全 文 ：南京农业大学学报 2015，38(5):780－786 http:/ /nauxb．njau．edu．cn
Journal of Nanjing Agricultural University doi:10．7685 / j．issn．1000－2030．2015．05．012
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收稿日期:2015－01－27
基金项目:国家自然科学基金项目(31171486);国家大学生创新创业训练计划项目(201410307026)
作者简介:施晟璐，硕士研究生。* 通信作者:唐晓清，副教授，主要从事药用植物栽培与中药质量控制，E-mail:xqtang@ njau．edu．cn。
施晟璐，唐晓清，聂鹏卿，等． 缺氮和复氮对苗期菘蓝营养和活性成分的影响［J］． 南京农业大学学报，2015，38(5) :780－786
缺氮和复氮对苗期菘蓝营养和活性成分的影响
施晟璐，唐晓清* ，聂鹏卿，叶冰竹，张润枝，王康才
(南京农业大学园艺学院，江苏 南京 210095)
摘要:［目的］探讨缺氮和复氮处理对苗期菘蓝营养和活性成分的影响，为栽培生产中经济有效地利用氮素提供理论依据。
［方法］以山西栽培菘蓝居群为材料，采用先基质栽培后水培的方法，设置对照、缺氮和复氮 3个处理，分析比较各处理中苗
期菘蓝的营养及活性成分的差异。［结果］缺氮有利于菘蓝叶对矿质元素 K、Ca、Mg、Mn、Fe、Na、B、Ti 和 Se 的吸收，促进了
除苯丙酸外的 14种游离氨基酸的积累，提高了根中可溶性糖、(Ｒ，S)－告依春和叶中总生物碱含量;但降低了游离氨基酸
在根中的积累，同时也降低了叶片靛蓝与靛玉红含量以及叶片和根总黄酮含量，但对叶中总黄酮含量影响较小。复氮增加
了菘蓝叶对 Al、Ba、Hg的吸收，促进了根中 12种游离氨基酸的积累，提高了根系总黄酮、(Ｒ，S)－告依春的含量，但降低了
根中可溶性多糖和叶中靛玉红含量;与对照相比，复氮不利于叶片游离氨基酸的积累。持续供氮情况下，菘蓝叶中 P、Zn、
Cu、Ni、Cr、Sr、苯丙酸、总黄酮、靛蓝和靛玉红含量均为最高值，而叶片总生物碱和根中(Ｒ，S)－告依春含量均最低。［结论］
不同氮素处理对苗期菘蓝的营养及活性成分的影响不同，在生产中应根据实际需要采取不同的施氮方式。
关键词:菘蓝;苗期;缺氮;复氮;营养与活性成分
中图分类号:Q945．78 文献标志码:A 文章编号:1000－2030(2015)05－0780－07
Effects of nitrogen deficiency and nitrogen recovery on nutritional and
active component content of Isatis indigotica Fort. at seedling stage
SHI Shenglu，TANG Xiaoqing* ，NIE Pengqing，YE Bingzhu，ZHANG Ｒunzhi，WANG Kangcai
(College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)
Abstract:［Objectives］In order to provide the theory basis for economically and efficiently using nitrogen in cultivation，the influ-
ences of nitrogen deficiency and nitrogen recovery on nutritional and active component content of Isatis indigotica Fort. at seedling
stage were studied．［Methods］The differences of nutritional and active component were analyzed among the contrast，nitrogen defi-
ciency and nitrogen recovery treatment． Shanxi cultivation population seedlings were used the method of hydroponic cultivation after
seeds were planted in media．［Ｒesults］Nitrogen deficiency increased mineral elements with K，Ca，Mg，Mn，Fe，Na，B，Ti and Se
content in leaves，promoted the accumulation of fourteen free amino acids except Ala，and increased the content of polysaccharide，
epigoitrin in roots and alkaloids in leaves． On the other hand，it reduced the accumulation of free amino acid in roots，the content of
indigo and indirubin in the leaves，and total flavonoids in roots and leaves． There had almost no influences on the content of total
flavonoids in leaves under nitrogen deficiency． Nitrogen recovery enhanced the content of Al，Ba，Hg in leaves，promoted the accumu-
lation of twelve free amino acids，content of total flavonoids and epigoitrin in roots;and reduced the content of soluble sugar in roots
and indirubin in leaves． Compared with normal process，nitrogen recovery was not benefitial to the accumulation of free amino acid in
leaves． The contents of P，Zn，Cu，Ni，Cr and Sr，Ala，total flavonoids，indigo and indirubin in leaves were the largest，and alkaloids in
leaves and epigoitrin in roots were minimal under the contrast treatment．［Conclusions］These results indicated that there were many
differences between the response of nitrogen treatment on nutritional and active component． Therefore we can adopt different ways of
nitrogen treatment according to the actual needs in the cultivation of I. indigotica．
Keywords:Isatis indigotica Fort．;seedling stage;nitrogen deficiency;nitrogen recovery;nutritional and active component
菘蓝(Isatis indigotica Fort．)为十字花科菘蓝属 2年生草本植物，其干燥叶和根入药分别称大青叶和板
蓝根［1］。大青叶中的化学成分有二十余种，包括有机酸类、黄酮类、生物碱类、苷类、甾体化合物、木质素
等［2］。靛蓝、靛玉红为大青叶中研究较多的活性成分指标，均是植物体内次生代谢通过莽草酸途径合成
的吲哚类生物碱。板蓝根主要化学成分包括生物碱类、黄酮类、腺苷、有机含硫化合物、有机酸类等，其中
生物碱类、多糖类、黄酮类等成分专属性较强，是近年来研究较多的成分［3］。板蓝根有清热解毒，凉血利
咽的功效，(Ｒ，S)－告依春为其活性成分，具有抗流感病毒的作用［4］，药代动力学研究表明(Ｒ，S)－告依春
第 5期 施晟璐，等:缺氮和复氮对苗期菘蓝营养和活性成分的影响
单体的口服生物利用度高于总生物碱［5］。
氮素是植物生长所必需的大量元素，其供应会直接影响植物的生长和次生代谢物的积累。土壤氮素
的增加会导致植物中非结构碳水化合物含量下降，从而使单萜类次生代谢产物水平下降，但以氨基酸为前
体的次生代谢产物水平提高［6］。氮素能使植物枝干高大，生长茂盛，而缺氮植物往往表现为植株矮小、叶
片发黄，严重缺氮时叶片变褐甚至死亡。也有些植物在缺氮胁迫下仍能生长，如柳枝稷［7］，但长时间缺氮
必定影响植物初生及次生代谢过程，对于药用植物而言必定影响其营养状况和活性成分的含量。若施氮
过多则不仅会导致肥料的浪费，还会造成环境的污染。在菘蓝栽培的相关研究中，不同形态氮素的适宜组
合能有效提高大青叶的活性成分含量和单株生物量［8］。而在低施肥量的情况下，菘蓝产量和有效成分靛
蓝、靛玉红的含量随施肥量的增加而增加，达到极值后，随施肥量的增加而降低［9］。但氮素盈亏对菘蓝的
影响尚无系统的研究，为此本研究通过水培方式对苗期菘蓝进行缺氮和复氮处理，考察菘蓝的营养成分和
活性成分对氮素盈亏的响应特征，旨在了解氮素盈亏对菘蓝活性成分积累的影响，为实际生产中获得高品
质的板蓝根和大青叶药材，提高氮素利用效率提供理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料培养及处理
试验材料为来自山西的普通栽培菘蓝居群，经南京农业大学王康才教授鉴定为十字花科植物菘蓝
(Isatis indigotica Fort．)。取籽粒饱满、大小均一的菘蓝种子，用 10%(体积分数)次氯酸钠溶液浸泡 10 min
后冲洗干净，置于培养皿内，于人工气候培养箱中催芽 72 h。培养条件为:光照时间 18 h /6 h(光 /暗)，光
照度 20 000 lx，温度 25 ℃ /15 ℃(昼 /夜)。种子萌发后移入穴盘中，用基质(蛭石和有机质的质量比为 1 ∶1)
栽培，培养时间为 2014年 7月 10日至 9月 9日，培养条件为光照时间 12 h /12 h(光 /暗)、光照度 20 000 lx、
温度 25 ℃ /20 ℃(昼 /夜)。9月 10日将幼苗移入花盆中，用基质(蛭石和有机质的质量比为 1 ∶1)栽培，试
验地点设置在园艺学院大棚内。10 月 12 日将幼苗移入自制水培箱中培养，水培基本营养液参照
Hoagland营养液配方［10］。
试验共设置对照、缺氮和复氮 3个处理。对照组采用基本营养液;缺氮组采用缺氮营养液，共培养 15 d;
复氮组前 6 d采用基本营养液，之后 4 d采用缺氮营养液，缺氮 4 d后采用基本营养液继续培养 5 d。每个
处理 3次重复，每个重复 40株苗。处理期间每隔 1 d 换 1 次营养液。培养条件为:光照时间 12 h /12 h
(光 /暗)、光照度 20 000 lx、温度 25 ℃ /20 ℃(昼 /夜)。10月 27日取样后 105 ℃杀青 15 min，60 ℃烘干至
恒质量，粉碎后过 60目筛，用于各项指标的测定。
1．2 测定项目及方法
1．2．1 矿质元素 样品消解:采用微波消解法。所有器皿均在 10%(体积分数)硝酸中浸泡 24 h 后用去
离子水洗净，烘干备用。精密称取样品 0．100 0 g置于内插管中，加入 2 mL HNO3，轻摇使其混合均匀，盖
好内插管盖后放入微波消解罐中消解 30 min，冷却后开罐，用去离子水将消解液定容至 25 mL，混匀后
备用。
采用 ICP-MS法测定混合标准液及菘蓝叶片样品中各矿质元素的含量。测定条件:Optimal 2100DV
电感耦合等离子体发射光谱仪。射频功率 1 300 W，辅助气流量 0．2 L·min－1，等离子体气流量 15 L·min－1，
雾化气压器压力 0．8 L·min－1，蠕动泵转速 1．5 mL·min－1。
1．2．2 游离氨基酸含量 精密称取 0．200 0 g样品，加 5 mL 0．02 mol·L－1 HCl超声波振荡 1．5 h，过滤，定容
至 5 mL。加入等体积的 40 g·L－1磺基水杨酸混匀，10 000 r·min－1离心 20 min，取上清液过水系 0．45 μm的
微孔滤膜，备用。测定方法:采用标准分析方法(pH法)。测定条件:日立 L－8900 型氨基酸分析仪。泵 1
流速 0．4 mL·min－1，泵 2流速 0．35 mL·min－1，分析柱柱温 53 ℃，反应柱柱温 135 ℃，进样体积 20 μL。
1．2．3 可溶性糖含量 采用苯酚－硫酸法［11］测定可溶性糖含量。
1．2．4 总黄酮含量 精密称取 0．100 0 g样品，加入 10 mL 70%(体积分数)乙醇，超声波振荡 1 h后过滤，
将滤液定容至 25 mL，混匀。取 2 mL滤液于试管内，加入 0．5 mL 50 g·L－1 NaNO2，摇匀后静置 6 min，再加
入 0．5 mL 100 g·L－1 Al(NO3)3，摇匀后静置 6 min，然后加入 4 mL 40 g·L
－1 NaOH，最后用 70%(体积分数)
乙醇定容至 10 mL。摇匀后静置 15 min，于 510 nm 波长下比色，测定吸光值。以芦丁为对照品绘制标准
曲线，计算其含量。
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南 京 农 业 大 学 学 报 第 38卷
1．2．5 总生物碱含量 精密称取 0．100 0 g样品，加入 0．5 mL浓氨水、8 mL三氯甲烷，冷浸 3 h 后超声波
振荡 1 h，6 000 r·min－1离心 20 min，弃沉淀。将上清液转移至分液漏斗中，加入 5 mL 柠檬酸－柠檬酸钠缓
冲液(pH 5．4)，1 mL 1 g·L－1溴百里酚蓝，振荡 1 min后静置 1 h。取下层氯仿液体于 289 nm波长下比色，
测定吸光值。以靛玉红为对照品绘制标准曲线，计算其含量。
1．2．6 靛蓝与靛玉红含量 参照文献［1］的方法提取菘蓝叶片中的靛蓝、靛玉红，采用超高效液相色谱法
测定其含量。测定条件:Agilent 超高效液相色谱仪 1290。分析柱:Acclaim ＲSLC120 C18(3．0 mm×100 mm，
2．2 μm)。流动相甲醇和水的体积比为 71 ∶29，流速 0．400 mL·min－1，柱温 30 ℃，检测波长 289 nm，进样体
积 5 μL。靛蓝标准曲线为 Y靛蓝 = 36．791X靛蓝+2．577 5，r= 0．992 8(n= 3)，线性范围 0．1～1．2 μg·mL
－1;靛玉
红标准曲线为 Y靛玉红 = 160．08X靛玉红－1．639 8，r= 0．999 9(n= 3)，线性范围 0．1～8．0 μg·mL
－1。
1．2．7 (Ｒ，S)－告依春含量 参照文献［1］的方法提取菘蓝根中的(Ｒ，S)－告依春，采用超高效液相色谱
法测定其含量。测定条件:Agilent 超高效液相色谱仪 1290。分析柱:Acclaim ＲSLC120 C18(3． 0 mm×
100 mm，2．2 μm)。流动相甲醇与 0．2 g·L－1磷酸溶液的体积比为 7 ∶93，流速 0．400 mL·min－1，柱温 30 ℃，
检测波长 245 nm，进样体积 5 μL。标准曲线为 Y = 71．562X+9．877 1，r = 0．999 8(n = 3) ，线性范围 1 ～ 20
μg·mL－1。
1．3 数据分析
采用 Excel 2003和 SPSS 17．0软件对数据进行统计分析，处理间差异显著性比较均采用 LSD方法。
2 结果与分析
2．1 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝营养成分的影响
2．1．1 叶中矿质元素含量 由表 1可见:缺氮组菘蓝叶中的 K、Ca、Mg、Mn、Fe、Na、B、Ti、Se 含量均高于对
照组和复氮组，其中 K、Ca、Mn、Na、Ti显著高于对照组和复氮组(P＜0．05)。复氮组叶中的 Al、Ba、Hg 含量
均高于对照组和缺氮组，其中 Al的含量显著高于对照组，但与缺氮组间的差异不显著(P＞0．05)。P、Zn、
Cu、Ni、Cr、Sr的含量在对照组中最高，并且 Sr 的含量与复氮组间的差异显著(P＜0．05)，但与缺氮组间的
差异不显著。这说明不同的氮素盈亏处理对菘蓝叶片积累矿质元素的影响不同。对于大量元素(K、Ca、
Mg) ，缺氮更能促进菘蓝对其的吸收和积累，这可能是在氮素缺乏的条件下，菘蓝通过对其他元素的大量
吸收来调整自身的营养利用情况。而对于微量元素，Zn、Cu 和 Ni 的含量在持续供氮的情况下积累更多，
持续缺氮或者中途缺氮都不利于菘蓝叶对其的吸收和积累，说明氮素盈亏对菘蓝吸收矿质元素的影响存
在很大的差异，适当的缺氮处理能促进菘蓝吸收大部分矿质元素。
表 1 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝叶中矿质元素含量的影响
Table 1 Effect of nitrogen deficiency and nitrogen recovery on contents of mineral elements
in leaves of Isatis indigotica at seedling stage μg·g－1
矿质元素
Minral elements
对照组
Control
缺氮组
N deficiency
复氮组
N recovery
P 697．02±90．68a 694．27±23．54a 677．05±40．15a
K 6 955．07±112．61b 7 121．50±38．71a 6 700．69±63．21c
Ca 2 099．02±23．87b 2 281．84±63．75a 2 005．05±51．37b
Mg 608．05±7．57a 615．66±18．63a 601．20±11．00a
Mn 201．38±19．29b 282．54±29．16a 235．83±10．45b
Fe 57．14±14．68a 67．13±2．42a 59．33±3．99a
Zn 9．67±3．01a 6．05±0．65a 8．07±3．06a
Na 58．17±0．81b 65．87±1．88a 56．52±1．59b
B 102．13±16．86a 115．04±24．21a 112．34±12．04a
Cu 1．35±0．08a 1．32±0．06a 1．32±0．03a
Ni 1．72±0．24a 1．54±0．11a 1．62±0．25a
Cr 1．18±0．92a 0．76±0．14a 0．87±0．17a
Ti 1．36±0．07c 1．78±0．11a 1．63±0．01b
Al 16．01±1．39b 18．78±0．93a 18．80±0．80a
Ba 0．66±0．92a 0．91±0．74a 1．31±0．22a
Sr 3．54±0．03a 3．51±0．05a 3．40±0．03b
Se 2．24±0．28a 2．88±0．16a 1．24±0．35b
Hg 1．98±0．62a 1．64±0．20a 2．06±0．20a
注:同行不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0．05)。
Note:The different normal letters in the same row mean significant difference among treatments at 0．05 level．The same as follows．
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第 5期 施晟璐，等:缺氮和复氮对苗期菘蓝营养和活性成分的影响
2．1．2 叶片与根系中游离氨基酸含量 由表 2可知:在苗期菘蓝叶中，除苯丙酸外，其余 14种氨基酸均在
缺氮组中含量最高。其中，缺氮组菘蓝叶中丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、
赖氨酸、组氨酸和精氨酸含量与对照组和复氮组差异显著。缺氮组叶中酪氨酸、苯丙氨酸含量与复氮组差
异显著，但与对照组无显著差异。复氮组叶片脯氨酸含量最低，与对照组和缺氮组间均差异显著。叶片游
离氨基酸总量在缺氮组中最高，在复氮组中最低。缺氮组叶片精氨酸含量最高，占总量的 26．22%，对照组
和复氮组的谷氨酸含量最高，分别占总量的 19．76%和 21．01%。
菘蓝根中 12种氨基酸的含量均在复氮组中最高，且除精氨酸含量在对照组最低外，其余氨基酸含量
均在缺氮组中最低。根中丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和组氨酸
含量在各处理间均差异显著。缺氮组根中谷氨酸和苯丙酸含量与对照组和复氮组存在显著差异。复氮组
根中精氨酸含量与缺氮组和对照组存在显著差异。根中游离氨基酸总量在复氮组中最高，在缺氮组中最
低。其中精氨酸含量在缺氮组、复氮组和对照组均最高，分别占总量的 38．66%、35．40%和 27．01%。
各处理组菘蓝叶片的丝氨酸、苯丙酸含量明显高于根系，而亮氨酸和精氨酸的含量则相反。对照组和
复氮组根系谷氨酸、甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸含量高于叶片，而缺氮组
根系这些氨基酸的含量低于叶片。这说明缺氮条件不利于游离氨基酸在根中的积累，而持续供氮过程中
缺氮则不影响这些氨基酸在根中的积累。半胱氨酸、蛋氨酸和脯氨酸在菘蓝根中未检出。
表 2 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝叶片与根系游离氨基酸含量的影响
Table 2 Effect of nitrogen deficiency and nitrogen recovery on contents of amino acid in leaves
and roots of I. indigotica at seedling stage μg·g－1
氨基酸
Amino acid
对照组 Control
叶 Leaf 根 Ｒoot
缺氮组 N deficiency
叶 Leaf 根 Ｒoot
复氮组 N recovery
叶 Leaf 根 Ｒoot
丝氨酸 Ser 491．54±11．12b 284．86±14．54b 681．47±53．57a 191．13±12．55c 477．71±24．82b 329．80±0．86a
谷氨酸 Glu 538．98±5．71a 599．72±20．76a 581．03±37．01a 457．10±28．87b 540．27±28．29a 644．96±9．86a
甘氨酸 Gly 91．77±0．15b 146．21±7，40b 112．04±7．09a 84．36±5．66c 84．52±3．88b 165．62±1．01a
苯丙酸 Ala 449．49±4．75a 334．51±16．23a 415．41±30．46ab 175．09±14．97b 380．12±18．51b 356．37±4．03a
半胱氨酸 Cys 22．77±0．36b — 25．83±0．47a — 21．85±1．47b —
缬氨酸 Val 224．59±2．37b 337．64±15．87b 294．46±18．66a 201．83±11．62c 222．16±10．36b 399．41±2．81a
蛋氨酸 Met 3．24±0．14c — 14．92±0．04a — 3．79±0．15b —
异亮氨酸 Ile 63．88±1．24b 119．54±5．64b 80．09±5．67a 61．90±4．35c 56．33±2．33b 141．35±1．31a
亮氨酸 Leu 41．93±0．49b 165．81±6．64b 48．12±2．66a 78．43±5．03c 31．41±0．89c 191．59±0．66a
酪氨酸 Tyr 59．14±1．10ab 146．02±1．63b 63．59±2．56a 49．80±3．31c 56．05±0．60b 164．38±2．29a
苯丙氨酸 Phe 149．56±4．08ab 202．92±10．90b 201．99±14．09a 136．70±11．15c 109．34±30．39b 259．95±2．01a
赖氨酸 Lys 72．19±1．19b 148．40±6．69b 90．55±6．15a 84．41±6．15c 64．28±3．09b 199．40±1．55a
组氨酸 His 70．87±0．81b 95．12±4．66b 112．31±7．41a 69．37±5．61c 69．70±3．21b 142．99±3．08a
精氨酸 Arg 407．50±15．97b 954．85±52．47b 982．41±64．40a 1 002．19±76．41b 424．99±18．86b 1 641．54±68．86a
脯氨酸 Pro 40．46±1．44a — 42．06±5．65a — 28．79±1．98b —
总量 Total 2 727．91±190．32 3 535．59±251．08 3 746．28±290．36 2 592．30±271．60 2 571．30±187．18 4 637．36±421．33
注:“—”表示该氨基酸未检出。“—”indicates that the amino acid was not detected．
2．1．3 根中可溶性糖含量 苗期菘蓝根中可溶性糖含量在 3 个处理间差异显著(图 1)。其中，根中可溶
性糖含量在缺氮组中最高(22．31 mg·g－1)，分别比对照组和缺氮组高 11．49%和 23．93%。复氮组根中可溶
性糖含量最低(18．01 mg·g－1)，比对照组降低 10．03%。说明缺氮处理对苗期菘蓝根系可溶性糖含量的影
响较大，而复氮条件反而使可溶性糖含量更低，难以达到持续供氮时的水平。
2．2 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝活性成分含量的影响
2．2．1 叶与根中总黄酮含量 不同处理对苗期菘蓝叶与根中总黄酮含量的影响不同(图 2)，且菘蓝叶片
总黄酮含量明显高于根系。叶片总黄酮含量在对照组最高(10．42 mg·g－1)，缺氮组和复氮组略有降低，分
别降低 1．97%和 1．14%。根中总黄酮含量在不同处理间存在显著差异，在复氮组中含量最高(4．44 mg·g－1)，
在缺氮组中含量最低(2．36 mg·g－1)。这说明缺氮条件不利于总黄酮的积累，即使复氮条件其含量也难以
达到持续供氮时的水平。
2．2．2 叶片总生物碱含量 由图 3 可知:缺氮组叶片总生物碱含量显著高于对照组和复氮组，分别高
17．99%和 16．68%，且对照组和复氮组间无显著差异。这说明缺氮能促进苗期菘蓝叶片总生物碱含量的增
加，且持续缺氮比持续供氮途中缺氮对总生物碱的影响更大。
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南 京 农 业 大 学 学 报 第 38卷
图 1 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝根中
可溶性糖含量的影响
Fig. 1 Effect of N deficiency and N recovery
on soluble sugar content in roots of
I. indigotica at seedling stage
图 2 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝叶与根中
总黄酮含量的影响
Fig. 2 Effect of N deficiency and N recovery on total
flavonoids content in leaves and roots of
I. indigotica at seedling stage
图 3 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝叶中
总生物碱含量的影响
Fig. 3 Effect of N deficiency and N recovery
on alkaloids content in leaves of
I. indigotica at seedling stage
图 4 缺氮和复氮处理对苗期菘蓝根中(Ｒ，S)－告依春、叶中
靛蓝与靛玉红含量的影响
Fig. 4 Effect of N deficiency and N recovery on epigoitrin content
in roots，indigo and indirubin content in leaves of
I. indigotica at seedling stage
2．2．3 叶片靛蓝与靛玉红与根系(Ｒ，S)－告依春含量 缺氮和复氮对苗期菘蓝叶片靛蓝与靛玉红含量的
影响不同(图 4)。对照组叶片靛蓝含量最高(208．74 μg·g－1)，缺氮组最低(170．28 μg·g－1)，且两组处理间
存在显著差异。复氮组靛蓝含量为 182．40 μg·g－1，与其他 2 个处理组之间不存在显著差异。缺氮组叶片
靛玉红含量最低(40．68 μg·g－1)，显著低于对照组和复氮组，分别降低 20．39%和 14．89%，但对照组和复氮
组间无显著差异。叶片靛蓝含量明显高于靛玉红含量。这表明，持续缺氮不利于靛蓝与靛玉红的积累，复
氮条件会使其含量有所升高，但难以达到持续供氮时的水平。
苗期菘蓝根系(Ｒ，S)－告依春含量在对照组、缺氮组和复氮组间无显著性差异，其中(Ｒ，S)－告依春含
量在复氮组中最高(125．23 μg·g－1)，分别比缺氮组和对照组高 0．58%和 6．22%;对照组最低(117．89 μg·g－1)，
且比缺氮组低 5．31%。这说明苗期菘蓝根系的(Ｒ，S)－告依春含量对缺氮与复氮处理的响应差异较小，但
缺氮和复氮处理能使其含量略微增加。
3 讨论
3．1 苗期菘蓝中营养成分含量对缺氮和复氮处理的响应
矿质元素主要通过主动运输的方式进入根的表皮细胞，进而被运输至植物各部分。唐晓清等［12］研究
表明:不同氮素处理明显促进菘蓝对大量元素 P、K、Ca、Mg 的吸收，从而有效地促进了菘蓝的生长。本研
究结果表明:缺氮使菘蓝叶中大量元素 K、Ca、Mg的含量均升高，而复氮则使其含量均降低，可能的原因是
持续缺氮导致氮素与其余大量元素发生拮抗作用，而复氮促进菘蓝对氮的吸收，从而对其余元素的吸收作
用相对减弱，不如对照组植物正常的吸收。对于其他元素，缺氮提高了 Mn、Fe、Na、B、Ti、Al、Ba、Se 的含
487
第 5期 施晟璐，等:缺氮和复氮对苗期菘蓝营养和活性成分的影响
量，复氮提高了 Mn、Fe、B、Ti、Al、Ba、Hg的含量，说明矿质元素对氮素盈亏的响应不同，研究其含量也为菘
蓝活性成分的积累提供参考依据。
武永军等［13］研究玉米幼苗根系在缺氮和复氮处理下 17 种游离氨基酸，发现缺氮后只有 7 种氨基酸
的含量下降，其他氨基酸含量则不变或轻微上升，复氮后只有半胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和组氨酸含量高于
正常处理，除蛋氨酸外，这些氨基酸含量也低于缺氮处理。本研究中，缺氮使苗期菘蓝叶片除苯丙酸外的
其余氨基酸含量均有所增加，且氨基酸总量最高，复氮条件使苗期菘蓝根中游离氨基酸含量均最高，说明
适宜的缺氮能促进游离氨基酸的积累，且游离氨基酸含量在菘蓝根和叶内对氮素盈亏的响应不同。
刘维智等［14］研究表明:缺氮条件显著增加了烟株叶片的还原糖、总糖、蔗糖和淀粉含量。本研究结果
表明:缺氮显著提高了苗期菘蓝根系的可溶性糖含量，而复氮条件则使其含量低于对照组，这可能是由于
植物碳和氮代谢紧密结合，氮素的亏缺促进菘蓝叶片进行光合作用，合成可溶性糖，并促使其向根系分配，
增强根系吸收氮素的能力，去应对氮素养分缺失的环境条件。而缺氮后恢复供氮则使根系在进行各项生
理代谢活动时消耗了自身的能量，因而降低了可溶性糖的含量。
3．2 苗期菘蓝中活性成分含量对缺氮和复氮处理的响应
一般认为，限制氮肥的施用有利于黄酮类物质的积累，过量的氮肥会降低苯丙氨酸解氨酶的活性，从
而影响下游黄酮类化合物的合成［15］。缺氮处理能够提高山楂根系分泌液中总黄酮的含量［16］。但康建宏
等［17］对枸杞的研究认为，随着施氮量的增加，黄酮含量有增加的趋势。本研究中，苗期菘蓝叶片总黄酮含
量高于根系，这可能的原因是总黄酮在菘蓝叶片的合成能力比根系强或其在叶片较易积累。持续供氮途
中缺氮有利于总黄酮在根中的积累，而持续供氮使总黄酮在叶中积累更多，说明氮素盈亏对黄酮类化合物
在根与叶内的影响不同。若要在生产中获得总黄酮含量较高的菘蓝根与叶，需要保证氮肥的施用量。
大部分植物的生物碱含量随氮素供应水平增加而增加，过剩的氮素则贮存起来用于生物碱的合
成［18］。然而，本研究中缺氮条件使菘蓝叶片总生物碱含量显著提高，复氮条件下总生物碱含量迅速下降，
与对照差异较小，说明缺氮更有利于菘蓝生物碱类次生代谢产物的积累，故在生产中可以考虑缺氮胁迫的
方式来获得总生物碱含量更高的菘蓝。
靛蓝与靛玉红、(Ｒ，S)－告依春分别作为大青叶和板蓝根中重要的活性成分，均属于生物碱类化合物。
氮素营养是影响这些活性成分合成的重要环境因子。晏枫霞［19］研究表明:砂培方式下菘蓝叶片在缺氮条
件下靛蓝的含量较高，而靛玉红达到最大含量时氮素水平为 15 mmol·L－1。段飞等［20］研究发现，适当的逆
境胁迫有利于菘蓝中的靛玉红积累。本研究中苗期菘蓝叶片靛蓝与靛玉红含量均在缺氮条件下最低，在
持续供氮条件下含量最高，可能的原因是靛蓝与靛玉红都是含氮生物碱，合成过程中需要氮素参与，氮素
的亏缺使次生代谢过程变化，从而导致其含量的降低。(Ｒ，S)－告依春含量在各处理组没有显著差异，这
与肖云华等［21］的研究结论菘蓝根中(Ｒ，S)－告依春的含量与氮肥施用量的关系不太明显基本一致，但复
氮条件更有利于其含量积累。在生产中若要同时获得活性成分含量较高的菘蓝叶和根，可以考虑复氮的
施肥方式。若要提高活性成分含量，还需深入优化氮素施用条件。
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