李 思, 駱凱文, 蔣騫瑋, 鐘樂群, 樓 瑩, 吳哲琰, 王忠華
(浙江萬里學(xué)院生物技術(shù)研究所,浙江 寧波315100)
浙貝母別名浙貝、大貝、象貝、元寶貝、珠貝,其干燥的鱗莖是著名的中藥材“浙八味” 之一,含有生物堿、蛋白質(zhì)、糖類、礦物質(zhì)、氨基酸等多種化學(xué)成分,具有清熱潤肺、化痰止咳、散結(jié)功能[1-4]。光照、溫度、水分、土壤質(zhì)地等生態(tài)環(huán)境因子都會影響浙貝母的生長,從而會影響浙貝母的產(chǎn)量和品質(zhì),對其理化及藥用成分的形成、積累也會起到一定的影響[5-8]。浙貝母在相當(dāng)時(shí)間里種植范圍狹小,幾乎形成了“一地生產(chǎn),供應(yīng)全國” 的局面,資源極其緊缺。六七十年代以后,在國家扶持下,自然條件適宜的地區(qū)積極引種栽培,到八十年代前期,浙貝母種植區(qū)域迅速擴(kuò)大。尤其是進(jìn)入九十年代后,隨著我國農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深入,種植中藥材由于其經(jīng)濟(jì)效益好而成為廣大農(nóng)民脫貧致富的首選項(xiàng)目之一,浙貝母也向周遍地區(qū)擴(kuò)展,逐步形成了江蘇南通、杭州市郊、浙江余姚、舟山、金華、麗水等新產(chǎn)區(qū)。但近年來隨著土地與人工成本的增加,加上極端天氣的頻繁出現(xiàn),對浙貝母的生產(chǎn)帶來較大的影響。目前在生產(chǎn)上多采用浙貝母鱗莖繁殖的方式,存在繁殖系數(shù)低、成本高等缺點(diǎn)。因此,如何提升浙貝母繁殖系數(shù)已成為當(dāng)前浙貝母產(chǎn)業(yè)的主要研究課題。
本實(shí)驗(yàn)以浙貝母1 號切塊繁殖后的幼苗與成熟鱗莖為材料,利用生物技術(shù)與現(xiàn)代儀器分析相結(jié)合的方法研究其對貝母生長過程中生理生化特性和藥用成分的影響,明確其作為新型浙貝母繁殖的可能性,由此大大降低浙貝母生產(chǎn)成本,對于提高藥農(nóng)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料與處理 本實(shí)驗(yàn)的浙貝母品種為浙貝1 號、浙貝2 號和浙貝3 號,品種特性見表1,并對浙貝1 號成熟鱗莖進(jìn)行了縱向切塊處理(20 g/顆),按常規(guī)方法栽培于田間100 株,并設(shè)置常規(guī)栽培對照。定期觀察貝母苗及植株生長情況,并考察了地上部與地下部的生長情況。分別在2017 年3 月8 日和4 月29 日取浙貝母整個(gè)植株,洗凈后置于-80 ℃超低溫冰箱,用于理化特性分析;待浙貝母倒苗后取成熟鱗莖,切片烘干并碾磨成粉末,用于浙貝母藥效成分分析。
表1 浙貝母主要品種品種特性一覽表
1.2 測定方法 取樣品0.5~1.0 g,采用氯化三苯基四氮唑法(TTC) 進(jìn)行測定根系活力[9-10];采用乙醇提取葉綠素的方法,通過分光光度法測定葉綠素含有量[11];稱樣品0.5~1.0 g 采用比色測定吸光值;采用氮藍(lán)四唑(NBT)在光下的還原作用來測定超氧化物歧化酶活性[12];采用分光光度計(jì)的方法測定過氧化氫酶活性[13];取適量的樣品,采用比色法測定多酚氧化酶活性[14];取0.1 g 樣品,采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測定蛋白質(zhì)含有量; 取樣品0.1 g,利用蒽酮比色法測定可溶性糖含有量;取樣品0.4 g,利用原子吸收分光光度計(jì)測定Cd、Cr、Cu、Fe、Ga、Mn、Mg、K、Pb 和Zn 10 種礦物質(zhì)含有量[15];取樣品4 g,80%乙醇冷浸提取,利用高效液相色譜測定貝母素乙含有量[16]。
2.1 切塊繁殖對浙貝母生長性狀的影響 本實(shí)驗(yàn)對浙貝母切塊繁殖后開花盛期主要生長指標(biāo)情況進(jìn)行了考察,結(jié)果見表2??梢?,切塊繁殖后浙貝母的主要生長狀況略差于對照。另外,結(jié)果還發(fā)現(xiàn),切塊繁殖后平均出苗率為88%,略低于對照。因切塊后鱗莖變小,開花期早于對照5 d,生長速度也快于對照。
2.2 切塊繁殖對浙貝母主要生理指標(biāo)的影響 本實(shí)驗(yàn)對浙貝母根系活力進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖1 ~2??梢钥闯觯袎K繁殖后會降低浙貝母的根系活力,這與切塊后影響根系的生長有關(guān)。因此在進(jìn)行切塊繁殖時(shí),有必要進(jìn)行生長激素方面的處理,以促進(jìn)浙貝母根系的生長。
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母葉片的葉綠素含有量進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖3~4??梢?,切塊繁殖后會降低浙貝母幼苗的葉綠素含有量,這與切塊后影響浙貝母地上部生長有關(guān)。
表2 浙貝母切塊繁殖后生長性狀統(tǒng)計(jì)表
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母葉片的硝酸還原酶活性進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖5~6??煽闯觯袎K繁殖后會增加浙貝母幼苗的硝酸還原酶活性,具體原因有待進(jìn)一步研究。
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母葉片的超氧化物歧化酶活性進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖7~8。可看出,與對照相比,切塊繁殖后幼苗的超氧化物歧化酶活性變化不大。
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母葉片的過氧化氫酶活性進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖9~10??煽闯?,切塊繁殖后會增加浙貝母幼苗的過氧化氫酶活性,具體原因有待進(jìn)一步研究。
圖1 根系活力(3 月8 號)
圖2 根系活力(4 月29 號)
圖3 葉綠素含有量(3 月8 號)
圖4 葉綠素含有量(4 月29 號)
圖5 硝酸還原酶活力(3 月8 號)
圖6 硝酸還原酶活力(4 月29 號)
圖7 超氧化物歧化酶活力(3 月8 號)
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母葉片的多酚氧化酶活性進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖11~12??煽闯?,切塊繁殖后會增加浙貝母幼苗的多酚氧化酶活性,具體原因有待進(jìn)一步研究。
圖8 超氧化物歧化酶活力(4 月29 號)
圖9 過氧化氫酶活力(3 月8 號)
圖10 過氧化氫酶活力(4 月29 號)
圖11 多酚氧化酶活力(3 月8 號)
圖12 多酚氧化酶的活力(4 月29 號)
2.3 切塊繁殖對浙貝母主要理化成分與藥效成分的影響 本實(shí)驗(yàn)對浙貝母成熟鱗莖的蛋白質(zhì)含有量進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖13??煽闯觯袎K繁殖后會降低浙貝母成熟鱗莖中的可溶性蛋白質(zhì)含有量,這可能與切塊后植株生長勢下降有關(guān),具體原因有待進(jìn)一步研究。
圖13 蛋白質(zhì)含有量
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母成熟鱗莖的可溶性總糖含有量進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖14??梢姡c對照相比,切塊繁殖后對浙貝母成熟鱗莖中的可溶性總糖含有量影響不大。
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母成熟鱗莖的礦物質(zhì)含有量進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖15??煽闯?,浙貝母植株中K 含有量最高,Mg、Ca、Fe 含有量較高,Cd、Cr、Cu、Mn、Pb 和Zn 含有量較低。切塊繁殖后會降低浙貝母成熟鱗莖中的K、Ca、Mg、Fe、Cu 和Pb 含有量,而對Zn、Cr 和Cd 含有量影響不大,具體原因有待進(jìn)一步研究。
圖14 可溶性多糖含有量
圖15 礦物質(zhì)含有量
本實(shí)驗(yàn)對浙貝母成熟鱗莖的生物堿(貝母素乙) 含有量進(jìn)行了檢測,結(jié)果見圖16。可看出,切塊繁殖后會降低浙貝母成熟鱗莖中的生物堿含有量,這可能與切塊后植株生長勢下降有關(guān),具體原因有待進(jìn)一步研究。
圖16 生物堿(貝母素乙) 含有量
切塊繁殖在很多塊莖繁殖植物中是可行的,作為中藥材,有必要開展切塊繁殖后主要生理生化及藥效成分的變化研究。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,切塊繁殖后會略降低浙貝母的生長勢,但會增加葉片主要抗氧化酶的活性。理化與藥效成分檢測發(fā)現(xiàn)切塊繁殖對浙貝母的主要理化成分與藥效成分影響未達(dá)到顯著水平。
由此表明,采用切塊繁殖進(jìn)行浙貝母的繁育是切實(shí)可行的。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中,應(yīng)進(jìn)一步開展促根生長相關(guān)技術(shù)的研究。