全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第2期，2006年4月 213
多裂骆驼蓬中生物碱类物质对小麦种子萌发和幼苗生长的影响
刘建新1,* 胡浩斌2 赵国林1 王鑫1
陇东学院1 生命科学系，2 化学系，甘肃庆阳 745000
提要 室内培养和盆栽试验结果表明，多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种的小麦萌发种子呼吸速率、淀粉酶和蛋白酶活性受
抑，种子萌发率下降并随处理浓度提高而降低。幼苗根系活性和叶绿素含量提高，叶片硝酸还原酶(NR)、超氧化物歧化
酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强，过氧化氢酶(CAT)活性下降；幼苗根体积、株高、根系和地上部干重增加。多裂
骆驼蓬生物碱提取液浸种对小麦种子萌发和幼苗生长作用的大小顺序为：总生物碱>水溶性生物碱>脂溶性生物碱。
关键词 小麦；多裂骆驼蓬；种子萌发；幼苗生长；生理特性
Effect of Alkaloid Extract from Peganum multisectum Bobr on Seed Germina-
tion and Seedling Growth of Wheat (Triticum aestivum L.)
LIU Jian-Xin1,*, HU Hao-Bin2, ZHAO Guo-Lin1, WANG Xin1
1Department of Life Science, 2Department of Chemistry, Longdong College, Qingyang, Gansu 745000, China
Abstract Effects of seed soaking with alkaloid extracts from Peganum multisectum Bobr on seed germination,
seedling growth and some physiological characteristics of wheat (Triticum aestivum L.) under the condition
of indoor culture and soil culture in flowerpot were investigated. The results showed that when wheat seeds
were soaked with extracts of total alkaloid, water-soluble alkaloid and fat-soluble alkaloid from P. multisectum,
the respiratory rate, activities of amylase and proteinase during seed germination and germination rate were
inhibited significantly, germination rate reduced with concentration of alkaloid extract increased. However, they
significantly increased the root vigor, chlorophyll content and the activities of nitrate reductase (NR), superox-
ide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) in leaves of wheat seedlings during seedling growth, but inhibited
catalase (CAT) activity, the root volume, shoot height and dry weights of root and shoot increased. The effects
of alkaloid extract from P. multisectum on the germination and seedling growth of wheat were: total alkaloid >
water-soluble alkaloid > fat-soluble alkaloid.
Key words wheat (Triticum aestivum L.); Peganum multisectum Bobr; seed germination; seedling growth;
physiological characteristics
收稿 2005-09-12 修定　 2006-01-16
资助 甘肃省教育厅自然科学基金(GS012-A44-102)。
*通讯作者(E-mail: liujx1964@163.com)。
多裂骆驼蓬为骆驼蓬属(Peganum L.)多年生草
本植物。骆驼蓬属植物共 6 种，我国有 3 种，即
骆驼蓬(P. harmala L)、骆驼蒿(P. nigellastrum Bge)
和多裂骆驼蓬(P. multisectum Bobr)，其中多裂骆
驼蓬为我国特有种，主要分布在西北部的荒漠半
荒漠地区，资源丰富(马骥和王勋陵 1998)。自
1841年Goebel 从骆驼蓬种子中分离出二氢骆驼蓬
碱(Keith和Alna 1993)以来，人们对其化学组成和
生物活性进行了大量研究，认为骆驼蓬属富含的
多种生物碱是主要的活性成分，具有消炎
(Sokmen和 Vavdar-unlu 2000)、抗癌(段金廒等
1998)、治疗帕金森氏病(Sourkes 2000)等多种药
理和杀虫(姚伟琴等2004)、抑菌(姜双林和赵国林
1998)作用。我们曾观察到，多裂骆驼蓬乙醇提
取物对玉米种子萌发有抑制作用而对幼苗生长则有
促进效应(刘建新等2004)。为了探讨多裂骆驼蓬
生物碱的植物学效应，本文检测了多裂骆驼蓬乙
醇提取物3个组分生物碱对小麦种子萌发和幼苗生
长及一些生理特性的影响，旨在为多裂骆驼蓬的
综合开发利用提供参考。
材料与方法
材料为小麦(Triticum aestivum L.)品种‘长武
112’，种子由我院农业科学研究所提供。多裂骆
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驼蓬(Peganum multisectum Bobr)植株地上部(包括
茎叶和种子)于2003年8月采自甘肃省庆城县，样
品风干、粉碎过 4 0 目筛后保存待用。
多裂骆驼蓬生物碱的提取参照张学农等(1993)
的方法略加改进。取粉碎的多裂骆驼蓬用 5 倍材
料质量的85% 乙醇溶液85℃回馏提取3次，每次
1 h，合并提取液并浓缩至近糖浆状，5% 盐酸洗
脱，过滤。滤液置于分液漏斗中，加 1/3 体积滤
液量的氯仿，振摇，分层后弃去氯仿层，反复
处理 3 次，处理后的酸液取一半用蒸馏水定容，
氨水调至pH 6，此提取液作为总生物碱提取母液
备用；另一半用氨水调至 pH 10，氯仿萃取 5~6
次，将碱液层用蒸馏水定容，盐酸调至 pH 6，
该组分为水溶性生物碱提取母液；氯仿层回收氯
仿后用5%盐酸洗脱，蒸馏水定容，氨水调至pH 6，
此提取液为脂溶性生物碱提取母液。提取液浓度
用每毫升溶液中相当的材料烘干质量表示，单位
为 g·mL-1。
作萌发试验时，选饱满、一致的小麦种子，
用1.0 mg·mL-1 的 HgCl2 消毒10 min，漂洗干净并
浸泡4 h后，用浓度为0.10、0.20、0.30 g·mL-1
的脂溶性生物碱、水溶性生物碱和总生物碱提取
液分别浸种20 h，以蒸馏水作对照。流水冲洗后，
播种于铺有珍珠岩的培养皿(F=15 cm)中，每皿
100 粒，重复4次，置于光照培养箱中25℃培养，
光强700 mmol·m-2·s-1。第5天统计发芽率，测定
萌发种子的呼吸速率(张志良1990)、淀粉酶和蛋白
酶活性(北京师范大学生物系生化教研室1982)。
作盆栽试验时，将种子消毒后置瓷盘潮湿的
珍珠岩中25℃下萌发，取露白一致的种子用3种
多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种(浓度及浸种方法同
萌发试验)，冲洗后播种在装有12 500 cm3营养土
(有机肥∶园土∶珍珠岩 =1∶1∶1)的花盆(40
cm×30 cm)内，每盆 100 粒，重复 4 次，置于
本院生物园网室生长。待出苗后进行间苗，每盆
留苗50株。培养42 d后，各处理随机取20株幼
苗测量根体积(排水法)、株高及根系和地上部烘
干重；取幼苗根尖段 3 cm 测定根系活力(山东农
学院1980)，取顶部第1、2片全展叶测定叶绿素
含量、硝酸还原酶(nitrate reductase, NR) (张志良
1990)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,
SOD)(Giannopolitis和Ries 1977)、过氧化物酶
(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)
(Cakmak和 Marschner 1992)活性。
实验结果
1 多裂骆驼蓬生物碱提取液对小麦种子萌发的影响
表1 表明，随着多裂骆驼蓬生物碱提取液浸
种浓度的提高，小麦种子的萌发率和萌发种子的
呼吸速率、淀粉酶和蛋白酶活性降低，降低程度
为总生物碱>水溶性生物碱>脂溶性生物碱。浓度
大于0.10 g·mL-1水溶性生物碱和总生物碱提取液处
理的呼吸速率、淀粉酶和蛋白酶活性和萌发率显
著下降，脂溶性的对小麦种子萌发影响不显著。
2 多裂骆驼蓬生物碱提取液对小麦幼苗生长的影响
多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种后小麦幼苗的
表1 多裂骆驼蓬生物碱提取液对小麦种子萌发和相关酶活性的影响
Table 1 Germination rate and associated enzyme activities of wheat seeds treated
with different concentrations of alkaloid extract from P. multisectum
生物碱提取液 浓度/g·mL-1 萌发率/% 呼吸速率/mg (CO2)·g-1 (FW)·h-1 淀粉酶活性/U·g-1 (FW)·h-1 蛋白酶活性/U·g-1 (FW)·h-1
对照 0 94.8±3.21 0.422±0.036 3.72±0.04 2.39±0.02
脂溶性生物碱提取液 0.10 94.6±2.86 0.416±0.054 3.70±0.01 2.26±0.06
0.20 91.8±2.52 0.408±0.022 3.51±0.07 2.18±0.03
0.30 90.4±3.14 0.404±0.049 3.48±0.04 2.04±0.05
水溶性生物碱提取液 0.10 90.4±4.79 0.403±0.037 3.46±0.02 2.19±0.05
0.20 84.3±2.05* 0.361±0.044* 2.79±0.05* 1.95±0.03*
0.30 79.2±1.86* 0.327±0.039* 2.45±0.04* 1.60±0.04*
总生物碱提取液 0.10 88.1±3.73 0.396±0.021 3.34±0.03 2.15±0.01
0.20 81.6±2.92* 0.334±0.015* 2.05±0.02* 1.64±0.02*
0.30 74.5±1.74* 0.308±0.033* 1.78±0.05* 1.48±0.04*
　　*LSD 法检验在 a=0.05 水平上与对照差异显著，表 2 同此。
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根体积、株高和幼苗干重增加，并随处理浓度提
高呈先升后降变化，其中0.20 g·mL-1浓度处理效
果最好，其作用大小顺序为总生物碱>水溶性生
物碱>脂溶性生物碱(表2，图1)。0.20 g·mL-1水溶
性生物碱和总生物碱及0.30 g·mL-1脂溶性生物碱提
取液处理的根冠比(根和地上部干重之比)显著增加。
3 多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种对根系活力、叶片
叶绿素含量和 NR 活性的影响
多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种可提高小麦幼
苗根系活力、叶绿素含量和 NR 活性，其中 0.10
和 0.20 g·mL-1 浓度处理的差异均达到显著水平，
0.30 g·mL-1的差异不显著(图2)。
图1 0.20 g·mL-1生物碱提取液浸种对小麦幼苗生长的影响
Fig.1 Effects of 0.20 g·mL-1 concentration of different alkaloid
extracts from P. multisectum on the growth of wheat seedling
　　C K ：对照；1 ：脂溶性生物碱；2 ：水溶性生物碱；
3 ：总生物碱。
表2 多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种对小麦幼苗生长的影响
Table 2 Effects of alkaloid extract from P. multisectum on the growth of wheat seedling

生物碱提取液 浓度/g·mL-1 根体积/cm3·株-1 株高/cm
幼苗干重/g·株-1
根冠比
根 地上部
对照 0 0.72±0.03 17.4±0.51 0.104±0.003 0.159±0.08 0.654±0.005
脂溶性生物碱提取液 0.10 0.86±0.02 17.8±0.37 0.112±0.008 0.169±0.006 0.663±0.005
0.20 1.11±0.04* 19.3±0.22* 0.150±0.005* 0.221±0.005* 0.678±0.007
0.30 0.89±0.02 18.0±0.18 0.123±0.002 0.176±0.007 0.699±0.002*
水溶性生物碱提取液 0.10 0.90±0.06 17.5±0.26 0.115±0.009 0.173±0.013 0.665±0.006
0.20 1.17±0.03* 20.1±0.34* 0.161±0.004* 0.233±0.008* 0.691±0.004*
0.30 0.94±0.04 17.6±0.18 0.137±0.005 0.218±0.017* 0.628±0.009
总生物碱提取液 0.10 0.96±0.02 17.6±0.26 0.128±0.007 0.194±0.005 0.659±0.004
0.20 1.15±0.05* 19.2±0.44* 0.163±0.005* 0.237±0.006* 0.688±0.005*
0.30 1.08±0.04* 18.4±0.21 0.134±0.003* 0.205±0.004 0.654±0.006
4 多裂骆驼蓬生物碱提取液对SOD、CAT 和 POD
活性的影响
从图3 可见，多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种
的小麦幼苗 SOD、CAT 和 POD 活性的变化不同，
浸种后 SOD 和 POD 活性显著提高，CAT 活性显
著下降。总生物碱的 SOD 和 PO D 活性高于水溶
性和脂溶性生物碱，而 C A T 活性则相反。
讨　　论
生物碱类物质是多裂骆驼蓬主要的有毒活性
成分之一。目前已从多裂骆驼蓬种子中分离出 7
种生物碱(段金廒等 1998)，从去果实和种子的
地上部乙醇提取物中分离到 6 种。这些生物碱
的基本结构为 b-咔波啉(b-carblin)及喹唑啉
(quinanolone)化合物。杨石先等(1987)认为，骆
驼蓬种子乙醇提取物中的主要活性生物碱为骆驼蓬
碱(harmaline)和去氢骆驼蓬碱(harmine)，其结构
为吲哚的衍生物，在低浓度时对小麦芽鞘切段伸
长和绿豆下胚轴生根有促进而高浓度时则有强烈的
抑制作用。本文结果表明，水溶性生物碱和总生
物碱对小麦种子萌发有显著的抑制作用，脂溶性
生物碱则否。但 3 种生物碱提取液浸种对幼苗生
长均有促进作用，其作用大小顺序为：总生物
碱>水溶性生物碱>脂溶性生物碱。说明其对小麦
种子萌发的抑制主要是水溶性生物碱的作用，水
溶性和脂溶性生物碱均促进幼苗生长，但前者的
作用大于后者。同时也揭示出水溶性和脂溶性生
物碱调节小麦生理过程对幼苗生长产生影响，但
植物生理学通讯 第42卷 第2期，2006年4月216
图 3 多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种对小麦叶中 SOD、CAT 和 POD 活性的影响
Fig.3 Effects of alkaloid extracts from P. multisectum on SOD, CAT and POD activities in leaves of wheat seedling
前者的作用远大于后者，这对进一步研究分离、
纯化和鉴定多裂骆驼蓬生物碱的有效成分以及开发
新型植物生长调节剂是有一定启示意义的。
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图 2 多裂骆驼蓬生物碱提取液浸种对小麦幼苗根系活力、叶绿素含量和NR活性的影响
Fig.2 Effects of alkaloid extracts from P. multisectum on root vigor, chlorophyll content and NR activity of wheat seedlings
图中不同字母表示 LSD 法检验在 a=0. 05 水平上差异显著，相同字母间差异不显著。图 3 同此。