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遮光对地胆草根系浸出物及黄酮和灰分含量影响研究初报



全 文 :地胆草(Elephantopus scaber Linn.), 又名草鞋
底、 苦地胆、 铺地娘、 地苦胆、 地胆头、 磨地胆
等 [1], 菊科地胆草属。 为我国华南、 港台地区一味
常用民间药 [2]。 地胆草味苦、 性寒, 具有清热、 凉
血、 解毒、 利湿的功效[3], 治感冒、 痢疾、 胃肠炎、
扁桃体炎、 咽喉炎、 肾炎水肿、 结膜炎、 疖肿等[4]。
目前, 我国已有多个含地胆草的复方制剂应用于临
床。 地胆草的另一重要用途, 系因地胆草根系的独
特香味及药用功效, 其在我国南方多省地向来被当
作煲汤辅料广泛使用。
地胆草用途较广, 主要来源仍然靠野生采挖,
面临野生资源枯竭的危险, 对其进行人工栽培势在
热带作物学报 2016, 37(1): 15-19
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2015-05-20 修回日期 2015-11-01
基金项目 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(No. 1630022013026); 现代农业产业技术体系建设专项(No. CARS-34)。
作者简介 郑定华(1981年—), 男, 助理研究员; 研究方向: 橡胶栽培及橡胶林下间作 ; E-mail: zheng810830428@163.com。 *通讯作者
(Corresponding author): 周立军(ZHOU Lijun), Tel: 0898-23300559。
遮光对地胆草根系浸出物及黄酮
和灰分含量影响研究初报
郑定华, 袁淑娜, 陈俊明, 李 娟, 黄坚雄, 潘 剑, 周立军 *
中国热带农业科学院橡胶研究所
农业部儋州热带作物科学观测实验站 海南儋州 571737
摘 要 为初步了解不同遮光强度对地胆草根系品质的影响, 对采收自 5 种不同遮光栽培处理下地胆草根系的
浸出物、 黄酮及灰分含量进行比较研究。 结果表明, 3 种类型的地胆草根系浸出物得率为: 水溶性浸出物>醇溶
性浸出物>乙醚浸出物, 其中, 水热浸法得率、 水冷浸法得率与遮光率间的相关性均不显著, 醇热浸法得率、 醇
冷浸法得率与遮光率间均呈极显著(p<0.01)负相关, 乙醚浸出物得率与遮光率间也呈显著负相关(p<0.05), 而根
系黄酮、 粗灰分、 酸不溶性灰分含量与遮光率间的相关性均不显著。 初步认为, 生长环境的遮光强度会对地胆
草根系的品质产生影响, 高遮光率可能有利于地胆草根系水溶性浸出物的获得, 而不利于醇溶性浸出物及乙醚
浸出物的累积, 但遮光率对地胆草根系黄酮含量及粗灰分、 酸不溶性灰分含量的影响相对较小。
关键词 遮光率; 地胆草; 根系; 浸出物; 黄酮; 灰分
中图分类号 R282 文献标识码 A
Effects of Different Shading Treatments on the Extractives,
Total Flavonoids and Ashes of Root
in Elephantopus scaber Linn.
ZHENG Dinghua, YUAN Shuna, CHEN Junming, LI Juan,
HUANG Jianxiong, PAN Jian, ZHOU Lijun*
Rubber Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciencese / Danzhou Investigation &
Experiment Station of Tropical Crops, Ministry of Agriculture, Danzhou, Hainan, 571737, China
Abstract To probe the effects of different shading treatments on the quality of the root in Elephantopus scaber
Linn.. Simulating field experiment with net greenhouse was used. The contents of extractives, total flavonoids and
ashes that harvested from five different shading treatments were analyzed comparatively. Results showed that, the
highest extractive yield of root from Elephantopus scaber Linn. in different solvent was from water, followed by
ethanol and ether, the positive correlation relationships between shading rates and hot water extract rates, cold
water extractives rates was not significant (p<0.05). Both hot ethanol extractives rates and cold ethanol extractives
rates showed significant negative correlation relationships with shading rates. Ether extractives rates showed negative
correlation relationships with shading rates. There were no significant correlation relationships between shading
rates and total flavonoids, crude ashes, acid insoluble ash contents. It is supposed the roots of Elephantopus
scaber Linn. harvested from high shading rate environment may obtain a high water extractives yield, but the
ethanol extractives yield and ether extractives yield may be low. Total flavonoids, crude ashes, and acid insoluble
ash contents showed light influences by shading rate.
Key words Shading rate; Elephantopus scaber Linn; Root; Extractives; Total flavonoids; Ashes
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.01.003
第 37 卷热 带 作 物 学 报
必行。 近年来, 笔者开展了橡胶林下间作地胆草的
相关研究工作, 并报道了遮光与定植方式对地胆草
生长及产量的影响 [5], 以及橡胶林下间作地胆草技
术[6], 但不同的光照强度是否会对地胆草的药材品
质产生显著影响尚不明确, 基于此, 笔者对不同遮
光处理下地胆草根系浸出物、 黄酮与灰分含量及其
相关性进行分析, 以期初步了解不同遮光强度对地
胆草根系品质的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料 地胆草(Elephantopus scaber Linn.)
种苗由中国热带农业科学院橡胶研究所试验基地繁
育, 源自海南省儋州本地野生种; 遮阳网均购自上
海大鲤鱼绳网有限公司。
1.1.2 仪器 上海天美 UV-1102 型分光光度计,
上海一恒 HWS-26 型电热恒温水浴锅, 上海绿宇
生物科技有限公司 kxx-12-12型坩埚电阻炉, 德国
heidolph Laborota 4000 efficient 型旋转蒸发仪, 上
海安亭科学仪器厂 TDL-5-A 型离心机, 天津市泰
斯特仪器有限公司 FZ102 型小型粉碎机, 上海实
研电炉有限公司 DHG-924B 型烘箱 , 日本岛津
AUW220D 型万分之一电子天平天平, 蛇形索氏提
取器。
1.1.3 试剂 乙醇 、 乙醇 、 NaNO2、 Al (NO3)3、
NaOH 均为分析纯; 芦丁标准品购自中国食品药品
检定研究院, ID: 278S-LZC7。
1.2 方法
1.2.1 试验时间及地点 试验于 2014 年 4 月至
12 月在海南省儋州市中国热带农业科学院橡胶研
究所五队基地内进行, 试验地前茬为橡胶育苗地,
土壤为典型热带砖红壤, 土层深度 60 cm 以上, 地
块均一平整, pH 值 4.78, 有机质含量 12.74 g/kg,
速效氮 25.28 mg/kg, 速效磷 12.32 mg/kg, 速效钾
38.93 mg/kg。
1.2.2 试验设计 采用大田荫网大棚模拟试验的
方法, 以全自然光照(遮光率记为 0, 下同)的裸地
栽培为对照, 再分别随机排列长宽高规格一致的 4
个遮光率不同的隧道式荫棚, 除两头通透外, 顶部
及侧面均覆盖透气、 透水型黑色遮阳网, 每个荫棚
的脊高 1.8 m、 宽 3.0 m、 长 30 m, 用台湾泰仕 TES-
1332A照度计对各荫棚内的实际遮光率进行多点多
次测量 , 得到 4 个荫棚的遮光率分别为 35% 、
47%、 69%、 82%, 每个荫棚之间留出 6 m 的空地
作为隔离区。 2014 年 4 月 16 日分别在各处理内同
步定植已长出 3~4 片叶的地胆草小苗, 单株穴植,
株行距 30 cm×30 cm, 每处理 3 个重复, 每小区有
效面积 4 m2。 定植后浇定根水, 两星期内视天气情
况进行适当浇水确保成活, 后期田间管理一致, 期
间分别于 7 月中旬及 9 月中旬大雨后撒施 NPK15-
15-15的复合肥各 1次, 用量按 12 kg/667 m2计。
1.2.3 测定项目 (1)样品处理: 当年 12月 11日,
进行人工采挖, 去除边行, 每小区随机采集 10 株
地胆草, 所得地胆草根系用自来水冲洗干净, 初步
晾晒后转入 60 ℃烘箱烘干 36 h, 粉碎并过 2 号筛
后备用。 (2)浸出物含量测定: 参照 2010 年版《中
华人民共和国药典》[7]附录 XA 浸出物测定法中水溶
法、 醇溶法及乙醚浸出法测定地胆草根系浸出物含
量, 以百分比计算浸出物得率(含量), 其中, 醇溶
性浸出物所用溶剂为 95%乙醇。 (3)总黄酮的提取
及含量测定 : 亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色
法[8-9]并稍作修改, 操作步骤为: 称取样品 2 g, 加
入 100 mL 70%乙醇, 95 ℃回流提取 3 h, 提取物
旋转浓缩至体积<50 mL, 4 000 r/min 离心 10 min,
转出上清液并用 70%乙醇定容至 50 mL, 后以芦丁
标准样作标准曲线, 于 510 nm 处用紫外分光光
度仪测定吸光值, 计算总黄酮含量。 (4)灰分含
量测定: 参照 2010 年版《中华人民共和国药典》 [7]
附录ⅨK 灰分测定法测定总灰分及酸不溶性灰分
含量。
1.3 数据处理
数据分析用 Excel 2003 与 DPS7.05, 处理间多
重比较用 Duncan’s新复极差法。
2 结果与分析
2.1 不同遮光处理对地胆草根系浸出物含量的影响
不同遮光处理下地胆草根系浸出物的测定结果
见图 1, 浸出物含量、 遮光率间的简单相关系数见
表 1。 不同遮光处理下地胆草根系浸出物得率最高
的为水热溶性浸出物, 该法浸出物得率由高到低依次
为遮光率 82%、 遮光率 47%、 全光照、 遮光率 69%、
遮光率 35%的处理 , 对应得率分别为 23.60% 、
23.56%、 22.66%、 21.56%、 20.06%, 其相对得率
分别为全光照处理的 1.04、 1.03、 1.00、 0.95、 0.89
倍, 5 个处理的平均得率为 22.23%, 除全光照及
遮光 69%处理的得率较低外, 另外 3 个处理间的
差异不显著, 该法得率与遮光率间的简单相关系数
较弱, 相关不显著(p<0.05), 说明遮光率对地胆草
根系水热浸出物的影响较小。 水冷浸法浸出物得率
表现为随遮光率增加而增加的趋势, 得率由高到低
16- -
第 1 期
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10
5
0


/%
乙醚浸出物 水冷浸出物 水热浸出物 醇冷浸出物 醇热浸出物
全光照 遮光率 35% 遮光率 47% 遮光率 69% 遮光率 82%
aA aA bB bB
cC
cC dC cC
bB
aA
abA
cB
aA bAB
aA
aA bB bB cC dD
dB
bAaA abA cB
柱形图上不同小写字母表示同一浸出物得率之间差异达到显著水平(p<0.05), 不同大写字母表示同一浸出物得率之
间差异达到极显著水平(p<0.01)。 下同。
Different Lowercase letters within the same type Extractives means the difference is significant (p<0.05), and different capital
letters means the difference is extremely significant (p<0.01). The same as below.
图 1 不同遮光处理地胆草根系浸出物含量比较
Fig. 1 Root extractives content of Elephantopus scaber Linn. from different treatments
依次为遮光率 82%、 遮光率 69%、 遮光率 47%、
全光照 、 遮光率 35%的处理 , 对应得率分别为
20.92% 、 18.52% 、 16.73% 、 16.59% 、 15.48% ,
其相对得率分别为全光照处理的 1.26、 1.12、 1.01、
1.00、 0.93倍, 5个处理的平均得率为 17.65%, 处
理间存在较大差异, 该法浸出物得率与遮光率之间
的简单相关未达到、 但接近显著水平(p<0.05), 与
水热浸法间的简单相关也未达显著水平(p<0.05)。
地胆草根系醇溶性浸出物含量(图 1、 表 1),
无论是醇热浸法还是醇冷浸法, 其浸出物得率均表
现为随遮光率的增加而得率降低的变化趋势, 且整
体上醇热浸法得率高于冷浸法。 醇热浸法得率由高
到低依次为全光照、 遮光率 47%、 遮光率 35%、 遮
光率 69%、 遮光率 82%的处理, 其对应得率分别
为 17.39%、 16.34%、 16.21%、 14.60%、 13.10%,
其相对得率分别为全光照处理的 1.00、 0.94、 0.93、
0.84、 0.75倍, 5个处理的平均得率为 15.53%, 处
理间得率差异较大, 浸出物得率与遮光率间呈显著
负相关(p<0.01)。 醇冷浸法得率由高到低依次为全
光照、 遮光率 35%、 遮光率 47%、 遮光率 69%、
遮光率 82%的处理 , 对应得率依次为 14.71% 、
13.13%、 13.06%、 11.75%、 10.53%, 其相对得率
分别为全光照处理的 1.00、 0.89、 0.89、 0.80、 0.72
倍, 5 个处理的平均得率为 12.64%, 处理间得率
也存在较大差异, 浸出物得率与遮光率间呈显著负
相关(p<0.01)。
地胆草根系乙醚浸出物得率(图 1、 表 1)整体
上低于水溶法及醇溶法, 表现为随遮光率的增加得
率降低的变化趋势, 分别为全光照处理的 10.05%、
遮光率 35%处理的 9.47%、 遮光率 47%处理的
8.45%、 遮光率 69%处理的 7.79%、 遮光率 82%
处理的 5.29% , 相对得率分别为全光照处理的
1.00、 0.94、 0.84、 0.77、 0.53 倍, 5 个处理的平均
得率为 8.21%, 处理间得率差异较大, 得率与遮光
率间呈显著负相关(p<0.01)。 乙醚浸出物得率与水
冷浸出物得率间呈显著负相关(p<0.01)、 与水热法
浸出物得率的负相关不显著、 与醇溶性浸出物得率
呈显著正相关(p<0.01)。
表 1 地胆草根系浸出物含量与遮光率间的简单相关系数
Table 1 Correlation coefficients between different extractives and Shading rate
项目 乙醚浸出物 水冷浸出物 水热浸出物 醇热浸出物 醇冷浸出物
遮光率 -0.902* 0.772 0.213 -0.937** -0.978**
乙醚浸出物 -0.939** -0.509 0.958** 0.947**
水冷浸出物 0.589 -0.903* -0.843*
水热浸出物 -0.264 -0.225
醇热浸出物 0.986**
说明: 系数后带 “*” 表示在 0.05 水平显著相关, 带 “**” 表示在 0.01 水平显著相关。 下同。
Note: “*” behind the Coefficient means the Correlation is 0.05 significant, and “**” means the Correlation is 0.01 significant. The same as below.
2.2 不同遮光处理对地胆草根系黄酮含量的影响
不同遮光处理下地胆草根系黄酮含量的测定结
果见图 2, 黄酮含量与遮光率、 浸出物含量相互间
的简单相关系数见表 2, 含量由高到低依次为遮光
郑定华等: 遮光对地胆草根系浸出物及黄酮和灰分含量影响研究初报 17- -
第 37 卷热 带 作 物 学 报
率 47%、 遮光率 35%、 遮光率 82%、 全光照、 遮光
率 69%的处理, 对应的含量分别为 30.88、 30.47、
26.84、 25.08、 23.79 mg/g, 其相对含量分别为全
光照处理的 1.23、 1.22、 1.07、 1.00、 0.95倍, 5 个
处理的平均含量为 27.41 mg/g, 处理间存在一定
差异, 各处理黄酮含量与遮光率、 及与各类型浸
出物含量间的相关性均较弱, 都未达到显著水平
(p<0.05)。
图 2 不同遮光处理对地胆草根系黄酮含量的影响
Fig. 2 Total flavonoids content of different shading treatments
遮光处理
全光照 35% 47% 69% 82%
40
35
30
25
20
15
10
5
0




/(
m
g/
g) bAB
aA aA
bB
abAB
表 2 地胆草根系黄酮含量与遮光率及浸出物含量间的简单相关系数
Table. 2 Correlation coefficients between total flavonoids and shading rate, extractives
项目 遮光率 乙醚浸出物 水冷浸出物 水热浸出物 醇热浸出物 醇冷浸出物
黄酮含量 -0.066 0.153 -0.457 -0.136 0.127 0.248
2.3 不同遮光处理对地胆草根系灰分含量的影响
不同遮光处理下地胆草根系粗灰分及酸不溶性
灰分含量测定结果见图 3, 其中, 全光照、 35%遮
光、 47%遮光、 69%遮光、 82%遮光处理下的粗灰
分含量分别为 8.19%、 8.89%、 7.65%、 9.21%、
8.37%, 整体平均值 8.46%, 各处理间差异较小,
均未达到显著水平(p<0.05), 而酸不溶性灰分含量
依次为 0.84%、 0.83%、 0.78%、 0.94%、 0.73%,
整体均值 0.83%, 各处理间的差异也均未达到显著
水平(p<0.05)。 由表 3 可知, 地胆草根系粗灰分、
酸不溶性灰分含量、 遮光率两两间的相关性较弱,
也未达到显著水平(p<0.05)。
表 3 灰分含量与遮光率间简单相关系数
Tab. 3 Correlation coefficients between shading rate and ashes
项目 粗灰分 酸不溶性灰分
遮光率 0.269 -0.157
粗灰分 0.678
图 3 不同遮光处理地胆草根系灰分含量
Fig. 3 Crude ash and acid insoluble ash contents of different shading treatments
遮光处理
全光照 35% 47% 69% 82%
12
10
8
6
4
2
0


/%
aA
粗灰分 酸不溶性灰分
aA
aA
aA
aA
aA aA aA aA aA
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第 1 期
3 讨论与结论
在遮光栽培或者林下间作系统中, 作物有可能
因光照相对不足而遭受弱光逆境胁迫, 造成减产或
品质下降。 但 “逆境效应理论” 认为[10]: 环境胁迫
可能有利于某些中药次生代谢产物的形成和积累,
这一理论在一些中药材的胁迫试验中已得到了部
分验证, 比如印度藏茴香 [11]、 玄参 [12]、 柴胡 [13]、 丹
参 [14]的干旱胁迫以及中华芦荟 [15]、 当归 [16]、 马兰 [17]
的遮光/遮荫试验等。 地胆草的野生分布较广, 既
常见于开旷山坡、 路旁、 或山谷林缘, 也可发现于
荫蔽度较高的热带经济林下, 因此, 野生采集的地
胆草可能因来自不同光照生境而内在品质存在差
异。 笔者前期的研究结果表明, 地胆草产量随遮光
率的增加而下降, 当遮光率达 85%时其产量仍然
可达全自然光照的四成左右, 说明地胆草可耐受较
大程度的遮荫 [5], 林下间作地胆草可作为橡胶园创
收的一种备选途径 [6], 但林下间作相对不足的光照
条件是否会对地胆草的品质产生显著影响是必须关
注的问题, 如果在产量降低的同时内在品质得到提
高也是十分有意义的。
本研究结果表明, 地胆草根系水热浸出物得率
与遮光率的相关性较弱, 但得率最高的为遮光率最
大的处理, 水冷浸出物也表现为遮光率高的得率较
高, 且与遮光率的正相关接近显著水平, 意味着弱
光的逆境条件可能有利于地胆草根系水溶性成分的
形成和累积, 低光照栽培的地胆草有可能获得较高
的根系水溶性浸出物含量, 这也一定程度上验证了
“逆境效应理论”; 地胆草根系乙醇浸出物无论是热
浸法还是冷浸法, 得率与遮光率间的负相关均达到
极显著水平, 说明要获得较高的根系乙醇浸出物得
率则要求地胆草生长环境的光照强度越高越好, 这
一结果与水溶性浸出物的相反; 地胆草根系乙醚浸
出物得率受遮光率的影响与乙醇浸出物的结果类
似, 要获得较高的乙醚浸出物得率也需要较好的栽
培光强, 其原因可能是乙醚与乙醇同属有机溶剂,
其中的溶出物类似。 不同遮光处理地胆草根系黄
酮、 粗灰分及酸不溶性灰分含量虽然存在一定差
异, 但它们与遮光率间的相关性均不显著, 说明它
们受生长环境遮光强度的影响相对较小。 不同遮光
处理下地胆草根系各类型浸出物、 黄酮、 灰分含量
的这些差异表现, 说明栽培光强会对地胆草根系品
质产生影响, 笔者分析认为, 这种差异更多的应该
是来源于不同处理的根系中水溶性及有机溶解性物
质含量的差别, 这是值得进一步研究的。
据研究, 地胆草中含有三萜类、 倍半萜内酯类、
甾体类、 黄酮类、 蒽醌类、 肽类等复杂成分[18], 虽
曾被收入 1977 年版 《中华人民共和国药典》[19], 但
并未对其品质检测标准进行过界定, 也尚未见地胆草
品质标准的相关研究报道。 从本研究的初步结果来
看, 如果以水溶性浸出物作为地胆草根系品质考察指
标之一, 那么林下间作的地胆草根系品质可能比露地
栽培的更优, 但如果以乙醇浸出物或者乙醚浸出物作
为考察指标之一其结果相反。 但作为一个固定采收时
期的静态分析, 本结果也有明显的局限性, 因此, 有
待于对地胆草作更深入的研究, 才能更好地为地胆草
的品质评价及人工栽培提供更多有益参考。
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责任编辑: 沈德发
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