王丹,馬青松,范佐旺,李小婷,宛駿,袁蕾,陳曉鷺,鄒純禮,龐玉新*
(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室/海南省艾納香工程技術(shù)研究中心,海南 儋州 571737; 2.海南艾納香科技發(fā)展有限公司,海南 ???570208)
·中藥農(nóng)業(yè)·
DA-6對冬季遲緩期的艾納香生長和有效成分含量的影響△
王丹1,馬青松1,范佐旺1,李小婷1,宛駿1,袁蕾1,陳曉鷺1,鄒純禮2,龐玉新1*
(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室/海南省艾納香工程技術(shù)研究中心,海南 儋州 571737; 2.海南艾納香科技發(fā)展有限公司,海南 ???570208)
目的:研究DA-6對冬季遲緩期艾納香生長和有效成分含量的影響。方法:以一年生艾納香種子苗為實(shí)驗(yàn)材料,在冬季艾納香生長遲緩期進(jìn)行3次噴施DA-6。測定艾納香的株高、地徑、葉長和葉寬等生長指標(biāo)以及葉干重。分別采用紫外可見分光光度法和GC法測定艾納香葉片總黃酮和l-龍腦的相對含量,并計(jì)算絕對含量。結(jié)果:DA-6顯著促進(jìn)艾納香生長,增加葉干重,其中10 mg·L-1DA-6作用的效果最顯著。DA-6抑制了艾納香葉片中總黃酮和l-龍腦相對含量的積累。CK處理組總黃酮和l-龍腦相對含量最高,顯著高于100 mg·L-1DA-6處理組77.78%和96.49%。DA-6顯著提高了總黃酮和l-龍腦的絕對含量。10 mg·L-1DA-6處理組艾納香葉片中總黃酮和l-龍腦含量最高,顯著高于其他處理組,是CK處理組的2.33倍和3.33倍。結(jié)論:因此,在冬季艾納香生長遲緩期施加DA-6可以促進(jìn)艾納香生長和葉干重的增加,提高總黃酮和l-龍腦的絕對含量。
DA-6;艾納香;遲緩期;l-龍腦;總黃酮;葉
艾納香為菊科(Asteraceae)植物艾納香Blumeabalsamifera(L.) DC.的新鮮或干燥地上部分,別名大風(fēng)艾、大葉艾等,具有祛風(fēng)除濕、溫中止瀉、活血解毒等功效,還具有促進(jìn)皮膚創(chuàng)傷的作用[1-3]。艾納香廣泛分布于我國的海南、貴州、云南等省[4]。主要含有揮發(fā)油類、黃酮類成分以及倍半萜類等化合物,其主要成分為揮發(fā)油類成分l-龍腦(l-borneol)[5-7]。施肥是提高藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的有效途徑[8]。在艾納香道地產(chǎn)區(qū)貴州省羅甸等地很少對栽培艾納香施肥或僅施少量鈣鎂磷肥。何元農(nóng)等[9]施用農(nóng)家肥圈肥、油枯和柴灰,以及尿素、過磷酸鈣和氯化鉀和復(fù)合肥等,結(jié)果表明施肥組的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量高于對照組,且有效成分含量不減。其中氮肥對生物產(chǎn)量增加作用明顯,得油率和l-龍腦含量與K肥用量呈正相關(guān)關(guān)系。何元農(nóng)等[10]研究證實(shí)氮肥可以提高艾納香藥材的產(chǎn)量和有效成分的含量。王丹等[11]研究發(fā)現(xiàn)錳元素極顯著的提高冬季生長遲緩期的艾納香生長指標(biāo)和生物量,對l-龍腦和總黃酮的相對含量的提高無顯著影響,但是極顯著提高了其絕對含量,即單株質(zhì)量。因此,如何在獲得較高產(chǎn)量的同時(shí),顯著增加有效成分的含量,是艾納香施肥亟待解決的問題。
DA-6(二烷氨基乙醇羧酸酯,胺鮮酯)是一種新式細(xì)胞分裂素類的植物生長調(diào)節(jié)劑[12],具有生長素、赤霉素和細(xì)胞分裂素等多種功能。眾多研究證實(shí),DA-6可以提高植物葉綠素、核酸和蛋白質(zhì)等含量,進(jìn)而促進(jìn)植物光合作用,增加過氧化物酶和硝酸還原酶的活性。同時(shí),DA-6還可以促進(jìn)植物細(xì)胞分裂、伸長以及C、N代謝等[13-14]。具有安全、高效、價(jià)格低廉以及使用方便等特點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景[15]。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的報(bào)道,少量的DA-6可使甜菜等經(jīng)濟(jì)作物增產(chǎn)50%,豆類增產(chǎn)60%,也可以使人參長得如香蕉一樣粗大[13]。目前未見有關(guān)DA-6對艾納香的肥效研究。因此,在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,在海南的冬季艾納香生長的遲緩期,進(jìn)行不同濃度的DA-6對艾納香生長指標(biāo)、生物量以及有效成分相對含量和絕對含量影響的肥效研究。
1.1 材料
選擇一年生艾納香種子苗,經(jīng)中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所龐玉新副研究員鑒定為艾納香Blumeabalsamifera(L.) DC.。于2014年1月27日開始,每隔10 d進(jìn)行葉面噴施DA-6,共施肥3次。于3月7日進(jìn)行取樣。分別設(shè)置1、10和100 mg·L-1DA-6 處理組,另設(shè)空白對照組(CK),不進(jìn)行任何處理。
1.2 試驗(yàn)儀器和試劑
7890A氣相色譜儀(美國安捷倫科技公司),F(xiàn)ID氫火焰離子化檢測器(美國安捷倫科技公司),G4513A 16位自動(dòng)進(jìn)樣器(美國安捷倫科技公司),2012-PCS紫外分光光度計(jì)(尤尼柯(上海)儀器有限公司),CPA225D電子分析天平(北京賽多利斯天平有限公司),KQ-500DB型超聲儀(昆山市超聲儀器有限公司);左旋龍腦對照品(阿法埃莎化學(xué)有限公司,批號為10147015,純度>98%),蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(中國藥品生物制品檢定所,批號:100080-200707,純度:92.5%);水楊酸甲酯(天津光復(fù)精細(xì)化工研究所),乙酸乙酯、甲醇、氫氧化鈉(西隴化工股份有限公司),亞硝酸鈉(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司),九水合硝酸鋁(廣州化學(xué)試劑廠)均為國產(chǎn)分析純。DA-6購自鄭州神雨生物制品有限公司。
1.3 生長指標(biāo)的測定
用直尺和卷尺分別測量株高、葉長和葉寬,使用電子游標(biāo)卡尺測量地徑,陰干后用天平測量葉干重。
1.4 總黃酮相對含量和絕對含量測定
1.4.1 對照品溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 對照品溶液的配制以及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備同王丹等[11]實(shí)驗(yàn)中所用方法。
1.4.2 供試品溶液的制備 分別精密稱取艾納香葉(過20目篩)粉末1.000 0 g,至具塞錐形瓶中,加甲醇溶液50 mL,稱定重量,冷浸30 min后,在超聲頻率為80 Hz的超聲清洗器中超聲提取30 min,放冷,再稱定重量,用甲醇補(bǔ)足減失的重量,搖勻后過濾,取濾液作為供試品。
1.4.3 方法學(xué)考察 分別按照精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性和加樣回收試驗(yàn)進(jìn)行方法學(xué)考察,結(jié)果均表明該測定方法良好。
1.4.4 總黃酮相對含量測定 進(jìn)行供試品溶液吸光度指測定,計(jì)算艾納香不同部位總黃酮相對含量,為質(zhì)量百分?jǐn)?shù),單位為%。
1.4.5 總黃酮絕對含量計(jì)算 總黃酮的絕對含量為艾納香總黃酮產(chǎn)量,指艾納香不同部位中所含總黃酮的質(zhì)量。
總黃酮絕對含量=不同部位總黃酮相對含量/100×對應(yīng)部位藥材生物量,單位為g/株。
1.5 左旋龍腦含量測定
1.5.1l-龍腦含量測定 采用GC法測定艾納香葉片中l(wèi)-龍腦含量,具體見王丹等[11]實(shí)驗(yàn)中采用方法。并且,精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性和加樣回收試驗(yàn)均表明該方法良好。所得為艾納香葉片中l(wèi)-龍腦的相對含量。
1.5.2l-龍腦絕對含量計(jì)算l-龍腦的絕對含量為艾納香總黃酮產(chǎn)量,指艾納香不同部位中所含總黃酮的質(zhì)量。
l-龍腦絕對含量=不同部位l-龍腦相對含量/100×對應(yīng)部位藥材生物量,單位為g。
1.6 數(shù)據(jù)分析
采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入及圖表的繪制,采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與One-way ANOVA方差分析,并用Duncan檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。
2.1 DA-6對艾納香生長指標(biāo)的影響
方差分析結(jié)果表明,不同濃度DA-6處理,艾納香株高在各處理間差異顯著(P<0.05),地徑、葉長和葉寬差異極顯著(P<0.01)。由表1可見,較CK處理相比,10 mg·L-1和100 mg·L-1DA-6處理組的株高顯著增加了49.71%和48.87%。1、10和100 mg·L-1DA-6處理組的葉長和葉寬均極顯著高于CK處理,其中葉長分別是CK的1.89、2.26和2.22倍。
表1 DA-6對艾納香生長指標(biāo)的影響
注:*表示不同處理間在0.05水平差異顯著;**表示在0.01水平差異極顯著;表中不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。
2.2 DA-6對艾納香葉干重的影響
方差分析結(jié)果表明,不同濃度的DA-6處理組,艾納香葉干重在各處理間差異極顯著(P<0.01)。由表2可見,10 mg·L-1和100 mg·L-1DA-6處理組的葉干重極顯著高于CK處理組,分別是CK處理組的5.59和3.39倍。較1 mg·L-1DA-6處理組相比,二者顯著增加了124.44%和36.14%。1 mg·L-1DA-6處理組的葉干重是CK的2.49倍。
表2 DA-6對艾納香葉干重的影響
注:**表示在0.01水平差異極顯著;表中不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。
2.3 DA-6對艾納香葉片中總黃酮相對和絕對含量的影響
方差分析結(jié)果表明,不同濃度的DA-6處理,艾納香葉片中總黃酮相對含量和絕對含量均差異極顯著(P<0.01)。由表3可見,施加不同濃度的DA-6顯著降低了總黃酮的相對含量,其中CK處理組的總黃酮相對含量為2.24%,顯著高于1、10和100 mg·L-1DA-6處理組53.43%、140.86%和96.49%。10 mg·L-1DA-6處理組艾納香葉片中總黃酮含量最高,為0.91 g,顯著高于其他處理組,是CK處理組的2.33倍。
表3 DA-6對艾納香葉片總黃酮相對含量和絕對含量的影響
注:**表示在0.01水平差異極顯著;表中不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。
2.4 DA-6對艾納香葉片中l(wèi)-龍腦相對和絕對含量的影響
方差分析結(jié)果表明,不同濃度的DA-6處理組,艾納香葉中l(wèi)-龍腦相對含量和絕對含量在各處理間差異極顯著(P<0.01)。由表4可見,CK處理組的l-龍腦相對含量最高,為0.16%,顯著高于10 mg·L-1和100 mg·L-1DA-6處理組60.00%和77.78%。10 mg·L-1DA-6處理組的艾納香葉片中l(wèi)-龍腦絕對含量最高,顯著高于其他處理組。
表4 DA-6對艾納香葉片中l(wèi)-龍腦相對含量和絕對含量的影響
注:**表示在0.01水平差異極顯著,表中不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。
適當(dāng)濃度的DA-6有助于冬季遲緩期艾納香生長:DA-6是一種細(xì)胞分裂素類植物生長素,它可以通過提高植物葉片中葉綠素的含量,進(jìn)而提高植物的光合速率,促進(jìn)葉片生長。研究表明,低濃度DA-6可以顯著促進(jìn)秋季草莓[15]、菠菜[16]、黃燈籠辣椒[17]、野大麥[18]等葉片生長,提高葉片的生物量。周天等[19]研究發(fā)現(xiàn),10 mg·L-1DA-6處理組可以顯著提高羊草幼苗的生物量,與對照組相比顯著增加了64.0%。何元農(nóng)等[20]研究發(fā)現(xiàn)1~2月是艾納香生長遲緩期,3月為生長恢復(fù)期。本研究在海南冬季即艾納香生長遲緩期進(jìn)行DA-6對艾納香的肥效研究。未進(jìn)行任何處理的CK組,艾納香生長緩慢,甚至停止生長。施加不同濃度的DA-6可以顯著促進(jìn)艾納香生長,提高生長指標(biāo)和葉干重,其中10 mg·L-1DA-6處理組作用的效果最明顯。因此,在海南冬季,艾納香生長的遲緩期施加10 mg·L-1DA-6有利于促進(jìn)艾納香植物生長和生物量的積累。
DA-6抑制了冬季遲緩期艾納香葉片中總黃酮和l-龍腦的相對含量,然而,增加了其絕對含量:本研究發(fā)現(xiàn)在冬季艾納香生長的遲緩期,施加DA-6抑制了艾納香葉片中總黃酮和l-龍腦相對含量的積累。其中100 mg·L-1DA-6處理組顯著抑制了葉片中總黃酮和l-龍腦相對含量,CK處理下相對含量最高,顯著高于100 mg·L-1DA-6處理組77.78%和96.49%。這主要可能由于總黃酮和l-龍腦是次生代謝產(chǎn)物,其積累代謝是一個(gè)持續(xù)而動(dòng)態(tài)變化的過程,而在良好的環(huán)境條件下,植物生長的越快,其次生代謝產(chǎn)物數(shù)量越少[21],并且次生代謝產(chǎn)物的積累也受到季節(jié)的影響[22],這一結(jié)果說明在海南冬季艾納香生長遲緩期,總黃酮和l-龍腦的積累比較緩慢,外源施加植物激素會(huì)抑制其積累過程,導(dǎo)致其積累量的降低。然而,不同濃度的DA-6均顯著提高了艾納香葉片中總黃酮和l-龍腦的絕對含量。這說明在本實(shí)驗(yàn)的處理階段,艾納香的初生代謝進(jìn)程較快,受DA-6的影響大,效果遠(yuǎn)超過對次生代謝過程的影響。本研究為后續(xù)進(jìn)行艾納香專用肥的研究提供了數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。
[1] 龐玉新,謝小麗,陳振夏,等.艾納香本草考證[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(6):10-13.
[2] 王丹,付萬進(jìn),龐玉新,等.艾納香油過敏性和急性毒性實(shí)驗(yàn)研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2013,34(12):2499-2502.
[3] 龐玉新,王丹,袁媛,等.艾納香總黃酮提取工藝研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2013,34(1):168-170.
[4] 袁媛,龐玉新,王文全,等.中國艾納香屬植物資源與民族藥學(xué)研究[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,31(4):22-27.
[5] Pang YX,Wang D,F(xiàn)an ZW,et al.Blumeabalsamifera-A Phytochemical and Pharmacological Review[J].Molecules,2014,19:9453-9477.
[6] Saewan N,Koysomboon S,Chantrapromma K.Anti-tyrosinase and anti-cancer activities of flavonoids fromBlumeabalsamiferaDC[J].J Med Plants Res.2011,5(6):1018-1025.
[7] Nessa F,Ismail Z,Mohamed N.Xanthine oxidase inhibitory activities of extracts and flavonoids of the leaves ofBlumeabalsamifera[J].Pharm Biol.2010,48(12):1405-1412.
[8] 王丹,侯俊玲,萬春陽,等.中藥材施肥研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào),2011,42(1):225-228.
[9] 何元農(nóng),丁映,洗福榮,等.肥料種類對艾納香生物產(chǎn)量和有效成分含量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(5):53-57.
[10] 何元農(nóng),丁映,冼福榮,等.艾納香產(chǎn)量和有效成分含量對氮素營養(yǎng)的反應(yīng)[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(2):28-30.
[11] 王丹,龐玉新,陳振夏,等.錳元素對冬季遲緩期的艾納香幼苗生物量和有效成分含量的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科,2014,41(21):26-30.
[12] 吳燕,耿書德,史長江,等.DA-6對滁菊幼苗生長及葉片氮代謝的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2014,28(12):2283-2289.
[13] 王銘琦.新型植物生長調(diào)節(jié)劑DA-6的合成與活性研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.
[14] 楊清,艾沙江·買買提,王志霞,等.DA-6對桃樹葉片葉綠素合成途徑的調(diào)控研究[J].園藝學(xué)報(bào),2012,17(04):621-628.
[15] 苗鵬飛,劉國杰,李紹華,等.DA-6對秋季草莓葉片光合速率和植株生長的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2007,18(12):2722-2726.
[16] 梁廣堅(jiān),李蕓瑛,邵玲.DA-6和BR+GA_3對菠菜生長和光合速率的影響[J].園藝學(xué)報(bào),1998,25(04):45-49.
[17] 陳艷麗,范飛,王旭,等.DA-6對高溫脅迫下黃燈籠辣椒幼苗的影響[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2014,09:1795-1801.
[18] 周天,胡永軍,周曉梅,等.DA-6對野大麥幼苗光合作用和生長的影響[J].草業(yè)科學(xué),2004,24(04):31-34.
[19] 周天,胡勇軍,王萍,等.新型植物生長調(diào)節(jié)劑DA-6與TKE對羊草幼苗生長的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,36(03):242-244.
[20] 何元農(nóng),丁映,冼福榮,等.艾納香生長發(fā)育特性的初步觀測[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(2):19-23.
[21] 蘇文華,張光飛,李秀華,等.植物藥材次生代謝產(chǎn)物的積累與環(huán)境的關(guān)系[J].中草藥,2005,36(09):139-142.
[22] 李彥,周曉東,樓浙輝,等.植物次生代謝產(chǎn)物及影響其積累的因素研究綜述[J].江西林業(yè)科技,2012,03:54-60.
EffectofDA-6onGrowthandContentsofEffectiveConstituentsinBlumeaBalsamiferainSlowGrowthPeriodofWinter
WANGDan1,MAQingsong1,F(xiàn)ANZuowang1,LIXiaoting1,WANJun1,YUANLei1,CHENXiaolu1,ZOUChunli2,PANGYuxin1*
(1.TropicalCropsGeneticResourcesInstitute,ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofCropGeneResourcesandGermplasmEnhancementinSouthernChina/HainanProvincialEngineeringResearchCenterforBlumeaBalsamifera,Danzhou 571737,China;2.Hainan Xiangdaolijia Biotechnology Co.,Ltd.,Haikou 570208,China)
Objective:To investigate the effect of DA-6 on growth and contents of effective constituents inBlumeabalsamifera(L.) DC.in slow growth period of winter.Methods:The seedlings of one-year-oldB.balsamiferawere applied with DA-6 in slow growth period of winter three times.The height,ground diameter,length of leaf,width of leaf and leaf biomasses were measured.Then,the relative contents of total flavonoids andl-borneol in leaves ofB.balsamiferawere determined by UV and GC methods,respectively.The absolute contents were calculated.Results:The DA-6 significantly enhanced the growth ofB.balsamifera,and increased leaf biomass.The effect of 10 mg·L-1DA-6 treatment group was the most obvious.The application of DA-6 significantly inhibited the accumulation of relative contents of total flavonoids andl-borneol.The relative contents of total flavonoids andl-borneol under CK treatment were the highest,which were over 100 mg·L-1DA-6 treatment with 77.78% and 96.49%.However,DA-6 significantly increased the absolute contents of total flavonoids andl-borneol in leaves.The absolute contents of total flavonoids andl-borneol under 10 mg·L-1DA-6 treatment were the highest,which were 2.33 and 3.33 times than that of CK.Conclusion:Therefore,the DA-6 could significantly promote the growth and the accumulation of leaves,as well as the absolute contents of total flavonoids andl-borneol inB.balsamiferain slow growth period of winter.
DA-6;Blumeabalsamifera;slow growth period;l-borneol;total flavonoids;leaf
10.13313/j.issn.1673-4890.2015.11.017
2015-01-08)
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81403035);科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金(14C26214602908)
*
龐玉新,副研究員,研究方向:南藥資源研究與開發(fā);Tel:(0898)23300268,E-mail:blumeachina@126.com