全 文 ：天然产物研究与开发 NatProdResDev2009, 21:832-836
文章编号:1001-6880(2009)05-0832-05
　
　
　收稿日期:2008-03-28　　　接受日期:2008-10-23
　基金项目:江苏省高技术研究(农业 , BG2005316)
＊通讯作者 Tel:86-013912943846;E-mail:xqtang@njau.edu.cn
根部淹水对菘蓝活性成分的影响
唐晓清＊ ,王康才 ,温建云
南京农业大学中药材研究所 ,南京 210095
摘　要:对菘蓝幼苗根系进行不同深度的淹水处理 , 采用 HPLC法测定不同处理下菘蓝叶中靛蓝 、靛玉红的含
量。结果表明 , 淹水处理初期样品与对照相比 , 靛蓝的含量呈上升趋势 ,淹水后期急剧下降;靛玉红含量在淹水
第 1 d急剧上升 ,之后随淹水时间延长不断降低。淹水深度越深对靛蓝 、靛玉红含量影响越大。适当的淹水处
理能诱导菘蓝叶中次生代谢产物靛蓝 、靛玉红的合成与积累。该结果可为栽培菘蓝的质量控制和有效利用提
供理论依据。
关键词:淹水胁迫;大青叶;靛蓝;靛玉红
中图分类号:R284.1;Q946.91 文献标识码:A
EfectonActiveComponentsbyWaterlogofRootsofIsatisindigotica
TANGXiao-qing＊ , WANGKang-cai, WENJian-yun
InstituteofChineseMedicinalMaterials, NanjingAgriculturalUniversity, Nanjing210095 , China
Abstract:DiferentdeepnessofwaterlogofrootsofseedlingofIsatisindigoticawascarried.Contentsofindigoandin-
dirubininleavesunderdifferenttreatsweredeterminedbyHPLC.Theresultsshowedthatcontentsofindigowasincreas-
inggraduallyatinitialstagesofwaterloganddecreasingsharplyatupperstages.Contentsofindirubinwasincreasing
sharplyatthe1stdayofwaterloganddecreasinggradually.Thewaterlogwasmoredeeper, theinfluenceoncontentsofin-
digoandindirubinweremorestronger.Thesynthesisandaccumulationofindigoandindirubinwerederivatedbyappro-
priatewaterstress.Theresultscouldprovidesomeacademicevidenceofqualityandquantitativeandutilizingefectively
duringplantingofIsatisindigotica.
Keywords:waterlog;Isatisindigotica;indigo;indirubin
　　水是维持植物生存的重要环境因子 ,水以不同
的形式 、量和持续时间对植物的生长发育起作用 ,而
不同的植物或同一植物的不同发育阶段对水的需求
不同。水分胁迫与植物初生代谢的关系已有大量的
研究[ 1, 2] 。生物碱作为植物的次生代谢产物 ,是植
物在长期进化过程对环境适应的产物 。生物碱能对
多种环境胁迫作出响应而在种类与数量上发生变
化 [ 3, 4] 。十字花科植物菘蓝(IsatisindigoticaFort.)
的根为中药板蓝根 , 其干燥叶为常用中药大青
叶 [ 5] ,具有清热解毒 、抗菌消炎 、凉血消斑等功效 。
菘蓝叶中化学成分主要有靛苷 、靛蓝 、靛玉红等吲哚
类生物碱 、芥子苷类 、木酯素 、黄酮类 、有机酸类 、氨
基酸 、多糖[ 6-9]等。目前菘蓝在江苏栽培过程中 ,由
于前茬作物小麦或油菜收割后再进行播种 ,在菘蓝
的苗期正值长江中下游的梅雨季节 ,易受到涝害的
影响 。本文主要以菘蓝叶中的靛蓝 、靛玉红作为指
标 ,研究不同深度的淹水处理对大青叶中靛蓝 、靛玉
红的含量有何影响 ,分析水分条件对其生物碱类成
分的调控特征 ,从次生代谢角度探讨菘蓝与环境的
互作关系 ,提出在实际生产中遇到涝害情况下如何
进行及时的采收和保护措施 ,同时为进一步选育出
适宜于在江苏栽培的菘蓝耐渍新品种提供参考。
1　仪器与材料
1.1　仪器与试剂
岛津 LC-20AT高效液相色谱仪;UV/VIS检测
器 SPD-20A;N2000色谱工作站;RE-52A旋转蒸发
器。
甲醇(色谱醇)、氯仿 (分析醇)、水(超纯水),
靛蓝与靛玉红均购自中国药品生物制品检定所。
1.2　材料
材料(于 2007年 5月从江苏省灌南县收集)经
王康才教授鉴定为菘蓝 (IsatisindigoticaFort.)的
种子 , 2007年 7月 15日筛选籽粒饱满 、健壮 、无损
伤 、大小均匀的菘蓝种子播种 ,实验采用盆栽 ,基质为
泥土与蛭石混合(1∶1,混合后 pH值为 7.0 ～ 7.5),观
图 1　菘蓝根部淹水处理示意图
Fig.1　DiagramofwaterlogofrootsofI.indigotica
察并记录各品种植株生长状况。
2　实验方法
2.1　淹水处理
选择生长均匀一致的 8叶龄的菘蓝幼苗(此期
根长为平均为 12±0.5 cm),每盆 1株 ,将盆置于塑
料箱内 ,将盆上相应淹水深度位置打孔 ,由土表层向
下分三段进行淹水(图 1),每一个深度处理 20盆 ,
每一盆 5株 ,淹水时间分别为 1、2、3、4、5、6d。淹水
后按照设定的时间进行取样 ,每次随机在 3盆内重
复取 5株叶片 。另设未淹水处理作为对照 ,取样与
处理相同 。
表 1　菘蓝幼苗淹水处理
Table1　WaterlogofseedingofI.indigotica
因素 Factor B淹水处理时间 Timeofwaterlog(d)
A淹水深度 B1 B2 B3 B4 B5 B6
A0(淹 0) A0B1 A0B2 A0B3 A0B4 A0B5 A0B6
A1淹 1/3 A1B1 A1B2 A1B3 A1B4 A1B5 A1B6
A2淹 2/3 A2B1 A2B2 A2B3 A2B4 A2B5 A2B6
A3淹 3 /3 A3B1 A3B2 A3B3 A3B4 A3B5 A3B6
2.2　样品加工处理
分别对不同淹水处理和不同淹水时间的植株叶
片取样 , 60 ℃干燥至恒重 ,粉碎 ,过 20目筛备用。
2.3　样品供试液制备
精密称取样品粉末各 0.25 g,分别置索氏提取
器中 ,加氯仿浸泡 15h,再加热回流提取至提取液无
色 。将提取液置旋转蒸发器中 , 60 ℃回收氯仿至
干 ,残渣用甲醇分次溶解并定容至 100 mL容量瓶
中 ,摇匀 ,过滤 ,取滤液 。滤液经 0.45 μm微孔滤膜
过滤 ,续滤液供 HPLC分析用。
2.4　色谱条件与系统适应性
色谱柱 VP-ODS250 mm×4.6 mm;流动相:甲
醇-水(75∶25);检测温度:25 ℃;检测波长:289 nm,
流速:1 mL/min;靛蓝 、靛玉红理论塔板数均在 4000
以上 ,两组分之间及与其他峰分离度达 1.5以上。
在该色谱条件下 ,菘蓝叶中的靛蓝 、靛玉红得到了较
好的分离(图 2)。
2.5　标准曲线制备
准确称取靛蓝 、靛玉红标准品各 1.0 mg置 250
mL容量瓶中 ,用 100mL氯仿溶解 ,加入甲醇稀释至
刻度定容 ,充分混匀后精密量取 25 mL溶液置 50
mL容量瓶中 , 用甲醇定容至刻度线 , 摇匀 , 制成
0.002 mg/mL的靛蓝 、靛玉红标准品溶液 ,微孔滤膜
(0.45μm)滤过 。精密吸取靛蓝 、靛玉红标准溶液
图 2　靛蓝 、靛玉红标准品(A)与样品(B)的 HPLC色谱图
Fig.2　HPLCchromatographyofindigoandindirubin(A)andsamples(B)
833Vol.21 　　　　　　唐晓清等:根部淹水对菘蓝活性成分的影响 　
4、6、10、14、16、18、20 μL注入高效液相色谱仪中 ,
记录色谱图 ,分别以靛蓝 、靛玉红的峰面积为纵坐
标 ,对应的含量为横坐标得回归方程 , A靛蓝 =1×109
C靛蓝 +678.7, r=0.9993(n=3),线性范围为 0.8×10-5
～ 4×10-5 mg;A靛玉红 =6×109 C靛玉红 -1768.8, r=0.9994
(n=3),线性范围为 0.8×10-5 ～ 0.4×10-5 mg。
2.6　样品测定及数据处理
精密吸取待测样品 10 μL,注入高效液相色谱
仪中 ,记录色谱图 ,测定峰面积 ,由回归方程计算出
靛蓝 、靛玉红的含量。
2.7　精密度测定
精密吸取靛蓝和靛玉红标准溶液 10μL注入液
相色谱仪 ,重复进 5次 ,相对标准偏差(RSD)分别为
1.9%、0.6%。
2.8　稳定性试验
分别取靛蓝 、靛玉红标准品溶液和供试样品溶
液各 10 μL,分别注入液相色谱仪 ,间隔 2h连续进
样 6次 ,相对标准偏差(RSD)分别为 2.2%、0.8%、
2.4%、2.6%,表明标准品溶液和供试样品溶液在
12 h内稳定 。
3　结果与分析
3.1　不同淹水处理对靛蓝含量的影响
3/3根系淹水处理菘蓝时 ,靛蓝含量在第 1 ～ 4
d随着胁迫时间的延长不断增加 ,至第 4d达到最大
值 1.98mg/g(图 3),高出对照 18.0%,第 5 ～ 6d靛
蓝含量急剧下降为 0.84mg/g,低于对照 50%,除淹
水第 1 d与第 2d、第 3 d与第 4 d的菘蓝叶中靛蓝
含量无显著差异(P>0.05)外(表 2),淹水的第 3
d、第 4d与其它淹水时间的靛蓝含量之间的差异达
到极显著水平(P<0.01);2 /3淹水处理靛蓝含量随
水时间的延长不断降低 ,淹水第 1d、第 2d、第 3 d、
第 4 d两两间差异不显著(P>0.05),但是处理的
前 4 d与第 5 d、第 6d的靛蓝含量差异达到极显著
水平(P<0.01);1 /3淹水处理时靛蓝含量在第 1d、
第 2 d与对照相比明显升高 ,第 3 d～第 6 d随淹水
胁迫时间的延长不断下降 ,除淹水第 3 d与第 6d及
第 1 d与第 4 d菘蓝叶中靛蓝含量无差异显著(P>
0.05)外 ,其余淹水第 2d与第 3 d、第 4d、第 5d、第
6d、第 1 d处理间差异达到极显著水平(P<0.01),
淹水第 3 d和第 6d与第 1d及第 5d处理间差异达
到显著水平(P<0.05);不同处理下第 5 d和第 6 d
靛蓝含量与对照相比明显下降 ,差异达到了极显著
水平 ,表明菘蓝在长时间淹水条件下靛蓝含量显著
降低 。
图 3　不同处理后靛蓝 、靛玉红含量变化趋势
Fig.3　Changingtrendofcontentsofindigoandindirubinunderdifferentwaterolg
A.淹水处理的靛蓝含量;B.淹水处理的靛玉红含量
3.2　不同淹水处理对靛玉红含量的影响
3 /3根系淹水处理菘蓝时靛玉红含量第 1 d明
显高出对照 123.8%(图 3),自第 2 d起随淹水胁迫
的时间延长不断下降 ,第 6 d时低于对照;但 2/3淹
水处理靛玉红的含量淹水第 1 ～ 4d都比对照组高 ,
其中第 4 d最显著 ,高出对照 100%,第 5 ～ 6d不断
降低至 0.16mg/g;靛玉红含量在第 1 ～ 2 d不断升
高 ,第 2 d高出于对照 66.7%, 第 3 ～ 5 d随淹水胁
迫时间延长不断下降至 0.14 mg/g,但第 6 d靛玉红
的含量又上升至 0.22 mg/g,与对照含量接近。除
3/3根系淹水处理下淹水第 3d与第 4 d及第 3d与
第 4 d菘蓝叶中靛玉红含量无显著差异 ,其余各处
理下不同天数间靛玉红含量都呈极显著差异(P<
0.01)(表 2),并且随淹水时间的延长菘蓝叶中靛玉
红含量不断下降 。在 2/3、3 /3淹水处理下靛蓝 、靛
玉红含量与对照相比均达到极显著差异 ,说明淹水
深度越深对靛蓝含量影响越大。
834 天然产物研究与开发　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Vol.21
4　小结与讨论
　　植物的次生代谢是植物体内的另一种重要的生
理代谢 ,次生代谢产物的合成与积累往往与所处的
生长环境密切相关 ,往往会在植物遭遇如低温 、干
旱 、高盐碱 、涝害等胁迫性环境时变得旺盛 [ 10] 。当
环境适宜时 ,植物通过初生代谢合成自身生长所需
的蛋白质 、糖类 、核酸等物质 ,次生代谢只产生少量
的代谢物质以维持日常生长所需 ,当适宜的生境恶
化时植物光合与呼吸作用受到抑制 ,而次生代谢活
动加强 ,产生大量的次生代谢物质以提高植物自身
的抗逆性 [ 11, 12] 。药用植物中的有效成分大部分是
由植物通过次生代谢产生的次生代谢产物。靛蓝 、
靛玉红是菘蓝的次生代谢物质 , 属于吲哚类生物
碱 [ 12] 。在菘蓝的生长过程中根部由于受到淹水的
刺激 ,必然出现应激性反应 ,因此淹水初期的靛蓝 、
靛玉红含量出现升高趋势 ,这是菘蓝对不良环境的
第一反应 ,其体内的代谢方式出现相应的调整 ,从初
生代谢为主转向以次生代谢为主 ,产生大量的具有
抗逆作用的次生代谢物质以维持自身的生存 。而对
根部不同深度的淹水处理 ,菘蓝幼苗的应激性反应
则出现不同。 1/3根系淹水处理下菘蓝幼苗在淹水
前期同样表现出应激反应 ,其叶内的靛玉红含量升
高 ,之后又逐渐下降至与对照保持同一水平 ,说明
1/3根系淹水处理下随时间的延长植株已能适应环
境 ,植株能够正常生长;1/3根系淹水处理能有效的
为植株提供水分和根系呼吸所用的 O2。随着淹水
深度的增加 ,菘蓝幼苗的应激性反应更为剧烈 ,但后
期(3 /3和 2/3根系淹水处理)的植株则随着淹水时
间的延长植株渐渐死亡 ,可能由于淹水深度不同直
接影响着菘蓝的正常生长 ,而淹水的深浅直接影响
植株根系的呼吸作用和水分的吸收。长时间淹水根
系的有氧呼吸完全受阻使植株不能正常生长 ,根系
易发生厌氧代谢产生了大量的酒精和酸性中间产
物 ,引起了根系的酒精和酸中毒 ,导致了菘蓝根系渐
渐腐烂 ,植株渐渐枯萎死亡。由此可见 ,菘蓝根部的
适度淹水处理既能维持其正常生长 ,同时还能刺激
其体内生物碱类成分的积累 ,提示我们在菘蓝栽培
表 2　不同淹水天数下靛蓝 、靛玉红含量的差异显著性分析(n=5)
Table2　Analysisofdifferencesignificanceofindigoandindirubinbydiferentwaterlogdays(n=5)
淹水深度
Depthofwaterlog
淹水时间
Timeofwaterlog
(d)
靛蓝含量差异显著性
Diferencesignificanceof
contentofindigo(mg/g)
淹水时间
Timeofwaterlog
(d)
靛玉红含量差异显著性
Diferencesignificanceof
contentofindirubin(mg/g)
A1淹 1 /3 B2 1.68aA B2 0.35aA
B3 1.46bB B3 0.31bB
B6 1.34bB B1 0.29cC
B4 1.30 cB B4 0.27dC
B1 1.23 cB B6 0.22eD
B5 1.16dB B5 0.14fE
A2淹 2 /3 B1 1.35aA B4 0.41aA
B3 1.34aA B1 0.40bB
B4 1.25aA B5 0.36cC
B2 1.25aA B2 0.35dD
B6 0.96bB B3 0.35dD
B5 0.96bB B6 0.16eE
A3淹 3 /3 B4 1.98aA B1 0.47aA
B3 1.94aA B2 0.38bB
B5 1.74bB B3 0.32cC
B2 1.60 cB B4 0.32cC
B1 1.58 cB B6 0.16dD
B6 0.84dC B5 0.15dD
　　注:小写字母之间表示显著差异(P<0.05);大写字母之间表示极显著差异(P<0.01)。 Note:0.05and0.01significancesweredenotedby
smalandcapitalleterinverticallinerespectively.
835Vol.21 　　　　　　唐晓清等:根部淹水对菘蓝活性成分的影响 　
过程中 ,若是以采叶作为大青叶用 ,则是否可以考虑
在采收前几天进行适当的浅水淹水处理 ,以达到提
高其有效成分含量的目的 。
参考文献
1　LaiTH(赖廷和), HEBY(何斌源).Growthandphysiologi-
calresponsesofBruguieragymnorrhizaseedlingstowaterlog-
gingstress.ChinJEcology(生态学杂志), 2007, 26:650-
656.
2　WangWH(王威豪), YeYP(叶燕萍), LuoYM(罗永明),
etal.Effectsofseedcanetreatedwithethephononphotosyn-
thesisandtileringofsugarcaneexposedtowaterstress.
Crops(作物杂志), 2008, (1):50-54.
3　LiX(李霞), WangY(王洋), YanXF(阎秀峰).Efectsof
waterstressonberberine, jatrorrhizineandpalmatinecon-
tentsinamurcorktreeseedlings.ActaEcologicalSin(生态学
报), 2007, 27:58-64.
4　GuoXR(郭晓瑞), YangL(杨蕾), YuJH(于景华), etal.
AlkaloidvariationsinCatharanthusroseusseedlingstreated
bydiferenttemperaturesinshorttermandlongterm.JFor-
estryRes, 2007, 18:313-315.
5　NationalPharmacopoeiaCommittee(国家药典委员会),
ChinesePharmacopoeia(中华人民共和国药典), VolI.Be-
jing:ChemicalIndustryPress, 2005.16.
6　ZuoL(左丽), LiJB(李建北), XuJ(徐景), etal.Studies
onchemicalconstituentsinrootofIsatisindigotica.ChinaJ
ChinMatMed(中国中药杂志), 2007, 32:688-691.
7　SunDD(孙东东), LiX(李祥), ChenJW(陈建伟), etal.
IsolationandidentificationofchemicalconstituentsfromRa-
dixisatidis(I).WestChinaJPharmSci(华西药学杂志),
2007, 22:487-488.
8　MaL(马莉), TangJY(唐健元), LiZL(李祖伦), etal.I-
solationandpurificationofpolysaccharidesfromRadixisati-
disandtheirproperties.ChinTraditHerbDrugs(中草药),
2007, 38:1143-1146.
9　WuXY, LiuYH, ShengWY, etal.Chemicalconstituentsof
Isatisindigotica.PlantaMed, 1997, 63:55.
10 SuWH(苏文华), ZhangGF(张光飞), LiXH(李秀华), et
al.Relationshipbetweenaccumulationofsecondarymetabolis
inmedicinalplantandenvironmentalcondition.ChinTradit
HerbDrugs(中草药), 2005, 36:1415-1418.
11 DuLN(杜丽娜), ZhangCL(张存莉), ZhuW(朱玮), et
al.Thesyntheticwayandbiologicalsignificanceofplantsec-
ondarymetabolism.JNorthwestForestryUniv(西北林学院
学报), 2005, 20:150-155.
12 DuanCR(段传人), WangBC(王伯初), XuSR(徐世荣).
Theeffectsoftheenvironmentstressontheplantsecondary
metabolites.JChongqingUniv(重庆大学学报), 2003, 26
(10):67-71.
(上接第 778页)
4　KeizoN, TohruO, MasaakiF, etal.Sesquiterpenesfromthe
RhizomesofLigulariadentataHara.BullChemSocJpn,
1990, 63:2239-2245.
5　VoutquenneL, LavaudC, HadiHA.Cytotoxicpolyisoprenes
andglycosidesoflong-chainfatyalcoholsfromDimocarpus
fumatus.Phytochemistry, 1999, 50:63-69.
6　Azizudin, ChoudharyMI.CompoundsisolatedfromTannace-
tumpolycephlaum.TurkJChem, 2008, 32:1-4.
7　ZhangL(张龙), ZhouGX(周光雄), LiQ(李茜).Chemi-
calconstituentsofIsodonlophanthoidesHaravar.gerandia-
nusHara.JShenyangPharmUniv(沈阳药科大学学报),
2006, 23:768.
8　GareHS, ShalINIAW.Anovelsphingosinederivativefrom
thespongeSpirastrelainconstans.JournalofNatureProd-
ucts, 1995, 58:442-445.
9　MeiWL(梅文莉), NiW(倪伟), LiuHY(刘海洋), etal.
StudiesontheconstituentsofCinnamomumzeylanicum.Nat
ProdResDev(天然产物研究与开发), 2002, 14(3):14-
17.
10 WangF(王菲), YuanST(袁胜涛), ZhuDL(朱丹妮).Ac-
tivecomonentsofantitumorfractionfromSarcandraglabra.
ChinJNatMed(中国天然药物), 2007, 5:174-178.
836 天然产物研究与开发　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　Vol.21