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Dynamic analysis on endo phylohormone during bolting time of roots in Saponikovia cata

防风抽薹期内源激素的动态分析



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 13 期 2014 年 7 月

·1924·
防风抽薹期内源激素的动态分析
朱玉野 1,董丽华 3,朱继孝 1,熊浩仲 1,罗光明 1,张连学 2*
1. 江西中医药大学 江西省中药种质资源工程技术研究中心,江西 南昌 330004
2. 吉林农业大学,吉林 长春 130118
3. 江西城市职业学院,江西 南昌 330004
摘 要:目的 通过对防风抽薹前后生长素(IAA)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)的测定,明确了防风抽薹前后 IAA、GA
和 ABA 的量变化,为进一步研究防风早期抽薹机制提供理论依据。方法 利用 HPLC 法测定抽薹前后 IAA、GA 和 ABA 量,
色谱条件为 C18 ODS 反相柱,柱温 35 ℃,检测波长 254 nm,体积流量 0.7 mL/min,流动相为甲醇-乙腈- 0.7%乙酸(40∶15∶
45)。结果 防风在抽薹期根、茎、叶中 IAA、GA 的量变化趋势基本相同,抽薹后 IAA、GA 的量则急剧下降,且抽薹前防风
IAA、GA 的量明显高于抽薹后。ABA 在防风抽薹期根、茎、叶中的量变化趋势基本相同,但与 IAA、GA 差异较大。抽薹前
取样 ABA 的量虽略有起伏,抽薹后 ABA 的量急剧上升,且明显高于抽薹前。结论 防风早期抽薹现象与防风内源激素水平有
一定的关系,可以初步推断防风内源激素量的变化导致了防风的早期抽薹。
关键词:防风;内源激素;动态分析;抽薹期;生长素;赤霉素;脱落酸
中图分类号:R282.21 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)13 - 1924 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.13.022
Dynamic analysis on endo phylohormone during bolting time of roots in
Saponikovia cata
ZHU Yu-ye1, DONG Li-hua3, ZHU Ji-xiao1, XIONG Hao-zhong1, LUO Guang-ming1, ZHANG Lian-xue2
1. The Chinese Medicine Germplasm Resource Engineering Technology Research Center of JiangXi Prevince, Jiangxi University
of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China
2. Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China
3. Jiangxi City University, Nanchang 330004, China
Abstract: Objective Through determining the contents of growth hormone (IAA), gibberellic acid (GA), and abscisic acid
(ABA) to make the content changes of IAA, GA, and ABA clear before and after bolting time in the roots of Saponikovia cata,
so as to provide the theoretical basis for studying the early bolting mechanism in the roots of S. cata. Methods The contents
of IAA, GA, and ABA before and after the bolting time were determined by HPLC. The chromatographic conditions were as
follows: C18 ODS RP column, temperature: 35 , detect℃ ion wavelength: 254 nm, volumn flow: 0.7 mL/min, mobile phase:
methanol - acetonitrile - 0.7% acetic acid (40:15:45). Results The content variation trend of IAA and GA in the roots, stems,
and leaves of S. cata was almost the same during the bolting time. The contents of IAA and GA in the roots of S. cata revealed
the downgrade tendency sharply after bolting; The contents of IAA and GA in the roots of S. cata before bolting were obviously
higher than those after bolting. The content variation trends of ABA in the roots, stems, and leaves of S. cata were the same
during the bolting time, but far more different from IAA and GA. Although there was the little fluctuation of ABA before
bolting, the contents of ABA after bolting were sharply upgraded and were obviously higher than those before bolting.
Conclusion The phenomenon of early bolting in the roots of S. cata directly relates to the endo phylohormone level, so we
may extrapolate that the levels of endo phylohormone could straightly cause the bolting in the roots of S. cata or not.
Key words: roots of Saponikovia cata (Turcz.) Sehischk; endo phytohormone; dynamic analysis; bolting; growth hormone;
gibberellic acid; abscisic acid

收稿日期:2013-12-28
基金项目:吉林省科技厅资助项目(2007BA709A17)
作者简介:朱玉野(1978—),男,讲师,研究方向为药用植物栽培。E-mail: zyy711@126.com
*通信作者 张连学(1956—),男,教授,博士生导师,研究方向为药用植物学。E-mail: zlxbooksea@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 13 期 2014 年 7 月

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防风又名屏风、风肉、茴芸、茴草,是伞形科植
物防风 Saponikovia cata (Turcz.) Sehischk 的根[1]。味辛、
甘、温;可解表祛风、胜湿,止痉;用于感冒头痛、
风湿痹痛、风疹瘙痒、破伤风。防风主产于我国黑龙
江、吉林、辽宁、河北、内蒙古和山东等地,喜阳光
充足、凉爽的气候条件,忌高温、雨涝及土壤过湿,
较耐寒、耐旱,在风积沙土、草甸沙土和草原黑钙土
种植,主根发达,侧根少,皮部棕黄色,商品质量好。
目前对防风的化学成分、药理作用、配伍及临
床应用的研究进行较多,如在化学成分中对香豆素、
色原酮、聚乙炔类、有机酸类[2]、多糖类[3]、挥发
油成分,在药理方面对抗肿瘤[4]、增强免疫功能的
作用[5],配伍及临床应用方面都进行了详细的研究。
随着防风需求量增加,野生防风产量和品质的
下降,使近年人工栽培面积不断扩大,而人工栽培
的防风,由于土地疏松,肥、水充足,生长量大,
有大量的营养物质积累,便出现未熟抽薹现象,抽
薹早期防风根部木质化,品质降低,晚期根部腐烂,
失去了药用价值,因此人工栽培防风抽薹是影响防
风的质量和产量的关键因素,而对于防风抽薹是否
与内源激素有关的研究还未见报道。本实验通过测
定中药防风在抽薹前后内源激素生长素(IAA),赤
霉素(GA),脱落酸(ABA)等量的动态变化,找
出中药防风早期抽薹与内源激素量的变化关系,为
进一步研究防风早期抽薹的机制提供理论依据,为
抑制或解决中药防风的早期抽薹现象扩宽解决途径
提供参考,从而提高防风的品质和产量。
1 材料、仪器与试药
1.1 材料
材料为吉林农业大学生态园区防风 GAP 基地
的二年生防风,由张连学教授鉴定为正品防风
Saponikovia cata (Turcz.) Sehischk。采集时间为 2008
年 5 月 20 日至 2009 年 8 月 18 日,每 10 天采集 1
次,前 5 次采集的样品均为未抽薹防风,后 5 次采
集的样品均为抽薹防风。为了保证实验条件的一致
性,每次采集样品时间均为 15:20~15:50。
1.2 仪器与试药
Waters2695 高效液相色谱仪、RE—52AA 旋转
蒸发器、KQ—250B 超声波清洗仪、TGL—20LM 高
速冷冻离心机、UV—754 紫外可见分光光度计。
IAA、GA 和 ABA 对照品(质量分数均为 99.8 %)
均购自于 Sigma 公司,甲醇和乙腈为色谱纯,其他
试剂均为分析纯。
2 方法
2.1 色谱条件
色谱柱:CentuySILC18ODS 反相柱(250 mm×
4.6 mm,5 μm);柱温:35 ℃;检测波长为 254 nm;
体积流量 0.7 mL/min;流动相为甲醇-乙腈-0.7%乙
酸 40∶15∶45。
2.2 对照品储备液的制备
分别精密称定 IAA、GA、ABA 3 种对照品各 3
mg,置于 10 mL 量瓶中,用甲醇定容。超声溶解,
静置备用。
2.3 标准曲线的绘制
精密吸取上述储备液,用甲醇分别制成 0.300、
0.600、0.900、1.50、3.00 mg/mL 5 个不同质量浓度
的对照品溶液,在按“2.1”项色谱条件进行分析,
以对照品溶液的质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐
标,进行回归分析得标准回归方程,分别为 IAA:
Y=0.009 1 X-0.833 2(r=0.999 9);GA:Y=0.092 1
X-12.879(r=0.999 8);ABA:Y=0.039 9 X-1.051 2
(r=0.999 6)。结果表明 IAA、GA 和ABA 在 0.3~6.0
mg/mL 内线性关系良好。
2.4 3 种内源激素的测定
精密称定防风根、茎、叶样品各 2 g,研细,
加 10 mL 冰甲醇(80%),转入 100 mL 三角瓶中,
加 80%冰甲醇 20 mL 超声震荡 2 h(低于 4 ℃),
过滤,滤渣中加 80%冰甲醇 20 mL,摇匀,置−20 ℃
冰箱中 12 h,过滤,合并滤液,于−20 ℃冰箱放置
12 h,取滤液 10 mL 上 Seppar C18 小柱,用 20 mL
乙腈洗脱,收集洗脱液,过 0.45 μm 微孔滤膜,滤
液备用[6-7]。在“2.1”项色谱条件下取滤液 1 μL 进
样分析,记录峰面积。将所得的峰面积代入相应的回
归方程,计算质量浓度,进而得出 3 种内源激素(GA、
IAA、ABA)的量。每种样品设 3 个平行,取平均值。
3 结果与分析
3.1 防风抽薹前后 IAA 量的动态变化
防风在抽薹前后根、茎、叶中 IAA 的量变化趋势基
本相同,即抽薹前 IAA 的量呈缓慢上升趋势,抽薹后
IAA 的量急剧下降,且抽薹前防风 IAA 的量均高于抽
薹后。通过对数据分析表明,防风在抽薹前后根、茎、
叶中 IAA 的量出现最高点的时间略有差异,根和茎的
IAA 量达到最高是在 6 月 29 日,分别是 45.2 和 55.45
ng/g,叶的 IAA 量达到最高(46.69 ng/g)是在 6 月 19
日;到 8 月18 日后根、茎、叶 IAA 的量达到最低18.23、
24.36、17.44 ng/g,其中叶的 IAA 量最低,见图1。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 13 期 2014 年 7 月

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图 1 防风抽薹前后根、茎、叶中 IAA 的量
Fig. 1 Contents of IAA in roots, stems, and leaves
of S. cata before and after bolting
3.2 防风抽薹前后 GA 量的动态变化
防风在抽薹前后根、茎、叶中 GA 的量变化趋
势基本相同,即抽薹前 GA 的量缓慢上升,抽薹后
GA 的量急剧下降。通过对数据分析表明:防风在
抽薹前后根、茎、叶中 GA 的量出现最高点的时间
基本相同,即在 6 月 29 日根、茎、叶中 GA 的量最
高,分别是 6.21、6.83、6.02 ng/g,且抽薹前防风
GA 的量均高于抽薹后;到 8 月 18 日后根、茎、叶
GA 的量达到最低,分别是 1.30、1.98、1.43 ng/g,
其中根的 GA 量最低,见图 2。
3.3 防风抽薹前后 ABA 量的动态变化
防风在抽薹前后根、茎、叶中 ABA 的量变化
趋势基本相同,即抽薹前(6 月 29 日前)ABA 的
量虽略有起伏,但基本保持在同一水平,抽薹后(7
月 9 日后)ABA 的量急剧上升,明显高于抽薹前。
通过对数据分析表明:在 8 月 18 日根、茎、叶 ABA
的量已经达到 1 812、2 236、2 198 ng/g,其中茎的
ABA 量最高,见图 3。


图 2 防风抽薹前后根、茎、叶中 GA 量
Fig. 2 Contents of GA in roots, stems, and leaves
of S. cata before and after bolting

图 3 防风抽薹前后根、茎、叶中 ABA 量
Fig. 3 Contents of ABA in roots, stems, and leaves
of S. cata before and after bolting
通过对防风抽薹前后 3种激素 IAA、GA、ABA
量变化测定表明:防风抽薹前后内源激素 IAA、
GA、ABA 量变化显著,即抽薹前 IAA 和 GA 的
量均高于抽薹后,而 ABA 的量抽薹前明显低于抽
薹后。由此可见,防风内源激素量的变化与防风
抽薹有一定的关系,进而可以初步推断:防风内
源激素量的变化导致了防风的早期抽薹,同时也
为进一步研究防风早期抽薹机制提供一定的理论
依据。
4 讨论
曾有报道指出,合理密植,适当增加育苗和定
植的密度,使植株相互遮荫,减少光照强度,控制
防风的快速生长,抑制花芽的分化、抽薹。在这种
环境下生长,叶片稀少、瘦小,制造的营养只能维
持正常的生活所需,或少有结余供缓慢生长,使防
风无力抽薹开花结实[8]。这也就是说明利用各种逆
境条件,促进植物体内 ABA 量的增加,从而抑制
植物体内 IAA、GA 的量[9]。这与本实验研究 IAA、
GA、ABA 3 种激素之间的相互关系较为一致。因
此,防风的早期抽薹与 IAA、GA、ABA 3 种激素
量可能有着直接的关系。
在本实验中,采用高效液相色谱法测定防风中
IAA、GA、ABA 3 种激素的量,准确、分析速度快、
稳定、可靠,但测定时经常见到多种内源激素分离
差,峰性不良及严重拖尾现象,因此选择合适流动
相、体积流量、柱温等色谱条件是十分关键的。由
于内源激素在植物体内量很低,一定要在同等条件
下快速采集样品,在提取和测定的过程中,严格遵
守实验步骤,尽量减少误差。
参考文献
[1] 中国药典 [S]. 一部. 2010.






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