全 文 ：［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓａｂｓｏｒｂｅｄｉｎｔｈｅｂｌｏｏｄａｆｔｅｒｏｒａｌｙａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｎｇＳｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｅｘｔｒａｃｔｓｏｆｉｔｓｃｏｍｐｏｓｅｄｃｒｕｄｅｄｒｕｇａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＳｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎｐｏｗｄｅｒｆｏｒ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ．Ｍｅｔｈｏｄ：ＴｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｎｇＨＰＬＣｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎｐｏｗｄｅｒｆｏｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｒａｃｔｓｏｆｉｔ
ｃｏｍｐｏｓｅｄｃｒｕｄｅｄｒｕｇ，ｔｈｅａｃｔｉｖｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｒｉｅｄｏｕｔａｍｏｎｇｔｈｅｐｅａｋｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｓｍａａｎｄｐｌａｓｍａｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｒｕｇｉｎｒａｔｓ，
ｓｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎｐｏｗｄｅｒｆｏｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｒａｃｔｏｆｉｔｓｃｏｍｐｏｓｅｄｃｒｕｄｅｄｒｕｇ．Ａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｂｏｕｔｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆ
ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓｉｎｅａｃｈｓａｍｐｌｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｔｈｅｉｒｏｒｉｇｉｎａｌｄｒｕｇｓａｎｄｔｈｅｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｉｎｐｌａｓｍａｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｒｕｇｗｅｒｅａｓｃｅｒｔａｉｎｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔ：
ＥｉｇｈｔｃｏｍｐｏｕｎｄｓｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｉｎｐｌａｓｍａａｆｔｅｒｏｒａｌａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＳｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎ，ｆｏｕｒｏｆｔｈｅｍｗｅｒｅｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓｃｏｎ
ｔａｉｎｅｄｉｎＳｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎｐｏｗｄｅｒｆｏｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｒｅｅｏｆｔｈｅｍｗｅｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ．Ｉｔｈａｓａｌｓｏｆｏｕｎｄｔｈａｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｏｒｉｇｉｎａｌ
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｓｕｃｈａｓｂａｉｃａｌｉｎａｎｄｃｈｌｏｒｏｇｅｎｉｃａｃｉｄｆｅｌｏｆｇｒａｄｕａｌｙ，ｂｕｔｔｈｅｉｒｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｒａｔｐｌａｓｍａｉｎｖｉｖｏ．Ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｔｉｍｅｔｈｅｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｆｏｒｓｙｔｈｉａｈａｖｅｎｏｔｂｅｅｎｄｅｔｅｃｔｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｒａｔｓｐｌａｓｍａ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ｉｎｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
ａｂｓｏｒｂｅｄｉｎｔｏｂｌｏｏｄｆｒｏｍＳｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎｐｏｗｄｅｒｆｏｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓａｒｅｔｈｅｅｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓ，ａｎｄｉｔｓｐｌａｓｍａｐｈａｒ
ｍａｃｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｓｈｏｕｌｄｂｅｓｕｂｊｅｃｔｔｏｉｌｕｍｉｎａｔｅｔｈｅｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｅｃｔｓａｎｄｔｈｅａｃｔｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ Ｓｈｕａｎｇｈｕａｎｇｌｉａｎｐｏｗｄｅｒｆｏｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；ｐｌａｓｍａＨＰＬＣｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｃｈｅｍｉｃａｌ；ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｓａｂｓｏｒｂｅｄｉｎｂｌｏｏｄ
［责任编辑 王亚君］
［收稿日期］ ２００７０８０１
［基金项目］ 山东银香伟业集团资助项目“卫星搭载对几种中
药种子遗传特性的影响”（０５０９０１）；扬州大学大学生科技创新基金
“卫星搭载对牛膝种子的影响”（０６９９）
［通讯作者］ 李金贵，Ｔｅｌ：（０５１４）７９７９０３１，Ｅｍａｉｌ：ｊｉｎｇｕｏ＿ｌｉ＠
１６３ｃｏｍ
航天搭载对牛膝 ＳＰ１化学成分的影响
李金贵１，朱 奎１，谷文英２，刘宗平１
（１．扬州大学 兽医学院，江苏 扬州 ２２５００９；
２．扬州大学 动物科学院，江苏 扬州 ２２５００９）
［摘要］ 目的：研究航天搭载牛膝种子ＳＰ１代植株化学成分的变化。方法：利用紫外可见光谱、红外光谱、Ｘ
射线衍射和蛋白质的ＳＤＳＰＡＧＥ进行分析。结果：牛膝根紫外可见、红外、Ｘ射线衍射和蛋白质指纹图谱的特征明
显，其中紫外可见图谱不能区分出航天组和对照组牛膝的差异，但红外图谱和Ｘ射线衍射以及醇溶蛋白质图谱则
能区别航天组牛膝和对照组牛膝。结论：航天组与对照组牛膝根的化学成分种类无明显差异，但航天组某些化学
成分的含量有明显下降。
［关键词］ 化学成分；航天搭载；牛膝
［中图分类号］Ｒ２８４．１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）１０１１６１０４
太空微重力、强辐射、高真空及多因素复合效应
的空间环境，为诱变育种创造了传统育种无法比拟
的特殊诱变源［１］。中药航天育种起步较晚，王志
芬、高文远等报道已搭载的药用植物包括桔梗、红
花、藿香、甘草、肉苁蓉等［２，３］，而搭载牛膝种子的相
关试验尚未见报道。牛膝为苋科植物牛膝的干燥
根，具有补肝肾、强筋骨、逐瘀通经、引血下行的功
效［４］。笔者利用航天搭载过的牛膝种子为材料，收
获的ＳＰ１代植株，分析其根中化学成分的紫外、红外
和Ｘ射线粉末衍射的图谱，并通过 ＳＤＳＰＡＧＥ分离
醇溶性蛋白而分析蛋白质化学成分。本研究首次报
道关于牛膝化学成分的不同类型指纹图谱，为牛膝
的质量控制探索较好的鉴定方法；同时探讨航天搭
载引发的牛膝ＳＰ１根中化学成分的变异。
１ 材料
牛膝种子购自亳州药材市场，经扬州大学中兽
医教研组鉴定为怀牛膝种子。精选无损伤，籽粒饱
满者分成２份。１份作为对照组（ＣＫ）；１份于２００５
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第３３卷第１０期
２００８年５月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ １０
Ｍａｙ，２００８
年８月２９日搭载中国第２２颗返回式科学与技术试
验航天，随太空飞行１８ｄ，记为航天组（ＨＴ）。
２００６年４月种子播种于同质土壤，出苗后经相
同管理于１１月份收获植株，晾干，取其根作为试验
材料，粉碎，过１６０目筛，得样品粉末进行牛膝指纹
图谱的测定。
紫外可见分光光度计（上海精科，７５６型）；红
外光谱仪（德国 Ｂｒｕｋｅｒ公司，Ｔｅｎｓｏｒ２７型）；Ｘ射线
粉末衍射仪（德国 ＢｒｕｋｅｒＡＸＳ公司，Ｄ８ＳｕｐｅｒＳｐｅｅｄ
型）；电泳仪（北京六一，ＤＹＹ－Ш系列）。
２ 方法
２．１ 紫外可见图谱的建立 取样品０１ｇ混于３
ｍＬ７０％乙醇溶液，４０℃水浴过夜，１２０００ｒ·ｍｉｎ－１
离心１０ｍｉｎ，取上清在２００～８００ｎｍ扫描，得紫外
可见指纹图谱。
２．２ 红外（ＩＲ）图谱的建立 ＫＢｒ压片法测定，光谱
分辨率４ｃｍ－１，测量范围４０００～５００ｃｍ－１。
２．３ Ｘ射线粉末衍射（ＸＲＤ）指纹图谱的建立：Ｃｕ
Ｋα辐射，每个样品填入深度为０５ｍｍ的玻璃试样
架中，表面用光滑的平板玻璃压实。采用 θ～２θ连
续扫描方式，步长００４°，扫描速度４°（２θ）ｍｉｎ，范围
１０°～８０°。
２．４ 牛膝根中醇溶性蛋白分析 醇溶性蛋白的提
取 分别取牛膝根粉末样品０１００ｇ，加无水乙醇０７
ｍＬ，１ｍｏｌ·Ｌ－１ＴｒｉｓＨＣｌ０３ｍＬ，ｐＨ７０，４０℃水浴
８ｈ提取醇溶性蛋白，１２０００ｒ·ｍｉｎ－１离心１０ｍｉｎ，
取上清即为醇溶性蛋白。４℃保存，备用。
电泳及显色 醇溶性蛋白上清夜与样品缓冲液
１∶１混匀，每孔加样２０μＬ。采用常规 ＳＤＳ聚丙烯
酰胺凝胶垂直板电泳：浓缩胶３％ ～３５％，分离胶
１２％，于４℃进行。电泳后迅速进行染色和固定。
银染法［５］：凝胶浸于４０％乙醇，１０％醋酸的固
定液中，４０℃水浴固定２次，每次５ｍｉｎ；去离子水
漂洗１０ｍｉｎ；０５％戊二醛，０２％硫代硫酸钠，４０％
乙醇，３２８％醋酸钠（ｐＨ６０）的溶液，５０℃温育１０
ｍｉｎ；去离子水洗３次，每次３ｍｉｎ；加入０１％硝酸
银，００５％甲醛，３０℃避光染色２０ｍｉｎ；２５％碳酸
钠、００４％甲醛、４０℃显色；５％醋酸，５０℃终止反应
２ｍｉｎ；去离子水洗并于２％醋酸溶液中保存，照相。
３ 结果与分析
３．１ 紫外可见图谱分析 浸出液在２００～８００ｎｍ
有明显的吸收峰出现且峰型呈“Ｓ”型，但紫外可见
光谱中无特征吸收峰。将航天组与对照组的紫外
可见谱图对比分析，其吸收峰的位移、峰型和峰强度
变化基本一致，没有检测到具有鉴别意义的差异。
此外，试验过程中发现，浸出液的吸光度与其浓度呈
现显著的正相关，但吸收峰的峰型基本不变。
３．２ 红外图谱分析 一般将红外光谱分为官能团区
及指纹区两大部分，其分界线在１４００ｃｍ－１左右。将
航天组与对照组牛膝根固体粉末的红外光谱图进行
比较，发现３４１５，２９２６，１７３４，１６４１，１３８４，１３２２，
１２５２，１０５９，１０３０ｃｍ－１波数处的特征峰均为航天组
与对照组的共有峰，无论是官能团区还是指纹区，红
外光谱的峰形、峰位及峰的个数均无明显差异，暗示
了两组根中的化学成分种类总体相近，航天组没有出
现与对照组牛膝有鉴别意义的特征变异峰。但航天
组的以上各波数点的特征峰吸收强度总体上低于对
照组，而１６４１ｃｍ－１波数处的吸收强度下降尤为明
显，说明航天组与对照组牛膝中化学成分含量存在差
异。
３．３ Ｘ射线粉末衍射指纹图谱分析 图１为航天
组与对照组牛膝根固体粉末的 Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）
谱图。利用ＸＲＤ谱图整体识别方法，不经任何数据
处理，通过直观观察即可鉴别航天组与对照组牛膝。
１０°～３０°的强峰对应着牛膝中所含的淀粉、纤维素、
蛋白质等有机大分子物质，其成分差异不大，但峰强
度差异明显，且在２６６０°处特征峰显著，峰型尖锐。
在３０°～８０°呈弥散性的多峰重叠，牛膝根中微量有
机成分及微量元素等对应的低频信号较为敏感。对
照组中在５０１２°和６８３６°的特征峰峰强度在航天
组大大降低，但并没有消失。这说明空间环境可能
改变了牛膝植株根中某些基因的表达量。
图１ 牛膝Ｘ射线衍射图谱
Ａ对照组；Ｂ航天组
３．４ 醇溶性蛋白图谱分析 在供试材料中，牛膝根
中醇溶性蛋白经 ＳＤＳＰＡＧＥ分离，硝酸银染色后得
到较好的分辨效果，见图２。航天组的醇溶性蛋白
电泳结果呈现良好的一致性。航天组与对照组的醇
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第３３卷第１０期
２００８年５月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ １０
Ｍａｙ，２００８
溶性蛋白在相对分子质量约为１４４×１０３，３１０×
１０３的２个条带是共有条带，且染色较深，说明这２
个带蛋白质含量较高；对照组在相对分子质量约为
４２７×１０３，６６２×１０３和９７４×１０３的３个蛋白条
带在航天组均未检测到。这表明航天搭载后对其
ＳＰ１代植物根中蛋白质的表达产生了影响，暂时或
永久失去部分蛋白质表达能力或编码的相应蛋白质
的量大大降低。这种现象能否稳定遗传，还需要在
后代植株中进一步检测。
图２ 牛膝根中醇溶性蛋白ＳＤＳＰＡＧＥ图谱
４ 讨论
光谱法具有实验操作快速、简单，专属性强，重
现性好，信息量大，所需样品少等优点。牛膝根中现
已明确的主要药用成分是多糖、齐墩果酸类三萜皂
苷、牛膝甾酮和蜕皮甾酮等甾酮类以及少量的甜菜
碱和微量元素［６］。由已知化学结构式可知其均无
明显的紫外可见吸收，本试验结果也验证了这一
点。红外光谱利用的波长在２５～１５μｍ，常用于鉴
定化合物中的官能团。Ｘ射线所用的波长比紫外和
红外光波长短，具有更高的能量，可以精确反映化合
物的几何拓扑学构造，在中药指纹图谱中应用越来
越广泛。本试验结果表明利用红外光谱和 Ｘ射线
衍射均可以区分航天组与对照组牛膝化学成分含量
的变化。
本试验结果表明，航天组牛膝根中醇溶性蛋白
的ＳＤＳＰＡＧＥ图谱与对照组差异明显。此差异是能
稳定遗传的，还是因胁迫而产生的改变，有待于在后
代植株中进一步鉴定。
［参考文献］
［１］ 张蕴薇，韩建国，任为波，等．植物诱变育种及其在牧草上的
应用［Ｊ］．草业科学，２００５，２２（１０）：５９．
［２］ 王志芬，苏学合，闫树林，等．太空搭载桔梗种子 ＳＰ１代的生
物学效应研究［Ｊ］．核农学报，２００４，１８（４）：３２３．
［３］ 高文远，贾 伟，肖培根．论空间技术在药用植物研究上的应
用［Ｊ］．中国中药杂志，２００４，２９（７）：６１１．
［４］ 中国药典［Ｓ］．２００５：４９．
［５］ 陈 琳，张亚东，赵艳华，等．三种蛋白染色方法在 ＳＤＳ聚丙
烯酰胺凝胶电泳中的应用［Ｊ］．军事医学科学院院刊，２０００，
２４（４）：２９２．
［６］ 孟大利，李 铣．中药牛膝化学成分和药理活性的研究进展
［Ｊ］．中国药物化学杂志，２００１，１１（２）：１２０．
ＥｆｅｃｔｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｓｔｉｆｕｅｎｔｉｎｒｏｏｔｓｏｆＡｃｈｙｒａｎｔｈｅｓＢｉｄｅｎｔａｔａ
ＬＩＪｉｎｇｕｉ１，ＺＨＵＫｕｉ１，ＧＵＷｅｎｙｉｎｇ２，ＬＩＵＺｏｎｇｐｉｎｇ１
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＶｅｔｅｒｉｎａｒｙＭｅｄｉｃｉｎｅｏｆＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５００９，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｅｇｅｏｆａｎｉｍａｌｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ２２５００９，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ ＴｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｏｆｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｏｏｔｓｆｒｏｍｔｈｅＳＰ１ｐｌａｎｔｓｏｆＡｃｈｙｒａｎｔｈｅｓＢｉｄｅｎｔａｔａｃａｒｉｅｄｂｙｓａｔｅｌｉｔｅａｎｄ
ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ’ｓｗｅｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｖｉｓｉｂｌｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＵＶＳ），ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＲ），Ｘ
ｒａｙｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄＳＤＳＰＡＧＥｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｓｔｉｆｕｅｎｔｉｎｔｈｅｒｏｏｔｏｆＡ．ｂｉｄｅｎｔａｔａ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａ
ｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＵＶＳ，ＩＲ，ＸＲＤａｎｄｐｒｏｔｅｉｎｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｏｆｔｈｅｒｏｏｔｓｆｒｏｍＡ．ｂｉｄｅｎｔａｔａｗｅｒｅｄｉｓｔｉｎｃｔｗｉｔｈｓｐｅｃｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｓ．Ｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｆｔｈｅＩＲ，ＸＲＤａｎｄｐｒｏｔｅｉｎｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｃｏｕｌｄｂｅｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｅｄｔｈｅｓａｔｅｌｉｔｅｐｌａｎｔｓｒｏｏｔｓｆｒｏｍｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅ
ｎｏｄｉｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅＵＶＳｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓａｔｅｌｉｔｅｐｌａｎｔｓｒｏｏｔｓａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｋｉｎｄｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｇｒｅ
ｄｉｅｎｔｓｗｅｒｅｎｏｔｄｉｆｅｒｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｇｒｏｕｐｓ，ｂｕｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｍｅｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｄｅｃｅａｓｅｄｉｎＳＰ１ｐｌａｎｔｓｏｆＡ．ｂｉｄｅｎｔａｔａ
ｃａｒｉｅｄｂｙｓａｔｅｌｉｔｅ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｓｔｉｆｕｅｎｔ；ｓｐａｃｅｆｌｉｇｈｔｃａｒｙｉｎｇ；Ａｃｈｙｒａｎｔｈｅｓｂｉｄｅｎｔａｔａ
［责任编辑 王亚君］
·３６１１·
第３３卷第１０期
２００８年５月
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Ｍａｙ，２００８