全 文 ：广西植物Guihaia32(6)：840—844 2012年11月
DoI：10．3969／j．issn．1000—3142．2012．06．023
HPLC—ELSD法分析木薯韧皮部汁液主要糖成分
潘 坤1一，何秀全1一，王文泉弘，卢 诚2
(1．海南大学，海口570100；2．中国热带农业科学院热带生物技术研究所，海口570100)
摘 要：采用高效液相色谱一蒸发光散射检测法(HPLC—ELSD)对木薯韧皮部汁液糖成分进行了分析。结果
表明：与大多数木本植物一样，其同化物的主要运输形式是蔗糖，并未发现糖醇类和棉子糖等寡糖。对块根产
量、淀粉含量较低的半野生种w14的对比实验发现，无论是蔗糖还是己糖含量都大大地低于栽培种，说明蔗
糖是木薯块根淀粉累积的主要来源，对其累积速率和量起着决定性作用。结果同时证明此方法可以高效、快
速简便地定性和定量测定木薯韧皮部汁液中的糖类。
关键词：木薯；韧皮部汁液；糖；HPLC-ELSD
中图分类号：Q946文献标识码：A 文章编号：1000一3142(2012)06一0840—05
▲ ■ ● n ● ■■
AnalVSlS0tSU2arSlnCaSSaVaDnloemSap
byHPLC．ELSDdetection
PANKunl一，HEXiu．Quanl一，ⅥANGWen_Quan2*，LUChen92
(1．HⅡin口”LhiuPrsi￡了，Haikou570100，China；2．J硝sfi￡“￡Po，Tro户icnzBiosfie”cPs
&BiotPc^noZogy，CATAS，Haikou570100，China)
AbstI’act：HighPerfomanceLiquidChromatography(HPLC)coupledwithEvaporativeLightScatteringDetection
(ELSD)methodwasusedtoanalysethsugarcontentsincassavaphloemsap．Theresultsshowedthatthemain
sugarwasucmsewhichwasimilartootherwoodyplants，noothersugarlcoh01sandraffinosefamilyof01igosac—
charidesw refound．W14wasanancestralsemi-wildspeciesofcassavawith10wproductivityands archontent，
whichwasusedasacontr01inthisresearch．ItwasfoundthatbothofthesucroseandhexosesofW14were1 ssthan
thecultivarlargely，whichindicatedthatsucroseⅥrasthemainsourceofstarchaccumulationofcassavatuberroot，and
itdeterminedtherateandquantityofstarchaccumulation．IⅥeanwhile，anditprovedthatthismethodcoulddetermine
thenatureandquantityofsugarsincassavaphloemsapefficiently，rapidlyandconveniently．
Keywm诅s：cassava；phloemsap；sugar；HPL(>ELSD
木薯(Ma72i^o￡Psc“ZP以fa)是一种多年生灌木，
作为一种高淀粉含量作物(EL—Sharkawy，2003)，它
在全球淀粉产量的排名中名列第五，其富含淀粉的
块根是全世界有超过8亿人民的主食。近年来，相
对于其它作物，用木薯生产出的生物乙醇可以带来
较高的经济利益，其产量随之出现了日益增长的趋
势(Jansson等，2009；Nassar等，2010)。有机物的
运输途径主要是由韧皮部担任的，韧皮部汁液化学
组成和含量因植物的种类、发育阶段、生理生态环境
等因素的变化而表现出很大的变异。一般来说，典
型的韧皮部汁液样品其干物质含量占10％～25％，
其中多数是糖，其余为蛋白质、氨基酸、无机和有机
离子。在多数植物中蔗糖是韧皮部运输物的主要形
式，当然也有例外，如蔷薇科的许多种的主要光合产
收稿日期：2012一04一12修回日期：2012一08—23
基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2010cBl26600)；国家木薯产业技术体系(cARS-12)[supportedbytheNationalKeyBasicResearch
andDevelopmentPlanofchina(Program973)(2010cBl26600)；NationalcassavaIndustry1bchnologysystem(cAR孓12)]
作者简介：潘坤(1983一)，女，河南永城市人，在读博士研究生，研究方向为种植资源学，(E—mail)pankun001219@163．com。
。通讯作者(Authorf rcorrespondence，E—mail：wquanw@hainan．net)
万方数据
6期 潘坤等：HPLC—ELSD法分析木薯韧皮部汁液主要糖成分 841
物是山梨醇，而芹菜、咖啡和橄榄的主要光合产物则
是甘露醇。此外少数科的植物韧皮部汁液中还含有
棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等(Losecher，1987)。
由于木薯等大戟科植物的韧皮部汁液主成分分
析尚未有报道，为了进一步研究其同化物运输机理，
对其韧皮部同化物的种类分析则是十分必要的。高
效液相色谱一蒸发光散射检测法已经被广泛用于糖
类的定性和定量分析上(程勇等，2010；罗进等，
2010)，其优点是无需对糖类进行衍生化处理、可梯
度洗脱、稳定性好、灵敏度高、无溶剂峰干扰，弥补了
HPLC传统检测器的不足(陈琴鸣等，2008；辛秀兰
等，2009)。
1 材料与方法
1．1材料
本次试验所选木薯品种是阿根廷7号(Arg7)
和半野生祖先种W14(M口卵i^o￡Psc“Z鲫￡nssp．∥口一
沈胁如Zi盘)。
1．2仪器与试剂
色谱仪为waters高效液相色谱仪(waters
e2695alliance，USA)；A11tech蒸发光散射检测器
(AlltechELSD3300，UsA)；人工气候箱(RXZ
800B型，中国宁波江南仪器厂)。试剂：甲醇、乙腈
为色谱纯，购自Sigma公司，蔗糖、葡萄糖、果糖、棉
子糖、水苏糖和山梨醇均购自TGI(梯希爱(上海)
化成工业发展有限公司)。
色谱条件：WatersxBridge氨基柱(Waters
Amide3．5um，4．6×150mm，USA)。流动相：乙
腈：水(o．1％氨水)一70：30。流速1mL／min，柱
温25℃，漂移管温度85℃，氮气流速2．oL／min，
增益值为2。
1．3方法
对照品储备液制备：精确称取蔗糖、葡萄糖、果
糖、棉子糖、水苏糖和山梨醇各20mg定容至100
mL，加水溶解即得储备液(200肚g／mL)。
供试样品溶液制备：参照King等(1974)的方
法，在取样时间和温度方面有所改动。取生长60d
左右的木薯幼苗，距根基约5cm处用消毒过的刀片
快速切断茎秆，用超纯水冲洗干净切口，立刻插入
20mmol／LEDTA的水溶液中，放置于气候箱中，
在95％湿度，30℃黑暗条件处理1～2h，然后将其
转入超纯水中收集汁液4～5h。收集的韧皮部汁
液先用o．22肛m过滤器过滤后，再经液氮速冻，最
表l 各糖的回归方程、相关系数、最低检测限和线性范围
Table1 Regressionequation，correlationco fficient，1imitofdetectionandlinerrangeofsugars
后放入超低温冰箱待测。
2 结果与分析
2．1线性关系考察
分别精确吸取蔗糖、果糖和葡萄糖对照品储备
液以水稀释成不同浓度的系列对照品溶液，对上述
几种溶液依次进样测定峰面积，然后以样品含量为
横坐标，峰面积为纵坐标得到三者的回归方程分别
见表1。
2．2精密度试验
取同一浓度的蔗糖标准品溶液，重复连续进样
5次，测得蔗糖的峰面积，所得的标准偏差是
1．96％，说明仪器精密度良好。
2．3稳定性试验
取同一样品的供试溶液每隔40min进样，分别
测蔗糖、葡萄糖和果糖的相对标准偏差为o．897％、
o．907％和0．914％，说明样品稳定性良好。
2．4加样回收率试验
准确吸取已知糖含量的木薯韧皮部汁液样品
(C4)5份，加入相应的蔗糖、葡萄糖和果糖各O．56、
o．24和o．23mg，每份样品各进样10”L，测定峰面
积后，利用标准曲线分别测得样品中不同种类的糖
的总量，最后计算出其回收率和相对标准偏差，结果
说明此方法的回收率较高。具体数值见表2。
2．5样品含量测定
将按上述制备方法所得的各木薯韧皮部汁液样
品，以每样品10“L的量来进行批量连续进样检测，
万方数据
842 广西植物 32卷
表2 回收率实验结果(行一5)
Table2 Resultsofrecoveryrateaboutsugars
。糖 黧竺鬻嚣， 黧鎏燃 黼 艨， 磲量磐 黑．’。 Contentofsugar Contentofadditive Found RecoveryAverage了‘i天
3uga。
insample(mg)sugar(mg) content rate(％) rate(％)
、7叫
表3样品含量测定结果
T8M口虬gar。(：men协i!竺型竺 3 结论与讨论
结果见表3。样品和标准品的色谱图见图1和图2。
蔗糖是大多数植物韧皮部运输物质的主要形
式，但在蔷薇科等植物中则是以糖醇为主要运输形
式。Turgeon(1996)在“聚合物陷阱假说”中指出：
在葫芦科植物中存在着一种以共质体途径负载并运
输棉子糖系列寡糖的现象，此模型认为蔗糖或肌醇
半乳糖通过共质体途径进入中间细胞(一种特化了
图1供试样品阿根廷7号和W14色谱图
Fig．1HPLC—ELSDchromatogramsfA g7andW14
万方数据
6期 潘坤等：HPLC—ELSD法分析木薯韧皮部汁液主要糖成分 843
150 0
1000 卜
l
!帐 夫 量^
000 2 00 400 6．00 800 1000 12．00 1400 1600 800 (min)
图2糖标准品色谱图
Fig．2HPLC—ELSDchromatogramofstandardsamples
表4标准品的保留时间和峰面积等
Table4 Retentionmeandpeak
areaofstandardsamples
的伴胞)，在这里被用来合成棉子糖和水苏糖，这些
寡糖因为太大而不能扩散回叶肉细胞中，但是可以
扩散入筛管分子从而随着集流被运输，所以韧皮部
汁液中有些还含有棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖等寡
糖。但根据本实验结果不难看出，木薯韧皮部汁液
的主要成分是蔗糖、葡萄糖和果糖，未发现有棉子糖
等寡糖的出现，说明木薯同大多数植物一样其同化
物运输的主要形式是蔗糖。
ADPG焦磷酸化酶(AGPase)是淀粉合成的关
键酶，Tiessen等(2002，2003)在马铃薯块茎的糖信
号实验中发现，AGPase酶转录后的氧化还原调控
对淀粉的合成率有极大的影响，而其调控的促进因
素便是蔗糖，并表明SNFl关联的蛋白激酶
(SnRKl)对蔗糖调节AGPase的氧化还原活性状态
过程中起着关键作用，这一过程不依赖于蔗糖的分
解，与己糖通过己糖激酶的信号途径是完全不同的。
同样在叶片中也发现，如果正发育的库器官同化物
输出受阻，蔗糖累积时，就会出现淀粉合成增加
(Gibon等，2004)。
植物韧皮部同化物卸载的细胞学路径主要有3
种：质外体途径、共质体途径和质外、共质体途径交
替途径。共质体途径因为其较强的运输传导能力在
卸载方式中占主要地位(Patrick等，1996)。在此途
径中有两个条件决定了其运输效率的大小，一个是
细胞间膨压差；另一个是胞间连丝的数量(Patrick，
1997；Turgeon等，2009)。蔗糖被卸载到库细胞中
后有些被分解为单糖，有些被储存在液泡中，另一些
则是被合成为淀粉等大分子，借此来降低库细胞的
蔗糖浓度，维持膨压差，以利于进一步的卸载
(Frommer等，1995)。木薯的块根是以淀粉为主要
累积形式的器官，说明了所卸载蔗糖的去向。本研
究在块根的亚细胞结构观察中也发现大量胞问连丝
出现在筛分子和伴胞、筛分子／伴胞和周围的薄壁细
胞、木质部薄壁细胞间；另外发现木薯栽培种和半野
生种间存在着糖含量的差异，栽培种蔗糖和单糖的含
量均高于半野生种。按King(1974)的方法，实验材料
是经过23℃、8h光照、16h黑暗、生长2～3个月后
的幼苗；而葛体达(2008，2009)所用的实验材料也是
幼苗，这可能是由于幼苗糖转运较活跃的原因，所以
本实验所取材料也是长势一致的幼苗，W14株龄稍大
1个月，这也可能是造成糖含量差异的原因。
以上结果说明木薯韧皮部运输的主要同化物蔗
糖可以作为一种糖信号，在其块根的淀粉累积过程
中调节AGPase酶的活性，而同时淀粉的累积也导
致了存储细胞内膨压的降低，进而又促进了蔗糖的
卸载。
本研究采用HPLC—ELSD法首次被用来定量
和定性分析木薯韧皮部汁液中的糖类，研究表明此
法较为理想，其结果稳定、定量准确、操作简便，可以
快速定性和定量分析汁液中的糖成分。
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HPLC-ELSD法分析木薯韧皮部汁液主要糖成分
作者： 潘坤， 何秀全， 王文泉， 卢诚， PAN Kun， HE Xiu-Quan， WANG Wen-Quan， LU Cheng
作者单位： 潘坤,何秀全,PAN Kun,HE Xiu-Quan(海南大学,海口570100;中国热带农业科学院热带生物技术研究所
,海口570100)， 王文泉,卢诚,WANG Wen-Quan,LU Cheng(中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海
口,570100)
刊名： 广西植物
英文刊名： Guihaia
年，卷(期)： 2012,32(6)
被引用次数： 2次

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引用本文格式：潘坤.何秀全.王文泉.卢诚.PAN Kun.HE Xiu-Quan.WANG Wen-Quan.LU Cheng HPLC-ELSD法分析木薯韧皮部汁液主
要糖成分[期刊论文]-广西植物 2012(6)