全 文 ：ｇｒｏｗｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｎＤａｍａｏｍｏｕｎｔａｉｎ，ＥｒｍａｏｍｏｕｎｔａｉｎａｎｄＸｉａｏｍａｏｍｏｕｎｔａｉｎｗｅｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｄｉｆｅｒｅｎｔｓｕｂａｒｅａｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ．Ｆｉｎａｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｏｆＡ．ｌａｎｃｅａｉｎＪｉａｎｇｓｈｕＭａｏｓｈａｎｗａｓｅｓｔｉｍａｔｅｄ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｇｅｏｈｅｒｂ；ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ａｔｒａｃｔｙｌｏｄｅｓｌａｎｃｅａ
［责任编辑 张宁宁］
氮素水平对喜树幼苗喜树碱含量的影响
孙世芹１，２，阎秀峰１
（１．东北林业大学 生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 １５４０００；
２．哈尔滨医科大学 大庆校区 药学系，黑龙江 大庆 １６３３１９）
［摘要］ 目的：探讨氮素营养水平对喜树幼苗喜树碱含量的影响。方法：在温室中对砂培喜树幼苗进行５种
氮素水平处理，用ＨＰＬＣ测定了喜树幼苗各器官中喜树碱含量，观察了幼叶中喜树碱含量的动态变化过程。结果：
不同氮素水平下喜树幼苗幼叶中喜树碱含量均明显高于其他器官的（Ｐ＜００１）。喜树幼苗幼叶中的喜树碱含量在
不同氮素水平下随时间进程均呈明显的单峰曲线，处理的第５０天达到高峰；幼叶的喜树碱含量随氮素水平的增加
而明显减小，氮素水平为４ｍｍｏｌ·Ｌ－１时幼叶的喜树碱含量最高（６７２‰），是１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１的１１倍。结论：适宜
的供氮水平对于喜树幼苗幼叶中的喜树碱含量极为重要，适当的低氮胁迫能够显著地增加喜树幼苗幼叶的喜树碱
含量。
［关键词］ 氮素水平；喜树幼苗；喜树碱含量
［中图分类号］Ｒ２８４１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）０４０３５６０４
［收稿日期］ ２００６０３２０
［基金项目］ 国家自然科学基金项目（３００７００８６）；黑龙江省杰
出青年基金项目（ＪＣ０２１１）
［通讯作者］ 阎秀峰，Ｔｅｌ：（０４５１）８２１９００５２，Ｅｍａｉｌ：ｘｆｙａｎ＠
ｍａｉｌ．ｈｌ．ｃｎ
氮素营养是影响植物生物碱合成和积累的重要
环境因子之一［１］。有研究表明，氮素能增加植物的生
物碱产量［２，３］，而缺氮则严重抑制植物体内生物碱的
合成［４］；但也有一些工作表明增施氮肥与植物生物碱
的合成和积累无明显相关性［５］，低氮反而刺激植物合
成更多的生物碱［６，７］。目前为止，氮素对生物碱含量
影响的研究结果并不一致。喜树Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉ
ｎａｔａＤｅｃｎｅ是珙桐科喜树属多年生亚热带落叶阔叶
树，为我国特有树种，因其次生代谢产物喜树碱
（ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ，ＣＰＴ）具有良好的抗肿瘤和抗反转录病
毒活性而备受关注［８］，而有关氮素营养水平对喜树幼
苗中喜树碱合成和积累的影响尚不清楚。为此，通过
温室砂培实验，研究不同氮素水平下喜树幼苗各器官
中喜树碱含量的差异和幼叶中喜树碱含量的动态变
化，旨在探讨氮素营养条件对喜树幼苗喜树碱含量的
影响，为进一步阐明药用植物有效成分与环境的关系
提供基础资料，对于以获取高含量喜树碱为目的的喜
树培育等生产实践亦有一定的参考价值。
１ 材料与方法
１．１ 喜树幼苗培养与处理 喜树幼苗在阳光温室
内培养，温室为自然采光，昼夜温度自然过渡（１８～
３０℃），湿度为６０％～７０％。砂培容器为长４５ｃｍ、
宽３５ｃｍ、高１５ｃｍ的塑料方盘，底部均匀打孔（直
径５ｍｍ）数个，内盛经过筛、冲洗、１‰ ＫＭｎＯ４消毒
的河沙作为幼苗生长基质。５月末选取生长一致的
当年生喜树幼苗，先以完全营养液培养１０ｄ后进行
不同氮素水平处理。完全营养液按照Ｕｔｒｉａｉｎｅｎ［９］的
方法配制。处理用营养液以完全营养液为基础，通
过改变ＮＨ４ＮＯ３的量调配出５种营养水平，即２，４，
８，１６，３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１，其中１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１为完全营养
液（ｍｇ·Ｌ－１，ＮＨ４ＮＯ３６４０，ＫＨ２ＰＯ４１３６，ＫＣｌ７４５，
ＣａＣｌ２·６Ｈ２Ｏ２１９，ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ１５４，ＦｅＣｌ３·６Ｈ２Ｏ
５，ＭｎＣｌ２·４Ｈ２Ｏ０６，Ｈ３ＢＯ３１，ＺｎＣｌ２００４，ＣａＣｌ２
２Ｈ２Ｏ００５，Ｎａ２ＭｏＯ４·２Ｈ２Ｏ００７）。营养液用蒸馏
水配制，ｐＨ调至６０左右。待幼苗长出６对真叶，
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第３３卷第４期
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中 国 中 药 杂 志
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开始进行不同氮素水平处理。在进行处理前先用水
透浇砂培中的喜树幼苗。每周３次按时透浇氮素处
理营养液，并根据需要适当补充水分。每个处理设
３个重复。
１．２ 取样方法 于处理后的第２０，３５，５０，６５，８０ｄ
取样，每个氮素水平处理设３个重复，每个重复分别
采集６～７株幼苗，再将这几株幼苗合并相同部位作
为１个样品，分别取根、茎皮、成叶和幼叶，冻干后测
定喜树碱含量。根为直径小于２ｍｍ的细根，茎皮
是最大叶面积叶片着生处至幼苗顶端茎上可轻松剥
离的部分（包括表皮和韧皮部），幼叶包括幼苗最上
端的小叶（叶长不超过最大叶面积叶片长度的一
半）和茎尖，成叶为最大叶面积叶片下第１片叶。
１．３ 喜树碱含量测定 按照阎秀峰等［１０］的方法，
采用 Ｗａｔｅｒｓ高效液相色谱系统（２９９６自动进样器、
２４８７紫外检测器）测定喜树幼苗喜树碱的含量。喜
树碱标品由美国斯特林癌症研究基金会提供。所得
数据用ＤＰＳ软件进行统计分析。
２ 结果
２．１ 不同氮素水平下喜树幼苗喜树碱含量的器官
差异 在不同氮素水平处理的第２０天，喜树幼苗中
喜树碱含量表现出明显的器官差异。不同氮素水平
处理下喜树幼苗均以幼叶中喜树碱含量最高，茎皮
次之，成叶中含量较低，根中最低。相同氮素水平处
理下，幼叶中喜树碱含量显著高于茎皮（Ｐ＜００１）。
幼叶中喜树碱含量远高于成叶，相同氮素水平处理
下二者之间差异极显著（Ｐ＜００１）。氮素营养水平
为４ｍｍｏｌ·Ｌ－１时，幼叶中的喜树碱含量最高，达到
５２５‰，分别为相同处理下茎皮（１２７‰）和成叶
（０５０‰）的４１倍和１０４倍。茎皮中喜树碱含量
在各氮素水平处理下显著高于成叶（Ｐ＜００１）。由
于根中喜树碱含量很低导致各氮素水平处理之间的
差异不明显，无法进一步对其进行分析。
２．２ 不同氮素水平下喜树幼苗幼叶中喜树碱含量
通过对不同氮素水平下喜树幼苗中喜树碱含量的
器官差异性分析可知，幼叶中喜树碱含量远高于其
他器官，因而着重关注幼叶中喜树碱在不同氮素水
平下随时间进程合成与积累的变化。
不同氮素水平下，喜树幼苗幼叶喜树碱含量随
处理时间的动态变化趋势基本一致，均呈明显的单
峰曲线，处理前期随生育进程而迅速升高，几乎呈线
性增加，在处理的第５０天达到高峰（７月 ３１日）。
此后持续下降，至处理结束时，喜树碱含量回落到略
高于或者近似于处理开始时的水平（图１）。
图１ 不同氮素水平下喜树幼苗幼叶中喜树碱的含量
处理第２０天时，氮素水平为４ｍｍｏｌ·Ｌ－１的喜
树碱含量就显著高于其他氮素水平下的，而且一直
最高（处理第２０天和第８０天时与８ｍｍｏｌ·Ｌ－１的
差异不显著）。氮素水平为２ｍｍｏｌ·Ｌ－１的喜树幼
苗幼叶中喜树碱含量，明显低于氮素水平为 ４，８
ｍｍｏｌ·Ｌ－１的，但显著高于正常供氮水平（１６ｍｍｏｌ
·Ｌ－１）和高氮水平（３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１），二者此时差异
不显著。氮素水平为８ｍｍｏｌ·Ｌ－１的喜树碱含量均
显著高于氮素水平下为２，１６，３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１的（Ｐ＜
００１）。处理第３５天和第５０天，各氮素水平下喜树
幼苗幼叶中喜树碱含量差异显著，氮素水平为 ４
ｍｍｏｌ·Ｌ－１的在处理第５０天时，喜树碱质量分数高
达 ６７１‰，比处理第 ２０天时（５２５‰）增加了
２１８％，分别达到氮素水平为 ２（５８４０‰），１６
（５１７９‰），３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１（４５０１‰）的 １１４倍，
１１０倍和１４９倍。在处理第６５天，氮素水平为８
ｍｍｏｌ·Ｌ－１的喜树碱质量分数与２ｍｍｏｌ·Ｌ－１的差
异不明显，其余各处理间差异显著，此时，氮素水平
为４ｍｍｏｌ·Ｌ－１的幼叶中喜树碱质量分数（５８０‰）
与处理第５０天相比显著下降（Ｐ＜００１），下降了约
１３５％，但是仍明显高于其他处理（Ｐ＜００１）。正
常供氮水平下的喜树碱含量仍明显低于低氮处理
的，但显著高于２倍供氮水平（３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１）下的
（Ｐ＜００１）。处理结束时，氮素营养水平为 ４，８
ｍｍｏｌ·Ｌ－１之间幼叶中喜树碱含量差异不显著，但
它们显著高于其他处理。１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１的供氮水平
下幼叶喜树碱含量明显高于高氮水平。此时，氮素
营养水平为２ｍｍｏｌ·Ｌ－１的喜树碱含量下降至远低
于处理开始时的水平（３８０‰），与 ２倍供氮水平
（３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１）下的差异不显著（图２）。
喜树碱含量与氮素营养水平的关系，在整个处
理过程中，随着氮素水平降低，幼叶中喜树碱含量增
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图２ 喜树幼苗幼叶喜树碱含量与氮素水平的关系
加，由３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１降到１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１时喜树碱含
量缓慢地略有增加的趋势，从１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１降到４
ｍｍｏｌ·Ｌ－１，呈线性增加，且在不同处理时期增加的
幅度基本一致，而氮素水平进一步降低为２ｍｍｏｌ·
Ｌ－１后，喜树碱含量又明显下降。呈示出氮素水平处
理后不同时间喜树幼苗幼叶喜树碱含量随氮素水平
降低而增加的趋势（２ｍｍｏｌ·Ｌ－１下喜树碱含量不
符合这个规律）。
３ 结论与讨论
从本实验结果可以看出，喜树幼苗以幼叶中喜
树碱含量最高。适宜的供氮水平对于幼叶中喜树碱
含量极为重要，４ｍｍｏｌ·Ｌ－１的氮素水平可明显促进
幼叶中喜树碱的合成与积累，过高或过低反而导致
喜树碱含量的明显下降。因此，适当的低氮胁迫有
利于喜树碱在幼叶中合成和积累。
氮素营养与植物生物碱的合成和积累过程密切
相关［１，２］。一般认为，增加氮素营养会促进含氮次
生代谢产物生物碱的合成［１１］，对颠茄［３］、狭叶羽扇
豆［１２］和黄连［１３］的研究也如此。但另有研究表明，
增加氮素没有改变生物碱的产生，其含量变化是由
于生物量增加或减少所致［１４］。从本实验结果看，氮
素营养增加到较高的水平（３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１）时并未
明显地促进喜树碱的合成，喜树幼苗可能并未将过
多的氮素按比例分配给喜树碱。以前的研究也发现
增施氮磷钾复合肥后喜树幼苗喜树碱含量没有升
高，甚至出现下降的趋势［１５］。
生物碱作为一种化学防御物质，在胁迫条件下植
物会产生更多以维持自身的生存。从本实验结果看，
喜树幼苗生长的最适氮素水平为１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１（结
果尚未发表），而低于该水平对其而言就是一种氮素
营养胁迫，这刺激了喜树碱的生物合成而不是喜树的
生长（图１），４ｍｍｏｌ·Ｌ－１的氮素水平下幼叶中喜树
碱含量最高，这与欧洲千里光 ＳｅｎｅｃｉｏｖｕｌｇａｒｉｓＬ［６］和
喀西茄ＳｏｌａｎｕｍｋｈａｓｉａｎｕｍＣｌａｒｋｅ［７］的研究结果相似，
符合植物次生代谢物质的产生是以减少植物生长为
“机会成本”的最佳防御假说［１６］。另一方面，许多研
究者认为在环境胁迫足以影响到植物的生命时，植物
就只能以生长为主要目的，次生代谢物质的产生就会
减少［１６］。氮素水平２ｍｍｏｌ·Ｌ－１下幼叶中喜树碱含
量的降低，可能反映了喜树幼苗受到严重氮素胁迫下
生长和喜树碱代谢之间的一种平衡关系。
本研究还发现在处理中期喜树幼苗幼叶中喜树
碱含量最高，因此宜针对此期间（第５０天左右）进
行喜树幼苗幼叶收获，有可能捕捉到较高的喜树碱
生物合成和积累时期，将有可能成为进一步获得高
喜树碱产量的一个重要因素。
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ＳＵＮＳｈｉｑｉｎ１，２，ＹＡＮＸｉｕｆｅｎｇ２
（１．ＨａｒｂｉｎＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤａｑｉｎｇＢｒａｎｃｈ，ＭｅｄｉｃａｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１９，Ｃｈｉｎａ；
２．ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｏｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５４０００，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ（ＣＰＴ）ｃｏｎｔｅｎｔｉｎＣａｍｐｔｏｔｈｅｃａ
ａｃｕｍｉｎａｔａｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．Ｍｅｔｈｏｄ：ＴｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓｏｆＣ．ａｃｕｍｉｎａｔａｗｉｔｈ６ｐａｉｒｏｆｌｅａｖｅｓｗｅｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｆｉｖｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｔｒｅａｔ
ｍｅｎｔｓｂｙｓａｎｄｃｕｌｔｕｒｅｉｎａｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ．ＴｈｅＣＰＴｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＨＰＬＣｏｎｔｈｅ２０ｔｈ，３５ｔｈ，５０ｔｈ，６５ｔｈａｎｄ
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ｅｓｔＣＰＴｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｏｎｔｈｅ５０ｔｈｄａｙａｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＴｈｅＣＰＴｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｙｏｕｎｇｌｅａｖｅｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｄｅｃｌｉｎｅｄｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｔｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ（６．７２％）ｗｈｅｎｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗａｓ４ｍｍｏｌ·Ｌ－１，ｅｑｕａｌｔｏ１．１ｔｉｍｅｓｔｈａｔｏｆ
１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｐｒｏｐｅｒｄｅｆｉｃｉｅｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎｓｔｒｅｓｓｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｅｎｈａｎｃｅＣＰＴａｃｃｕ
ｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｙｏｕｎｇｌｅａｖｅｓｏｆＣ．ａｃｕｍｉｎａｔａｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉｎａｔａｓｅｅｄｌｉｎｇｓ；ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎｃｏｎｔｅｎｔ
［责任编辑 张宁宁］
［收稿日期］ ２００６１２１４
［基金项目］ 浙江省自然科学基金项目（Ｙ２０４１４７）
［通讯作者］ 丁红梅，Ｔｅｌ：（０５７１）８６６１３５８９，Ｅｍａｉｌ：ｈｍｄｉｎｇ＠ｔｏｍ．ｃｏｍ
红曲菌株鉴别中 ＳＣＡＲ分子标记的应用
丁红梅１，丁志山２，李海波３，陈铌铍２
（１．浙江中医药大学 分析测试中心，浙江 杭州 ３１００５３；
２．浙江中医药大学 生命科学学院，浙江 杭州 ３１００５３；
３．浙江省林业科学研究院 生物技术研究所，浙江 杭州 ３１００２３）
［摘要］ 目的：建立一套基于ＤＮＡ遗传标记技术的红曲菌株快速鉴定方法。方法：采用ＲＡＰＤ方法对分离收
集的１０个红曲菌株进行多态性分析，从菌株Ｆ中获得１个４２１ｂｐ的特异ＲＡＰＤ标记片段Ｆ４２１。Ｂｌａｓｔ分析未发现
Ｆ４２１序列（ＧｅｎＢａｎｋ登录号ＥＦ０６３１０７）与ＧｅｎＢａｎｋ中相关序列有较高同源性。根据该序列设计特意引物，对１０个
红曲菌株进行ＰＣＲ检测。结果：利用所获得的特征性片段扩增区域（ＳＣＡＲ）标记能能在１ｄ内准确地鉴别出红曲Ｆ
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第３３卷第４期
２００８年２月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ ４
Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２００８