全 文 :收稿日期:2015-03-24; 修订日期:2015-07-10
基金项目:国家科技部支撑课题(No. 2011BAI101B09)
作者简介:肖 岚(1983-),女(汉族),湖南长沙人,湖南中医药大学药学院
讲师,硕士学位,主要从事中药炮制理论及中药资源质量控制研究工作.
* 通讯作者简介:刘塔斯(1952-) ,女(汉族) ,湖南长沙人,湖南中医药大
学药学院教授,博士研究生导师,博士学位,主要从事中药资源及其质量
控制研究工作.
玉竹化感作用的初步研究
肖 岚,刘应蛟,徐 贝,喻亚飞,刘塔斯*
(湖南中医药大学药学院,湖南 长沙 410208)
摘要:目的 探讨玉竹连作障碍产生的原因和建立合理的轮作制度。方法 以油菜、玉米、大蒜和根腐病原菌为受体材料,
进行种子萌发生长实验和菌丝生长测定。结果 0. 1g /ml玉竹根茎水浸提液对受体种子发芽率、胚根、胚芽长均有极显著
的抑制作用;0. 0125g /ml玉竹根茎水浸提液对受体种子发芽率的影响不明显,玉竹根茎水浸液对根腐病茄镰孢菌具有化
感促进作用。结论 玉竹根茎水浸提液对受体植物和根腐病害有化感作用。
关键词:玉竹; 水浸液; 化感作用; 种子萌发; 菌丝生长
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2015. 10. 079
中图分类号:S567 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2015)10-2510-02
化感作用是植物通过淋溶、挥发、残茬降解和根系分泌向环
境中释放化学物质,从而对自身或周围其他植物的生长产生影响
的现象[1]。化感作用普遍存在于自然界,中草药栽培过程 60%
以上根茎类药材都存在着连作障碍现象,如当归、西洋参等中草
药的连作障碍与化感作用有关[2,3]。另外,由于化感作用存在于
大多数植物中,植物根分泌物直接或间接地影响植物病原菌,主
要的作用在于抵消土壤的抑菌作用,诱变病原体繁殖体萌发,致
使植物病害加剧[4]。近些年来,对于药用植物的化感作用的研
究愈来愈引起关注,对于科学进行复合系统中植物配置、合理安
排耕作制度和采取有效栽培措施,促进生物多样性和农业可持续
发展意义重大。在当今国内外对玉竹的研究中,针对玉竹药性、
药理、种植技术、加工技术的研究居多,而对于玉竹连作不能超过
3年或者连作之后根腐病发病率高的原因是否与化感作用有关,
尚无人探讨。本研究拟通过常规化感作用生物测定的方法研究
玉竹根系分泌物对受体植物种子萌发、幼苗生长和根腐病病原菌
(茄镰孢菌)的化感效应,明确玉竹分泌物对受体作用的化感作
用和对茄镰孢菌的化感促进作用,为揭示玉竹连作障碍产生机
理、建立合理的耕作制度奠定理论基础。
1 材料与仪器
1. 1 材料 受体材料为湘玉竹营养期根茎,2014 年 10 月采挖于
湖南省邵东县国家级玉竹 GAP 规范化种植基地,经湖南中医药
大学中药鉴定教研室主任刘塔斯教授鉴定为百合科植物玉竹
Polygonatum odoratum(Mill.)Druce 的干燥根茎及须根。因玉竹
在秋季后出现“倒苗”,且在玉竹基地有种植过某些其他作物不
受影响,故受体材料选定为当地普遍种的大蒜、油菜、玉米作为对
比。受体种子均购于湖南省长沙市含浦镇学士生蔬市场。
受体病原菌,由课题组成员于 2014 年 6 月自行分离获得,并
经湖南农业大学植物保护学高必达教授鉴定为茄镰孢菌 Fusari-
um solani.属半知菌属亚门真菌。
1. 2 仪器 仪器:DZX - 1(6050B)真空干燥箱、RE - 52CS 型旋
转蒸发仪、AB104 - N 型电子天平、KQ500DE 型超声波清洗仪、
FZ102 型粉碎机、BPX - 52 型电热恒温培养箱。
1. 3 培养基 马铃薯葡萄糖培养基(PDA)。
2 方法
2. 1 玉竹根茎水浸液的制备 将玉竹鲜材料冲洗干净,自然晾干
后粉碎,过 40 目筛,称取 100g粉末放进大烧杯中,加入 500ml蒸
馏水进行浸泡。把大烧杯放进恒温摇床中,在 25℃超声清洗仪
中超声浸泡 24h。把浸泡液倒出,连续自然过滤两次后就得到浓
度为 1∶ 5(0. 2g /ml)玉竹水浸提液,存于 4℃冰箱备用。采用倍
量稀释法,稀释成 0. 1000、0. 0500、0. 0250 和 0. 0125 g /ml浓度梯
度的玉竹水浸提物,进行生物学测定。
2. 2 带药培养基的配制 将 PDA 培养基加热融化,冷却至 50℃
左右,每个培养皿内分别加 1ml 不同浓度的玉竹根茎水浸液,另
加约 9ml培养基,混匀后备用。每浓度处理 3 次重复,另设一组
加入 1ml灭菌后的蒸馏水作为空白对照(CK)。
2. 3 玉竹根茎水浸提液对种子萌发的影响 在培养皿(大蒜采
用直径 15cm,其他种子采用直径 9 cm)底部垫放 2 张滤纸,于
105℃高温灭菌;油菜、玉米和大蒜种子用 0. 3%高锰酸钾溶液消
毒 10min后,在相应无菌培养皿内各均匀摆放 40 粒(大蒜 15
粒) ,每皿分别加入 10ml(大蒜加入 20 ml)不同浓度的玉竹水浸
液,以蒸馏水作为对照。重复 3 次,置于光照培养箱培养,温度
25℃,光照时间为 12 h /d。培养过程中所有处理定时补充适量蒸
馏水,保持纸床湿润。从种子萌发之日开始记录萌发种子数,每
24 h观察记录一次,直至种子不再萌发。96 h后测量种子的胚根
和胚芽长度。
2. 4 玉竹根茎水浸提液对玉竹根腐病菌菌丝生长的影响 采用
菌丝生长速率法测定玉竹根系分泌物对根腐病镰孢菌菌丝生长
的影响。用打孔器(直径为 3mm)取菌落边缘长势一致的菌丝,
接入到添加不同浓度量的玉竹根茎浸提液的 PDA 平板中。25℃
培养,3d、5d和 7d 后分别测定菌落直径大小。每个处理 3 个重
复,空白处理作为对照。
2. 5 数据分析 发芽率(%)=(发芽种子个数 /供试种子数)×
100
发芽指数(GI)=∑(Gt /Dt)。Gt为发芽第 t 天时的发芽数,
Dt为相应的发芽天数。化感作用评价采用 Williamson G B[5]
(1988)等的方法,应用化感作用效应指数(RI) ,公式如下:
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时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 10 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2015 VOL. 26 NO. 10
式中:C -对照值,T -处理值,RI -化感作用效应指数。RI
> 0 时为促进作用,RI < 0 时为抑制作用。绝对值的大小与作用
强度一致。
试验数据先经 Excel2007 处理,再用 SPSS 17. 0 统计分校软
件利用单因素方差分析结合多重比较,分析受体种子的发芽数、
胚根、胚芽长度的差异以及菌丝直径大小。
3 结果
3. 1 对种子萌发的影响 由表 1 可知,随着浓度的增高,玉竹根
茎水浸提液对油菜、玉米、大蒜种子的萌发抑制作用在逐渐增强;
对于大蒜种子萌发抑制作用最显著(P < 0. 01) ,与高浓度组比
较,浓度为 0. 05g /ml和 0. 025g /ml 时对于油菜种子萌发率的影
响差异不显著,无统计学意义(P > 0. 05)。各浓度玉竹根茎水浸
提物对胚根长有较强抑制作用,浓度为 0. 1000g /ml 时,对油菜、
玉米、小麦均表现出极显著的抑制作用,化感效应指数 RI分别为
- 0. 79,- 0. 81 和 - 0. 68。
表 1 玉竹根茎水浸提液对不同受体作物的化感效应
受体
作物
处理浓度
/g·ml - 1
萌发率 /%
均数差 RI
胚根长 /mm
均数差 RI
胚芽长 /mm
均数差 RI
CK 92. 5 - 4. 00 - 2. 73 -
0. 1000 45. 83 - 0. 50 0. 83 - 0. 79 0. 33 - 0. 87
油菜 0. 0500 63. 33 - 0. 31 1. 50 - 0. 62 0. 66 - 0. 75
0. 0250 72. 50 - 0. 21 2. 33 - 0. 42★★ 3. 00 0. 05★
0. 0125 85. 83 - 0. 31★★ 6. 66 0. 39★★ 4. 66 0. 40★★
CK 61. 16 - 7. 00 - 3. 331 -
0. 1000 24. 16 - 0. 65 1. 33 - 0. 81 0. 83 - 0. 75
玉米 0. 0500 34. 16 - 0. 50 2. 00 - 0. 71 2. 16 - 0. 35
0. 0250 56. 66 - 0. 18★★ 5. 83 - 0. 16★★ 5. 33 0. 35★
0. 0125 73. 33 - 0. 06★★10. 6 0. 33★★ 7. 90 0. 57★★
CK 86. 66 - 18. 16 - 13. 33 -
0. 1000 15. 55 - 0. 82 5. 50 - 0. 68 3. 66 - 0. 72
大蒜 0. 0500 35. 5 - 0. 59★★11. 00 - 0. 36★ 3. 65 - 0. 72
0. 0250 71. 1 - 0. 18★★18. 00 0. 04★ 14. 66 0. 07★
0. 0125 95. 55 - 0. 09★★20. 33 0. 15★★17. 66 0. 24★★
玉竹根茎水浸提液浓度为 0. 025g /ml时,对大蒜胚根生长的
有轻微促进作用(RI = 0. 04) ,对油菜、玉米根的生长则表现为较
明显的抑制作用(RI 分别为 - 0. 42 和 - 0. 16) ;但是当浓度为
0. 0125g /ml时则不同程度地促进各受体作物胚根生长,并且与
高浓度处理组相比差异显著(P < 0. 01) (图 1)。随着浓度的增
高,玉竹根茎水浸提液对油菜、玉米、大蒜种子的胚芽生长呈现出
“高抑低促”现象,大蒜表现最明显,油菜、玉米变化不大;浓度低
于 0. 05g /ml时对大蒜胚芽生长促进作用最显著( (P < 0. 01) )
(图 2)。
图 1 玉竹水提液对受体种子胚根长的影响
3. 2 对菌丝生长的影响 由表 2 和图 3 可知,玉竹根茎水浸提液
各处理浓度对根腐病原菌茄镰孢菌菌丝生长具有促进作用,其化
感效应随培养时间逐渐减弱。处理浓度为 0. 10g /ml 时,对茄镰
孢菌菌丝生长正向刺激作用最显著,接种后培养 3d、5d 和 7d,RI
值分别为 0. 25、0. 11 和 0. 21。与高浓度组比较,接种 3d 时各处
理浓度对茄镰孢菌菌丝生长的化感作用差异显著(P < 0. 01)。
图 2 玉竹水提液对受体种子胚芽长的影响
表 2 玉竹根茎水浸提液对茄镰孢菌菌丝生长的影响
处理
浓度
3d
菌落直径
/mm
RI
5d
菌落直径
/mm
RI
7d
菌落直径
/mm
RI
CK 13. 56 - 22. 56 26. 33
0. 1000 18. 33 0. 25 22. 50 0. 11 33. 50 0. 21
0. 0500 13. 33 - 0. 02★★ 24. 50 0. 08 31. 50 0. 16
0. 0250 10. 83 - 0. 20★★ 21. 50 - 0. 70★★ 28. 76 0. 08★★
0. 0125 8. 83 - 0. 35★★ 13. 66 - 0. 39★ 18. 83 - 0. 28★
图 3 玉竹水提液对茄镰孢菌菌丝生长的影响
4 讨论
化感物质的浓度效应是化感作用研究的一个重要内容,同一
化感物质对同一植物,浓度高低不同时,则会产生抑制或促进两
种截然不同的作用,一般情况下,随着浓度的降低,化感物质的抑
制或促进作用会逐渐减弱、消失[6]。本研究中,玉竹根茎水浸提
液各处理浓度对油菜、玉米、大蒜的种子萌发、胚根根长及胚芽长
均表现出不同的化感效应(促进、抑制或无显著性影响)说明玉
竹所含的次生代谢物的化感潜力不同,在高浓度处理下(0. 10g /
ml)对于三种作物种子发芽率均有较强抑制作用;不同处理浓度
对大蒜的正向化感效应最明显。因此,长期种植玉竹的土地宜与
油菜、玉米、大蒜多种作物进行轮番耕作。同等条件下,可以优先
考虑玉竹与大蒜进行间作。当处理浓度为 0. 10g /ml 时,对茄镰
孢菌菌丝生长正向刺激作用最显著,可见玉竹自身化感物质可以
作为根腐病菌的营养来源,刺激病菌生长,连作可以使玉竹自身
的化感物质在根际土壤中积累,为病菌生长提供适宜的根际环境
和良好的繁殖条件,原菌数量不断增加,从而导致根腐病蔓延。
但由于实验时间较短,对于玉竹自身幼苗生长的影响还没有体现
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2015 VOL. 26 NO. 10 时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 10 期
出来,到底是何种原因,尚需深入研究。
参考文献:
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社,2001.
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中草药,2008,39(2) :267.
[3] 王玉萍,赵杨景,杨峻山,等.西洋参根系分泌物的初步研究[J].中
国中药杂志,2005,30(3) :229.
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[5] Willamson GB,Richardson D. Bioassays for allelopathy Measuring
treatment responses with independent controls[J]. J Chem Ecol,1988,
14(1) :181.
[6] 张新慧,郎多勇,张恩和.当归根际土壤水浸液的自毒作用研究及
化感物质的鉴定[J].中草药,2010,41(12) :2063.
收稿日期:2014-03-30; 修订日期:2015-07-07
基金项目:港澳台科技合作专项项目(2014DFH30010)
作者简介:帅银花(1967-) ,女(汉族) ,江西南昌人,中山火炬职业技术学
院副主任药师,学士学位,主要从事中药提取与分离及质量研究工作.
* 通讯作者简介:李远彬(1984-) ,男(汉族) ,广东河源人,广州中医药大
学博士研究生,博士学位,主要从事中药新药研究工作.
不同部位黄藤果实中血竭素的含量比较研究
帅银花1,李远彬2* ,陈燕燕2,袁凯伦2,赖小平2
(1.中山火炬职业技术学院,广东 中山 528436; 2.广州中医药大学,广东 广州 510006)
摘要:目的 建立高效液相色谱测定黄藤果实中血竭素含量的方法,比较分析不同部位黄藤果实中血竭素的含量。方法
HPLC法测定黄藤果实中血竭素的含量(Waters Atlantis dC18色谱柱(250mm × 4. 6mm,5μm) ,流动相为乙腈 - 0. 05mol /L
磷酸二氢钾溶液(50∶ 50) ,流速为 1. 0 ml·min -1,检测波长为 440nm。结果 血竭素高氯酸盐在 0. 009 ~ 0. 090mg·ml -1
范围内线性关系良好(r = 0. 9998) ,平均回收率为 101. 20%,RSD = 1. 93%;5 个不同产地黄藤果实中的血竭素含量为 0.
186 ~ 0. 796 mg·g -1,果皮中血竭素含量在 0. 861 ~ 3. 811mg /g,果肉未检出血竭素。结论 黄藤果实中所含血竭素主要
来自果皮部位,开发应用前景广阔。
关键词:黄藤; 血竭素; 果实; 高效液相色谱法
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2015. 10. 080
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2015)10-2512-02
黄藤 Daemonorops margaritae (Hance)Becc.为属棕榈科黄藤
属植物黄藤。目前对黄藤的研究尚少,黄藤植物与血竭的植物来
源相近,同时研究发现黄藤果实里面含有血竭素成分,具有重要
药用开发价值[1,2]。血竭为传统名贵中药,被誉为“活血之圣
药”,具有活血定痛、化瘀止血、敛疮生肌的功效。目前临床中使
用的血竭主要分为进口血竭和国产血竭[3,4]。进口血竭,俗称
“麒麟竭”,是由东南亚热带地区进口的棕榈科黄藤属麒麟竭
Daemonorops draco Bl.果实分泌的树脂,血竭素是其主要药效成
分之一;国产血竭,即“龙血竭”是主产于广西、云南、海南等地,
来自于龙舌兰科植物剑叶龙血树植物 Dracaena cochinchinensis S.
C. Chen含脂木材提取得到的树脂。2010 版《中国药典》中收载
的血竭为棕榈科麒麟竭果实的树脂[5],价格高昂,阻碍其医药中
的应用,同时国内医药市场对国产血竭(龙血竭)需求的不断扩
大和对龙血树野生源的掠夺性采伐和环境的破坏,龙血树野生资
源日趋枯竭,濒危灭绝,被很多国家列为珍稀濒危保护植物。我
们对血竭资源加强管理,合理开发利用的同时,寻找血竭替代品
对满足市场需求十分必要。我们认为从血竭同属植物中寻找血
竭替代品更能接近血竭的功效,由于黄藤与麒麟竭植物基源相近
且其果实中含有血竭素,黄藤果实成为血竭替代品的首选。本研
究主要用 HPLC法建立黄藤果实中血竭素含量的测定方法,比较
不同地区不同部位黄藤果实中血竭素的含量,为黄藤果实进一步
开发利用提供参考。
1 仪器与试药
Agilent 1100 型高效液相色谱仪,DAD 检测器,Agilent 1100
化学工作站;电子天平(Sartorius CP225D,Sartorius BP110S) ;超声
波清洗仪(KQ3200DE,昆山市超声仪器有限公司) ;血竭素高氯
酸盐对照品(中国药品生物制品检定所,批号 110811 - 200704,
含量测定用) ;乙腈为色谱纯;甲醇、磷酸二氢钾为分析纯;水为
纯净水。黄藤果实样品经广州中医药大学新药开发研究中心赖
小平教授鉴定。
2 方法与结果
2. 1 供试品溶液的制备 精密称取全果粗粉 1g,置棕色具塞锥
形瓶中,精密加入甲醇溶液 20ml,称重,超声提取 30min,取出放
冷,补足重量,过滤,取续滤液,用 0. 45μm微孔滤膜滤过,即得。
将黄藤果分别分离出果皮和果肉,打成粗粉,精密称取果皮
和果肉粗粉各 1g,置棕色具塞锥形瓶中,精密加入甲醇溶液
20ml,称重,超声提取 30min,取出放冷,补足重量,过滤,取续滤
液,用 0. 45μm微孔滤膜滤过,即得。
2. 2 血竭素的含量测定[6,7]
2. 2. 1 色谱条件 Waters Atlantis dC18色谱柱(250mm × 4. 6mm,
5μm) ,流动相为乙腈 - 0. 05mol·L -1磷酸二氢钾溶液(50∶ 50) ,
流速为 1. 0 ml·min -1,检测波长为 440nm,柱温为 40℃,进样量
为 20μl。见图 1。
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时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 10 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2015 VOL. 26 NO. 10