全 文 ：·设施园艺· 北方园艺 2009(11):142～ 145
塑料大棚栽培对库拉索芦荟蒽醌类物质的影响
王 红星1 , 王太霞2
(1.周口师范学院 生命科学系,河南周口 466001;2.河南师范大学生命科学学院,河南新乡 453002)
　　摘　要:以库拉索芦荟为材料 ,运用高效液相色谱技术 ,研究了塑料大棚栽培对库拉索芦荟
主要有效成分蒽醌类物质的影响。结果表明:在大棚内生长的芦荟成熟叶总蒽醌类物质和芦荟
素含量减少 ,同时 ,其高效液相色谱图中出峰数量也显著减少。该试验还研究了增强 UV-B辐射
可对芦荟有效成分的影响 ,试验证明 ,增强 UV-B辐射促进芦荟叶中总蒽醌类物质和芦荟素的积
累 ,在处理10 d内以每天照射 6 h ,总蒽醌和芦荟素含量增加最多。
关键词:库拉索芦荟;蒽醌;芦荟素;高效液相色谱
中图分类号:S 682.33;S 625.2　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2009)11-0142-04
　　芦荟原产非洲热带地区和地中海沿岸[ 1-2] ,作为民
间传统草药已有4 000多年的历史 ,在我国的《神农本草
经》、《本草纲目》 ,欧洲的《希腊本草》 ,朝鲜的《东医宝鉴》
等古典药物书中均有关于芦荟的记载。传统芦荟多应
用于治疗外伤 、通便利尿及美容等。现在药用价值较高
的芦荟属植物 ,如库拉索芦荟(Aloe vera L.Burm.f)和木
立芦荟(Aloe arborescens Mill)等已被世界各地广为引种
栽培[ 3-6] 。芦荟属植物含有多种药用成分 ,其中主要是
蒽醌类物质和多糖。库拉索芦荟中的蒽醌类物质 ,包括
芦荟素(Aloin)、芦荟大黄素(Aloe-emodin)、芦荟苦素
(Aloesin)等 ,这些物质具有杀菌 、分解毒素 、消炎 、促进
第一作者简介:王红星(1967-), 女, 河南周口人 ,硕士 ,副教授, 现
主要从事植物生理生化研究工作。 E-mail:wanghx0606@126.
com。
通讯作者:王太霞(1964-),女 ,博士 ,教授 ,现从事药用植物的科研
工作。
基金项目:河南省重点攻关资助项目(072102270018);河南省教育
厅自然科学研究计划资助项目(2009B180032)。
收稿日期:2009-06-10
伤口愈合及通便利尿的作用[ 7] 。目前 ,国内外关于芦荟
有效成分的研究多集中在蒽醌类物质的组织化学定
位[ 8-11] 、成分的分离鉴定[ 12-13] 及药理方面的应用[ 14-15] ,有
关环境因素对有效成分影响的研究很少。
　　芦荟喜温怕寒 ,我国北方栽培的芦荟须在温室或塑
料大棚内越冬 ,从而导致芦荟接受的光照强度减弱。光
照强度减弱势必影响光合效率 ,从而影响以初生代谢为
基础的次生代谢产物的积累。因此 ,研究大棚栽培对芦
荟蒽醌类次生代谢物的影响 ,对生产具有一定的指导意
义。现以库拉索芦荟为材料 ,应用高效液相色谱技术和
紫外-近红外光谱仪 ,研究了大棚条件下库拉索芦荟叶
片中的有效成分-蒽醌类物质的变化 ,旨在确定大棚栽
培对库拉索芦荟有效成分含量的影响。此外 ,库拉索芦
荟所含的酚类衍生物蒽醌类物质是能吸收 UV-B的次
生代谢物 , Kakani V G[ 16] 在 129个 35 种作物对增强
UV-B响应研究的综述中发现 ,增强 UV-B能诱导并促
进吸收 UV-B的次生代谢物的产生和积累。而温室或
塑料大棚阻挡了太阳光中紫外线的透射 ,显然不利于芦
荟中蒽醌类次生代谢产物的积累 ,因此该试验设想 ,在
大棚内增加 UV-B辐射 ,以刺激有效成分的积累。
光强进一步减弱 ,影响光和产物的积累。另一方面 ,番
茄在高湿的环境条件下也容易发生病害 ,减小光和面
积 ,增加光合产物消耗 ,导致产量降低。
5.1　控制灌水
为了降低棚内湿度 ,在栽培冬暖大棚室内栽培番
茄 ,应适当控制灌水。若灌水过多 ,水分蒸腾量大 ,棚内
湿度大 ,直接降低棚内光照。高湿的环境还容易造成植
株徒长 ,使中下部光照进一步减弱。另外 ,灌水过多也
影响根的吸收能力 ,导致植株长势变弱。一般在番茄定
植时浇足底墒水后 ,在地面覆盖地膜保温 、保墒。前期
如果番茄能够正常生长一般不要浇水。但是 ,若土壤墒
情差 、番茄长势弱 ,可以在膜下暗灌浇小水。在中 、后期
可以增加浇水次数 ,但也应采取膜下暗灌。
5.2　使用粉剂或烟雾剂 ,改喷雾为熏烟或喷粉
为了防止番茄病虫害 ,在番茄生长期间需经常使用
农药。为了降低棚内湿度 ,在番茄病虫防治时 ,宜选用
粉剂或烟雾剂 ,通过熏烟或喷粉防治 ,减少可湿性粉剂
或水剂等的喷雾。
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北方园艺 2009(11):142 ～ 145 ·设施园艺 ·
1　材料与方法
1.1　试验材料
试验材料库拉索芦荟(Aloe vera L.)栽种于河南师
范大学生物园地 ,生长条件为大田种植 ,春 、秋季各施复
合肥 1次 ,浇水 2次 ,冬季塑料薄膜覆盖和加热器控温
10 ～ 15℃越冬。取生长良好 ,长势均匀无病虫害的
3 a生芦荟为材料进行研究。每株均选取成熟叶用于有
效成分的测定。
1.2　试验方法
1.2.1　处理方法　该试验所用库拉索芦荟分别在自然
光和塑料大棚内2种条件下生长 ,2个月后 ,大棚内的芦
荟分成 4组 ,每组 10株 ,其中一组作对照 ,另 3组用波长
为308 nm的OSRAMP 牌 L18W/760型 UV-B灯管 ,作
为光源增加 UV-B辐射。每天分别照射 3、6、9 h ,共照射
10 d。UV-B荧光灯固定于铁架上 ,灯管间距为 50 cm ,
距植株顶部约 50 cm ,分别测定自然光照 、大棚内 、大棚
内+UV-B辐射 3种生长条件下库拉索芦荟有效成分的
变化。
1.2.2　仪器和色谱条件　高效液相色谱仪为 Wa-
ters2996 ,色谱柱为伊利特 ODS2 ,C18分析柱 ,柱长×内
径为 250 mm×4.6 mm ,颗粒度 5μm ,流动相为甲醇∶
0.02%磷酸(9∶1),柱温 30℃,流速 1.0 mL/min。
1.2.3　芦荟叶片蒽醌类物质的测定方法　选取各处理
库拉索芦荟 2 a 生成熟叶片 ,每样3个重复 ,全叶在干燥
箱中 80℃烘干 ,研成粉末 ,过 40 目筛。精确称取粉末
100 mg ,加入2 mL甲醇 ,超声波提取60 min ,0.45μm微
滤器过滤 ,滤液适当稀释 ,吸取 10μL进样 ,以 1 ,8-二羟
基蒽醌为标准品 ,在 294 nm 波长检测 ,观察出峰数量;
另取标准品于 V-550型紫外-可见近红外线光谱仪(日
本分光公司)进行扫描 ,在294nm处做标准曲线 ,计算
总蒽醌的含量。以芦荟素为标准品 ,在 365 nm波长检
测 ,根据吸收峰面积计算出芦荟叶中所含芦荟素的量。
所用标准品均购自Sigma公司。
2　结果与分析
2.1　大棚栽培处理对芦荟蒽醌类物质的影响
试验结果表明 ,遮荫处理库拉索芦荟成熟叶中总蒽
醌和芦荟素含量均有所减少 ,分别减少了 40.3%和
29.9%,T 检验表明 ,遮荫处理的芦荟叶中总蒽醌和芦荟
素含量达到显著性差异水平 ,结果见图 1。高效液相图
谱显示 ,自然光下生长的芦荟叶提取物出峰数量明显多
于大棚内生长的芦荟 ,大棚内生长的芦荟提取物中许多
峰消失 ,说明大棚栽培导致在紫外波段有强烈吸收的次
生代谢物种类减少。此外 ,二者在相同时间出现的吸收
峰的峰面积和峰高度也存在差异 ,与对照相比 ,大棚内生
长的芦荟提取物的图谱中大部分峰的面积和高度有所下
降 ,只有个别峰面积增加 ,这说明遮荫处理会导致大部分
物质含量减少 ,极少数物质含量反而增加(图 2、3)。
图1　遮荫处理对芦荟蒽醌类物质的影响
注:L.自然光照;S.遮荫处理。
　　　　　　　图 2　自然光下芦荟叶提取物 HPLC 图谱 图 3　大棚内芦荟叶提取物 HPLC图谱
2.2　增强 UV-B辐射蒽醌类物质的影响
大棚内增强 UV-B辐射 10 d后 ,与对照相比 ,库拉
索芦荟成熟叶提取物中 ,有效成分总蒽醌和芦荟素含量
明显升高 ,而且 ,随着每天处理时间的延长而增加 ,每天
处理 6 h达到最大值 ,和对照相比总蒽醌和芦荟素分别
增加了 83.4%和43.3%, T 检验表明 ,达到显著性差异
水平。但处理时间延长至每天 9 h的芦荟叶提取物中 ,
总蒽醌和芦荟素的含量又有所下降。在增强 UV-B辐
射的过程中 ,随着每天处理时间的延长总蒽醌的含量变
化非常明显 ,而芦荟素含量变化相对平稳(图 4)。高效
液相图谱显示 ,与遮荫相比 ,经 UV-B辐射芦荟叶提取
物中又有新峰出现 ,说明增强 UV-B辐射诱导新的物质
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产生(图 5)。与自然光下相比 ,增强 UV-B辐射 ,出峰数
量变化并不大 ,然而 ,在相同时间出现的吸收峰的峰面
积和峰高度存在差异 ,自然光下的峰高和峰面积值较大
(图 2)。与自然光照相比 ,遮荫条件下增强 UV-B ,尽管
在紫外波段有强烈吸收的物质的种类变化不大 ,但相同
物质的含量还是有所下降。
图 4　增强 UV-B对芦荟有效成分的影响
图5　增强 UV-B辐射芦荟叶提取物 HPLC图谱
3　讨论
尽管库拉索芦荟被广泛栽种并有很高的药用价值 ,
但不同生长条件对其有效成分影响的研究还较少。芦
荟的主要有效成分是蒽醌类次级代谢物 ,在对此类物质
的研究中发现 ,1 a当中随着季节的交替 ,温度和光照强
度发生周期性的变化 ,芦荟叶片中芦荟素含量随之改
变 ,即从冬天到夏天随着温度升高而升高[ 17-21] 。通常认
为植物适应强光照 ,具有较高的光合速率[ 22] ,也有人认
为 ,强光照下由于碳生产的升高 ,而导致酚类化合物浓
度的提高[ 23] 。Chauser-volfson和 Alejangra paez分别研
究了不同光照强度对芦荟叶片中蒽醌类物质含量的影
响 ,Chauser-volfson发现遮荫条件下易变芦荟(Aloe mu-
tabilis Pillans)叶片中芦荟素 、高那特芦荟素和纳塔尔芦
荟素含量增加[ 18] ,他们认为 ,遮荫条件下芦荟叶较柔软 ,
芦荟素等蒽醌类物质含量增加是植物抗叶食动物的一
种保护措施。Paez A的结论是遮荫对库拉索芦荟叶片
渗出物中芦荟素等蒽醌类次级代谢物含量没有显著影
响[ 24] 。该试验结果显示 ,遮荫导致库拉索芦荟全叶中有
效成分总蒽醌类物质和芦荟素含量下降。芦荟原产非
洲沙漠地区 ,长期适应了干旱和强光辐射环境 ,大棚栽
培条件阻挡了部分光照的透过 ,造成光合有效辐射
(Photosynthesis active radiation ,PAR)较低 ,从而影响芦
荟的光合效率导致蒽醌类物质的合成前体供应不足 ,另
一方面弱光条件次级代谢途径关键酶活性减弱 ,代谢过
程受到影响[ 25-27] ,不利于次生代谢物的积累。因此 ,冬
季大棚栽培条件影响库拉索芦荟的品质。
很多研究证实了在增强 UV-B辐射条件下 ,作为一
种防御机制 ,植物体应激性的积累吸收 UV-B的次级代
谢物 ,如酚类 、黄酮类等[ 28] ,这些次级代谢产物积累在表
皮层 ,通常在280 ～ 340 nm有很强的吸收 ,抗 UV-B伤害
下能吸收屏蔽 UV-B对植物起到保护作用 ,该试验结果
显示 ,适当增强 UV-B辐射利于芦荟有效成分的积累 ,
而作者认为库拉索芦荟蒽醌类物质的积累 ,是芦荟对增
强 UV-B辐射的一种适应机制。同时应该注意到 ,处理
10 d每天照射 9 h的材料有效成分的积累反而下降 ,这
可能是由于增强的 UV-B 也从多个方面影响光合作
用[ 29-34] ,因此 ,造成长时间补充 UV-B辐射光合速率下
降 ,同化产物的积累降低 ,次级代谢物合成前体的减少 ,
从而影响生物合成系统生产次级代谢物的效率 ,降低蒽
醌类物质的总量。由此看来 ,长期进行 UV-B照射 ,并
不能使蒽醌类次级代谢物含量持续增加。另外 ,大棚内
较低水平的 PAR会增加植株对 UV-B的敏感性[ 34] ,而
造成对植株的伤害。因此 ,冬季大棚内增强 UV-B辐射
时间不宜太长 ,剂量不宜太大 ,在该试验所研究的照射
时间中以每天照射6 h有效成分增加量最大。
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Effects of Plastic Green House on Anthraquinones of Aloe vera L.
WANG Hong-xing1 ,WANG Tai-xia2
(1.College of Life Science , Zhoukou Normal University , Zhoukou , Henan 466001 , China;2.College of Life Science , Henan Normal Univer-
sity , Xinxiang , Henan 453002 , China)
Abstract:Effects of plastic green house on aloe vera anthraquinones was studied by the method of HPLC.The results
showed that the content of anthraquinones and aloin of aloe in plastic green house decreased respectively , at the same
time the number of peaks in the chromatogram decreased obviously , which showed that plastic g reen house condition
made the decrease of the kind of constituents in aloe leaves.The ef fects of enhanced UV-B radiation on efficiency
component w as also investigated , Results showed that enhanced UV-B irradiation acts as a promoter action in the accu-
mulation of anthraquinone and aloin.In 10 d of treatment the most content of anthraquinones and aloin of aloe was detec-
ted in the sample of 6 h irradiation.
Keywords:Aloe vera;Anthraquinones;Aloin;HPLC
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