全 文 ：Mn对芦荟根活力及活性物质含量的影响
李卫宁 1 , 李 超 1 , 马晶军1＊ , 孙奂明 2 , 温雅君 2　
(1.河北农业大学理学院河北省生物无机化学重点实验室 ,河北保定 071001;2.北京农业技术推广站 ,北京 100029)
摘要　 [目的 ]研究Mn2+浓度对库拉索芦荟根活力及体内芦荟苷 、芦荟大黄素含量的影响。 [方法]采用砂培试验。 [结果] Mn2+对芦
荟根活力以及芦荟体内芦荟苷、芦荟大黄素含量均有影响。当营养液中Mn2+浓度为 1.0×10-5 mol/L时 ,芦荟根活力最高 ,芦荟苷和芦
荟大黄素含量也最高;随着供 Mn2+浓度的提高 ,芦荟体内Mn2+含量不断增加。 [结论]为生产出活性成分含量高的芦荟奠定基础。
关键词　芦荟;芦荟苷;芦荟大黄素;Mn2+;根活力
中图分类号　S682.33　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)03-01621-02
EffectsofTraceElementManganeseontheRootActivityandtheContentofActiveComponentsinAloebarbadensisMil.
LIWei-ningetal　(KeyLaboratoryofBioinorganicChemistry, ColegeofScience, AgriculturalUniversityofHebei, Baoding071001)
Abstract　 [ Objective] TheeffectsofMn2+ concentrationontherootactivityandthecontentofaloinandaloe-emodininAloebarbadensis
Mill.werestudied.[ Method] Thesandycultureexperimentwascarriedout.[ Result] TheresultsshowedthatthetraceelementManganese
hadsignificantefectontherootactivityandthecontentofaloinandaloe-emodin.WhentheconcentrationofMn2+inthenutrientsolutionwas
1.0×10-5 mol/L, therootactivityandthecontentofaloinandaloe-emodinwerethehighest.ThecontentofMn2+intheAloebarbadensis
Mill.increasedastheconcentrationofMn2+suppliedimproved.[ Conclusion] ThestudycanlaythebasisforproducingtheAloebarbadensis
Mill.withhighcontentactivecomponents.
Keywords　 AloebarbadensisMil.Aloin;Aloe-emodin;Mn2+;Rootactivity
基金项目　河北农业大学非生命学科和新兴学科科研发展基金项目。
作者简介　李卫宁(1982-),男 ,河北沧州人 ,助教 ,从事化学的教学与
科研工作。 ＊通讯作者 ,副教授。
收稿日期　 2009-11-02
　　芦荟(AloebarbadensisMil.)为百合科芦荟属 、多年生 、
常绿 、肉质 、草本植物 ,因富含多种活性物质而在诸多领域被
广泛研究与应用 [1] 。目前 ,有关芦荟代谢调控的研究很少 。
A.Paez等研究了光照对芦荟生物产量及碳代谢的影响 [ 2] 。
A.H.vanSchaik[ 3]等研究了灌溉与氮肥对芦荟凝胶产量及叶
片生长的影响 。在生产上 ,如何得到活性成分含量较高的芦
荟 ,是值得深入研究的课题。另外 ,通过研究芦荟的次生代
谢调控 ,找到一些重要次生代谢途径的关节点 ,并对其加以
调节 ,从而提高芦荟的药用质量也已成为研究热点 。试验
中 ,通过测定芦荟苷含量来评估芦荟质量 [ 4]具有科学依据 ,
这种方法已得到公认。为此 ,笔者研究了 Mn元素与芦荟苷
含量变化的关系 ,探索调控芦荟苷和芦荟大黄素代谢的过
程 ,从而为生产出活性成分含量高的芦荟提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料　供试芦荟为库拉锁芦荟 ,河北华美芦荟生产开
发有限责任公司提供。
主要试剂:芦荟苷标准品和芦荟大黄素标准品(中国药
品生物制品检定所);氯化三苯基四氮唑(Sigma);甲醇
(HPLC级);乙酸乙酯;Mn标准溶液(国家环境保护总局);
MnSO4·H2O(分析纯)。
主要仪器:Waters-600E系列高效液相色谱仪(美国 Wa-
ters公司);二极管阵列检测器(PDA);日立 Z-5000型塞曼原
子吸收光谱仪;UV-2501PC型紫外可见分光光度计(岛津);
JL-120型超声波清洗器(上海杰理科技有限公司)。
1.2　试验设计　选择株高约为 10、20、30 cm的芦荟苗 ,经处
理后培育于过 20目筛的石英砂中 [ 5] 。共设 6个处理 ,处理 1
～6 MnSO4浓度分别为 1.0×10-8 、1.0 ×10-7、2.0 ×10-7 、
1.0×10-6、5.0×10-6 、1.0×10-5、1.0 ×10-4 mol/L,各处理
营养液中其他各化合物浓度与全营养液配方相同。每个处
理 3次重复 ,以全营养液培养为对照。培养温度(29 ±3)
℃;相对湿度 50% ～ 70%;日照时间 14 h;光强 10 000 ～
12 000 lx;培育时间 60d。
1.3　分析项目与方法　根活力采用氯化三苯基四氮唑
(TTC)法测定 [ 6-7] ;Mn2+含量采用火焰原子吸收法测定。芦荟
苷 、芦荟大黄素含量采用 HPLC法测定 ,其中 ,流动相:甲醇 -
水(体积比 70∶30);流速:1 ml/min;检测波长:293 nm;进样量:
20μl;柱温:室温;芦荟苷的回归方程为 Y=217358+745 517X;
芦荟大黄素的回归方程为 Y=369 472+1 267 264X。
2　结果与分析
2.1　不同 Mn2+浓度对芦荟根活力的影响　由图 1可知 ,芦
荟砂培试验中 , Mn2+浓度直接影响着芦荟根活力的大小 ,对
植株生长外部性状也有一定的影响;另外 , 3个生长高度供试
芦荟所反映的规律基本相同 。处理 2、3、全液 、4、5的芦荟生
长正常 ,外部性状基本无区别:植株生长健壮 ,叶片饱满 ,呈
墨绿色 ,上布白色斑点。处理 1、6的植株生长明显劣于其他
各处理 ,主要表现为叶片不够饱满 ,叶色较浅 ,原因是缺
Mn2+导致植株的干物质产量 、净光合量以及叶绿素合成迅速
降低 [ 8-11] 。经观察培养材料得知 ,处理 3、全液 、4、5芦荟的
根量明显多于处理 1、2、6,表明缺 Mn2+及供 Mn2+过量皆显
著影响芦荟根系的生长。由图 1可知 ,随着供 Mn2+浓度的
增加 , 3个生长高度芦荟的根活力均升高 ,至处理 5时根活力
达最高值 ,且与其他各处理差异显著 ,当供 Mn2+浓度继续升
高时 ,根活力反而下降。
综合来看 ,在芦荟生长过程中 ,单就根系活力与外部性
状而言 ,处理 5的 Mn2+浓度(1.0×10-5 mol/L)最有利于芦
荟生长 ,其次是处理 4、全液 ,但此二者与处理 5差异显著 。
2.2　不同 Mn2+浓度对芦荟体内 Mn2+含量的影响　由图 2
可知 ,在供试的 3个生长高度芦荟中 ,随供 Mn2+浓度的增
加 ,芦荟植株 Mn2+含量均逐渐增加 ,至处理 6达最高值 ,与
其他各处理差异显著。
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(3):1621-1622, 1654 责任编辑　姜丽　责任校对　卢瑶
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2010.03.113
注:图中 A、B、C表示株高分别为 10、20、30cm的芦荟苗;同一幅图中标有相同小写字母表示没有显著差异(P>0.05),标有不同小写字母表示有显著差异(P<0.05)。下图同。Note:A, B, Cstandforaloeseedlingswithplantheight10, 20, 30cmrespectively;thesamelowercasesinthesamefigurestandfornosignificantdifer-
ences(P>0.05), diferentlowercasesmeansignificantdiferences(P<0.05).Thesameasfolows.
图 1　不同 Mn2+浓度培养液对芦荟根活力的影响
Fig.1　EffectsofculturesolutionwithdiferentMnconcentrationonrootactivity
图 2　不同Mn2+浓度培养液对芦荟植株锰含量的影响
Fig.2　EffectsofculturesolutionwithdiferentMnconcentrationonMncontentinaloeplant
2.3　不同 Mn2+浓度对芦荟植株芦荟苷和芦荟大黄素含量
的影响　由图 3可知 ,供 Mn2+浓度对芦荟植株芦荟苷与芦
荟大黄素含量影响较大。随着供 Mn2+浓度的增大 ,芦荟植
株芦荟苷与芦荟大黄素含量明显加大 ,至处理 5时芦荟苷与
芦荟大黄素含量分别达到最大值 ,处理 6芦荟苷与芦荟大黄
素含量又明显下降。试验中 ,芦荟苷与芦荟大黄素含量变化
同步 ,也证明以芦荟苷含量评价芦荟质量的科学性。另外 ,
对比 3个生长高度芦荟植株芦荟苷与芦荟大黄素含量变化
可知 ,株高由 10 ～ 30cm时 ,处理 6中芦荟苷含量与全液相比
由显著低过渡到显著高 ,表明随芦荟的生长对高 Mn2+环境
的耐受力有所提高 。结合 Mn2+的生物学功能可以推测:缺
Mn2+大大降低芦荟体内芦荟苷与芦荟大黄素含量的原因可
能是作为次生代谢过程中部分酶系的组成部分或者活化成
分的 Mn2+缺乏 ,降低了次生代谢作用。
综上可知 ,供 Mn2+浓度过低与过高时对芦荟植株芦荟
苷与芦荟大黄素含量均有影响。单就供 Mn2+而言 ,处理 5
的供 Mn2+浓度(1.0×10-5 mol/L)为生产高芦荟苷与芦荟大
黄素含量芦荟的最佳值。
图 3　不同浓度 Mn2+浓度对芦荟植株芦荟苷和芦荟大黄素含量的影响
Fig.3　EfectsofculturesolutionwithdifferentMnconcentrationonaloin, aloe-emodincontentinaloeplant
(下转第 1654页)
1622 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年
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(上接第 1622页)
3　结论与讨论
该试验结果表明 ,随着供 Mn2+浓度的增加 ,无论芦荟根
活力还是芦荟苷 、芦荟大黄素含量都有显著变化 ,而且变化
规律基本相同 ,即随供 Mn2+浓度的升高 ,芦荟根活力与芦荟
苷 、芦荟大黄素含量也升高。这种趋势有一定限度 ,当供应
量超过一定值时 ,根活力与芦荟苷 、芦荟大黄素含量不再升
高 ,反而下降。出现这种现象的原因可能是:某植物对某种
矿质营养元素的吸收有一最佳值 ,当满足此值时 ,利于机体
各种机能正常运作 ,表现出良好的生长状态 ,各种生理指标
达较佳水平;一旦某种元素供应量过大或过小 ,必会对机体
造成毒害或缺乏伤害 ,从而影响机体正常运行。
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