李春雪，黃雅婷 ，范桂枝，劉桂豐 ，王曉東，李春曉 ，姬曉明，孫美玲，馬明媚 ，詹亞光 ，

(東北林業(yè)大學a.生命科學學院；b.林木遺傳育種國家重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150040)

白樺Betula platyphyllaSuk.是樺木科Betulaceae樺木屬BetulaLinn.中的一種落葉喬木，主要分布在日本、朝鮮、俄羅斯和中國等國家。在我國集中分布于東北3省和內(nèi)蒙古林區(qū)，而且越向北越以其變種東北白樺的分布為主，已形成大片純林，在東北闊葉樹中其蓄積量最大[1-2]。

白樺酯醇、白樺酯酸和齊墩果酸等三萜類化合物為白樺樹皮中的主要活性成分之一[3]。白樺三萜類化合物具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降脂、利膽和保肝等功用，特別是作為天然藥物的白樺酯醇、白樺酯酸等三萜類化合物在抗腫瘤和抗HIV等活性方面顯示出了與以往藥物不同的作用機制，其靶向作用性更強[4]。因此，白樺三萜類化合物作為藥物化學中的先導(dǎo)化合物而逐步受到研究者的關(guān)注。

本研究室人員在前期對13種8齡白樺種源的分析中發(fā)現(xiàn)，不同種源間白樺三萜類化合物含量的差異較大，其中黑龍江省寧安市小北湖種源的白樺三萜類化合物的含量較高[5]，為此，我們對已選育的不同小北湖家系的生長量和白樺三萜類化合物含量進行了分析，以期能確定三萜類化合物含量高的白樺家系。

1 材料與方法

1.1 材 料

將來自黑龍江省寧安市小北湖的11個白樺家系（1～11號）和當?shù)匕讟鍢浞N（對照CK）種植于黑龍江省大海林林業(yè)局紅星林場，每個家系選取10株平均木進行編號，分別于2010和2011年的秋季測定并記錄其生長狀況（即樹高和胸徑），并以其距地面的相同高度取其莖外皮，同時選擇部位和朝向相同的枝條取其外皮。將所取材料置于80 ℃的干燥箱中烘干，高速組織粉碎機粉碎，過60目篩以備用。

1.2 白樺三萜類化合物的提取和測定

精確稱取0.2 g樣品放入10 mL的離心管中，加入95%的分析乙醇5 mL浸泡過夜，超聲提取 （超聲頻率為10 kHz） 40 min，再在50 ℃、2個大氣壓、300 W條件下微波消解10 min，過0.45 μm的濾膜以備用。

高效液相色譜檢測條件[5]為：色譜柱HiQ sil C18 V，4.6 mm×250 mm；流動相乙腈（乙腈與水的體積比為4∶1)；柱溫25 ℃；靈敏度為16 AUFS；流速1.0 mL/min；檢測波長210 nm，進樣量為 20 μL。

以白樺酯醇、白樺酯酸和齊墩果酸為對照品作標準曲線，以質(zhì)量濃度（Y）為縱坐標，吸光度值（X）為橫坐標，得到的回歸方程分別如下，在2.0～8.0 g/L上具有良好的線性關(guān)系（其色譜圖如圖1所示）。

Y＝0.000 000 7X－0.016 6（R2＝0.997 9）；

Y＝0.000 000 8X＋0.007 6（R2＝0.997 8）；

Y＝0.000 000 08X－0.000 6（R2＝0.999 5）。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高和胸徑的變異情況

圖1 白樺三萜類物質(zhì)色譜圖Fig.1 Chromatogram of triterpenoid in B. platyphylla

11個小北湖家系和1個當?shù)胤N源混合家系（CK）8年生樹高的變異情況如圖2所示。由圖2可知，2010年秋季測定的株高和胸徑的變幅分別為：株高為4.41（家系7）～5.48（家系11）m，CK為4.66 m；胸徑為31.84（家系1）～49.27（家系9）mm，CK為34.01 mm。2011年秋季測定的株高和胸徑的變幅分別為：株高5.60（家系8）～6.46（家系11）m，CK為5.74 m；胸徑為44.55（家系1）～62.28（家系4）mm，CK為51.98 mm。從2010年秋季到2011年秋季株高和胸徑均大幅度增加，但不同家系增加的幅度不同。其中，植株較高且其增長幅度較大的家系依次為5、2、9、3、10號，其增長幅度分別為33.16%、27.75%、25.74%、25.31%和24.27%；胸徑較大且增幅較大的家系依次為4、3、10、5和2號，其增長幅度分別為47.80%、44.71%、36.15%、33.80%和31.82%。以上結(jié)果表明，家系2、3、5和10號的生長性狀均較優(yōu)良。

2.2 莖外皮中白樺三萜類化合物含量的變異情況

莖外皮中白樺酯醇、白樺酯酸和齊墩果酸含量的變異情況如圖3所示。由圖3可知，2010和2011年秋季測定的不同家系間白樺酯醇含量變幅分別如下：2010年的含量為23.78（家系5）～38.42（家系1）mg/g，CK為27.31 mg/g；2011年的含量為41.17（家系7）～66.66（家系3）mg/g，CK為53.91 mg/g，其中積累量較高且增幅較大的家系依次為2、CK、11、10和3號，其增長幅度分別為111.14%、97.42%、85.03%、83.29% 和 80.55%。2010和2011年秋季測定的白樺酯酸含量變幅分別為：2010年的含量為0.89（家系10）～4.69（家系1）mg/g，CK為1.28 mg/g；2011年的含量為1.89（家系6）～3.43（家系4）mg/g，CK為2.21 mg/g，其中積累量較高且增幅較大的家系依次為5、2、4、11和3號，其增長幅度分別為127.04%、91.87%、76.76%、66.58% 和 53.30%。2010和2011年秋季測定的齊墩果酸含量變幅分別為：2010年的含量為14.04（家系5）～22.19（家系2）mg/g，CK為16.72 mg/g；2011年的含量為14.63（家系 6）～ 21.99（家系 7）mg/g，CK 為18.08 mg/g，其中積累量較高且增幅較大的家系依次為5、7、8、4和10號，其增長幅度分別為40.99%、20.68%、15.55%、10.75%和4.48%。由上述結(jié)果可知，莖外皮中三萜類化合物積累量均較高的家系依次為2、3、4、5、10和11號。

圖2 株高和胸徑的變化曲線Fig.2 Variation of tree height and diameter at breast height

圖3 莖外皮中白樺三萜類物質(zhì)含量的變化曲線Fig.3 Variation of triterpenoid content in bark of trunk in B. platyphylla

2.3 枝外皮中白樺三萜類化合物含量的變化情況

枝外皮中白樺酯醇和齊墩果酸含量的變化曲線如圖4所示。由圖4可知，在莖外皮中檢測到的白樺酯酸在枝外皮中卻未檢測到，且枝外皮的三萜類化合物含量低于莖外皮。2010和2011年秋季測定的不同家系間白樺酯醇含量變幅分別為：2010年的含量為1.02（家系8）～5.17（家系9）mg/g，CK為1.54 mg/g；2011年的含量為2.06（家系3）～6.24（家系2）mg/g，CK為2.07 mg/g，其中積累量較高且增幅較大的家系依次為5、7、4、2和6號，其增長幅度分別為226.00%、225.03%、188.86%、129.06% 和 85.07%。2010和 2011年秋季測定的不同家系間齊墩果酸含量變幅分別為：2010年的含量為1.31（家系5）～3.08（家系11）mg/g，CK為1.65 mg/g；2011年的含量為1.56（家系1）～4.50（家系2）mg/g，CK為1.94 mg/g，其中積累量較高且增幅較大的家系依次為9、5、10、7和2號，其增長幅度分別為137.21%、129.03%、74.21%、71.11%和53.87%。由此可見，家系2、5、7號的枝外皮中白樺酯醇和齊墩果酸的含量均較高。

3 結(jié)論與討論

研究中發(fā)現(xiàn)，白樺莖外皮和枝外皮中三萜類化合物的種類和含量不同，小北湖11個家系莖外皮中的白樺酯醇、白樺酯酸和齊墩果酸含量均高于枝外皮，且在莖外皮中檢測到的白樺酯酸在枝外皮中卻未檢測到。楊蓓芬等人[6]在對七子花次生代謝產(chǎn)物積累規(guī)律的研究中發(fā)現(xiàn)，葉片中的黃酮、總皂甙和總生物堿的含量較高，而其根中的鞣質(zhì)和木質(zhì)素含量較高；金則新等人[7]在分析青錢柳同一植株不同器官中的次生代謝物時發(fā)現(xiàn)，幼根中的鞣質(zhì)和蒽醌含量較高，而其葉片中的生物堿、黃酮、綠原酸和皂甙含量較高。由此可見，次生代謝產(chǎn)物及其前體物質(zhì)的合成存在區(qū)域化現(xiàn)象，其合成部位和積累部位存在差異。

圖4 枝外皮中白樺三萜類物質(zhì)含量的變化曲線Fig.4 Variation of triterpenoid content in bark of branch in B. platyphylla

王倩[8]在分析白樺樹中白樺酯醇、白樺酯酸和羽扇醇3種三萜類化合物的季節(jié)性變化時發(fā)現(xiàn)，白樺三萜類化合物積累量較高的季節(jié)在秋冬季。這與我國學者張鞍靈等人[9]提出的次生代謝物含量的高峰期晚于樹體生長高峰期的觀點一致。究其原因，他們認為，次生代謝是以初生代謝的中間產(chǎn)物作為起始物（底物）的代謝，在初生代謝中間產(chǎn)物積累到一定程度并在調(diào)節(jié)次生代謝的酶促作用下才會出現(xiàn)次生代謝高峰期；同時，他們從能量代謝角度分析認為，初生代謝是植物獲得能量的代謝，次生代謝是植物釋放能量的代謝。植物釋放能量的代謝(次生代謝)要晚于獲得能量的代謝（初生代謝）[8]。為此，我們選擇秋季取材分析不同家系莖外皮和枝外皮中三萜類化合物的含量，以期找到三萜類化合物積累量高的家系。綜上所述，白樺三萜類化合物的合成和積累不但受遺傳控制，還受到樹齡和植株部位的影響。因此，可以根據(jù)取材的部位和樹齡選擇白樺三萜類化合物等次生代謝物產(chǎn)量高的家系或種源。

由于不同家系的生長速率和白樺三萜類化合物的積累量有所不同，文中綜合生長指標（株高和胸徑）和白樺三萜類化合物含量進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，家系2、3、5和10號的莖外皮中白樺三萜類化合物的積累量較高，且其生長速率較快；家系2和5號枝外皮中白樺酯醇和齊墩果酸的積累量較高，且其生長速率較快。這些家系具有較高的三萜類化合物生產(chǎn)潛力，可為營造高產(chǎn)白樺次生代謝產(chǎn)物的經(jīng)濟林提供材料來源。

參考文獻：

[1]劉桂豐,蔣雪彬.白樺多點種源試驗聯(lián)合分析[J].東北林業(yè)大學學報,1999,27 (5): 9－14.

[2]戴 超,劉雪梅,周 菲.白樺基因表達半定量RT-PCR 中內(nèi)參基因的選擇[J].經(jīng)濟林研究,2011,29(1):34－39.

[3]范桂枝,詹亞光.白樺酯醇的研究進展[J].中草藥,2008,39(10): 1591－1593.

[4]李 薇,李 巖,金雄杰.白樺三萜類化合物的抗腫瘤作用及其對免疫功能的增強效應(yīng)[J].中國免疫學雜志,2000,16(9):485－487.

[5]范桂枝,詹亞光,王 博,等.白樺不同部位及種源間白樺三萜類化合物含量的變異分析[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2007,(4):104－106.

[6]金則新,李鈞敏,丁軍敏.青錢柳不同營養(yǎng)器官次生代謝產(chǎn)物分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2007,35(13): 3806－3807.

[7]楊蓓芬,金則新,邵 紅,等.七子花不同器官次生代謝產(chǎn)物含量的分析[J].植物研究,2007,27(2): 229－232.

[8]王 倩.白樺樹皮三萜類化合物的分布規(guī)律[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學,2008:22－24.

[9]張鞍靈,馬亞團,趙德義,等.杜仲葉次生代謝物季節(jié)和地域差異性研究[J].林產(chǎn)化學與工業(yè),2009,29(5): 104－408.