全 文 ：第 39卷　第 3期 厦门大学学报 (自然科学版 ) Vo l. 39　 No. 3
　 2000年 5月 Journal o f Xiamen Univ ersi ty ( Natural Science) May 2000　
·研究简报· 文章编号: 0438-0479( 2000) 03-0413-04
毛细管电泳法研究低能离子对甜菊糖苷
成分 的 影 响
收稿日期: 1999-10-22
基金项目: 国家自然科学基金重大资助项目 ( 19890300)
作者简介: 邵寒娟 ( 1974- ) ,女 ,助理实验师 .
邵寒娟 , 张向红 , 沈明山 , 陈睦传 , 蒋先志
(厦门大学细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室 , 福建 厦门　 361005)
摘要: 经能量为 75 KeV ,剂量为 1014 io ns /cm2的氮、碳离子处理的甜菊种子及未处理的甜菊种子 ,
栽培成苗后取叶片 ,提取糖苷后在相同的条件下进行毛细管电泳定量检测 ,研究氮、碳离子处理后主
要糖苷成分 Stev io side和 Rebaudioside含量的变化 .结果表明 , C+ 处理组 Stevioside和 Rebaudio side
含量明显地高于对照组 , N+ 处理组 Stev io side含量也明显地高于对照组 ,而 C+ 处理效果强于 N+ .
实验结果还表明 ,用毛细管电泳法研究低能离子处理后糖苷变化的尝试是完全可行的 ,从而建立一
种快速、简便而准确的用毛细管电泳筛选甜菊糖苷突变株的新方法 .
关键词:氮、碳低能离子处理 ;毛细管电泳法 ;甜菊 ;主要糖苷成分变化
中图分类号: O 658. 9 文献标识码: A　　　　　　　　　　　　　　　
甜菊 ( Stevioside rebaudiana )是一种新的糖源作物 ,具高甜度、低热能、易溶解、耐热、稳定
等特点 ,已作为糖精和部分蔗糖的替代品 ,用于食品、医药等行业 ,而且越来越广泛地得到重
视 .从甜菊叶提取物中可分离出 8种不同的甜味成分 ,主要有甜菊苷 ( Stevio side, SS,占干叶重
2%～ 16% ) , 莱包迪 苷 A ( Rebaudioside A, RA,占干 叶重 0～ 12% ) , 莱 包迪苷 C
( Rebaudioside C, RC,占干叶重 0. 2%～ 1. 39% ) ,杜尔可苷 A( Dulco side A, DA, 占干叶重 0.
2% )和其他 4种甜味成分 (占干叶重低于 0. 1% ) [1 ] .
甜菊是自交不亲、异花授粉作物 ,极易杂交导致品质退化 ,因而培育优质新品种具有重要
意义 .因甜菊种子细小 ,而且表皮很薄 ,低能离子很易直接作用于种胚 DNA ,使其产生变异 .
舒世珍 [2 ]应用离子注入技术选育出品质优良的甜菊新品系 .陆挺等 [3 ]研究了不同离子注入对
甜菊的细胞学效应 ,对幼苗生长的影响 ,以及 M2突变情况 ,发现离子束可诱发甜菊染色体结
构变异 ,而且 C+ 诱发的染色体畸变率和 M2有益性状突变均高于 N+ .但不同离子注入对甜菊
中主要甜味成分的影响未见报道 .本文用毛细管电泳这项新技术 ,检测不同离子注入后 ,甜菊
主要甜味成分的变化 ,建立了一种快速、简便、准确筛选甜菊突变体的新方法 .
1　材料与方法
1. 1　甜菊材料处理
经能量 75 KeV,剂量 1014 io ns /cm2的碳、氮离子注入的济宁干种子 ,以及未经任何处理的
干种子 ,播种长成植株后 (每组各 20棵 ) ,从不同植株分别称取成熟叶片 0. 25 g (茎尖下第 7～
10对叶片 ) ,研磨 ,用三氯甲烷经索氏提取 3 h ,取其残余叶片 ,用甲醇经索氏提取 5 h,最后用
100%甲醇定容至 25 mL,分别取 25μL的样品与 25μL 50 mmol /L Tris-硼酸混合作为毛细
管电泳的样品 .
1. 2　毛细管电泳条件:
使用 Bio-Rad公司 CE3000型毛细管电泳仪 ,毛细管为 50 cm× 50μm内径的熔硅柱 .电
泳缓冲液: 50 mmol /L Tris-硼酸 ( p H 8. 5) ,电压: 25 KV ,柱温: 30℃ ,进样量为 2 psi× s ,检
测波长为 210 nm.
2　结　果
2. 1　碳处理对甜菊主要糖苷含量的影响
本实验分别随机选取 9株 C+处理株和对照株 ,在相同的毛细管电泳条件下进行电泳 ,具
有代表性的 C+处理组及对照组电泳图如图 1所示 ,根据电泳图得出主要糖苷成分的峰面积大
小 (见表 1) .所有 C+ 处理组的 SS峰面积及平均值均高于对照组 .同 F检验法比较两组数据的
方差 S2 ,得 Fss= 5. 91> F0. 975 ( 8, 8) , FRA= 2. 40> F0. 80 ( 8, 8) .可见 , C+ 离子处理组和对照组间
主要糖苷成分 ( SS和 RA)的量在统计学上均存在显著性差异 ,即 C+处理有利于提高甜菊的主
要糖苷含量 ,得出此结论的置信度分别为 97. 5% ( SS)和 80% ( RA) .
表 1　 C+ 处理组、对照组、 N+处理组主要糖苷成分峰面积大小比较
　　　 Tab. 1　 Th e content of SS and RA o f the C+ implanta tion、 the N+ implantation and th e contro l
组别 碳离子处理组
SS (× 105 ) RA(× 104 )
对照组
SS (× 105 ) RA(× 104 )
氮离子处理组
SS (× 105 ) RA (× 104 )
1 1. 31 1. 10 1. 23 0. 94 1. 24 0. 51
2 1. 24 0. 56 1. 17 0. 83 1. 09 0. 62
3 1. 50 1. 34 1. 12 0. 57 1. 24 1. 09
4 1. 29 1. 01 0. 78 0. 22 1. 18 0. 43
5 1. 44 0. 98 0. 64 1. 08 1. 20 0. 63
6 1. 40 1. 09 1. 07 0. 26 1. 19 0. 72
7 1. 28 1. 02 1. 10 1. 12 1. 16 1. 30
8 1. 30 0. 90 1. 25 0. 75 1. 16 0. 78
9 1. 30 0. 72 1. 13 1. 12 1. 08 1. 49
平均值 1. 34± 0. 01 0. 97± 0. 17 1. 06± 0. 21 0. 77± 0. 27 1. 17± 0. 04 0. 84± 0. 28
·414·　　　　　　　　　　　　　　　　厦门大学学报 (自然科学版 )　　　　　　　　　　　　　　 2000年
2. 2　氮离子处理对甜菊主要糖苷含量的影响
在相同电泳条件下 ,分别对随机选取 9株 N+ 处理株进行毛细管电泳 ,具有代表性的 N+
处理组电泳图如图 1所示 ,得到的主要糖苷的峰面积大小如表 1. N+处理后主要糖苷成分 ( SS
和 RA)的峰面积的平均值明显大于对照组 .用 F检验法分别比较两组数据的方差 S2 ,得 Fss=
14. 05> F0. 999 ( 8, 8) ,而 FRA= 1. 1 < F0. 50 ( 8, 8) ,所以可得到这样的结论: N+处理组和对照组间
SS成分的峰面积存在显著性差异 ,即 N+ 离子处理有利于提高糖苷中 SS的含量 ,得此结论的
置信度为 99. 9% ,虽然 N+处理后 RA的平均峰面积明显高于对照组 ,但不存在统计学上的显
著性差异 .
　图 1　毛细管区带分离甜菊糖苷的电泳图谱
A.标样 ; B.碳离子处理组 ; C.对照组 ; D.氮离子处理组 ; 1: SS, 2: RA
　 Fig. 1　 Capillary Elect rophero g rams o f Stev ia g lyco side
2. 3　氮、碳离子处理对主要糖苷含量影响大小比较
由表 1可知 , C+ 处理组 SS和 RA成分的平均峰面积均大于 N+处理组 .用 F检验法分别
比较两组数据的方差 S2 ,得 Fss= 2. 37 > F0. 80 ( 8, 8) ,而 FRA= 1. 38 < F0. 50 ( 8, 8) ,由此可见 ,
C
+ 、 N+ 处理组 SS成分的峰面积存在显著性差异 ,得此结论得置信度为 80% ,而 RA则无显著
性差异 ,表明 C+ 处理效果强于 N+ .
3　讨　论
随着低能离子注入生物效应研究的不断深入 ,已获得了一定的实验结果 .一般认为低能离
子能量在 30～ 180 KeV的范围内不能穿透种胚 ,而只能停留在被注入的干种子内 [ 4] ,所以引
起的生物效应为次级效应 .对于 C+ 、N+处理造成生物体内的差异 ,推测可能的机制是 C+ 、 N+
注入甜菊种子后 ,这些加速后的离子不仅带有一定能量 ,还带有电荷 ,且离子本身具有一定的
静止质量 ,使电荷、质量及能量共同作用于生物体 ,产生基因突变 ,从而引起糖苷含量的变化 .
目前 ,用于检测糖苷的方法主要有薄层扫描定量法、重量法、滴定法和气相、液相色谱法 ,
·415·第 3期　　　　　　　邵寒娟等:毛细管电泳法研究低能离子对甜菊糖苷成分的影响　　　　　　　　　　
但都存在灵敏度低、时间长、效果差等缺点 .用毛细管电泳检测甜菊糖苷在国外有报道 [5, 6 ] ,但
用毛细管电泳技术研究低能离子注入后甜菊糖苷含量变化 ,在国内外都未曾报道 .本实验所用
的毛细管电泳方法 ,具有高效灵敏 ,理论塔板数高达 3. 3× 104 /m;时间短 ,迁移时间约 2. 5 min
左右 ;稳定 , SS出峰时间的重现性为 0. 71%等特点 .本实验结果表明:用此方法对甜菊糖苷进
行定性定量检测是完全可行的 , C+ 处理甜菊种子会使糖苷含量 (主要是 SS和 RA)明显高于
未处理的对照组 ,而 N+处理后使 SS含量明显增加 , RA含量变化却与对照组无显著性差异 .
比较 C+ 、 N+两种处理方式 , C+ 处理效果强于 N+ .毛细管电泳法为筛选高糖苷含量的植株提
供了一种高效、快速、简便的新方法 ,也为将低能离子注入技术应用于甜菊品种改良提供可靠
的实验依据 .
参考文献:
[ 1]　舒世珍 ,陈睦传 ,李钦 ,等 .中国甜菊栽培及应用技术 [M ].北京:农业出版社 , 1994. 98- 100.
[ 2]　舒世珍 .离子注入甜菊种子效应初报 [ J].安徽农业大学学报 , 1994, 21( 3): 299- 302.
[ 3]　陆挺 ,舒世珍 ,王彩莲 ,等 .离子注入甜菊的诱变效应研究 [ J].核农学报 , 1998, 12( 6): 347- 352.
[ 4]　卫增泉 .特征 X射线能谱法测定 Fe离子注入小麦种子的深度 [ J].核技术 , 1997, 20( 2): 105- 108.
[ 5 ]　 Mauri P, Ca talano G, Ga rdana C, et al. Analy sis o f Stev ia glyco side by capillar y electr oph or esis [ J ].
Electropho r esis, 1996, 17, 367- 371.
[6 ]　 Liu J, Li S Y F. Separa tion and determina tion of Stevia swee tener s by capilla ry elec tropho resis and
high perfo rmance liquid chromatog r aphy [ J]. J. Liq. Chromatog r. , 1995, 18( 9) , 1 703- 1 719.
Study of Effects of Low Energy Ions on Content of Stevia
Sw eeteners by Capillary Elect ropho resis
SHAO Han-juan, ZHANG Xiang-hong , SHEN Ming-shan
CHEN Mu-zhuan, JIANG Xian-zhi
( The Key Lab. o f the Mini try of Edu. for Cell Biol.
and Tumor Cell Engin. , Xiamen Univ. , 361005, China)
Abstract: Experimental materials w ere tw o stevia seed g roups treated by C+ 、 N+ ions w ith
75 KeV under the do se of 10
14
/cm
2
and one g roup wi thout any t reatment. During the seedling
stag e, mature leaves were prov ided fo r obtaining steviol g lyco side. The content of Stev ioside
and Rebaudioside o f each g roup w as studied by capi llary electrophoresis. Implanted by C
+
io ns, the content of Stevio side and Rebaudio side w as higher than tha t o f th e control. Whi le
by N
+
ions, Stevioside was higher than tha t of the control. The effect of C
+
was bet ter than
that of N
+ .
Keywords: C
+ 、N+ ions implantation; capi llary electrophoresis; stevia; v ariation o f content
o f SS and RA.
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