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露水草β-蜕皮激素含量积累规律与最佳采收期研究



全 文 :云南农业大学学报 Journal of Yunnan Agricultural University,2011,26 (2) :194 - 198,204 http: / /xb. ynau. edu. cn
ISSN 1004 - 390X;CODEN YNDXAX E-mail:xb@ ynau. edu. cn
收稿日期:2010 - 02 - 20 修回日期:2010 - 04 - 24
作者简介:牟兰 (1981 -) ,女,四川蓬溪人,硕士研究生,助理工程师,主要从事药用植物资源及规范化种植研
究。E-mail:mulan_1981@ sina. com
* 通讯作者 Corresponding author:杨生超 (1972 -) ,男,云南腾冲人,博士,教授,主要从事药用植物资源及规范
化种植研究。E-mail:shengchaoyang@ 163. com
DOI:10. 3969 / j. issn. 1004 - 390X (n). 2011. 02. 009
露水草 β-蜕皮激素含量积累规律与最佳采收期研究
牟 兰,杨生超* ,关德军,杨 涛,文国松,张维明
(云南农业大学 中药材研究所,云南省中药材规范化种植技术指导中心,云南 昆明 650201)
摘要:为确认露水草的最佳采收期,观测了露水草植株的生长发育进程,根及地上部分干物质和 β -蜕皮激
素的积累规律,结果表明:露水草出苗至抽薹期为缓慢生长阶段,开花期为其快速生长阶段,生育期 195 d时
干物质积累达到顶峰,结实后为稳定生长阶段;根的 β -蜕皮激素含量是地上部分的 4 ~ 20 倍;生育期 135 d
后,根 β -蜕皮激素含量逐渐增加,195 d时最高,以后快速下降。从而认为根为露水草的采收部位,生育期
195 d是露水草的最佳采收期。
关键词:露水草;β -蜕皮激素;采收部位;最佳采收期
中图分类号:S 567. 239 文献标识码:A 文章编号:1004 - 390X (2011)02 - 0194 - 05
A Study on Accumulation Regularity of Content of β-ecdysone and
Optimal Harvest Time in Cyanotis arachnoidea C. B. Clarke
MU Lan,YANG Sheng-chao,GUAN De-jun,
YANG Tao,WEN Guo-song,ZHANG Wei-ming
(Institute of Chinese Medicinal Materials,Yunnan Provincial Center of Chinese Medicinal
Materials’GAP Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China)
Abstract:To confirm the optimal harvest time of Cyanotis arachnoidea C. B. Clarke,the growth
process and accumulating regularities of dry materials and content of β-ecdysonde in root and aerial part
were observed. The results showed the stage from germination to bolting was slow growth period of C.
arachnoidea plant,and during blooming was rapid growth period. The accumulation of dry matter was
summit on 195th day of growth period,but the plant no longer increased and came into stability growth
period after fruiting. The content of β-ecdysone in root was 4 ~ 20 times more than aerial part’s. The
content of β-ecdysone in root rapidly increased after the 135th day,the time of 195th day was the high-
est,but the β-ecdysone content began to decrease rapidly. So the root was the harvesting position,and
the time of 195th day was the optimal harvesting time for C. arachnoidea.
Key words:Cyanotis arachnoidea;β-ecdysone;harvest position;optimal harvest time
露水草 (Cyanotis arachnoidea C. B. Clarke)又
名珍珠露水草、换肺散、鸡冠参等,为鸭跖草科
(Commelinaceae)蓝耳草属多年生宿根性草本,分
布于中国、印度、斯里兰卡及中南半岛,我国主要
分布于云南、贵州、广西、广东、福建、台湾等省
(区)海拔1 100 ~2 700 m的山沟、山坡林缘或林中,
其中海拔 2 000 m左右温暖湿润、土质肥沃的环境中
生长旺盛[1 -2],云南是露水草的主要分布区,东部、
中部和西部均产[2]。露水草以根或全草入药,具有
祛风活络,利湿消肿,退虚弱等功效[3 -4],其所含 β
-蜕皮激素具有促进细胞生长、刺激真皮细胞分裂,
促进人体蛋白质合成的作用,兽医临床广泛用于桑
蚕养殖中调节家蚕的生长发育,促使桑蚕上蔟整齐;
在水产养殖中也用于促进虾、蟹脱壳,以达到高产
的目的[5]。露水草是迄今为止报道的 β-蜕皮激素含
量最高的植物,也是提取 β-蜕皮激素的主要原料。
已有露水草驯化栽培技术的研究报道[6 -8]。云南省
石屏、新平等县,四川省冕宁县进行了露水草的人
工种植,种植面积超过 1 000 hm2,但栽培技术较为
粗放[9]。露水草的采收部位有根,也有全草的报
道[3 -4,6],而其全草 β-蜕皮激素含量占其干重的 1. 2
%,地下部分则达到 2. 9 %[10],但尚存露水草 β-蜕
皮激素药用部位的质疑。栽培条件下,露水草生长
迅速,生长历经萌芽期、苗期、抽薹、开花和结实
等几个生育时期,植株高大,为野生同龄植株的 2 ~
3倍[6]。1 ~3年生露水草全草 β-蜕皮激素含量分别
为 1. 60 %,1. 45 %和 0. 50 %[11],结合其一到三年
生单株产量,认为其采收年限为 1 ~2年为宜[6]。目
前云南地区,多以一年生植株,秋冬季节 11 ~12月
份,露水草停止生长,叶片发黄,种子成熟后采
挖[8],但缺乏有关不同生育时期露水草 β-蜕皮激素
含量积累进程科学依据。本研究通过对栽培露水草
的生长进程、地上部分及根部干物质积累规律,以
及主要成分 β-蜕皮激素积累规律的观测,从而探讨
露水草不同部位和不同生育时期 β-蜕皮激素含量及
产量,以确认其采收部位和最佳采收期,为露水草
种植提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
露水草种源为云南省石屏县龙棚镇驯化栽培
多年的优质种源,种子于 2007 年采自于该地区的
露水草种植基地。
1. 2 仪器与试药
露水草 β-蜕皮激素含量测定用 Anglent 1200 系
列高效液相色谱仪,CP214 电子天平,KQ-250 型超
声波清洗器,针头滤器 (0. 45 μm),β-蜕皮激素对
照品 (由美国 Sigma公司提供),分析纯。
1. 3 方法
1. 3. 1 栽培方法
试验于 2008 年 4 月至 2009 年 4 月在云南农
业大学教学试验农场、中药材实验室进行。试验
地海拔 1 930 m,年平均气温 14. 7 ℃,土壤为红
壤,肥力中等。采用实生苗栽培的方法。为使露
水草出苗快而整齐,播种前晒种 2 ~ 3 d,再用温
水浸泡 18 h,取出晒干表面水分,用细沙拌种,
分 3 个小区种植,小区 1. 5 m × 5. 4 m,面积为
8. 1 m2。2008 年 4 月 6 日,按用种量 4 ~ 5 g /m2
撒播,播后用 6 kg /m2 有机肥盖种,然后用无纺
布覆盖,浇透水。保持墒面潮湿,出苗后及时间
苗除草,5 月 15 日按照 10 cm × 10 cm 规格移栽,
移栽成活后,用按 4 kg /m2 的复合肥追肥。
1. 3. 2 调查方法
从播种开始,观察露水草各个生育时期的变
化。播种 135 d后,每个小区每隔 15 d 按随机取
样法抽取 10 株进行后置阴干,分别测其地上部分
和根的干重,粉碎后作为 β-蜕皮激素含量测定的
样品。从 4 月 6 日开始种植到 11 月 6 日完成采样
及生育时期的观察。
1. 3. 3 β-蜕皮激素含量测量方法
按照慧玉虎等用 RP-HPLC法测定珍珠露水草
提取物中蜕皮激素方法[12]测定每个样品地上部分
和根部 β-蜕皮激素的含量。
露水草全草及其地上部分和根的 β-蜕皮激素
产量按照:β-蜕皮激素产量 (mg) = 干重 (g)
×相应的 β-蜕皮激素含量 (%) × 1 000 计算。
再根据地上部分 β-蜕皮激素产量和根 β-蜕皮激素
产量之和作为全株 β-蜕皮激素产量。
2 结果与分析
2. 1 露水草生长发育进程
2. 1. 1 地上部分的生长
通过观测发现,露水草株高在 135 ~195 d 表现
为快速生长阶段,165 ~180 d增长最快,195 d 生长
停止,最高可达 24. 06 cm(图 1);分枝现象在 135 d
才开始出现,而且在 135 ~ 195 d 分枝较快 (图 2);
茎节数也具有相似的变化速率,135 d开始快速的增
长,195 d时增加到最多的 4. 8节 (图 3);135 d时,
单株叶数为 5. 50 片,以后逐渐增长,135 d ~ 165 d
平均长了约 1片叶子,165 ~180 d 从平均 5. 73 片增
长到 6. 50片,前一个月增长速度的 6. 7 倍 (图 4);
基生叶长度和宽度在 135 ~ 195 d 都同时迅速生长,
平均分别每天增长 0. 85,0. 05 mm,195 d 后开始萎
缩 (图5)。由此证明,露水草在播种后135 ~195 d,
591第 2 期 牟 兰,等:露水草 β-蜕皮激素含量积累规律与最佳采收期研究
即开花期地上部分的生长最为迅速。
2. 1. 2 根的生长
露水草在播种后的 135 d,单株平均根数增长
至 5. 90根,135 ~ 195 d 生长较快,长至 10. 10 根,
平均每 10 d长 0. 7 根。根长由 135 d 的 5. 43 cm长
至 195 d的 8. 56 cm,平均每天生长 0. 52 mm。165
~195 d是根生长最快的时期。由此可知,露水草
在盛花期根的生长速度最快 (图 6)。
691 云南农业大学学报 第 26 卷
2. 2 露水草干物质积累进程
露水草各部分干物质积累都是由缓到快再到
平稳的变化过程 (图 7) ,播种后至生育期的
135 d都处于缓慢生长阶段,135 ~ 195 d干物质积
累加快;此后进入平缓生长状态。135 ~ 180 d 植
株根冠比从 0. 68 降至 0. 42,180 ~ 195 d突然升高
到 0. 67,此时根干重占全草的 40. 5 %,说明植
株在初花前、盛花期地上部分生长相对较快,到
末花期营养生长开始转移到根部。
2. 3 露水草 β-蜕皮激素含量积累进程
生育期 135 d 后,地上部分 β-蜕皮激素在表现
为不规则的变化,时高时低;根部的含量在 135 ~
195 d逐渐增加,两个月增加了约 1. 6 倍。185 ~
195 d地上部分和根部的含量都出现急剧的增长。
195 d后开始显著下降。在不同生育期的 6个观测值
中,根的 β-蜕皮激素含量均高于地上部分,195 d时
根含量达到顶峰约为 5. 5 %,是地上部分的 13 倍。
验证了传统的以根入药的用药方法 (表 1)。
表 1 露水草不同时期 β-蜕皮激素含量
Tab. 1 Content of β-ecdysond in different growth period
of C. arachnoidea
生育期 /d
growth period
β-蜕皮激素含量 /%
content of β-ecdysond
地上部分 aerial parts 根 root
135 0. 518 ± 0. 070 Aa 2. 084 ± 0. 208 Aa
150 0. 405 ± 0. 069 Aab 3. 499 ± 0. 048 Bb
165 0. 352 ± 0. 048 Aab 3. 820 ± 0. 029 Bb
180 0. 362 ± 0. 024 Ab 3. 735 ± 0. 123 Bb
195 0. 420 ± 0. 038 Ab 5. 502 ± 0. 567 Bb
210 0. 167 ± 0. 004 Bc 3. 322 ± 0. 356 Cc
注:同列标有不同大写字母的数值表示达到极显著水平 (P
< 0. 01)差异;标有不同小写字母的数值表示达到显著水平 (P
< 0. 05)差异。
Note:Date flowed by different capital letters are significantly dif-
ferent at P < 0. 01 probability level;date followed different letters are
significantly different at P < 0. 05 probability level.
2. 4 露水草单株 β-蜕皮激素产量
计算全草及其地上部分和根的 β-蜕皮激素
产量 (表 2) ,结果表明:全株生育期 135 ~
195 d 其全草及其地上部分和根的 β-蜕皮激素
产量均逐渐增加,并达到最大值,此后迅速下
降;根在生育期 165 d 以后其比重均接近或达
到 95 % 以上,是全草 β-蜕皮激素产量的主要
构成部位,而地上部分对 β-蜕皮激素产量的贡
献则相对较小。
3 讨论
3. 1 露水草栽培条件下的生长发育进程
本研究表明,昆明地区种植露水草于 4 月上旬
播种,11月上旬植株生长停止,生育期 210 d,这
与前人的研究结果一致[6]。露水草种子播种出苗快
791第 2 期 牟 兰,等:露水草 β-蜕皮激素含量积累规律与最佳采收期研究
且整齐,8 月下旬生育期 135 d 以前,植株生长处
于营养生长阶段,生长缓慢,生育期 135 d 后,植
株处于生殖生长阶段,进入快速生长期,株高、单
株分枝数、叶数等生长旺盛,并于 180 d 左右达到
顶峰。因此,这一时期也是肥水管理的关键时期,
应保证充足的肥水条件,促进露水草的生长。此
后,由于开始进入冬季,气温快速下降,植株生长
停止,进入枯萎期。少数较早开花的分枝花葶末梢
枯萎断裂,茎节数略减,株高下降。基生叶生长停
止,由于外围基生叶及其叶尖干枯脱落,叶数呈下
降趋势。由于叶片细胞失水干枯,细胞收缩,因此
叶长和叶宽表现为降低。根部的生长速度滞后于地
上部分,地上部分生长停止后,营养物质向地下输
送,根数和根长均于 195 d 左右达到最大。随着气
温的进一步降低,地下部分生长受阻,部分根系断
裂,出现根数和根长的降低。
表 2 不同时期露水草单株 β-蜕皮激素产量
Tab. 2 The β-ecdysonde yield of C. arachnoidea in different growth periods
生育期 /d
growth period
地上部分 /mg
aerial parts
根 /mg
root
全草 /mg
whole grass
根占全草比例 /%
ratio of root in whole grass
135 0. 59 ± 0. 10 2. 86 ± 0. 23 3. 45 ± 0. 13 83. 0
150 1. 00 ± 0. 49 15. 10 ± 0. 03 16. 10 ± 0. 46 93. 8
165 0. 77 ± 0. 16 20. 35 ± 1. 21 21. 12 ± 1. 37 96. 3
180 1. 57 ± 0. 24 38. 77 ± 11. 10 40. 34 ± 11. 33 96. 1
195 3. 73 ± 1. 02 69. 21 ± 5. 56 72. 94 ± 6. 58 94. 9
210 1. 28 ± 0. 20 30. 41 ± 0. 15 31. 69 ± 0. 36 96. 0
3. 2 栽培露水草的最佳采收部位
露水草全草 β-蜕皮激素含量占其干重的
1. 2 %,地下部分则达到 2. 9 %[10]。作为专门用
于提取 β-蜕皮激素的原料药,传统记载为以根入
药,采收根[4,8],但也有研究认为以全草入药,
采收全草[3,6]。鉴于露水草采收部位报道存在的
质疑,本研究测定了露水草地上部分和根部的干
物质量、β-蜕皮激素含量及产量,研究表明:生
育期 195 d左右,露水草地上部分干重大于根部,
根的干重占全草的 40. 5 %;根部的 β-蜕皮激素
含量为 2. 084 % ~ 5. 502 %,而地上部分茎叶的
含量仅为 0. 167 % ~ 0. 518 %,二者相差约 10
倍;通过干物质产量和含量,计算 β-蜕皮激素产
量,生育期 165 d 以后根的 β-蜕皮激素产量占全
草的比重接近或达到 95 %以上,是全草 β-蜕皮
激素产量的主要构成部位,而地上部分对 β-蜕皮
激素产量的贡献则相对较小;β-蜕皮激素产量最
高的生育期 195 d 时,露水草根 β-蜕皮激素含量
是地上部分的 13 倍。上述结果说明,以根作为露
水草的采收部位能获取栽培绝大部分 β-蜕皮激素
产量,同时可以提高药材质量,降低提取过程中
的生产能耗,确认为最佳采收部位。
3. 3 栽培露水草的最佳采收期
有研究报道露水草根中 β-蜕皮激素的含量最
高可达 2. 9 %[6],而我们进行的试验得出根中的
含量最高可达 5. 05 %,说明不同的品种以及环
境、栽培方式等可能造成含量的较大幅度波动,
意味着露水草在纯化品种和规范化种植方面有待
进一步的研究。药用植物的最佳采收期是药材品
质和产量间的一种妥协。北柴胡可以当年采收,
此时的药材中的柴胡皂苷含量高,药材质量好,
但从生产实际考虑,一年生的生物产量比较低,
经济效益差;而二年生北柴胡的生物产量高,柴
胡皂苷的总含量高,所以可以从实际出发确定北
柴胡药材的适宜采挖年限[13]。栽培露水草根中 β-
蜕皮激素含量以一年生的收率最高,且工艺上最
易提取,二年生的次之,三年生的最差[7],因此
生产上应采取当年栽培当年采收。露水草生育期
135 ~ 195 d时,其地上部分主要有效成分 β-蜕皮
激素含量逐渐下降,而地上部分则逐渐升高,此
后两个部位均快速下降。露水草生育期 195 d 时,
其根的干物质积累均达到最大值,β-蜕皮激素含
量也达到最高,是露水草的最佳采收期。这较目
前露水草种植中以 11 ~ 12 月份采收种子后采收药
材[2]的栽培模式基本相同,但更为具体,具有更
强的可操作性。目前露水草生产中未建立专门的
药材生产和制种基地,药材生产基地也是制种基
地。随着露水草药材生产和制种功能的分化,药
材生产基地药材应在未结实采种前采收。若是以
收种子为目的的田块,采收期就应适当延后,待
种子成熟但未完全裂开时采收。
(下转第 204 页)
891 云南农业大学学报 第 26 卷
数和单株产量均降低,
云南不同油菜生态区域宜采用不同的轻简化
栽培方式。由于不同生态区油菜生产的自然气候
条件、栽培方式和栽培水平均存在显著差异,云
南油菜轻简化栽培不可能选用统一的方法,而应
因地制宜选用少免耕打塘点播种结合传统翻耕移
栽 (滇南热区)、免耕撒播结合翻耕移栽或直播
(滇中高稳产区)、免耕打塘点播 (滇东北和滇西
北冷凉地区)、免耕移栽加中耕管理和免耕移栽
不进行中耕管理 (滇西)、跟牛点播 (滇东旱地
油菜产区)等轻简化栽培方式。为提高商品油菜
籽的总产量,在部分有劳动力条件的滇中及滇中
以南产区,仍以采用传统的翻耕栽培 (直播或移
栽)方式为宜。
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