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石蒜属不同种间生物碱含量差异性研究



全 文 :江西农业大学学报 2010, 32(3):0560-0565 htp://xuebao.jxau.edu.cn
ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensis E-mail:ndxb7775@sina.com
石蒜属不同种间生物碱含量差异性研究
袁菊红 1 ,胡绵好 2 ,夏 冰 3
  (1.江西财经大学 园林系 , 江西 南昌 330032;2.江西财经大学 资环系 ,江西 南昌 330032;3.江苏省· 中国科
学院 植物研究所(南京中山植物园),江苏 南京 210014)
摘要:利用高效液相色谱(HPLC)仪梯度洗脱程序对花谢后 2周的石蒜属植物和中国水仙 17份样品鳞茎中石
蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏 3种生物碱含量进行测定 , 并对生物碱含量进行方差分析 、多重比较及相关分析 , 探
讨石蒜属生物碱含量的种间差异性及影响因素。结果表明:所测 3种生物碱的含量在石蒜属种间存在很大的
差异 ,不同种间加兰他敏的含量为 0.18 ~ 5.15mg/g,力可拉敏为 0.20~ 2.94mg/g,石蒜碱为 1.84 ~ 8.36mg/g。种
间差异达极显著水平(P<0.01)。同一物种石蒜碱与力可拉敏 、力可拉敏与加兰他敏含量呈一定的正相关 , 相
关系数分别为 0.406 7和 0.172 6, 但石蒜碱与加兰他敏之间几乎没有相关性。 被测石蒜属植物 3种生物碱含
量种间差异悬殊 ,同种不同产地间也存在差异 ,可作为石蒜属药用种质资源选择的依据。
关键词:石蒜属;生物碱含量;种间差异;HPLC
中图分类号:S682.2  文献标志码:A  文章编号:1000-2286(2010)03-0560-06
AStudyontheDiferenceinAlkaloidsContents
inDiferentSpeciesofLycoris
YUANJu-hong1 , HUMian-hao2 , XIABing3
  (1.DepartmentofLandscapeArchitecture, JiangxiUniversityofFinanceandEconomics, Nanchang
330032, China;2.ResourceandEnvironmentDepartmentofJiangxiUniversityofFinanceandEconomics, Nan-
chang330032, China;3.InstituteofBotany, JiangsuProvince& ChineseAcademyofSciences, Nanjing
210014, China)
  Abstract:Thecontentsoflycorine, lycoramine, andgalanthamineinbulbsof17 samplesofLycorisand
NarcissustazetaL.var.chinensisweredeterminedwithHPLCtechnique, avarianceanalysisandmultiple
comparisonsofthethreealkaloidscontentsindiferentspeciesweredone, andtheinterspecificdiferenceand
influencefactorsofalkaloidscontentswerealsodiscussed.Theresultsindicatedthatthereexistedsignificant
diferencesinthreealkaloidscontentsindiferentLycorisspecies(P<0.01).Thecontentsofgalanthamine,
lycoramineandlycorineamongofthemwerefrom0.18 to5.15, 0.20 to2.9 4, and1.84 to8.36 mg/gre-
spectively.Corelationanalysisshowedthattherelationshipbetweenthecontentsoflycorineandlycoramine,
betweenlycoramineandgalanthaminewerepositiveinthesamespecies, thecorrelationcoeficientswere0.406 7,
0.172 6respectively.However, therewasnocorelationbetweenthecontentsoflycorineandgalanthamine.
Thecontentsoflycorine, lycoramine, andgalanthaminewereobviouslyvariableindiferentLycorisspeciesand
inthesamespeciesatdiferentlocalities.Thisprovidesreferencefortheselectionofgermplasmwithhighcon-
tentofalkaloids.
Keywords:Lycoris;alkaloidscontent;interspecificdiference;HPLC
收稿日期:2010-03-16  修回日期:2010-05-12
基金项目:江苏省科技厅科技基础设施建设计划项目(BM2006104)
作者简介:袁菊红(1975-), 女 ,讲师 , 博士 ,主要从事园林植物种质资源评价与遗传多样性研究 , E-mail:yjh97@
       jxufe.edu.cn。
第 3期 袁菊红等:石蒜属不同种间生物碱含量差异性研究
  石蒜属(Lycoris)是单子叶植物纲石蒜科中一个重要的属 ,该属约 20余种 , 75%的种类分布在我国
华东地区[ 1] ,是中国特有的观赏花卉和药用资源植物 。石蒜鳞茎富含多种生物碱 ,其中石蒜碱 、加兰他
敏具有抗胆碱脂酶活性 ,且具有抗肿瘤 、抗癌作用 [ 2] ;加兰他敏 、二氢加兰他敏在 20世纪 60年代被临床
上用于小儿麻痹后遗症和外伤性截瘫等病的治疗 , 20世纪 90年代后加兰他敏成为治疗老年痴呆症
(Alzheimer sdisease, AD)的首选药物之一 [ 3-4] 。国外较早报道了利用反相高效液相色谱法分离和测定
加兰他敏及其代谢产物表 -加兰他敏 (epi-galanthamine)、加兰他敏酮 (galanthaminone)[ 5-7] 。我国从
20世纪 60年代起开始了石蒜科植物加兰他敏的提取分离 、得率和含量测定 [ 8-11] ,近年来 ,有人报道采
用高效液相色谱测定石蒜属植物中的加兰他敏含量[ 12-13] ,也有对不同产地石蒜的石蒜碱 、加兰他敏和
力可拉敏 3种生物碱的含量进行研究的 [ 14] ,但这些研究仅限于石蒜属的个别物种 ,该属大部分种以及
不同生长发育时期鳞茎中的生物碱含量还鲜见报道。水仙属与石蒜属分类位置相近 ,且中国水仙鳞茎
中也含有多种石蒜科生物碱[ 15] 。因此 ,本文利用高效液相色谱法对石蒜属 13种 1变种和中国水仙共
17份样品的石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏进行测定 ,研究它们鳞茎中起主要药理活性作用的 3种生物
碱含量 ,以便为石蒜属资源的合理开发利用与保护提供依据 ,同时也为加兰他敏高含量石蒜种质的选育
奠定基础。
1 材料和方法
1.1 材料
本实验植物材料为石蒜属 13种 1变种及中国水仙共 17份样品 ,由作者亲自采集 、江苏省植物研
究所姚淦先生和汤儆杉博士鉴定。取花谢后 2周的石蒜鳞茎 ,洗净切碎 , 60 ℃干燥 ,粉碎 ,过 40目筛备
用 。每个样品设 3次重复。其学名 、采集地和主要形态性状等见表 1。
表 1 供试植物材料的基本资料
Tab.1 Dataofmaterials
植物材料
Materials
采集地
Locality
花色
Perianthcolor
出叶类型
Leavesappearing
inspringorautumn
安徽石蒜 安徽琅琊山 黄色 春出叶
L.anhuiensisY.Hsu&G.J.Fan 南京中山植物园 黄色 春出叶
长筒石蒜 南京中山植物园 白色 春出叶
L.longitubaY.Hsu&G.J.Fan 南京江宁 白色 , 上有淡紫红色条纹 春出叶
香石蒜
L.incarnataComesexSprenger 南京中山植物园 白色渐变肉红色 ,上有红色中肋 春出叶
鹿葱
L.squamigeraMaxim 南京中山植物园 淡紫红色 春 、秋出叶
换锦花
L.sprengeriComesexBaker 江苏宜兴 淡紫红色顶端蓝色 春出叶
红蓝石蒜
L.haywardiTraub. 杭州植物园 紫红色顶端蓝色 秋出叶
矮小石蒜
L.radiata(L Hér.)Herb.var.pumilaGrey 杭州植物园 红色 秋出叶
石蒜
L.radiata(L Hér.)Herb. 江苏宜兴 鲜红色 秋出叶
忽地笑
L.aurea(L Hér.)Herb. 南京中山植物园 黄色 秋出叶
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 江 西 农 业 大 学 学 报 第 32卷
续表 1 供试植物材料的基本资料
Tab.1 Dataofmaterials
中国石蒜
L.chinensisTraub. 江苏句容 黄色 春出叶
乳白石蒜
L.albifloraKoidz. 南京中山植物园 奶白色、衰老时白色 ,中央一浅橙色带 春出叶
玫瑰石蒜
L.roseaTraub&Moldenke 南京中山植物园 玫瑰色 秋出叶
稻草石蒜
L.stramineaLindl. 南京中山植物园 浅稻草色 ,上面具一粉色带 秋出叶
江苏石蒜
L.houdysheliTraub. 南京中山植物园 乳白色 , 花被背面有一条浅绿色带 秋出叶
中国水仙
N.tazetaL.var.chinensisRoem. 福建漳州栽培材料 白色 冬季
1.2 生物碱含量的测定
1.2.1 植物样品和标准品溶液的制备 本研究所采用的仪器 、试剂及植物样品和标准品溶液的制备同
袁菊红等[ 16]的方法 。
1.2.2 色谱条件的确定 石蒜属植物所含化学成分较为复杂 ,为了使供试品中的化学成分尽可能洗脱
和分离 ,我们采用梯度洗脱来测定这 3种生物碱含量。色谱条件(流动相):A:水 , B:乙腈。梯度洗脱程
序:0 ~ 10 min, φ(A)∶φ(B)=85∶15;10 ~ 45 min, φ(A)∶φ(B)=80∶20 。流速:1 mL/min,检测波长为
232 nm,柱温:40 ℃,进样量:10 μL,梯度平衡时间:10 min。石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏的色谱保留
时间分别为 12.585, 30.439, 33.650min, 3种化合物分离良好 。
1.2.3 精密度与稳定性实验 经精密度与稳定性实验 ,石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏的日内测定误差
RSD分别为:0.22%, 0.56%和 0.40%;日间测定误差 RSD分别为:0.70%, 0.93%和 1.0%(n=5)。
1.2.4 线性关系及回收率考察 精密量取配制好的石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏 3种标准品溶液 1,
2, 5, 6, 8和 15 μL分别注入液相色谱仪 ,记录色谱图 ,以浓度为横坐标 ,峰面积为纵坐标作线性回归方
程 ,并取 3份中国石蒜样品按测定方法进行了加标回收实验 ,其结果见表 2 ,说明线性关系及回收率考
察符合测定要求 。
表 2 3种生物碱的线性回归方程及其回收率
Tab.2 Calibrationcurve, linearrangeandrecoveryofalkaloids
化合物
Compound
线性回归方程
Calibrationcurve*
相关系数
Correlationcoeficient
线性范围 /(μg· μL-1)
LinearrangeC
回收率 /%
Recovery
石蒜碱 Lycorine C=0.004 1A+ 0.005 4 0.999 9 2.94 ~ 44.10 97.73
力可拉敏 Lycoramine C=0.001 4A- 0.065 4 1.000 0 2.42 ~ 36.30 95.36
加兰他敏 Galanthamine C=0.003 8A+ 0.121 5 1.000 0 1.00 ~ 15.00 99.95
  表中 C指含量 , 单位 μg/μL, A指峰面积。 Ciscontentμg/μL, Aispeakarea.
1.2.5 供试样品的生物碱含量测定 按上述确定的色谱条件 ,对供试的 17份植物样品中的石蒜碱 、力
可拉敏和加兰他敏含量进行测定 ,记录色谱图 。
1.3 数据处理
用外标法按色谱峰的峰面积来计算 3种生物碱的含量。此外 ,利用 STST统计软件对种间 3种生物
碱含量进行方差分析 、SSR多重比较和相关分析。
2 结果与分析
2.1 供试样品中石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏的含量
所测 3种石蒜生物碱的含量(以干质量计),石蒜碱为 1.84 ~ 8.36 mg/g,力可拉敏为 0.20 ~ 2.94mg/g,
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第 3期 袁菊红等:石蒜属不同种间生物碱含量差异性研究
加兰他敏为 0.18 ~ 5.15 mg/g(表 3)。石蒜属种间存在很大的差异 ,其中以加兰他敏的含量差异最大 ,
达 26倍;其次是力可拉敏 ,为 14.5倍;石蒜碱差异较小 ,约 4倍。石蒜碱的含量最高的物种是香石蒜 ,
其次是忽地笑 ,鹿葱第 3 ,长筒石蒜含量最低 。力可拉敏的含量排前 3位的依次是:玫瑰石蒜 、换锦花和
琅琊山的安徽石蒜。加兰他敏含量以南京江宁长筒石蒜最高 ,乳白石蒜第 2,琅琊山的安徽石蒜第 3,而
秋天出叶的石蒜 、矮小石蒜 、稻草石蒜 、江苏石蒜和中国水仙的含量很低 。
表 3 石蒜属和中国水仙中的石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏含量
Tab.3 ThreealkaloidscontentofLycorisandNarcissus.tazettaL.var.chinensis(n=3) mg/g
植物材料
Materials
石蒜碱含量
Contentoflycorine
力可拉敏含量
Contentoflycoramine
加兰他敏含量
Contentofgalanthamine
安徽石蒜(琅琊山)L.anhuiensisLYS 3.61 ±0.32 2.20 ± 0.26 3.46 ±0.21
安徽石蒜(南京中山植物)L.anhuiensisBG 3.14 ±0.18 1.24 ± 0.04 2.56 ±0.18
长筒石蒜(南京中山植物)L.longitubaBG 1.84 ±0.11 1.80 ± 0.14 2.24 ±0.06
长筒石蒜(南京江宁)L.longitubaJN 1.89 ±0.25 1.14 ± 0.14 5.15 ±0.28
香石蒜 L.incarnata 8.36 ±0.35 0.75 ± 0.01 2.39 ±0.01
鹿葱 L.squamigera 4.82 ±0.37 1.31 ± 0.09 1.74 ±0.03
换锦花 L.sprengeri 3.57 ±0.12 2.62 ± 0.19 0.86 ±0.03
红蓝石蒜 L.haywardi 2.65 ±0.39 1.94 ± 0.09 0.43 ±0.02
矮小石蒜 L.radiatavar.pumila 3.07 ±0.02 1.53 ± 0.09 0.18 ±0.01
石蒜 L.radiata 4.02 ±0.16 1.58 ± 0.07 0.56 ±0.04
忽地笑 L.aurea 5.59 ±0.29 0.20 ± 0.01 2.24 ±0.10
中国石蒜 L.chinensis 4.53 ±0.16 0.70 ± 0.01 1.73 ±0.03
乳白石蒜 L.albiflora 3.31 ±0.04 0.67 ± 0.02 5.03 ±0.13
玫瑰石蒜 L.rosea 2.27 ±0.25 2.94 ± 0.15 0.53 ±0.06
稻草石蒜 L.straminea 3.27 ±0.41 0.78 ± 0.11 0.36 ±0.02
江苏石蒜 L.houdysheli 2.78 ±0.31 0.64 ± 0.04 0.30 ±0.01
中国水仙 N.tazettaL.var.chinensis 3.79 ±0.10 0.28 ± 0.01 0.46 ±0.01
2.2 三种生物碱含量的多重比较和相关分析
经方差分析 ,石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏的 F值依次为 118.36, 143.42和 684.64,远大于 F0.01 =
2.58,表明 F测验种间差异达极显著水平 。多重比较结果见表 4,石蒜碱和加兰他敏的含量种间差异显
著性比力可拉敏更明显。相关分析表明同一物种石蒜碱与力可拉敏 、力可拉敏与加兰他敏含量呈正相
关 ,相关系数分别为 0.406 7和 0.172 6,而石蒜碱与加兰他敏之间几乎没有相关性 ,相关系数为 r=0.014 1。
3 讨 论
3.1 生物碱含量的种间差异性
本研究中石蒜属植物的石蒜碱含量高低顺序(取前 7位)依次为:香石蒜 >忽地笑 >鹿葱 >中国石
蒜 >石蒜 >琅琊山的安徽石蒜 >换锦花 >乳白石蒜。从外部形态看 ,花色紫红色和黄色花的种类石蒜
碱含量高 ,而花色为白色的长筒石蒜和秋天出叶且为杂交起源的物种含量低。与 4种石蒜植物鳞茎中
石蒜碱含量高低趋势 [ 8]基本一致 ,但本研究中石蒜 、矮小石蒜的石蒜碱含量高于前人的研究结果。加
兰他敏的含量高低顺序(取前 7位)依次为:江宁的长筒石蒜 >乳白石蒜 >琅琊山的安徽石蒜 >中山植
物园的安徽石蒜 >香石蒜 >忽地笑 >中山植物园的长筒石蒜 。这一结果与花色有较好的相关性:即花
色为白色或乳白色的石蒜含量最高 ,花色为黄色的种类次之 ,红色 、紫红色花以及秋天出叶且杂交起源
的物种含量很低 。力可拉敏的含量与花色也有一定联系 ,即花色为玫瑰色 、紫红色顶端有蓝色斑点的种
类比黄色 、红色及白色花物种的含量高。由此可见 ,花谢后 2周左右的长筒石蒜和安徽石蒜是最适合提
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取加兰他敏的物种 ,其次是忽地笑和中国石蒜 ,这 4个物种不仅含量高且野生资源较丰富 ,乳白石蒜虽
然含量很高 ,但其分布范围狭窄 ,资源方面受一定限制 ,而石蒜虽分布广野生资源量大 ,但含量却明显偏低。
表 4 种间石蒜碱 、力可拉敏 、加兰他敏含量的多重比较结果
Tab.4 Theresultofmultiplecomparisonsofalkaloidscontentindifferentspecies(themethodofLSR) mg/g
植物材料
Materials
石蒜碱含量 Contentoflycorine
平均数
Mean
5%差异
P=0.05
1%差异
P=0.01
力可拉敏含量 Contentoflycoraminee
平均数
Mean
5%差异
P=0.05
1%差异
P=0.01
加兰他敏含量 Contentofgalanthamine
平均数
Mean
5%差异
P=0.05
1%差异
P=0.01
香石蒜 L.incarnata 8.36 a A 0.75 h G 2.39 cd CD
忽地笑L.aurea 5.59 b B 0.20 i H 2.24 d D
鹿葱 L.squamigera 4.82 c C 1.31 g F 1.74 e E
中国石蒜 L.chinensis 4.53 c CD 0.70 h G 1.73 e E
石蒜 L.radiata 4.02 d DE 1.58 f E 0.56 g G
中国水仙N.tazetaL.var.chinensis 3.79 de EF 0.28 i H 0.46 ghi G
安徽石蒜(琅琊山)L.anhuiensisLYS 3.61 def EFG 2.20 c C 3.46 b B
换锦花 L.sprengeri 3.57 efg EFG 2.62 b B 0.86 f F
乳白石蒜 L.albiflora 3.31 fgh FGH 0.67 h G 5.03 a A
稻草石蒜L.straminea 3.27 fgh FGH 0.78 h G 0.36 hi GH
安徽石蒜(南京中山植物)
L.anhuiensisBG 3.14 ghi GHI 1.24 g F 2.56 c C
矮小石蒜 L.radiatavar.pumila 3.07 hij GHI 1.53 ef E 0.18 j H
江苏石蒜L.houdysheli 2.78 ij HIJ 0.64 h G 0.30 ij GH
红蓝石蒜 L.haywardi 2.65 jk IJ 1.94 d CD 0.43 ghi G
玫瑰石蒜 L.rosea 2.27 kl JK 2.94 a A 0.53 gh G
长筒石蒜(南京江宁)L.longitubaJN 1.89 l K 1.14 g F 5.15 a A
长筒石蒜(南京中山植物)
L.longitubaBG 1.84 l K 1.80 de DE 2.24 d D
  本研究检测到中国水仙鳞茎也含有石蒜碱 、力可拉敏和加兰他敏 3种生物碱 ,其含量与石蒜属植物
相比 ,分别处于中高 、低 、低水平 。洪山海等[ 15]测定了来自杭州 、漳州 、厦门 3个产地中国水仙的石蒜碱
含量 ,结果发现其含量相差达十倍(0.01% ~ 0.1%),但均低于本实验的结果 。然而 ,矮喇叭水仙 [ N.
incomparabilisMil] 、[ LeucojumvernumL.] 、[ LeucojumaestivumL.]中的石蒜碱的含量却分别高达 0.33%,
0.53%, 0.46%[ 15] ,处于本研究中的中等水平。
3.2 产地 、生长年限和采集时间对生物碱含量的影响
中药材原料的质量因产地不同 ,差异很大 ,产地的气候 、土壤等对药用植物或药材的有效成分含量
的影响非常显著 。本研究中安徽石蒜中 3种生物碱含量都以安徽琅琊山高于南京中山植物园栽培的;
两份长筒石蒜的加兰他敏含量南京中山植物园的明显低于江宁的;本研究中石蒜的 3种生物碱含量都
高于范华均等[ 14]的结果 。分析其原因可能是产地气候 、土壤不同导致同一物种的生物碱含量发生了变
化 ,与石蒜中加兰他敏含量变化与生长环境有关[ 10]的结论相符。贾晓东等 [ 17]也测定了不同石蒜种源
上述 3种生物碱的含量 ,结果显示加兰他敏的含量有较大的差异 。半夏总生物碱含量测定结果也说明
了不同产地高低相差四倍稍多 ,即使产地相同的半夏 ,野生种与栽培种总生物碱含量也有高低之分[ 18] 。
这些均说明产地不同对植物体内生物碱含量的影响。药用植物的生长年限 、采集时间与成分含量有很
大关系 。有报道生长 4年的鹿葱 ,加兰他敏含量 ,在 4— 10月份之间以 7月份的最高 , 6月份的最低[ 19] ;
戴天佑 [ 11]对台湾省各地区 4月和 8月的忽地笑提取分离后发现 , 4月份采集的忽地笑中加兰他敏含量
高于 8月份采集的忽地笑(台湾省的台东除外)。本研究虽然只对花后 2周这一生育期进行了测定 ,但
却对我国石蒜属大部分物种进行了研究 ,且分析的是其 3种最主要的具有药理学活性作用的生物碱 ,其
含量种间相差悬殊可为氢溴酸加兰他敏原料药用植物资源的合理开发利用提供依据 ,也可为高含量加
兰他敏 、力可拉敏石蒜种质选育提供重要参考 。今后应加强有关石蒜种球年龄 、不同生育期生物碱含量
的动态变化 、石蒜植物体内不同生物碱是否存在相互转化以及转化机制等问题的研究 ,以便加速我国石
蒜属药用植物 GAP进程 。
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第 3期 袁菊红等:石蒜属不同种间生物碱含量差异性研究
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