全 文 ：祁白芷生理指标和药效成分的动态变化
及其相关性分析
贾　蕾1 , 2 , 孙红春1 , 杨太新1 , 白宝璋1 , 3 , 李存东1
(1.河北农业大学农学院 , 保定 071001;2.农业部管理干部学院 , 北京 102208;3.吉林农业大
学农学院 , 长春 130118)
摘　要:试验研究了祁白芷生理指标和药效成分的动态变化及其相关性。结果表明:在祁白芷生长 90 ～
165 d期间 ,生长旺盛期叶片中可溶性糖 、可溶性蛋白 、淀粉 、香豆素含量较高。在生长 165～ 190 d 期间 ,生长
中心转向地下部 ,叶片中各指标含量呈下降趋势 ,根中各指标含量增加迅速 , 是祁白芷植株中各生理指标和药
效指标积累的主要时期。从生理指标和药效指标的相关性来看 ,根中可溶性糖 、可溶性蛋白与香豆素含量呈
负相关 ,叶片中淀粉与香豆素含量呈正相关 , 因此通过一些处理来改善器官中可溶性糖 、可溶性蛋白质 、淀粉
的含量可以提高祁白芷主要有效成分的含量。
关键词:祁白芷;香豆素;可溶性糖;可溶性蛋白;淀粉
中图分类号:S567.239　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5684(2008)02-0122-06
Dynamics and Correlation Analysis of Physiology and
Medicinal Components of Angelica dahurica
JIA Lei
1, 2 , SUN Hong-chun1 , YANG Tai-xin1 , BAI Bao-zhang1 ,3 , LI Cun-dong1
(1.College of Agronomy , Hebei Agricultural University , Baoding 071001 , China;2.College of Agricul-
ture Management Cadres , Ministry of Agriculture , Beijing 102208;3.College of Agronomy , Jilin Agri-
cultural University , Changchun 130118 , China)
Abstact:Studies on dynamics of carbon and nitrogen metabolism and medicinal components are basic to
regulate growth suitably.The results showed the content of soluble sugar , soluble protein , starch and
coumarine in the leaf was the highest in the growth period of 90 ～ 165 d.At the same time , the physio-
logical metabolism in leaf reached the peak.In the growth period of 165 ～ 190 d , the growth center
changed into underground organic root.The content of soluble protein , soluble sugar , starch and
coumarin accumulated grew faster in root than that in leaf.So it was the crucial period for the formation
of herb medicine Angelica dahurica.The relation between the content of soluble sugar and soluble protein
and the content of coumarine was negative in root , but that between the content of starch and the content
of coumarine was positive.So it can improve the content of coumarine by analyzing the content of soluble
sugar , starch and soluble protein of different organs.
Key words:Angelica dahurica;coumarine;soluble sugar;soluble protein;starch
　　祁白芷为伞形科多年生草本植物[ 1] ,为河北
省道地药材 ,是著名的八大祁药之一。白芷[ An-
gelica dahurica (Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.
f.]是我国常用中药之一 ,可用于药品 、食品 、美

通讯作者
基金项目:国家“十五”科技攻关项目(2001BA701A24-10),河北农业大学基金项目
作者简介:贾　蕾(1981-), 女, 硕士研究生 , 研究方向:药用植物生理生态。
收稿日期:2007-04-18　　修回日期:2007-07-01
吉林农业大学学报　2008 ,30(2):122 ～ 127 http:// xuebao.jlau.edu.cn
Journal of Jilin Agricultural University E-mail:jlndxb@vip.sina.com
DOI :10.13327/j .j jlau.2008.02.012
容 、化工等领域 ,具有较好的开发价值[ 2-3] 。前人
对白芷的研究仅涉及施肥对白芷产量及抽薹率的
影响[ 4-5] ,而对于白芷生长过程中生理指标和药效
成分动态变化的研究较少 ,对于白芷药效成分和
生理指标之间的相关性研究尚未见报道。因此 ,
本试验对祁白芷药效成分含量变化和生理指标的
动态规律进行了研究 ,并探讨了它们的相关性 ,以
期为祁白芷的科学生产管理和适时收获提供理论
依据 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
本试验测定材料为祁白芷的不同器官。试验
地位于河北农业大学药用植物园。祁白芷种子来
自河北省安国市中药材种植基地。
1.2　试验地基本情况
供试土壤为壤土(基础地力见表 1),前作黄
芪。2005年4月 21日播种 ,同年 10月 28日收获
药材 ,营养生长期 190 d ,田间管理按照常规栽培
技术进行 ,试验小区重复 3次。
表 1　试验地土壤基础养分含量
Table 1.The contents of soil nutrients of the experiment field
速效氮/(mg·kg -1)
Quickly avai lable N
全氮/ %
Total N
速效磷/(mg·kg -1)
Quickly available P
速效钾/(mg·kg-1)
Quickly available K
有机质/ %
Organic matter
68.28 0.088 43.52 80.14 1.97
1.3　取样及测定方法
从播种后 90 d 开始 ,在祁白芷营养生长期
间 ,每隔 25 d随机挖取具有代表性正常生长的植
株6株 ,带回室内清洗干净 ,从根茎处将植株分为
地上部叶片和地下部根两部分 ,称取 0.5 g 鲜样
用考马斯亮兰比色法测定叶片和根中可溶性蛋白
含量[ 5] ,部分样品置烘箱中烘干至恒重 ,分别称量
叶片和根的干物重 ,并用硫酸蒽酮比色法测定其
可溶性糖 、淀粉含量[ 6] ,用紫外分光光度计测定香
豆素含量[ 7] 。
2　结果与分析
2.1　祁白芷生理指标
2.1.1　祁白芷根和叶器官中可溶性蛋白含量和
积累量的动态变化　祁白芷器官中可溶性蛋白含
量和积累量的动态变化见图 1和图 2。
(1)叶片中的变化。祁白芷不同时期叶片中
可溶性蛋白含量显著不同 ,呈单峰曲线变化 ,由生
长 90 d的 12.15mg/g 逐渐上升至生长140 d的最
大值 22.43 mg/g 。
祁白芷叶片中可溶性蛋白质的积累呈“S”型
曲线变化 。前期增加较为缓慢 ,在生长 90 d时每
株仅为14.60 mg ,此后的 75 d里蛋白积累量增加
迅速 ,在生长 165 d时已增至 359.24 mg ,为生长
90 d时积累量的 24倍 ,此后增加稍为缓慢 ,至收
获时含量达490.54 mg 。
图 1　祁白芷叶片和根中可溶性蛋白含量动态变化
Fig.1. Dynamic curve of soluble protein content in
leave and root of Angelica dahurica
(2)根部的变化。不同时期祁白芷根部可溶
性蛋白含量变化较小 ,每株最低值为 3.76 mg ,最
高值为5.57 mg ,仅差 1.82 mg 。
根部可溶性蛋白的积累量呈逐渐升高的趋
势 ,前期增加缓慢 , 在生长 90 d 时每株仅为
1.56 mg ,生长 140 d以后蛋白质积累量增加较为
迅速 , 在收获前 25 d 增加迅速 ,增加量每株为
132.92 mg , 收获时积累量达到最高 , 每株为
175.92 mg ,约是生长 90 d时的 113倍。
祁白芷的主要收获器官为根部 ,探讨植株中
所含主要生理指标和有效成分在叶片与根的分配
情况 ,有助于了解根部生长的特点 。由图 2可以
看出 ,祁白芷根与叶片中蛋白积累量的比值在生
123贾　蕾等:祁白芷生理指标和药效成分的动态变化及其相关性分析
吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University
长90 ～ 165 d内变化不明显 ,但在随后的 25 d里
植株中可溶性蛋白大量积累在根中 ,根部所含蛋
白质积累量占全株中蛋白质总积累量的比率(简
称根分配率 ,下同)显著增加 ,由生长 165 d 时的
12%增至收获时的 26%,达到最大值。
图 2　祁白芷可溶性蛋白积累量及分配率动态变化
Fig.2.Dynamic curve of soluble protein accumulation
and distribution of Angelica dahurica
2.1.2　祁白芷器官中可溶性糖含量和积累量的
动态变化　祁白芷器官中可溶性糖含量和积累量
的动态变化见图 3和图4。
(1)叶片中的变化。祁白芷叶片中可溶性糖
含量动态变化呈现先升高后降低趋势。在生长
90 ～ 115 d期间 ,叶片中糖含量由 10.14%增加至
13.62%,增长幅度为 34%,此后叶片中可溶性糖
含量逐渐降低 ,直至收获时降至最低值 7.39%。
图 3　祁白芷叶片和根中可溶性糖含量动态变化
Fig.3.Dynamic curve of soluble sugar content in leave
and root of Angelica dahurica
祁白芷叶片中可溶性糖积累量随植株生长逐
渐增加 ,每株从生长 90 d时的 2.19 g增至收获时
的52.99 g ,增长速度变化不明显 。
(2)根部的变化。在 7 、8月份祁白芷根部可
溶性糖含量略有下降 ,从生长 90 d时的 9.22%降
至140 d时的8.37%,降低了 9%。随后根中可溶
性糖含量逐渐升高 ,尤其在生长 165 d 以后增加
速度明显增快 ,每天增加 0.46%,增加了 115%,
在收获时含量值最高 ,达到 21.51%,显著高于叶
片。
图 4　祁白芷可溶性糖积累量及分配率动态变化
Fig.4.Dynamic curve of soluble sugar accumulation
and distribution of Angelica dahurica
根部可溶性糖积累量同样随植株生长逐渐增
加 ,从生长 90 ～ 165 d期间 ,根部积累量增加速度
保持在每株每天0.34 g ,略低于叶片的 0.43 g;此
后 ,由于根干物质积累量和可溶性糖含量的迅速
增加 ,糖积累速度随之迅速提高 ,每株每天达到
9.44 g ,明显快于叶片的 0.76 g ,差异显著 。收获
时根部可溶性糖积累量达到每株 262.44 g ,显著
高于叶片 。
根与叶片中可溶性糖积累量的比值在生长
90 ～ 165 d里增加缓慢 ,但在最后的25 d里根分配
率增加迅速 ,由生长 165 d时的 32%增至收获时
的 78%,增加了 1.5倍。
2.1.3　祁白芷器官中淀粉含量和积累量动态变
化　祁白芷器官中淀粉含量和积累量动态变化见
图 5和图 6。
　　(1)叶片中的变化 。祁白芷叶片中淀粉含量
随生长进程呈降低※升高※降低的动态变化趋
势。在生长 90 ～ 115 d 期间 ,叶片中淀粉含量由
4.17%降至 3.57%, 随后迅速增加至最高含量
4.35%。从生长 140 d开始直至收获 ,淀粉含量逐
渐下降 ,在收获时降至最低值 1.99%。
124
根分配率的计算公式:某指标的根分配率(%)=
根中某指标的积累量
叶片中某指标的积累量+根中某指标的积累量×100
　　　吉林农业大学学报　2008年 4月
Journal of Jilin Agricultural University 2008 , April
祁白芷叶片中淀粉积累速率因生长阶段不同
而不同。前期增加较慢 ,到生长 90 d时每株仅积
累了 0.90 g ,在随后的 50 d内叶片中淀粉积累迅
速 ,达到了 7.64 g ,可能与此期光合作用旺盛 、形
成光合物质较多有关。在生长 140 ～ 165 d期间叶
片中淀粉积累速度极为缓慢 ,之后淀粉积累量迅
速增加 ,在收获时每株达到 14.27 g 。
图 5　祁白芷叶片和根中淀粉含量动态变化
Fig.5.Dynamic curve of starch content in leave and
root of Angelica dahurica
图 6　祁白芷淀粉积累量及分配率动态变化
Fig.6.Dynamic curve of starch accumulation and dis-
tribution of Angelica dahurica
(2)根部的变化。祁白芷根中淀粉含量的动
态变化与叶片相同 ,也呈降低※升高※降低趋势。
从生长 90 ～ 115 d 内 , 根中淀粉含量下降了
2.23%,随后含量迅速上升 ,达到 39.12%。此后
淀粉含量逐渐下降 ,在收获时降到 32.18%。
在祁白芷生长 90 ～ 140 d 期间 ,祁白芷根部
淀粉积累量每株由 3.73 g 增加到 47.54 g ,随后增
加迅速 ,到生长 165 d时已增至 94.74 g ,在收获前
25 d里根部淀粉积累量达到最大值 ,收获时根部
淀粉积累量为 392.54 g ,是生长 90 d 时积累量的
105倍。从根分配率来看 ,祁白芷中 80%以上的
淀粉积累在根中 ,且随植株生长根分配率逐渐增
加 ,尤其是在生长 140 ～ 165 d 期间 ,根分配率从
86%增至 92%,增加幅度达 7%,收获时根部积累
的淀粉占总量的96%。
2.2　祁白芷有效成分含量和积累量的动态变化
祁白芷中主要有效成分是香豆素类物质 ,其
作为具有天然生物活性的次生代谢产物 ,有多种
复杂的生物学功能 , 为药材发挥疗效的物质基
础[ 8-11] 。在药用植物生长发育过程中 ,同一种药
用植物不同生长时期的次生代谢产物的成分及所
占比例处于动态变化中。研究祁白芷有效成分积
累动态规律有利于确定药材的最佳收获期及合理
的栽培管理措施。祁白芷有效成分含量和积累量
的动态变化见图7和图8 。
图 7　祁白芷叶片和根中香豆素含量动态变化
Fig.7.Dynamic curve of coumarin content in leave
and root of Angelica dahurica
图 8　祁白芷香豆素积累量和分配率动态变化
Fig.8.Dynamic curve of coumarin accumulation and
distribution in Angelica dahurica
(1)叶片中的变化。祁白芷叶片中香豆素含
125贾　蕾等:祁白芷生理指标和药效成分的动态变化及其相关性分析
吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University
量在生长 90 d时最高 ,为 1.08 mg/g ,此后的 50 d
内含量先下降而后又上升 ,在生长140 d时回复到
1.06 mg/g ,此后叶片中香豆素含量迅速下降 ,直
至收获时已降至 0.52 mg/g ,仅为最大值的 48%。
祁白芷叶片中香豆素积累量在生长 115 ～
140 d时增加较快 ,此后增加速率有所减慢 ,收获
时积累量每株最高为 3.74 mg 。
(2)根部的变化。根中香豆素含量一直低于
叶片 。在生长 90 ～ 165 d根中香豆素含量基本保
持稳定 ,仅在收获前25 d 含量迅速下降了 37%,
可能与此期根干重增加迅速有关。
根中香豆素积累量呈指数增加 , 在收获前
25 d内积累量增加最快 ,此期的增加量占总积累
量的 65%。
祁白芷根部香豆素的分配率随植株生长逐渐
增加 ,尤其在收获前增加较快 ,说明生长后期香豆
素积累以根部为中心 。
2.3　祁白芷生理指标与有效成分的相关性分析
从植物次生代谢产物的生物合成途径看 ,初
生代谢的一些关键中间产物是次生代谢的起始
物 ,次生代谢为初生代谢所调控[ 12] 。香豆素作为
祁白芷植株中一种次生代谢产物 ,只有在初生代
谢的中间产物积累到一定程度才会出现高峰 。香
豆素是顺-邻羟桂皮酸的内酯 ,通过莽草酸途径由
芳香氨基酸(L-苯丙氨酸和 L-酪氨酸)经过脱氨 、
羟基化 、偶合等反应步骤而形成[ 13-14] ,其生物合
成过程中需要大量的葡萄糖为底物 ,提供赤藓糖-
4-磷酸和 3-磷酸甘油酸[ 15] 。因此 ,从生物学角度
来看 ,祁白芷有关生理指标与有效成分之间应具
有一定的相关性。
由表 2可以看出 ,祁白芷根中可溶性蛋白含
量与叶片和根中香豆素含量呈负相关 ,根中可溶
性糖含量与叶片和根中香豆素含量也呈负相关 ,
叶片中淀粉含量与叶片中香豆素含量呈正相关。
这可能是由于:若根部以可溶性糖 、可溶性蛋白的
积累过程为主 ,则用于初生代谢的可溶性糖 、可溶
性蛋白较少 ,产生的中间产物较少 ,导致此时叶片
和根中可用于合成香豆素的物质较少 ,香豆素含
量较低;若在叶片中生成的糖大量转化为淀粉 ,以
代谢过程为主 ,则可产生较多的中间产物 ,有利于
香豆素合成。
表 2　祁白芷生理指标与有效指标和产量之间的相关性
Table 2.Correlativity of morphological indexes and coumarin content and yield in Angelica dahurica
相关系数
r
可溶性蛋白含量
Soluble protein content
叶
Leaf
根
Root
可溶性糖含量
Soluble sugar content
叶
Leaf
根
Root
淀粉含量
Starch content
叶
Leaf
根
Root
叶片香豆素含量
Coumarin content
in leaf
0.141 -0.665＊＊ 0.419 -0.769＊＊ 0.838＊＊ 0.176
根香豆素含量
Coumarin content
in root
0.016 -0.539＊ 0.306 -0.708＊＊ 0.544＊ 0.091
3　讨　论
在生长 90 ～ 165 d期间 ,叶片中较高的可溶
性糖 、淀粉含量表明叶片中碳代谢旺盛 、光合能力
强 、形成碳水化合物多 ,并且合成的光合产物在叶
片中大量积累 ,向根部运输量较少。随着叶片面
积增大 ,光合产物越来越多 ,叶片开始将合成的可
溶性糖大量向根部运输 ,可溶性糖向根中的分配
率明显增加。同时 ,在祁白芷生长 140 d时 ,叶片
中积累了较多的蛋白质 ,表明植株体内氮代谢旺
盛 ,有利于形成较大的叶面积 ,进而促进根部生
长[ 16] 。
在生长 165 ～ 190 d期间 ,根部生长势较强。
此时叶片中可溶性糖含量 、可溶性蛋白含量 、淀粉
含量逐渐下降 ,叶片开始呈现衰老的迹象 ,根中可
溶性糖 、可溶性蛋白 、淀粉积累速度显著加快 。一
方面可能是叶片中合成的营养物质减少 ,但更可
能是由于合成量和向地下部运输量同时增加 ,而
以运输速率的增加更为显著所致[ 17] 。尤其在收
获前期 ,由于根部碳 、氮代谢旺盛 , “强库”拉力使
得根中积累了大量的可溶性糖和可溶性蛋白 ,以
促进产量形成 、提高商品品质。此期间植株中的
可溶性糖 、可溶性蛋白 、淀粉大部分积累在根部 ,
且在根部的分配率逐渐增加 ,这种现象符合根茎
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类药用植物的生长特点[ 18-21] 。
在生长 90 ～ 165 d期间 ,祁白芷叶片中碳 、氮
代谢旺盛 ,所含初生代谢产物以及与次生代谢相
联系的中间产物充足 ,叶片中香豆素含量和积累
量均高于根部。在生长 165 ～ 190 d期间 ,植株中
各营养物质大量向根部运输转移 ,叶片中的营养
物质含量降低 ,香豆素积累减慢 ,而根中香豆素增
加迅速 ,在收获时积累量明显高于叶片 。
收获时祁白芷地上部叶片也含有一定量的香
豆素 ,由于生物量较高 ,叶片中香豆素积累量为根
积累量的 67%。可以考虑综合利用祁白芷的各
部分 ,在药理和临床观察进一步证实的前提下 ,以
根和叶片[ 22]同时入药 ,提高中药材的利用率 。
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