全 文 ：第 25卷　第 2期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2005年　4月
Vo .l 25　No. 2　　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTAN ICAL RESEARCH April, 　2005
基金项目:教育部重点实验室开放基金和教育部重点项目(No. 104191)资助
第一作者简介:曹建国(1968— ),男 ,博士 ,主要从事植物生殖生物学和植物生态学研究 ,现工作于上海师范大学生命与环境科学学院。
*　通讯作者 Au th or for correspondence　E-m ail:zygorl@pub lic. hr. h .l cn
收稿日期:2004 - 01 - 07
天然次生林三种不同生境刺五加丁香苷和总黄酮含量的研究
曹建国　赵则海　王文杰　付玉杰　祖元刚*
(东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室 , 哈尔滨　150040)
摘　要　采用高效液相和分光光度的方法对天然次生林林内 、林隙和林缘三种不同生境下刺五加
(Acanthopanax senticosus)主要次生代谢产物丁香苷和总黄酮的含量差异进行了研究。结果表明:
不同生境条件下 ,刺五加不同部位丁香苷的含量不同 。生境的变化对枝中丁香苷的含量影响最
大 ,林内生境枝中丁香苷的含量最低 ,林隙生境较高 ,林缘生境最高。而茎基部丁香苷的含量规律
为林内生境最高 ,林隙生境次之 ,林缘生境最低。三种不同生境中根和根茎丁香苷含量的变化没
有明显的规律性 。刺五加全株均含有黄酮类物质 ,其中叶和花中黄酮的含量较高 。其总黄酮含量
受环境的影响较大 ,在林内生境 ,刺五加叶 、花和果中总黄酮的含量最低 ,林隙生境有所提高 ,而林
缘生境中含量最高。叶片总黄酮含量与叶面积指数呈负相关 ,叶面积指数越大 ,叶片中总黄酮的
含量越低。对于刺五加的枝 、茎干 、根和根茎而言 , 1 ～ 3年枝总黄酮在各个生境之间没有显著的
差异;而茎干中总黄酮的含量表现为林内生境显著的高于林隙生境和林缘生境 ,后两者没有明显
的差异;与茎干不同 ,林内生境根和根茎中总黄酮的含量最低 ,林隙和林缘的较高 。
关键词　刺五加;丁香苷;总黄酮;高效液相;生境
Study on the content of syringin and tota l flavono ids of different parts of
Acanthopanax sen ticosus in three d ifferent hab itats
CAO Jian-G uo　ZHAO Ze-Ha i　WangWen-Jie　FU Yu-Jie　ZU Yuan-Gang*
(Key Laboratory of Fo rest P lant E co logy o fM inistry of Educa tion, Northe st Fo restry Unive rsity, H arbin　150040)
Abstract　 In th is paper, HPLC and spectropho tometry we re applied respec tively to study the conten ts of
the syringin and tota l flavono id, the tw o impo rtan t secondary metobo lites of Acanthopanax senticosus in
th ree d ifferen t hab itats. The resu lts as fo llow:The con tent o f syringin in the d iffe rent parts ofA. sentico-
sus varies according to the changes of hab itats. The conten t of sy ring in o f 1 ～ 3 yea r branches in the fo r-
est edge habita ts is the highest, and then the forest gap hab itats, bu t in the understo ry o f the forest, the
conten t is the low es.t In the contra ry w ith the branche s, the con tent o f syringin in the basal stem s is the
highest in the unde rstory habita ts, and then the forest gap, but fo r the forest edge habita ts, it is the low-
es.t The syringin con tent of the roo ts and rhizomes show s no distinctru le. A ll parts ofA. sen ticosus con-
tain flavono ids. The conten ts o f tota l flavono ids of the leaves, flowe rs and young fruits are diffe rent in
the three habitats. In the forest edge, the content of to tal flavonoid is the highest, and then the forest
gap, bu t in the understo ry o f the forest, the conten t is the low es.t The contents o f the to tal flavonoid in
the branches, stem s, roo ts and rhizomes a lso vary w ith the changes of the habitats. There is no signifi-
cantly difference of the to tal flavono ids in the 1 ～ 3 year b ranches be tw een the three hab itats. The con-
tent of total flavonoid in the stems o fA. sen ticosus in the understory is higher than that in the forest gap
and fo re st edge. Bu t fo r the roots and rhizomes, the contents of tota l flavono id, show ing a contrary con-
dition, is low e r in the unde rstory.
Key words　Acan thopanax senticosus;sy ring in;tota l flavonoid;HPLC;habitats
刺五加 (Acanthopanax senticosus(Rupr. ＆Max-
im. )H arms))是广泛分布于我国东北地区红松阔
叶林和天然次生林下一种常见的灌木[ 1 ～ 3] 。全株
含有多种具有生理活性的次生代谢产物 ,是著名的
中药原料。近几十年来 ,国内外对刺五加苷和刺五
加黄酮及其药理作用进行了广泛的研究[ 5 ～ 7] 。证
明它们具有较高的药用价值[ 4, 8 ～ 10] 。刺五加总黄
酮和刺五加苷是刺五加含有的两类重要的次生代
谢产物 ,而在刺五加总苷中 ,以丁香苷的含量最高 ,
约占总苷的 30%左右[ 8] ,因此 ,人们通常把总黄酮
和丁香苷含量作为制剂检验标准 [ 11] 。尽管对刺五
加总黄酮和刺五加苷已经进行了广泛的研究 ,但对
不同生境条件下的刺五加次生代谢产物含量的差
异研究还未见相关的报道 。
本文选择天然次生林林内 、林隙和林缘三种不
同的生境 ,对刺五加不同部位的丁香苷和总黄酮含
量差异进行了分析 ,阐明了刺五加主要次生代谢产
物与环境之间的关系 ,为刺五加资源的保护和开发
利用提供科学的依据 。
1　材料和方法
1. 1　实验材料
刺五加样品于 2003年 4 ～ 9月采自东北林业
大学老山人工林试验站。选择林内 、林隙和林缘三
种生境 ,每种生境选择 5 ～ 10株成龄刺五加 (7 ～ 10
年生个体),对各个部位分别采样 ,其中叶 、花和果
实是按不同的生长发育阶段进行采样 ,茎和根茎等
是在 9月份一次性采样 。采集的样品于室内阴凉
处通风干燥 ,制成粉末备用。不同样地生境特征见
表 1。
表 1　刺五加不同生境主要环境因子概况
Tab le 1　The gene ra l conditions in the differen t habita ts ofAcanthopanax sen ticosus
样地
编号
No.
生境类型
H abi tat types
坡向 、坡度
A sp ect and
degree of slope
郁闭度
C losure
日平均光量子
通量密度(6月)
M ean of PPFD of June
(μm ol m - 2 s- 1)
土壤有机质含量
O rganic material of
soil(%)
土壤含水量
W ater conten t of
so il(%)
土壤 pH值
pH value of
soil
001 林内生境 Understory 南 27° 0. 85 39 13. 0 34. 1 6. 44
002 林隙 Forest gap 南 17° 0. 6 256 9. 4 27. 9 6. 476
003 林缘 Forest edge 南 15° 0. 4 473 12. 9 25. 5 6. 658
1. 2　实验方法
1. 2. 1　刺五加丁香苷含量的测定
丁香苷的提取和测定:按李庆勇等[ 12]的方法
对刺五加丁香苷进行提取和测定:使用20%乙醇为
提取剂;色谱条件:色谱柱为 C18柱 (6. 0 mm ×
150mm , 5μm),流动相为乙腈:水为 1:4 ,检测波
长 266 nm ,流速 1. 0mL /m in,柱温 25℃。丁香苷标
准曲线的建立:精密称取刺五加总苷标准品50mg,
置于50 mL容量瓶 ,用 20%乙醇定容 ,超声溶解 ,摇
匀 ,备用。配制 0. 2、0. 4、0. 6、0. 8、1. 0mg /mL不同
浓度梯度的标准液 ,按照上述高效液相色谱条件进
行测试 , 结果经回归处理 得回归方程:Y =
1 566 921. 00x+55 285. 80, R =0. 999 9,根据回归
方程可以得出计算刺五加丁香苷的公式如下:
刺五加丁香苷百分含量 =
Y -55 285. 80
1 566 921. 00×M ×A ×V (1)
式中:Y:峰面积;M:原料干重 (mg);A:稀释倍
数 , V:提取液体积 (mL)。
1. 2. 2　刺五加总黄酮含量的测定
标准曲线的建立:精密称取在 120℃减压干燥
至恒重的芦丁对照品 11. 3mg,加 2. 0mL无水乙醇
溶解 ,转入 50 mL量瓶中 ,用 95%乙醇稀释至刻度
摇匀 ,即得对照品液 (0. 226 mg /mL)。精密吸取该
液0 , 0. 5, 1. 0, 2. 0, 3. 0, 4. 0, 5. 0 , 6. 0 mL, 分别置
25mL容量瓶中 ,加水至6 mL, (稀释后的浓度分别
为 0. 019、 0. 038、 0. 075、 0. 113、 0. 151、 0. 188、
0. 226 mg /mL),加 5%亚硝酸钠试液 1. 0 mL,放置
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6 m in ,加 10%硝酸铝试液 1. 0 mL,放置 6m in,加
5%氢氧化钠试液 10mL,加水定容至刻度 ,摇匀 ,
放置15 m in以上 ,以相应试剂作空白 ,于 500 nm处
测定吸光度 。重复测定 3次 ,以吸光度 (A)与浓度
(C进行直线回归 ,得回归方程为 y =3. 210 8x -
0. 001 5, R2 =0. 999 7。根据回归方程可以得出计
算刺五加总黄酮含量 ,其公式如下:
刺五加总黄酮百分含量 =
Y +0. 001 5
3. 210 8×M ×A×V (2)
式中:Y:吸光度;M:原料干重 (mg);A:稀释倍
数;V:提取液体积 (mL)。
样品提取液的制备:将刺五加各部位干燥并粉
碎 ,过 100目筛。精确称定刺五加粉末 0. 5 g左右 ,
置于25 mL量瓶中 ,加 95%乙醇 40 mL,在超声波发
生器内提取 45m in,静置冷却 ,加 95%乙醇至刻度 ,
摇匀 ,静置 3 ～ 4 h。
黄酮含量的测定:吸取样品提取液 2. 0mL,分
别置25 mL容量瓶中 ,加水至 6mL,加 5%亚硝酸钠
试液 1. 0mL, 放置 6 m in, 加 10%硝酸铝试液
1. 0mL,放置 6 m in,加 5%氢氧化钠试液 10 mL,加
水定容至刻度 ,摇匀 ,放置 15 m in以上 ,以相应试剂
作空白 ,于500 nm处测定吸光度 。然后按公式(2)
进行百分含量的计算 。
2　研究结果
2. 1　不同生境刺五加丁香苷含量的研究
不同生境条件下 ,刺五加的丁香苷含量有较大
的差异 ,但不同部位的丁香苷含量差异程度不同
(图 1)。
生境差异对 1 ～ 3年枝丁香苷含量的影响最
大 ,在林内生境 , 1 ～ 3年枝丁香苷的含量最低 ,平
均含量约为 2. 0%, 而林隙生境的平均含量为
2. 6%,林缘生境丁香苷的含量最高 ,可达到4. 6%。
生境的改变对刺五加茎中部丁香苷含量的影响没
有明显的规律。而对刺五加茎基部丁香苷含量的
影响有明显的规律 ,即林内生境刺五加茎基部丁香
苷的含量最高 ,平均含量约为 2. 3%,林隙生境次
之 ,林缘生境的最低 ,丁香苷平均含量分别为 1. 6%
和 1. 5%。生境对刺五加地下部位根和根茎丁香苷
的含量也有较大的影响 ,林内生境根和根茎丁香苷
的含量较低 ,分别为 2. 3%和 2. 2%,林缘生境的次
之 ,含量分别为 2. 5%和 2. 7%,林隙生境的含量最
高 ,含量分别为 3. 0%和 2. 8%,但其规律性没有枝
图 1　不同生境中刺五加不同部位丁香苷含量
的比较(5 ～ 10株的平均值)
F ig. 1　Sy ring in conten t in the diffe rent pa rts of
A. sen ticosus in differen t habita ts( the va lues a re the
m ean o f 5 ～ 6 individua ls)
和茎中的明显。
2. 2　不同生境刺五加总黄酮含量的研究
2. 2. 1　不同生境中刺五加叶片 、花和幼果中总黄
酮含量的研究
不同生境条件下刺五加叶中总黄酮含量的测
定结果见图 2A。从该图可知 ,不同生境下刺五加
叶中总黄酮的含量有较大的差异 ,生长于林内生境
中的刺五加 ,叶中总黄酮的含量最低 ,整个生长季
节其平均总黄酮含量为1. 6%。生长于林隙生境中
的刺五加 ,叶中总黄酮的含量有所提高 ,整个生长
季节其平均总黄酮含量为 2. 2%。生长于林缘生境
中的刺五加 ,叶中总黄酮的含量最高 ,整个生长季
节其平均总黄酮含量为2. 9%。刺五加叶片总黄酮
含量不仅存在明显的生境差异 ,而且 ,在不同的生
境中 ,总黄酮的季节动态也有较大差异 ,林内生境
刺五加叶中总黄酮含量自 5 ～ 8月期间呈现逐渐降
低的趋势 ,而 9月份有较大提高;林隙和林缘生境
刺五加叶中总黄酮的含量尽管也是在 5 ～ 8月份期
间呈逐渐降低的趋势 ,在 9月份有较大提高 ,但在
二生境中总黄酮含量的变化程度较大 ,尤其是林缘
生境 ,刺五加叶总黄酮含量变化幅度最大 (图
2A)。
在各种生境中 ,刺五加总黄酮均以花中的含量
最多 ,果实次之 ,叶中黄酮含量最少 。林内生境刺
五加花 、果实和叶片中总黄酮的平均含量分别为
2. 4%、1. 63%和 1. 43%;林隙生境分别为 1. 76%、
3. 54%和 2. 48%;林缘生境分别为 2. 18%、3. 74%
2072期 曹建国等:天然次生林三种不同生境刺五加丁香苷和总黄酮含量的研究
和 2. 25%(图 2B)。由此可见 ,在刺五加叶 、花和果
实这三种器官中 ,林缘生境的含量最高 ,林隙生境
次之 ,而林内生境最低 ,而且 ,样地之间总黄酮含量
的差异均非常明显。
图 2　不同生境不同时期刺五加总黄酮含量比较
A:5～ 9月不同生境刺五加叶总黄酮含量;B:刺五加花期叶 、花和幼果总黄酮含量
F ig. 2　Comparison the to ta l flavonoids ofA. sen ticosus in differen t hab ita ts
A:The total flavonoid in leaf ofA. sent icosus in 5 ～ 9 months;
B:The total flavonoid betw een leaves, f low ers and young fru its ofA. sen ticosu s in d ifferent habitats
图 3　不同生境条件下刺五加不同年龄枝 、茎干 、根和
根茎总黄酮含量(5～ 6株的平均值)
F ig. 3　The to tal flavone in 1 ～ 3years shoots, stem s, roots
and rhizomes ofA. sen ticosus g row ing in differen t hab itats
( the va lues are the mean of 5 ～ 6 individuals)
2. 2. 2　不同生境刺五加枝 、茎干 、根和根茎中总黄
酮含量的研究
从刺五加的茎干系统来看 ,不论在何种生境 ,
根中总黄酮的含量最高 ,根茎次之 ,地上部分茎干
的基部含量最少 ,茎中部和 1 ～ 3年枝中总黄酮的
含量又有所增加 (图 3)。在林内生境中刺五加根 、
根茎 、茎基部 、茎中部和 1 ～ 3年枝中总黄酮的平均
含量分 别为 3. 7%、 2. 0%、 1. 13%、 1. 24%和
1. 38%;林隙生境分别为 4. 2%、 2. 6%、 0. 66%、
0. 76%和 1. 49%;林缘生境分别为 3. 9%、 2. 0%、
0. 51%、0. 71%和 1. 24%。不同生境条件下 ,刺五
加不同部位的总黄酮含量不同 , 1 ～ 3年枝总黄酮
在各个生境之间没有明显的差异。而对于茎干来
说 ,林内生境茎干中总黄酮的含量明显的高于林隙
生境和林缘生境;而生于林隙和林缘的刺五加茎干
总黄酮含量没有差异 。生于林内的刺五加根和根
茎中总黄酮的含量明显的低于林隙生境和林缘生
境(图 3)。
3　讨论
研究表明在不同的环境条件下 ,刺五加各部位
中丁香苷和总黄酮的含量有所不同。本研究设立
的林内 、林隙和林缘三种生境 ,影响植物生长和发
育的环境因子包括光量子通量密度 、土壤有机质 、
土壤含水量和土壤 pH值 ,在各种环境因子中 ,光
照的变异程度最大(表 1),可能是影响刺五加次生
代谢的主要的环境因子。邓铭等 [ 13]的研究表明光
照强度对绞股蓝总皂苷含量有明显的影响 ,本研究
表明不同生境下刺五加 1 ～ 3年枝丁香苷含量差异
明显 ,对丁香苷与环境因子之间的分析表明:刺五
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加 1 ～ 3年枝中丁香苷含量与光量子通量密度
(PPFD)之间存在密切的关系 (表 1),这说明光照
对刺五加枝中丁香苷的含量有较大的影响 。
王华田等的研究表明光照强度对银杏叶片黄
酮和内酯含量有明显的影响 [ 14] 。而不同生境下刺
五加叶片中总黄酮含量可能与光照水平有关 ,通过
对郁闭程度不同的 8个样地刺五加叶片的研究 ,在
测量叶面积指数的同时 ,采集叶片样品进行了总黄
酮的测定。确定了叶面积指数与叶中总黄酮含量
的关系 (图 4)。
图 4　刺五加叶中总黄酮含量与叶面积指数之间的关系
F ig. 4　The re lationship between the content of to ta l flavono id
o fA. senticosus and the index o f leaf area o f fo rest
从图 4可以知 ,刺五加叶中总黄酮随着林分郁
闭度的增大而减少 ,叶面积指数越大 ,林分的郁闭
度越大 ,刺五加叶中总黄酮的含量越低 。因此 ,林
内生长的刺五加叶片的总黄酮的含量较低;林隙生
境 ,光照有所增强 ,其叶中总黄酮的含量也有所增
加;而光照最强的林缘生境 ,刺五加叶中的总黄酮
含量也最高 。对总黄酮与环境因子之间的分析可
知:刺五加叶中总黄酮的含量同样与光量子通量密
度 (PPFD)之间关系密切 (表 1,图 4),这说明光照
水平对生长活跃的组织或器官 (如嫩枝和叶等 )有
较大的影响 。比较而言 ,刺五加茎中总黄酮的含量
较少 ,而根和根茎中的总黄酮的含量较高 ,这也可
能说明叶是黄酮的合成器官 ,通过茎中的韧皮组织
运输到根和根茎中 ,根和根茎是总黄酮的贮存器
官 ,因此 ,叶和根 、根茎中总黄酮的含量较高。由于
山地生境类型的异质性 ,适合刺五加生长的环境类
型是丰富多样的 ,刺五加在不同的林型及不同的山
地位置均能生长 ,而不同的林型及地形位置在郁闭
度 、土壤条件等方面均有很大的差异 ,因此 ,刺五加
中的次生代谢产物可能也会有所差异 ,这方面工作
还有待于进行深入的研究 。
参　考　文　献
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