全 文 :中国农业大学学报 2001, 6( 1): 63~ 67
Journal of China Ag ricultural Univ ersity
①
秋冬季节柿属植物树体内酚类物质含量的变化①
冷 平② 张国军 吴晓云 齐建勋
(中国农业大学园艺学院 )
摘 要 本测试结果表明 ,原产日本中部的栽培柿`富有’ (Diospyros kak i cv . Fuyou)的抗寒性为 ( - 25±
0. 7)℃ ,而原产于亚热带台湾的台东豆柿 (D . taitoensis)的抗寒性仅为 ( - 18± 0. 6)℃。 试材枝内酚类物质总
含量在 9~ 11月中旬上升至最大值 ,富有柿增加了 0. 7倍 ,台东豆柿增加了 0. 8倍。此后至 2月中旬维持在较
高水平 , 3月中旬以后迅速下降。 9~ 11月中旬富有柿枝内黄酮类物质含量显著上升了近 4倍 ,台东豆柿增加
了近 1倍 ;此后至 2月中旬维持在较高水平 , 3月中旬以后迅速下降。 2树种枝条皮层中的酚类物质总含量分
别为其木质部的 5倍左右。酚类物质的大部分为缩合型单宁 ,其含量变化曲线近似于酚类物质总含量的曲线。
试材枝内简单酚类物质和可溶性单宁含量极低 ,且在秋冬季节无显著变化。 与富有柿相比 ,台东豆柿枝内酚
类物质中简单酚类物质比例高 ,而缩合单宁含量所占比例较低。 结果显示 ,柿属植物树体内酚类物质组成及
含量与其抗寒力的获得有一定关系。
关键词 柿 ; 酚类物质 ; 黄酮类物质 ; 低温驯化 ; 抗寒性
分类号 S665. 2; S945. 78
Change of Phenols in Persimmon During Autumn and Winter
Leng Ping Zhang Guojun Wu Xiaoyun Qi Jianxun
( College of Hor ticultural Science, CAU)
Abstract Experiments w ere conducted to investiga te the pheno ls content and cold resistance
o f Diospyros kaki dist ributed in Japan and D. tai toensis dist ributed in subtropical Taiw an.
The results show ed tha t letha l temperature to D . kaki was ( - 25± 0. 7)℃ , a nd the letha l
tempera ture to D. taitoensis was ( - 18± 0. 6)℃ . The content of to tal phenols increased from
September and reached i ts peak lev el in mid-November ( 0. 7 times and 0. 8 times increased
respectiv ely in D. kak i and D. taitoensis ) and then decreased from mid-February. The content
o f f lav onoids increa sed 4 times and 1 time respectiv ely in D. kaki and D. tai toensis f rom
mid-September to mid-November, and then decreased from mid-Februa ry. The contents of
to tal pheno ls in co rtex es were 4 times higher than tha t in x ylem. The la rg est amount of
phenols w as condensed tannins, and i ts changes w ere the same as changes in to tal pheno ls.
The content o f simple phenols and hydrolyzable tannins w ere very low and thei r v ariations
w ere not significant duringautumn and w inter. The rate o f simple phenols to tota l pheno ls in
D. taitoensis was higher than that in D. kaki , but the rate o f condensed tainnins to tota l
phenols in D. taitoensis was lower than tha t in D. kaki .
①收稿日期: 2000-04-07
①北京市自然科学基金资助项目 ( S9702)
②冷平 ,北京圆明园西路 2号中国农业大学 (西校区 ) , 100094
Key words Diospyros kaki cv. Fuyou; D. taitoensis; phenols; flavonoids; co ld acclimation;
cold resistance
柿属植物 (Diospyros )中的栽培柿 D. kaki起源于我国南部亚热带森林 [2 ] ,经过数千年的
选择和驯化 ,在获得了休眠性和抗寒性后逐渐北移 ,在我国北部也能栽培。以后又于 7世纪传
入日本 , 14世纪传入朝鲜 , 17世纪传入欧州 , 18世纪以后才逐渐分布于全世界。现在 ,中国和
日本共有柿品种 1 000多个 ,韩国有 200个左右。 此外 ,意大利、以色列、巴西等国家近年也培
育了一些新品种 [3~ 5 ] ,柿子越来越被更多国家所接受。然而 ,在柿子栽培的北线 ,冻害问题相当
严重 ,低温成为限制北部地区柿子生产的重要因素。
近年发现 ,酚类物质在植物的抗逆生理中有重要作用 ,可作为植物抗寒的有效生理指
标 [6 ] ;在低温驯化条件下 ,果树体内酚类物质代谢异常活跃。如 ,作为强还原性酚类物质的花青
苷含量显著增加 [7~ 9 ] ,表明秋冬季节的酚类物质代谢与果树抗寒力的获得有一定关系。长期以
来 ,对多酚在植物逆境中作用的研究主要集中在病原体和害虫上 ,而对其低温逆境的保护作用
尚未见报道。
本试验调查了栽培柿富有及台东豆柿秋冬季树体内酚类物质含量的变化 ,为进一步研究
酚类物质的抗低温逆境生理作用提供基础数据。
1 材料与方法
本试验于 1994-09~ 1995-04在日本岛根大学完成。
1. 1 材料
供试材料为日本岛根大学校内果园栽植的成年栽培甜柿品种`富有’ (D. kaki cv. Fuyou,
日本岐阜县原产 )和`台东豆柿’ (D. taitoensis ,台湾地区原产 )。
1. 2 方法
从供试树上采取 1年生成熟枝条若干 ,做以下处理。
1. 2. 1 抗寒性的测定 将每种枝条分成 8组 ,每组 25根 ,放入程控冰箱内。从 5℃开始 ,每小
时降温 5℃ ,在每个设定温度停留 4 h后取样并继续降温 ,直至降温至 - 35℃。
将上述各处理后的枝条放在室温 18℃处 , 24 h后用 10根枝条测定其电解质渗出率 [ 10] ,其
余 15根枝条进行水培 , 20 d后观察芽的萌芽率及枝、芽组织褐变情况 ,判定以电解质渗出率
达 50%时的处理温度作为试材的抗寒性是否合适 ,并根据其他形态指标进行枝条抗寒性的综
合判定。
电解质渗出率的测定 剪取中上部枝段 ,剪成 0. 5 cm长后称取 5 g放入 150 mL三角瓶
中 ,加入重蒸馏水 40 m L,封口膜封口。12 h后测定电导值 C1 ,然后加盖煮沸 30 min,取出再静
置 12 h后测定电导值 C2 , 3个重复。 电解质渗出率= C1 /C2× 100%。
1. 2. 2 酚类物质的分离与测定 [11 ] 酚类物质的抽提 取枝条中上部枝段的皮层 5 g ,剪碎后
用 50 mL 80%的甲醇浸提 24h。过滤后将残渣用 50 mL 80%的甲醇再浸提 24 h。过滤后将 2
次抽出液混合并取液 50 mL进行减压浓缩除去甲醇 ,将剩下的水溶液用 5 mL的石油醚进行
3次抽取 ,以除去色素及脂质。 将剩下的水溶液用蒸馏水定容至 25 mL,用于测定酚类物质的
含量。
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酚类物质的分离 用稀盐酸将粗提液的 pH值调至 3. 5。取 1 mL的试液加入 1 mL的饱
和硫酸锌可宁溶液 , 10 min静置后 ,以 3 000 g离心 10 min。向上述所得沉淀中加入 1 mL半
饱和硫酸锌可宁溶液 ,充分混合 10 min后 ,以 3 000 g离心 10 min。将 2次所得的上清液合
并 ,用蒸馏水定容至 10 mL称之为 ( 1)液。取 ( 1)液 2 mL,加入 2 mL的盐酸 -水混合液 ( 1∶ 1) ,
再加入 0. 8%的甲醛溶液 1 mL,然后放入 30℃恒温箱中反应 24 h。另外 ,向上述沉淀中加入 2
m L的乙醇 -盐酸混合液 ( 2∶ 2)并使之溶解 ,再加入 0. 8%的甲醇 1 mL,然后放入 30℃恒温箱
中反应 24 h。反应后 ,将上述 2种溶液分别进行离心分离并分别用蒸馏水定容至 10 mL,称之
为 ( 2)液和 ( 3)液。将上述 ( 1) ( 2) ( 3)液用 Folin-Ciocalteu方法进行酚类物质含量的测定。 ( 2)
为简单酚 ; ( 3)为可溶性单宁 ; ( 1) - ( 2)= 黄酮类物质 ;酚总量 - ( 1) - ( 3)= 缩合型单宁。
上述 4种酚类物质的测定 取上述试液 1 m L(以蒸馏水为对照 ) ,加蒸馏水 6 mL,再加入
酚试剂 0. 5 mL摇匀后静置 3 min,再加入饱和碳酸钠 1 mL,最后加入 1. 5 mL蒸馏水 , 1 h后
用分光光度计在 725 nm处测定吸光度。
2 结果与分析
图 1 供试柿树体抗寒性 (枝条电解质渗
出率达 50%时的温度 )的变化
2. 1 2种栽培柿的抗寒性比较 (图 1)
本试验对供试材料进行梯度温度处理 ,再经水
培后调查其萌芽率及组织褐变情况 ,证明电解质渗
出率达 50%时的处理温度作为试材的抗寒性是适
宜的。
原产日本中部岐阜地区的富有柿以及原产亚热
带台湾地区的台东豆柿都表现为从 9月起抗寒性逐
渐增强 ,到 1月中旬达到最大值 ,到 3月份抗寒性迅
速下降。富有柿的抗寒性为 ( - 25± 0. 7)℃ ,而台东
豆柿的抗寒性仅为 (- 18± 0. 6)℃。
2. 2 2种柿枝内酚类物质总含量的季节变化
如图 2所示 ,富有柿和台东豆柿枝条中酚类物质总含量从 9月份开始上升 ,到 11月中旬
达到最大值 ,富有柿增至约 1. 7倍 ,台东豆柿增至约 1. 8倍。 此后酚类物质总含量基本上保持
在较高水平上 ,从 3月中旬开始下降。富有柿和台东豆柿枝条皮层中的酚类物质总量分别为其
图 2 柿树枝内酚类物质总量的季节变化
65第 1期 冷 平等: 秋冬季节柿属植物树体内酚类物质含量的变化
木质部的 5倍左右。
图 3 供试柿树枝条皮层内黄酮类
物质含量的季节变化
2. 3 供试枝条皮层内酚类物质含量的季节变化
将酚类物质分成简单酚、不含单宁的黄酮类
物质、可溶性单宁及缩合型单宁 4种成分 ,对这
4种成分的测定结果表明 ,从秋至冬 ,栽培柿富
有皮层内黄酮类物质含量迅速上升 ,冬天的最高
含量约是初秋 9月份的近 5倍 (图 3)。简单酚及
可溶性单宁在树体内含量极低 ,秋冬季节未表现
出显著性变化。酚类物质总含量的大部分为缩合
单宁 ,其含量在秋冬季的变化动态基本与总酚含
量相同 (表 1)。
表 1 富有与台东豆柿枝条皮层内酚类物质含量的季节变化 /g 100 g- 1 ( fw )
测 试 项 目 日 期
09-15 10-15 11-15 12-15 01-15 02-15 03-15
富有柿 简单酚类 0. 012 0. 015 0. 018 0. 016 0. 019 0. 021 0. 014
黄酮类 0. 36 0. 88 1. 73 1. 60 1. 74 1. 78 1. 40
可溶性单宁 0. 009 0. 011 0. 013 0. 009 0. 011 0. 012 0. 009
不溶性单宁 2. 62 2. 94 3. 00 2. 92 3. 41 3. 39 3. 09
总酚 3. 01 3. 85 4. 76 4. 54 5. 18 5. 20 4. 51
台东豆柿 简单酚类 0. 050 0. 060 0. 069 0. 060 0. 070 0. 080 0. 060
黄酮类 0. 28 0. 36 0. 60 0. 56 0. 66 0. 72 0. 40
可溶性单宁 0. 014 0. 018 0. 016 0. 014 0. 018 0. 020 0. 016
不溶性单宁 2. 00 2. 56 2. 79 2. 66 2. 80 3. 41 2. 85
总酚 2. 34 3. 01 3. 47 3. 29 3. 55 4. 23 3. 33
台东豆柿枝条皮层中的上述 4种物质的变化动态大体与富有相同。但与富有相比 ,台东豆
柿皮层中的简单酚类物质所占比例较大 ,而缩合单宁所占比例相对较少 ;从秋至冬台东豆柿皮
层中黄酮类物质增加了 1倍左右 ,增幅低于富有柿。 简单酚及可溶性单宁在树体内含量极低 ,
秋冬季节未表现出显著变化。
3 讨论
日本的柿子多为盛唐时期从中国大陆传入 ,经改良而成为现在的柿品种 [3~ 5 ]。日本的地形
南北跨度大 ,从鹿儿岛到新泻 ,冬季的气温差相当大 ,在北部地区只有少量抗寒性强的涩柿品
种栽培。本试验测得原产日本中部地区 ,日本甜柿的代表品种富有的抗寒性在- 25℃左右 ,与
姜成求、杉浦 明 [12 ]等的研究结果相同。
酚类物质是植物苯丙烷类代谢过程中产生的次生代谢产物。 秋冬季节酚类物质多积聚于
树体韧皮部 ,其中的黄酮类物质含量急剧升高可能与其具有清除活性氧功能有关。秋冬季节的
低温胁迫条件可造成活性氧在树体内的积累 ,而黄酮类物质上的羟基具有强的供电子能力 ,能
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以单电子转移的方式清除 O2· -或其他自由基 [13 ]。清除或控制由低温逆境所产生的生物自由基
可能是酚类物质保护植物机体免受损伤的重要机理之一 [ 14~ 17]。然而 ,植物体内酚类物质结构
复杂 ,种类繁多 ,是哪些种类在树体抗低温逆境中起主要作用 ,其生理生化的机制如何等问题
还有待今后进一步研究。
参 考 文 献
1 牟云官 ,曲泽州 ,孙云蔚 . 果树种类论 . 北京:农业出版社 , 1990, 244~ 253
2 Ng F S P. The o rigin o f Diospy ros lo tus and other notes on th e genus Diospyros ( Ebenaceae) . Malaysian
fo r ester. 1979, 42: 165~ 170
3 杉浦 明 . 果树园芸ハンドブック . 东京: 养贤堂 , 1991, 412~ 413
4 池上隆雄 . 栽培柿の起源に门关する形态学的研究 . 大阪学芸大学纪要 , 1964, B-13: 151~ 202
5 杉浦 明 . カキの起源と品种分化 . 见:日本育种学会编 . 育种学最近の进步 . 东京: 养贤堂 , 1983, 25: 30
~ 37
6 Chalker-Sco tt L. Spectr ophotometric measurement of leach ed pheno lic compounds as a indica to r of fr eeze
damage. J Amer Soc Ho r t Sci, 1989, 114( 2): 315~ 319
7 Leng P, Itamura H, Yamamura H. Freezing tolerance o f sev e raI Diospyros species and kaki cultiv a rs as
related to anthocyanin formation. J Japan Soc Ho rt Sci, l993, 61( 4): 795~ 804
8 Leng P, Itamura H, Yamamura H. Changes o f pheny la lanine ammonia-lyase( PLA ) activ ity in t wig tissues
o f tw o Diospyros species during co ld acclima tion, Envir on Contr ol in Biol, 1995, 33( 1): 43~ 48
9 Leng P, Itamura H, Yamamura H, Deng X M , Anthocyanin accumula tion in apple and peach shoots
during cold acclimation. Scientia Hor ticulturae, 1999, 83: 43~ 50
10 孙秉钧 ,黄礼林 ,李树玲 ,等 . 利用电解质渗出率方法测定梨的抗寒性 . 中国果树 , 1987, ( 1): 15~ 18
11 伊藤三郎 ,松尾友明 ,饭伏雄二 ,玉利信人 .グア バに含まれ るポリ左 -ノルの消长とその特性 . 园艺学
会杂志 (日 ) , 1987, 56( 1): 107~ 113
12 姜成求 ,本杉日野 ,米森敬三 ,杉浦 明 . 示差热分析にょ るカキ冬芽の耐冻性の评亻西につ ぃて .日本园
艺学会杂志 , 1993, 62(别 2,园艺学会大会论文集 ): 188~ 189
13 罗广华 . 植物中的多酚物质对超氧化物自由基的清除作用 .热带亚热带植物学报 , 1994, 2( 4): 95~ 99
14 沈曼 . 植物抗寒机质研究进展 . 植物学通报 , 1997, 14( 2): 1~ 8
15 Shen S R, Yang X Q , Yang F J. Coo rdinating ly synergic effec t o f catechins during their antio xida tion. J
Tea Sci, 1993, 13( 2): 141~ 146
16 Shen S R, Zhao Y F, Yang X Q. Mechanism o f tea po ly lpheno ls on pro tec tiv e actions of bio-
macromo lecule against fr ee radicals. J Zhejiang Ag ricultur al Univ er sity , 1995, 21( 4): 361~ 365
17 Wang B S. Biological free r adica ls and m embrane damage o f plants. Plant Physio lo g y Comm unications,
1988, ( 2): 12~ 16
67第 1期 冷 平等: 秋冬季节柿属植物树体内酚类物质含量的变化