黄酮相对含量,并根据
相对含量计算总黄酮绝对含量。
总黄酮绝对含量=(叶总黄酮相对含量)/100×
叶片生物量
1.3.3 左旋龙脑含量的测定 采用GC法[13]测定
艾纳香叶片中的l-龙脑的相对含量,并进行精密度、
稳定性、重复性和加样回收试验,结果表明该方法良
好。l-龙脑的绝对含量为艾纳香总黄酮产量(g),指
艾纳香叶片中所含总黄酮的质量,结果为根据测得
的相对含量进行计算。
l-龙脑绝对含量=l-龙脑的相对含量/100×叶
片生物量
1.4 数据分析
采用Excel进行数据录入及图表的绘制,采用
SPSS 16.0软件进行统计与 One-way ANOVA方
差分析,并用Duncan检验法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 艾纳香的生长指标
由表1可见,与CK处理组相比,赤霉素施用浓
度为1mg/L、10mg/L和100mg/L的处理艾纳香
·451·
贵 州 农 业 科 学
Guizhou Agricultural Sciences
表1 赤霉素不同施用浓度艾纳香的生长指标
Table 1 Growth indexes of B.balsamiferaapplied with various concentrations of gibberelin cm
浓度/(mg/L)
Concentration
株高
Height
地径
Ground diameter
叶长
Leaf length
叶宽
Leaf width
1 41.65±4.48a 11.89±0.68a 19.16±2.07a 5.57±0.15a
10 48.54±3.69a 12.22±1.04a 19.62±0.73a 5.39±0.07a
100 51.46±9.67a 9.39±0.48b 16.60±0.73a 3.55±0.34b
CK 22.57±1.33b 5.35±1.07c 7.73±2.46b 2.02±0.89c
注:不同小写字母表示不同处理组内在0.05水平差异显著(下同)。
Note:The different lowercase shows significant difference in different treatments.The same below.
株高分别是对照的1.85倍,2.15倍和2.28倍。赤
霉素对艾纳香叶长和叶宽的增加显著,1mg/L、
10mg/L和100mg/L的赤霉素处理叶长分别是
CK处理的2.48倍、2.54倍和2.15倍,叶宽是对照
的2.76倍、2.67倍和1.76倍。
2.2 艾纳香叶的干重
由图示可见,1mg/L赤霉素处理组的叶干重最
高,为100.61g,分别是10mg/L、100mg/L赤霉素
和CK 处理 组 的 1.16 倍,1.80 倍 和5.76倍。
10mg/L和100mg/L赤霉素处理组的叶干重极显
著高于CK处理组,分别是其的4.97倍和3.20倍。
图示 赤霉素不同施用浓度艾纳香的叶干重
Fig. Leaf biomass of B.balsamiferaapplied with
different concentrations of gibberelin
2.3 艾纳香叶片中的总黄酮含量
由表2可见,1mg/L赤霉素和CK处理的总黄
酮相对含量最高,分别为1.88%和2.24%,显著高
于10mg/L和100mg/L处理,分别增加55.37%、
44.62%和85.12%、72.31%。1mg/L赤霉素处理
组的总黄酮绝对含量最高,为1.83g,显著高于
10mg/L、100mg/L赤霉素和CK处理组,分别是
其的1.78倍、2.54倍和4.69倍。
表2 赤霉素不同施用浓度艾纳香的叶片总黄酮含量
Table 2 Contents of total flavones in B.balsamiferatreated
with different concentrations of gibberelin
浓度/(mg/L)
Concentration
相对含量/%
Relative contents
绝对含量/g
Absolute contents
1 1.88±0.37a 1.83±0.30a
10 1.21±0.18b 1.03±0.14b
100 1.30±0.25b 0.72±0.12b
CK 2.24±0.19a 0.39±0.04c
2.4 艾纳香叶片中l-龙脑的含量
由表3可见,CK处理的l-龙脑的相对含量和绝
对含 量 均 最 高,分 别 比 1 mg/L、10 mg/L 和
100mg/L赤 霉 素 处 理 高 45.46%、45.46% 和
33.33%,差异达显著水平。各赤霉素处理中,以
1mg/L处理的艾纳香叶片中l-龙脑绝对含量最高,
显著高于100mg/L处理和CK处理,分别是其的
1.57倍和3.67倍。
表3 不同施用浓度艾纳香叶片中的l-龙脑含量
Table 3 Contents of l-borneol in B.balsamiferatreated
with different concentrations of gibberelin
浓度/(mg/L)
Concentration
相对含量/%
Relative contents
绝对含量/g
Absolute contents
1 0.11±0.01b 0.11±0.03a
10 0.11±0.01b 0.10±0.02ab
100 0.12±0.02b 0.07±0.01b
CK 0.16±0.01a 0.03±0.006c
3 结论与讨论
1)何元农等[22]研究发现,1-2月是艾纳香生
长迟缓期,3月为生长恢复期。本研究表明,未进行
任何处理的CK组艾纳香生长缓慢,甚至停止生长;
施加不同浓度的赤霉素可以显著促进艾纳香植株的
生长,提高株高、地径、叶长和叶宽等生长指标,尤其
是显著增加了叶干重,其中,赤霉素施用量为
1mg/L和10mg/L处理的作用最显著,这与大多数
研究结果相同[17,23-25]。史金钟等[23]发现,20mg/kg
赤霉素可以增大烤烟上部和全株叶面积。因此,在
海南冬季,艾纳香生长的迟缓期可以施加 1~
10mg/L赤霉素,有利于促进艾纳香植物生长和叶
片生物量的积累。
2)不同浓度的赤霉素不同程度地抑制了艾纳
香叶片中总黄酮和l-龙脑相对含量的积累,但是赤
霉素有利于总黄酮和l-龙脑绝对含量的积累。赤霉
素是为二萜类植物生长激素,主要通过促进α-淀粉
酶和总淀粉酶活性来加快植物细胞分化和植株的伸
长,进而提高对存储形式糖的利用。Furuya研究发
现,光照可以克服赤霉素对紫萍(Spirodela)花色苷
和黄酮类成分的生物合成的抑制作用,鉴于光照是
绿色植物糖类等能源物质来源的必要因素。由此推
断,赤霉素抑制黄酮类成分积累主要是由于其有利
于植物对有限的糖类成分的消耗,充足糖类成分可
以削弱这种抑制作用[18]。
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王 丹 等 赤霉素对冬季迟缓期艾纳香生长和有效成分含量的影响
WANG Dan et al Effects of Gibberelin on Growth and Contents of Effective Constituents in Blumea balsamiferain Slow Growth Period of Winter
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(责任编辑:聂克艳)
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Guizhou Agricultural Sciences