全 文 ：越橘根系分泌物中有机酸组分及动态变化
李学淳1 , 杨　忠2 , 李亚东1
1.吉林农业大学园艺学院 ,长春 130118;2.吉林省产品质量监督检验院 ,长春 130022
摘　要:以三年生半高丛越橘品种“北陆”(Northland)为试材 , 利用高效液相色谱仪研究了不同时期越橘根系
分泌物中有机酸的组分及含量。结果表明:越橘根系分泌物中有机酸主要为草酸 、柠檬酸 、酒石酸 、苹果酸 、丙
二酸 、琥珀酸和乙酸 , 全年有机酸总量变化呈双峰曲线 ,第一高峰出现在 7月份 、第二高峰出现在 9月份。
关键词:越橘;根系分泌物;有机酸
中图分类号:S663.9　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5684(2009)05-0578-03
Study on Organic Acid of Root Exudates of Vaccinium
LI Xue-chun1 , YANG Zhong2 , LI Ya-dong1
1.College of Horticulture , Jilin Agricultural University , Changchun 130118 , China;2.Jilin Province
Product Quality Supervision Inspection , Changchun 130022 , China
Abstract:Organic acids of root exudates of Vaccinium were analyzed using Northland of V.corymbosum
L.by HPLC.Results showed that organic acids in root exudates of Vaccinium include oxalic acid , citric
acid , tartaric acid , apple acid , malonate , amber acid and acetic acid , and diversification of total amount
is a bimodal curve reaching apogee in July and second peak time in Sep.
Key words:Vaccinium;root exudate;organic acid
　　越橘为杜鹃花科(Ericaeae)越橘属(Vaccimi-
um)植物 ,属多年生落叶或常绿灌木或小灌木型
小浆果果树。越橘果实具有防止脑神经衰老 、抗
溃疡 、抗炎整肠 、增强心脏功能 、明目及抗癌等独
特功效[ 1] 。因此 ,国际粮农组织将其列为人类五
大健康食品之一[ 2] 。
在植物生长过程中 ,根系不仅从环境中摄取
养分和水分 ,同时也向生长介质中分泌质子 ,释放
无机离子 ,溢泌或分泌大量的有机物 ,这些物质和
根组织脱落物一起统称为根系分泌物(Root exu-
dates ,RE)[ 3] 。有机酸是根系分泌物的重要组分 ,
目前已知有草酸 、酒石酸 、柠檬酸 、苹果酸 、醋酸 、
丙酸 、丁酸 、琥珀酸 、延胡索酸 、乙醇酸 、丙二酸
等[ 4] 。它们大部分是三羧酸循环的中间产物 ,可
适当地降低土壤 pH ,因而能在一定程度上提高土
壤养分的有效性 。研究表明 ,根际土壤尤其是根
尖土壤阳离子交换量显著增加 ,这主要是由于根
系分泌的有机酸含有大量羧基 ,而羧基是很好的
阳离子交换基团。根系分泌物中的还原物质如柠
檬酸 、苹果酸等可将植物难以吸收利用的高价金
属离子还原为低价形态 ,从而提高这些元素的有
效性 ,铁 、锰的还原不仅与根分泌还原物质有关 ,
而且根际 pH 值降低和负电荷的释放都可增强
铁 、锰的还原作用 ,从而增加植物对它们的吸收和
利用[ 5] 。基于此 ,本试验研究了越橘根系分泌物
中有机酸的组成和含量 ,并分析了其全年的动态
变化 。

通讯作者
基金项目:公益性行业科研专项(nyhyzx07-028 , 2006-G25),吉林省科技发展重点项目(2007-5013)
作者简介:李学淳 ,男 ,硕士研究生 ,主要从事果树生物技术研究。
收稿日期:2008-12-20　　修回日期:2009-02-28
吉林农业大学学报　2009 ,31(5):578 ～ 580 http:// xuebao.jlau.edu.cn
Journal of Jilin Agricultural University E-mail:jlndxb@vip.sina.com
DOI :10.13327/j .j jlau.2009.05.024
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
以三年生半高丛越橘(V.corymbosum L.)品
种“北陆”(Northland)为供试植物材料。试验地点
为吉林农业大学小浆果园 。
仪器:Waters600高效液相色谱仪 ,Waters2996
紫外吸收检测器 ,Enpower色谱工作站 ,Sartorius电
子微量分析天平 , PHS-25(数显)酸度计。水相
针式过滤器 ,直径为 13 mm ,孔径为 0.45 μm。
1.2　越橘根部预处理
将供试越橘植株根部带土套入“根袋”(用
400目滤网做成高×周长为 20 cm ×30 cm 的袋 ,
底部封死),栽植于盛好营养土的塑料桶 。将其置
于适合其生长的自然环境中 ,正常田间管理 。试
验以 10株为一小区 ,共 3次重复。待越橘植株在
“根袋”中生长一年后 ,于第二年分 6 个时期即 Ⅰ
期(5月 10 日)、Ⅱ期(6 月 10 日)、Ⅲ期(7 月 15
日)、Ⅳ期(8月 5日)、Ⅴ期(9 月 20日)、Ⅵ 期(10
月20日)取出(每处理每次 3株)。将带根际土壤
的根系迅速装入塑料袋内 ,装入冰筒中带回实验
室 ,低温贮存 ,提取越橘根系分泌物 。
1.3　根系分泌物的收集
将越橘根系用 3倍体积去离子水淋洗 ,收集
根际土壤水溶液 。
1.4　越橘根系分泌物中有机酸的分离鉴定
将根系淋洗液 50℃水浴 ,浸泡 24 h(重复 2
次),3 800 r/min 离心 12 min。离心后取上清液 ,
布氏漏斗抽滤 ,抽滤后所得溶液用旋转蒸发器真
空减压浓缩(50 r/min 65℃)至 10 ～ 15mL后 ,先流
过732型阳离子交换树脂柱(22 mm×400 mm),去
离子水洗脱 ,旋转蒸发器低温浓缩 ,然后流过 717
型阴离子交换树脂柱(22 mm×400 mm)。滞留在
阴离子交换树脂柱内的有机酸用 1 mol/L HCl洗
脱 ,洗脱液用旋转蒸发器低温浓缩至近干 ,再用
pH 2.1的 HClO4 溶液溶解残留物并定容至
1.00 mL ,用 0.45μm滤膜过滤后作为试液 。相同
方法做样品空白 ,供 HPLC 分析用。
有机酸标准液的配制:分别称取适量上述有
机酸标准品(精确至 0.000 1 g),用超纯水稀释溶
解 ,以 0.45 μm 孔径的微孔滤膜过滤 , 转移至
50 mL 容量瓶中定容 ,制成质量浓度为 100 mg/L
的储备液 ,低温保存 。根据试验需要 ,将草酸 、酒
石酸 、柠檬酸 、苹果酸 、琥珀酸 、乙酸和丙二酸储备
液按 1∶5∶10∶10∶5∶15∶10的体积比混合 ,并稀释
成所需质量浓度的系列混合标准溶液。
流动相的配制:取 0.27 mL 浓硫酸 ,用超纯水
稀释至 1 000.00 mL ,经孔径为 0.45 μm 的微孔滤
膜过滤及超声波脱气(防止混入气泡影响结果)后
备用 。
色谱条件:Bio-Rad Aminex HPX-87H 色谱柱
(300 mm ×7.8 mm i.d.), 流动相为 5 mmol/L
H2SO4水溶液 ,流速 0.5 mL/min;柱温 50℃,进样
量 10 μL ,紫外检测波长210 nm 。
2　结果与分析
2.1　标准曲线的制作
根据本文“1.4”的步骤和条件 ,将混合标准系
列溶液依次等体积进样 ,分别得到 7种有机酸组
分的标准曲线 ,见表 1。
表 1　有机酸的标准曲线
Table 1.Calibration curves of the organic acids
有机酸
Organic acid
线性方程
Regression equation
r
草酸
Oxalic acid Y=2.326×105X+978 0.996
柠檬酸
Citric acid Y=2.462×104X+304 0.998
酒石酸
Tartaric acid Y=1.579×104X+188 0.999
苹果酸
Malic acid Y=0.287×104X+109 0.997
丙二酸
Malonic acid
Y=6.960×106X-3580 0.997
琥珀酸
Succinic acid
Y =5.675×104X-79 0.999
乙酸
Acetic acid
Y =1.043×104X+93 0.996
2.2　有机酸组分及动态变化
由表 2结果可以看出:越橘根系分泌物中有
机酸总量在生长季内形成 2个高峰。第一次高峰
出现在 Ⅱ ～ Ⅲ期 ,峰值较大 ,持续时间长 ,这是因
为该时期树体自身碳同化能力强 ,有机质代谢旺
盛 ,同时根系生长量大 ,发根数也多 ,而且生长持
续时间长 ,根表皮细胞长期处于活跃分生状态 ,分
泌大量有机酸 。第二次高峰出现在Ⅴ期 ,此时气
温逐渐降低 ,越橘根系进入第二次生长高峰 ,根系
生长量大 ,根表皮细胞生长旺盛 ,分泌大量有机
酸 ,与此同时土壤酶活性随温度降低 ,微生物活动
579李学淳等:越橘根系分泌物中有机酸组分及动态变化
吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University
受到抑制 ,分解有机酸能力降低 ,所以有机酸总量
最高峰出现在该时期 。 Ⅰ期出现低谷是因为该时
期越橘地上部枝 、叶开始生长 ,消耗大量体内贮藏
的营养物质 ,相应地根系活动减弱 ,有机酸的分泌
量降低。 Ⅵ期出现低谷是因为该时期温度持续降
低 ,根系由生长转为贮存能量时期 ,逐渐停止生
长 ,有机酸的分泌量降低 。另外 ,在年周期中 ,草
酸和丙二酸的含量明显高于其他有机酸 ,这可能
与越橘树体内有机酸种类代谢和根系分泌的生理
差异有关 。
表 2　不同时期越橘根系分泌物中的有机酸含量
Table 2.Contents of organic acids of Vaccinium RE.in different periods mg/ L
有机酸
Organic acid
时期 Period
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
平均
Average
草酸
Oxalic acid
2.36 4.18 5.49 6.20 4.31 1.83 4.06
柠檬酸
Citric acid
0.93 1.42 0.87 0.90 2.05 1.04 1.20
酒石酸
Tartaric acid
1.61 2.84 1.75 2.01 3.13 2.07 2.24
苹果酸
Malic acid
1.25 3.06 2.82 2.37 3.28 2.81 2.60
丙二酸
Malonic acid
2.52 2.38 6.11 4.22 2.88 2.37 3.41
琥珀酸
Succinic acid
2.84 4.51 3.15 2.31 3.89 2.52 3.20
乙酸
Acet ic acid
2.09 4.26 3.07 2.12 3.99 3.01 3.09
总量
Total
13.60 22.63 23.26 20.13 23.52 15.66
3　讨　论
本试验在国内首次测定出越橘根系分泌物中
有机酸的组分 ,并分析了其动态变化 。越橘根系
主要含有草酸等 7种有机酸 ,分泌物中有机酸总
量在一个生长季内呈双峰曲线 。
张建成[ 6]研究了苹果幼树根系分泌物含量变
化 ,在一个生长季内也出现 2次高峰 ,这与本试验
结果相一致。已有的研究表明:物种不同 ,分泌的
有机酸也不同 ,如油菜根系主要分泌草酸和琥珀
酸[ 7] ,籽粒苋主要分泌苹果酸 、柠檬酸和草酸[ 8] 。
张建成在苹果幼树根系分泌物中检测到草酸 、酒
石酸 、苹果酸 、柠檬酸 ,种类少于越橘 ,且有机酸总
量(0.15 ～ 0.33 mg/g)低于越橘(13.60 ～ 23.52
mg/g)。
本试验通过对越橘根系分泌物的提取 、分离 、
鉴定 ,初步确定了越橘根系分泌物中的有机酸组
分 ,对进一步研究越橘的营养学有重要意义。
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580　　　吉林农业大学学报　2009年 10月
Journal of Jilin Agricultural University 2009 , October