全 文 ：中国农业科学 1卯 3, 26 (6) : 31 一 35
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棉属植物种子中棉酚
及其旋光体的研究 *
项时康 杨伟华
( 中国农业科学院棉花研究所 , 安阳 4 55 112)
提要 以高效液相色谱法 ( 日p CL ) 分析了21 个野生棉种和 4个栽培棉种有代表性的
品种种仁中的棉酚及其光学异构体的含量 各个棉种的棉酚含量从 O 到 4 06% 差异很
大 ; 各个棉种种仁 中的左旋 ( 一 )和右旋 ( + )两种棉酚旋光体的含量均不相等 , 只有海
岛棉以 ( 一 )棉酚居多; 4 个栽培棉种内各品种间 ( 一 )棉酚的量与两种旋光体之和的比值
高度一致 除比克氏棉 ( G b七厄 )外 , 澳洲棉 ( G 胡 st 触 ) 、 南岱华棉 ( G n an de w “ 佗。 。 )
和斯特提棉 (自 t朗勿 l溯) 均是种子无腺体且无棉酚的种质 。 阿拉伯棉 ( G st o’ 七们和索
马里棉 (G so 刀 a连ns e) 种仁内虽有腺体 , 却难以测到棉酚 。 与经典法相比 , 日尸CL 法所测棉
酚的量较低 , 原因在于前者所测常包括棉酚衍生物 , 而 后者只测棉酚本身
关铃词 野生棉 : 栽培棉 二 左旋 ( 一 ) 棉酚 二 右旋 ( + ) 棉酚
棉 酚是 棉族 植物的特有物质 。 百多年来 , 人们对棉酚及其在棉花抗性 仁的作用
进 行 了大 量 的 研 究 1闷 , 但 对 它在 棉 花 生 物 学 中的 作用 并未给 予 应 有的 注
意。 棉酚对人 、 畜具有毒性 , 给棉花的综合利用带来 了不少麻烦 , 但它的抗肿瘤作用和
对男性的抗生育能力却引起了医学界的高度重视 冈 由于分 子结构 上的 特点 , 棉酚具
有旋光性。 勤堪 例 ( 19 68) 和司伊康 口 ( 19 83) 等先后制取了右旋 ( + )棉酚和左旋 ( 一 )棉
酚 , 并证明 ( 一 )棉酚的抗生育效力是消旋 ( 士 )棉酚的两倍 lre , (一 ) 棉酚的抗肿瘤细胞
的活性为 ( + )棉酚的 10 倍 【’ ! 。 但是 , 棉酚的两种旋光体在棉花的个体发育和系统发育
中的地位及其生物学作用 , 却还未见报道 。 因此 , 我们收集了 21 个棉花野生种 , 并选
取 4 个栽培棉种中有代表性的品种 , 采用 H P L C 法 , 对各棉种及各品种的种仁中两种棉酚
旋光体进行分析 , 为棉酚及其旋光体的生物学研究建立初步的基础 。
1 材料与方法
1
.
1 材料
所收集的 21 个野生棉 种和 4个栽培棉的代表性品种如表 1和表 2所示 。 大部分种
及品种由本所品种资源室提供。
1 2 仪器 、 试剂
W at er s 高效液相色谱仪 , 包括两台 M s lo 输液泵 、 U 6 K 进样器 、 M 4例) L: v /vi s 可 变波
收稿口期 1卯 2一 01 一 18
申 实验中承蒙刘国强 、 王淑民 、 王坤波、 魏守军和戚廷香同志大力帮助 , 在此谨表谢意
3 2
.中 国 农 业 科 学 26卷
长检测器和 NE C 计算机数据处理系统配以M a x ll la l 8 20色谱操作软件 。 旋涡振荡器 。 小型
粉碎机 。 体视显微镜。
甲醇、 , 氯甲烷 、 正己烷 、 石油醚 (沸程 30 一印 ℃ )、 磷酸均为分析纯 。
(一 )棉酚 、 (+ )棉酚和 (士 )棉酚标准品均由国家 i卜划生育委员会 科学技术研究所惠
赠 。
L一 苯基丙胺醇为 5 19 111 1公司产品。
1
.
3 提取方法
将棉仁粉碎 , 过 印 目筛备用 。 称取棉仁粉 0 . 1克 ,置于离心管中, 加 10 毫升石油醚或
正 己烷 , 振荡后放置 l 一 2小时 (本操作利用棉酚在这两种溶剂中不溶或难溶的性质 , 将试
样中的脂肪类物质提取出来 ) 。 离心 ,弃去上清液 , 加 9 毫升三氯甲烷 , 充分振荡 , 放置过
夜。 将提取液过滤到 10 毫升容量瓶中 ,加人含有适量 L 一 苯基丙胺醇的三氯 甲烷溶液 ,
定容至刻度 , 混合均匀 。 室温下避光放置两小时或置入冰箱过夜 。 进样前用 0 .4知m 的滤
膜过滤
1
.
4 色谱条件
w ater
s 拜 B o nd a p ak 1C 8柱 。 流动相 : 甲醇 二住5% 磷酸水溶液 = 80 : 2;0 流速: 1耐 /哪检测波长 : 2 54 l l n l ;进样量 : 2 一 20尸 l
2 结果与分析
2
.
1 色谱分离情况
由 ( 一 )棉酚和 ( +) 棉酚两种组分的色谱分离图可见 ,两个峰达到基线分离 ,保留时间分
别为 5 . 37 分和 8 .翻分 。 由于采取先用石油醚或正 己烷脱脂 , 后用三氯 甲烷提取棉酚的方
法 , 所制得样品溶液相当纯净 。 既避免了脂肪类物质对柱子的污染 , 也排除了某些杂质对
组分 峰的干扰 。实验表明 ,用石油醚或正己烷处理样品 4 小时以内 , 所测样品中棉酚的含量
图 两种棉酚旋光体的 】I P L C 图谱
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峰 l为 ( 一 )棉酚 一 L 一 苯基丙胺醉 ,
峰 2 为 ( 十 )棉酚一 L 一苯基丙胺醇
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无下降趋势 , 石油醚或正 己烷提取液中无棉酚
检 出。 用三氯甲烷提取棉酚的量随时间而上
升 , 4 小时以后趋于平稳 。 实验证明 , 两种棉酚
旋光体与 L 一 苯基丙胺醇在室温下 2 小时可反
应充先由于棉酚及其旋光体在三氯甲烷溶液中
相 当稳定 , 搁置时间长一点也不改变其特性 。
关 于流动相的选择 , 实验中曾尝试多种 ,
均以 80 % 的甲醇和 20 % 的 0 . 5% 磷酸水溶液为
佳 。 由图可见 , 在本系统下 ,不但组分完全分离 ,
洗脱时间也很快 。
.2 2 种及品种间棉酚及其旋光体的比较
2 2
.
1 由表 l 可看 出 , 棉种间棉酚含量的差异
很 大。 以 D 染 色体组的克劳茨基棉含 量最
高 , C 染色体组的 4 个种和 E 染色体组的 2个种在所用方法下无棉酚成分检出。
2 2 2 在所测的 25 个棉属种中 ,没有一个种的种仁中所含的两种棉酚光学异构体的量是
6 期 项时康等 :棉属植物种子中棉酚及其旋光体的研究 3
表 I棉属种种仁内棉酚含 t 及其旋光体的分配情况
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棉属种 染色体组 ( 一 )棉酚 ( + )棉酚 ( 一 ) + ( + )棉酚 (一 ) / l( 一 )+ ( + )]
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亚洲棉 G . 确。洲m L A Z 仓加
阿刊卜利加棉 G “ 肺b 川阴 A 住3 8 众4 7 众 85 住朽
异常棉 G 酬。侧 lu m B · 欣07 01 7 0 24 住四
长须棉 G b励~ u用 B O伪 。 14 住加 众刃
南岱华棉 G n曲乙M ,叭洲 se C . _ 。 一 一 一 _
澳洲棉 G 四甜几认 c , _ 一 ’ 一 一
比克氏棉 ` b以“ G _ _ _ _
斯特提氏棉 ` st 州阴 . 阴 c : 一 _ _ _
克劳茨基棉 G k ol 佗刁之州阴 D J 1 . 28 之78 4 .既 0 . 32
雷蒙德氏棉 G ~ on id D 让 56 认 73 L四 。 43
旱地棉 G . 口公云洲 D ; 0 3 7 0石1 0 .卯 0. 38
裂片棉 G ol b以 um o : 。
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辣根棉 ` 州洲~ 帅 D Z ` 以 35 0 3 7 0 . 72 0叨
三裂棉 G 介认 b u爪 D : 0 . 24 0 3 7 0 . 6 1 0 39
瑟伯氏棉 G . ht “ 泊阴 D ; 0 . 42 0 54 0 . % 。 . 4
戴维逊氏棉 G“ 2山戒`2刃而 D 、 1 0 18 3 2 93 0朋
拟似棉 G go 均争招通 , D 。 0 07 01 9 且加 住 27
阿拉伯棉 G sOt 沃酒云 E · _ _ _ _
索马里棉 丘 J田抽州`” 犯 E , _ _ _ _
长曹棉 G OI ” g元飞斌坏丫 F . 0 2 让3 05 5 住幻
陆地棉 G h胭扭阴 L . 〔A 。 ) 众4
海岛棉 G b如 a J ” 望 L . (A l〕 ) : 0 55
披针叶棉 ` .枷卿仙“ 门 (A D ) ` 众 40 众61 10 1 0 .如
达尔文棉 已 动功咖 i (八D ) , 0 46 众6l L价 。 43
相等的 , 即均以某一种旋光体居多 , 使其棉酚提取液表现出一定的旋光性
2 2 3 只有海岛棉种仁中( 一 )棉酚的含量高于 ( + ) 棉酚的含量 , 其余各种都以 ( + ) 棉酚
居多 它将是研究棉酚遗传的一个特殊种资 。
2 2 4 一般来说 , 四倍体棉种中 ( 一 )棉酚占两种旋光体之和的比例均在 40 % 以上 , 而二
倍体棉种大多低于这个比例 。
2 2 5 对 4 个栽培棉种而言 , 尽管种 内各品种之间棉酚总量以及 ( 一 ) 、 ( + )旋光体的含量
差别很大 ,但每种旋光体在总棉酚量中所占的比例却是非常一致的 (见表 2) 。 这一现象充
分显示了 4个栽培棉种在遗传上的一致性和稳定性 。
4 3中 国 农 业 科 学 62卷
表 2 4 个栽培 棉部分品种种仁 内棉酚含 , 及其旋光体的分配情况
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亚洲棉 石系亚 1号 s址劝 ya l o邓 。 63 091 0 3 1
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3 讨 论
3 1 与经典的分光光度法相比 , 以 H P L C 法测定的棉酚总量都较低 。 这是由于经典的方
法如 S m ht 法 、 150 法或 A O C S 法 l’] 对棉酚的测定不具有专一性! ” 。 这些方法所测定的
除棉酚外 ,还包括棉酚衍生物 , 使结果偏高。 而 H P L C 法所测含量只包括棉酚本身 在我
们的实验中 , 对于普通的有酚棉 ,用分光光度法所测得的棉酚含量一般要比 H P L C 法高出
20 % 左右 而对于低酚棉 , 则可高出数倍。 eB U四 曾测定了若干棉种的嫩叶内色素腺的
1 种赌类化合物的含量 结果指出 , 这类化合物在各棉种中是以某一 种成分为主而存
在 , 这种成分不一定就是棉酚 。
3 2 棉花遗传学家都把比克氏棉作为植株有腺体 、 种 子无腺体也无棉酚的典型材料 。 在
我们的实验中 , C 染色体组的另外 3 个澳洲棉种 ,南岱华棉和斯特提棉的种仁在显微镜下
观察也是无腺体的 , 并且检测不到棉酚存在 因此 , 这 3个种也是种子无腺体且无棉酚 的
种质 。
3 3 阿拉伯棉和索马里棉的种仁在显微镜下可观察到明显的腺体 ,但用 H P L C 法几乎测
不出真正 的棉酚含量 , 而有些无腺体棉却含有一定量的棉酚 ’“ 」 。 这些结果表明 , 腺体与
棉酚含量之间并非是绝对的相关关系。 有腺体棉也可能是低棉酚棉或无棉酚棉 当然 ,
并不排斥其它棉酚衍生物的存在 。
3 4 从 4 个栽培棉种仁内棉酚旋光体的分配情况来看 , 由于 ( 一 )棉酚 占总棉酚的比例在
各种 内品种间具有高度的一致性 , 这对鉴定种子和对品种的分类将具有一定意义 。
6期 项时康等 :棉属植物种子中棉酚及其旋光体的研究
参 考 文 献
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雷海鹏 .棉酚研究的问顾与展望 .药物学报 1 9呱 1) ( :1 一 4
司伊康等 .由消旋棉酚拆分得 (一 ) 棉酚 , 科学通报 . 19 83 :28 间
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项时康等. 陆地棉幼苗棉酚动态分析 . 中国棉花 、 198 , ( :3) 为一 2
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