全 文 ：表明 ,轻度 、中度干旱胁迫处理有利于川白芷叶生长
盛期生物量向根部分配 ,但重度干旱胁迫处理不利
于川白芷叶生长盛期生物量向根部分配。
3　讨论
干旱胁迫对川白芷叶生长盛期地上器官的影响
高于根 ,从而导致根生物量和根冠比的增大 ,说明川
白芷各器官具有特异性 ,也是川白芷对干旱条件的
适应性策略 。由此可推断 ,在一定程度的干旱环境
下 ,可以提高川白芷叶生长盛期根的生物量 ,为药材
丰产打下基础。但川白芷叶生长盛期生长中心仍是
地上部分 ,若地上部分生物量未能达到理想值 ,势必
会影响光合作用 ,最终影响药材产量 。所以 ,何种程
度的干旱环境既能促进根生物量的增加 ,又不能严
重影响地上部分生物量的积累 ,还需进一步研究 。
参 考 文 献
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收稿日期:2010-10-11基金项目:河北省科技厅资助项目(10965511D)作者简介:陈桂平(1972-),女,博士研究生 ,副教授 ,主要从事植物分子遗传学工作;E-mail:chenguiping968@sohu.com。
二倍体及四倍体菘蓝氨基酸含量的测定分析
陈桂平 ,客绍英
(唐山师范学院生命科学系 ,河北 唐山 063000)
　　摘要　目的:通过对二倍体菘蓝和四倍体菘蓝根和叶中的水解氨基酸和游离氨基酸含量进行测定分析 , 了解
不同倍性菘蓝的氨基酸含量差异 ,为菘蓝的药用开发提供参考。方法:利用氨基酸自动分析仪 , 采用酸水解法进行
测定。结果:四倍体与二倍体菘蓝相比 ,菘蓝根中四倍体游离氨基酸和水解氨基酸的含量均高于二倍体 , 分别比二
倍体的含量高 25.7%、40.7%,大多数氨基酸含量上升 ,少数氨基酸含量下降。菘蓝叶中四倍体总游离氨基酸比二
倍体稍有下降(-0.24%),水解氨基酸稍有上升(1.88%), 大多数氨基酸含量上升 , 少数氨基酸含量下降。二倍体
和四倍体菘蓝根水解精氨酸和游离精氨酸含量均是叶的 3倍以上。结论:四倍体菘蓝与原二倍体相比 ,氨基酸含
量均有提高 , 尤其根中更为明显。精氨酸可能为菘蓝根中发挥药效的主要氨基酸。
关键词　菘蓝;二倍体;四倍体;氨基酸含量
中图分类号:R284.1　　文献标识码:A　　文章编号:1001-4454(2011)04-0506-03
　　菘蓝(IsatisindigoticaFort),又称草大青 ,属十
字花科菘蓝属二年生植物 ,以根入药称为板蓝根 ,以
叶入药称为大青叶 。对于板蓝根品质的好坏 ,通常
以靛蓝和靛玉红的含量为评价标准 。目前 ,关于菘
蓝靛蓝 、靛玉红等成分分析有很多报道 〔1〕 ,有关菘
蓝氨基酸的分析仅见项雷文等 〔2〕关于板蓝根加工
过程中氨基酸的分析 、崔熙等〔3〕关于南 、北板蓝根
中氨基酸含量的分析和乔传卓等 〔4〕关于两种倍性
菘蓝的根进行的氨基酸含量分析 。近几年来 ,唐山
师范学院药用植物研究室一直致力于菘蓝多倍体研
究 ,育成的四倍体株系已稳定种植 3年 ,其主要成分
靛蓝 、靛玉红 、多糖 、可溶性糖等已作分析 ,因此笔者
再对不同倍性菘蓝的氨基酸含量作进一步比较分
析 ,旨在研究不同倍性菘蓝氨基酸的含量和种类 ,为
进一步推广四倍体菘蓝的种植及开发板蓝根药用价
值提供指导 ,促进中药产业的发展 。
1　材料与方法
1.1　材料　菘蓝的二倍体株系(2n)与四倍体株系
(4n)均采自唐山市玉田县同仁堂药材基地 。取对
应部位的鲜根及鲜叶 ,风干后得生药 ,烘干 ,粉碎 ,制
成粗粉。
1.2　样品前处理　测定水解氨基酸:精密称取 50
～ 60 mg样品 ,放入玻璃水解管中 ,加 6 mol/LHCl
约 5 mL,抽真空下立即封管 ,然后在(110±1)℃烘
·506· JournalofChineseMedicinalMaterials　　第 34卷第 4期 2011年 4月
箱内水解 24h,水解完全后打开水解管 ,过滤并用蒸
馏水定容至 25 mL,取 5mL移入蒸发皿中 ,在 80℃
恒温水浴上蒸发除尽盐酸 ,然后用 0.02 mol/LHCl
稀释至一定浓度 , 14 000 r/min离心 20 min,取上清
液测定除色氨酸(未检测)以外的氨基酸。
测定游离氨基酸:精密称取 1 g样品 ,加 30 mL
0.02mol/LHCl超声波振荡 1 h, 14 000 r/min离心
20 min,取上清液测定除色氨酸以外的氨基酸 。
1.3　测定条件　日立 L-8800型高速氨基酸分析
仪 ,泵 1流速:0.4 mL/min,压力 10.5 MPa。泵 2流
速:0.35 mL/min, 压力 0.8 MPa。分离柱温度:50
℃。反映柱温度 136℃。进样量:20 μL。
2　结果
2.1　不同倍性菘蓝根中游离氨基酸和水解氨基酸
含量比较分析　实验结果见表 1。从表 1测定结果
看 ,二倍体和四倍体菘蓝根中均测到 17种氨基酸 ,
包括 7种必需氨基酸 , 2种半必需氨基酸和 8种非
必需氨基酸 。另一种必需氨基酸色氨酸因水解被破
坏 ,故未测定 。
　表 1　　　　不同倍性菘蓝根中游离氨基酸和
水解氨基酸的含量(g/100g)
氨基酸种类
二倍体
游离氨基酸 水解氨基酸
四倍体
游离氨基酸 水解氨基酸
天门冬氨酸(ASP) 0.0712 0.8876 0.1604 1.4000
苏氨酸(THR) 0.5167 0.4668 1.3726 0.6217
丝氨酸(SER) 0.0475 0.4238 0.0567 0.5637
谷氨酸(GLU) 0.0977 1.5178 0.1972 3.4936
甘氨酸(GLY) 0.0204 0.4565 0.0273 0.6049
丙氨酸(ALA) 0.0697 0.4518 0.1241 0.6235
胱氨酸(CYS) 0.0837 0.0373 0.0423 0.0385
缬氨酸(VAL) 0.1127 0.5151 0.2325 0.8084
甲硫氨酸(MET) 0.0406 0.0897 0.0300 0.0864
异亮氨酸(ILE) 0.0493 0.3341 0.0641 0.4350
亮氨酸(LEU) 0.0300 0.5970 0.0312 0.7320
酪氨酸(TYR) 0.0867 0.2480 0.0151 0.3156
苯丙氨酸(PHE) 0.0268 0.3565 0.0565 0.4591
赖氨酸(LYS) 0.1620 0.7282 0.1433 0.9055
组氨酸(HIS) 0.2316 0.4303 0.2550 0.5826
精氨酸(ARG) 3.6386 3.7530 4.0897 4.5877
脯氨酸(PRO) 3.6651 3.9079 4.3602 5.1417
总计 8.8540 15.2977 10.5035 22.1546
　　在二倍体和四倍体菘蓝根中无论是游离氨基酸
还是水解氨基酸都是脯氨酸含量最高 ,其次是精氨
酸 , 大约 占每一类氨 基酸总量 的 (21.4% ～
41.0%)。四倍体菘蓝与二倍体相比 ,菘蓝根中四
倍体游离氨基酸和水解氨基酸的含量均高于二倍
体 ,分别比二倍体的含量高 25.7%和 40.7%,大多
数氨基酸含量上升 ,游离氨基酸中上升最高的是苏
氨酸(166%),天冬氨酸(125%),其次是苯丙氨酸
(111%)、缬氨酸(106%)和谷氨酸(102%),只有四
种氨基酸是下降的 ,包括酪氨酸 (-82.6%)、甲硫
氨酸(-26.1%)、胱氨酸 (-19.5%)、赖氨酸(-
11.5%)。水解氨基酸中上升最高的是谷氨酸
(130%), 其次是天冬氨酸 (57.8%)和缬氨酸
(56.9%)。只有一种氨基酸是下降的即甲硫氨酸
(-3.68%)。
2.2　不同倍性菘蓝叶中游离氨基酸和水解氨基酸
含量比较分析　实验结果见表 2。从表 2测定结果
看 ,二倍体和四倍体菘蓝叶中与根中一样也检测到
17种氨基酸 。在二倍体和四倍体菘蓝叶中游离氨
基酸含量最高的都是脯氨酸(49.3%、49.2%),其
次是苏氨酸(22%、23%)。水解氨基酸含量最高的
也都是脯氨酸 (21.4%、 21%), 其次是谷氨酸
(19%、19%)。四倍体与二倍体菘蓝相比见图 2,菘
蓝叶中四倍体总游离氨基酸比二倍体稍有下降(-
0.24%),水解氨基酸稍有上升(1.88%),大多数氨
基酸含量上升 ,游离氨基酸中上升最高的是甲硫氨
酸(19.7%),其次是丙氨酸(19.5%)也有七种氨基
酸含量下降。水解氨基酸中上升最高的是天冬氨酸
(9.34%),其次是甘氨酸(6.34%),有六种氨基酸
含量下降 。四倍体与二倍体菘蓝叶中的胱氨酸含量
都是零 ,可能是水解过程中被降解掉了 。
　表 2　　　　不同倍性菘蓝叶中游离氨基酸和
水解氨基酸含量(g/100g)
氨基酸种类
二倍体
游离氨基酸 水解氨基酸
四倍体
游离氨基酸 水解氨基酸
天门冬氨酸(ASP) 0.0917 1.7797 0.1027 1.9459
苏氨酸(THR) 1.6459 0.7581 1.7174 0.7314
丝氨酸(SER) 0.1896 0.8196 0.2183 0.7911
谷氨酸(GLU) 0.1734 4.0380 0.1347 4.1190
甘氨酸(GLY) 0.0267 0.9019 0.0294 0.9591
丙氨酸(ALA) 0.0849 0.8572 0.1015 0.9103
胱氨酸(CYS) 0.0497 0.0000 0.0544 0.0000
缬氨酸(VAL) 0.2177 1.2975 0.2470 1.3548
甲硫氨酸(MET) 0.0294 0.1381 0.0352 0.1370
异亮氨酸(ILE) 0.1031 0.6530 0.0919 0.6711
亮氨酸(LEU) 0.1135 1.2627 0.0668 1.2568
酪氨酸(TYR) 0.0895 0.4428 0.0697 0.4601
苯丙氨酸(PHE) 0.1629 0.8499 0.1644 0.8860
赖氨酸(LYS) 0.1184 1.1796 0.1008 1.1940
组氨酸(HIS) 0.1633 0.5090 0.1730 0.5326
精氨酸(ARG) 0.5319 1.2079 0.4802 1.1497
脯氨酸(PRO) 3.6885 4.5451 3.6750 4.5397
总计 7.4801 21.2401 7.4624 21.6386
·507·JournalofChineseMedicinalMaterials　　第 34卷第 4期 2011年 4月
2.3　菘蓝的叶和根中氨基酸含量比较分析　不论
是二倍体还是四倍体菘蓝的根与叶的游离氨基酸含
量相差不大 ,只有游离精氨酸含量差异较大 。二倍
体菘蓝根中含量是叶中的 6.84倍 ,四倍体菘蓝根中
含量是叶中的 8.52倍。水解氨基酸含量在二倍体 、
四倍体菘蓝的根与叶中大部分也变化不大 ,只有精
氨酸差异最大 ,二倍体菘蓝根中含量是叶中 3.11
倍 ,四倍体菘蓝根中含量是叶中的 3.99倍 。以上结
果表明精氨酸可能为板蓝根中发挥药效的主要氨基
酸 。四倍体中的游离氨基酸和水解氨基酸的根 /叶
含量的比例均提高了 ,可能与四倍体根茎粗壮 、分支
较多 ,有效成分的增加有关 。见图 1、2。
图 1　不同倍性菘蓝根和叶中游离氨基酸含量比较分析
图 2　不同倍性菘蓝根和叶中水解氨基酸含量比较分析
3　讨论
两种倍性的菘蓝根中各种氨基酸相比 ,四倍体
中游离苏氨酸含量比二倍体高约 166%,苏氨酸在
日粮氨基酸平衡中的作用日益突出 ,日粮中苏氨酸
缺乏会限制养殖动物的生长 ,即使增加赖氨酸或蛋
氨酸或两者同时按需要量添加 ,也难使生长性能得
到进一步提高 ,这是缺乏苏氨酸造成氨基酸不平衡
所引起 〔5〕。对于水解氨基酸 ,四倍体菘蓝根的谷氨
酸明显高于二倍体的含量(130%)。谷氨酸是迄今
为止研究的哺乳动物体内含量最丰富的游离 α-氨
基酸 ,其在骨骼肌中的浓度很高 ,认为谷氨酸在维持
净蛋白合成和增加方面起着调控作用 〔6, 7〕。由此可
见谷氨酸对于动物包括人具有很重要的作用 。本研
究四倍体中苏氨酸和谷氨酸含量的上升有利于改善
板蓝根药材的品质 。四倍体菘蓝叶与二倍体相比游
离氨基酸和水解氨基酸的变化都不是很明显 ,分别
下降 -0.24%和上升 1.88%。而菘蓝根中四倍体
游离氨基酸和水解氨基酸的含量均远高于二倍体 ,
分别比二倍体的含量高 25.7%和 40.7%,由此可以
看出四倍体中根比叶的品质更好 ,可以大规模种植
应用 。
二倍体 、四倍体菘蓝的根与叶的游离氨基酸和
水解氨基酸含量相差不大 ,只有精氨酸含量差异较
大。崔熙等〔3〕认为含量较高的精氨酸可能是板蓝
根药效的主要成分 ,这与本实验中板蓝根中精氨酸
含量较高的结果一致。精氨酸具免疫调节功能 ,补
充精氨酸能增加胸腺的重量 ,促进胸腺中淋巴细胞
的生长 ,降低肿瘤的转移率 ,提高患肿瘤动物的存活
时间与存活率 ,另外 ,精氨酸还有一定的解毒作用。
虽然板蓝根与大青叶均可入药 ,但由于含有的药效
成分不同 ,因而菘蓝不同部位的药用价值也不尽相
同。由本实验结果可知板蓝根的药用价值高于大青
叶 ,因此培育菘蓝四倍体并进一步开发板蓝根药用
价值具有重要的理论和实际意义 。
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