全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
不同地区绞股蓝中几种生化成分动态特征 3
何维明 3 3 　(中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验室 ,北京 100093)
钟章成　(西南师范大学生命科学院 ,重庆 400715)
Dynamic features of some biochemical constituents in Gynostemma pentaphyllum under different environments. HE
Weiming ( L aboratory of Quantitative V egetation Ecology , Institute of Botany , Chinese Academy of Sciences , Beijing
100093) and ZHON G Zhangcheng ( Faculty of L if e Sciences , Southwest China Norm al U niversity , Chongqing
400715) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2000 ,11 (1) :149～151.
With biochemical techniques , the authors preliminarilty examined the dynamics of polyphenols ,free amino acids and
water2soluble sugars in Gynostem m a pentaphyllum collected from different regions and the relationships between them
and climate factors. The dynamic patterns of these three types of constituents in stems ,blades and shoots under the
same environment were different . At different growth phases ,stems and blades had different contributions to the con2
stituents. The dynamics of them differed with their environments. Polyphenols ,free amino acids and water2soluble sug2
ars might regulate the growth and development of plants. Moreover ,they were characterized by plasticity ,and the dom2
inant climate factors affecting the dynamics of the constituents varied greatly.
Key words 　Gynostem m a pentaphyllum , Polyphenols , Free amino acids , Water2soluble sugars , Climate factors.
　　3 国家自然科学基金重点资助项目 (39330050) .
　　3 3 通讯联系人.
　　1998 - 02 - 17 收稿 ,1998 - 05 - 07 接受.
1 　引 　　言
绞股蓝 ( Gynostem m a pentaphyllum)是一种重要的中药材 ,
全草入药 ,具有较高的经济价值 [4 ] . 1986 年被列为“星火计划”
以来 ,已从资源调查、药理、栽培抚育、收储加工、开发利用、生
态等方面对此进行了大量研究 [8 ] . 但有关气候因子对绞股蓝生
化成分影响的研究却很少. 此外 ,生化成分种类多 ,分布广 ,功
能复杂多变 ,普遍存在于植物体中 ,在处理植物种间及其与环
境之间的相互关系时起着重要作用 [5 ,12 ] . 因此 ,本文选择不同
地区绞股蓝为对象 ,利用生化方法 ,研究其生化成分的动态特
征及其与气候因子的相关性 ,并从生态角度初步探讨植物对不
同环境的生化适应.
2 　材料与方法
绞股蓝 ( G. pentaphyllum ) 为葫芦科绞股蓝属植物 ,是一
种世界性广布种 ,也是该属中分布最广 ,变化最大的一个种 ,主
要分布在 300～3200m 海拔的地区 ,西南地区是绞股蓝分布与
分化的中心[7 ] . 1996 年 3 月 ,在重庆缙云山 (简称缙云山) 和四
川中药研究所 (简称中药所)选择两个典型群落作系列研究. 有
关两地和群落的情况见文献[8 ] . 同年 5～10 月 ,每月一次在两
地随机采集绞股蓝 100 枝 (同时收集气候资料) ,用湿纱布包裹
塑料袋封装 ,立即带回实验室 ,并将枝分成茎和叶片两部分 ,用
自来水冲洗干净 ,自然风干. 采后 5h ,用 100 ℃的水蒸气固定
215min ,70 ℃下干燥 8h ,研磨所有样品过 40 目筛 ,以供分析. 多
酚类化合物采用酒石酸亚铁比色法 [3 ] ;游离氨基酸采用茚三酮
比色法[3 ] ;水溶性糖采用蒽酮比色法 [2 ] . 将所有数据输入计算
机 ,利用 SAS软件包进行相关分析.
3 　结果与讨论
311 　多酚类化合物的动态特征
由图 1 可见 ,在相同环境条件下 ,绞股蓝茎、叶片和枝中多
酚类化合物的变化格局各不相同 ;不同环境下 ,该类化合物在
茎、叶片和枝中的变化格局也不相同 ;茎和叶片对绞股蓝多酚
类化合物动态的贡献率 (即茎和叶片对绞股蓝生化成分总量影
响的程度)随生长发育发生变化. 相关分析表明 ;无论是缙云山
还是中药所 ,对多酚类化合物动态影响最大的气候因子都是降
雨 (r 分别为 0190、0188) ,而其它因子的影响相对较小 ( r 均小
于 0150) . 在整个生长期 ,缙云山绞股蓝多酚类化合物含量远高
于中药所 ,利于主茎生长 ,因此前者主茎的生长速率高于后
者[8 ,9 ] .此外 ,这也可能与中药所绞股蓝病虫害发生严重、枝条
死亡较多而保存较少有关 [8 ] ,因为多酚类化合物的含量越高 ,
植物抗霜冻和防御病虫害侵袭的能力越强 ,反之亦然 [13 ] .
312 　游离氨基酸的动态特征
从图 2 可知 ,在缙云山 ,绞股蓝茎和枝中游离氨基酸的变
化为弓型曲线 ,叶片中的变化为双峰型曲线 ;而在中药所 ,三者
中游离氨基酸的变化均为双峰曲线. 不同环境下 ,游离氨基酸
的动态格局表现出明显差异. 茎和叶片对枝中游离氨基酸变化
的贡献率因发育阶段存在差异. 相关分析表明 ,影响缙云山绞
股蓝游离氨基酸动态的主要气候因子是降雨 (r 为 0184) ,在中
药所为温度 (r 为 0186) . 5～10 月 ,中药所绞股蓝游离氨基酸的
平均含量高于缙云山 ,这表明前者的氮代谢水平较高. 游离氨
基酸的积累可导致细胞超微结构的破坏 ,最终导致植物受伤害
应 用 生 态 学 报 　2000 年 2 月 　第 11 卷 　第 1 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2000 ,11 (1)∶149～151
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图 1 　不同地区绞股蓝中多酚类化合物的动态变化
Fig. 1 Dynamics of polyphenols in G. pentaphyll um from the contrasting
environments.
a)中药所 Zhongyaosuo ,b)缙云山 Jinyunshan. Ⅰ. 茎 Stem , Ⅱ. 叶片 Leaf ,
Ⅲ. 枝 Shoot . 下同 The same below.
图 2 　不同地区绞股蓝中游离氨基酸的动态变化
Fig. 2 Dynamics of free amino acids in the G. pentaphyll um from the con2
trasting environments.
和死亡[11 ] ,本文结果证实了这一点 ,因为缙云山绞股蓝枝种群
的数量特征为低死亡、高存活 ,中药所恰好相反 [8 ] . 此外 ,游离
氨基酸还可促进叶片的衰老 [1 ] ,在整个生长期 ,缙云山绞股蓝
的叶较中药所繁茂 [8 ] .
313 　水溶性糖的动态特征
测试结果 (图 3)表明 ,缙云山绞股蓝水溶性糖变化格局取
决于叶片 ,而在中药所 ,三者的动态格局相差较小 ,茎和叶片共
同决定绞股蓝水溶性糖的变化格局 ;不同地区而言 ,茎、叶片和
枝中水溶性糖的变化格局也有明显差异 ;茎和叶片对绞股蓝水
溶性糖动态的贡献率随生长发育进程发生显著变化. 相关分析
表明 ,在缙云山 ,影响水溶性糖动态最重要的气候因素是温度
(r 为 0181) ,而在中药所为光照 (r 为 0183) . 就茎、叶片和枝中
水溶性糖含量而言 ,5～10 月 ,缙云山绞股蓝的相应值均大于中
药所 (10 月茎含量例外) ,这意味着在这一阶段 ,前者的碳代谢
水平比后者高. 此外 ,中药所的光照比缙云山弱 [8 ] ,这与前者水
溶性糖含量降低有关 [10 ] . 10 月 ,中药所绞股蓝茎中水溶性糖含
量远高于缙云山 ,这与前者高出生率相吻合 [8 ] ,因为水溶性糖
的含量越高 ,生育力越强 [6 ] .
酚类化合物、游离氨基酸和水溶性糖作为绞股蓝重要的 3
类生化成分 ,随环境条件和发育阶段而发生变化 (图 1、2、3) ,因
此具有很强的可塑性 ;在生长过程中 ,茎和叶片对绞股蓝生化
成分的贡献各不相同 ,而且影响 3 类物质的主导气候因子也有
差异 ;它们均参与绞股蓝的生长发育过程 ,正是它们之间的协
调比例共同影响绞股蓝的生理功能. 如高浓度的多酚类化合物
图 3 　不同地区绞股蓝中水溶性糖的动态变化
Fig. 3 Dynamics of water2soluble sugars in the G. pentaphyll um from the
contrasting environments.
051 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11 卷
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促进生长 ,高浓度的游离氨基酸抑制生长等.
　　合成和利用多种化学物质是植物适应环境的重要对策之
一[5 ] .如多酚可阻止其它生物的侵袭 [5 ] ,游离氨基酸的积累是
植物受胁迫的结果 [11 ] ,水溶性糖可作为植物受大气伤害程度
的指标[1 ] . 因此 ,这些物质具有一定的生态学适应意义. 由于植
物生化成分受环境因素、个体发育等因素的影响很大 ,这给自
然条件下准确解释某类生化成分的生理功能和生态学意义增
添了困难 ,所以自然条件下生化成分研究具有极大的挑战性和
吸引力.
致谢 　中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验
室田新智高级实验师绘制所有插图 ,深表感谢.
参考文献
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学出版社. 98～117
13 　Wain RL . 1965. Phenols as a plant growth regulators. Nat ure ,207 :
167
作者简介 　何维明 ,男 ,28 岁 ,在读博士生 ,主要从事全球变化
研究 ,发表论文 6 篇.
1511 期 　　　　　　　　　　　　　　　何维明等 :不同地区绞股蓝中几种生化成分动态特征