不同品种和生长年限对丹参产量及有效成分积累动态的影响

周丽莉，伊伟贞，祁建军，孙 鹏，李先恩

(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所，北京100193)

不同品种和生长年限对丹参产量及有效成分积累动态的影响

周丽莉，伊伟贞，祁建军，孙 鹏，李先恩*

(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所，北京100193)

同时提高丹参经济产量(根系干重)及有效成分积累是当前丹参栽培的热点及难点。通过不同品种和生长年限丹参的田间小区栽培试验，测定不同采收期丹参根系干重，脂溶性成分含量(丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA)和水溶性成分含量(原儿茶醛，原儿茶酸，丹酚酸B和迷迭香酸)，研究品种、生长年限、采收期对丹参经济产量和有效成分积累的影响，以期为丹参规范化种植提供依据。无论从经济产量，还是脂溶性成分和水溶性成分产量(根系产量×含量)，两年生丹参均优于第一年生。丹参脂溶性成分含量在9月份达到最高，而水溶性成分含量除迷迭香酸外在11月份达到最高值。由于收获前丹参根系的快速生长，无论是水溶性还是脂溶性成分，其有效成分产量均在收获期(11月4日)达到最高。不同品种丹参品种的经济产量及有效成分存在较大差异，生产中应有针对性的选择丹参品种。

丹参：生长年限：适宜采收期：有效成分

丹参(Salvia miltiorrhizae Bge.)为唇形科多年生 草本植物，以干燥根和根茎入药，具有活血化瘀、调经止痛功能，清心除烦的功效［1］。近年来随着丹参的化学药理作用研究日益深入，丹参的需求量快速增加，仅靠采挖有限的野生种已不能满足现代制药的需求，人工栽培品种成为市场丹参的主要来源。然而，当前丹参药材生产中存在品种混杂，栽培技术不规范，内在质量不稳定等问题，严重影响到丹参资源的可持续利用和发展［2－3］。研究如何同时提高丹参产量及内在有效成分是丹参规范化种植的关键。

丹参的有效成分主要包括脂溶性的二萜类化合物和水溶性的多聚酚酸类成分两大类［4］。脂溶性的二萜类化合物主要包括丹参酮I、丹参酮ⅡA、隐丹参酮等，其中丹参酮ⅡA是丹参治疗冠心病的主要有效成分之一;水溶性的多聚酚酸类主要包括原儿茶醛、迷迭香酸、丹参素、丹酚酸等，均具有抗心肌缺血缺氧作用。已有的研究已经表明，丹参生长环境、品种、采收期等对丹参生长发育及有效成分积累有明显的影响［5－8］。然而，有些缺少连续的动态监测，绝大多数研究没有揭示丹参经济产量与有效成分积累的规律及互动机理。本研究利用多年选育的遗传稳定、性状一致的3个丹参品种，通过一年生与两年生对比，研究品种、生长年限及采收期对丹参经济产量及内在有效成分的影响，以期为提高丹参的高产、优质栽培管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本课题组多年选育的遗传稳定、性状一致的丹参品种(系)：“99－2”、“99－3”、“陕黄”。

1.2 试验方法

试验材料取自中国医学科学院药用植物研究所试验地，采用多点随机混合取样，一年生丹参于2010年4月底种植，选取直径0.7～1 cm，长0.5 cm节段，健壮，皮色红，无病虫的丹参根进行分根繁殖，行距35 cm，株距30 cm。丹参于6月中旬出苗，自苗期开始到收获期，每月取样1次，分别于2010年6月25日，7月29日，8月31日，9月30日和11月4日取样，共采集5次。二年生丹参于2009年4月底种植(种植方法同一年生)，当年不取样，次年4月中旬出苗，自苗期开始到收获期，每月取样1次，分别于2010年4月27日，5月26日，6月25日，7月29日，8月31日，9月30日和11月4日取样，共采集7次。样品采集后在60℃下恒温烘干，用倾斜式高速万能粉碎机粉碎，过40目筛。

1.3 测定指标及色谱条件

对每次采集样品，均测定丹参地下部干重、脂溶性成分，主要包括丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮ⅡA和水溶性成分，主要包括原儿茶醛、原儿茶酸、迷迭香酸和丹酚酸B。脂溶性色谱条件为Venusil ASB－ C18柱(5 μm，250 mm ×4.6mm);流速：0.8 mL·min－1;柱温箱：30℃;检测波长270 nm，流动相为甲醇：水(80∶20)等度洗脱。水溶性色谱条件：Venusil ASB － C18柱(5 μm，250 mm ×4.6mm);流速：0.8 mL·min－1;柱温箱：30 ℃;检测波长 286nm，流动相为乙腈：0.01%磷酸水(25∶75)等度洗脱［9］。

2 结果与分析

2.1 不同品种和生长年限对丹参的阶段根系积累及收获期产量的影响

对于一年生丹参，根干重的快速积累期出现在8月31日以后。在8月31日前(6.25至8.31)，丹参干重日积累量为0.08 g/(棵·天)，而之后(8.31至11.4)为0.35 g/(棵·天)。对于两年生丹参，在6月25日前(4.27至6.25)，两年生丹参干重几乎没有变化，而之后(6.25至11.4)根干重日积累量为0.61 g/(棵·天)。无论是总干重，还是日积累量来看，二年生丹参均优于一年生丹参。在收获期，二年生丹参3个品种的平均值为131 g/棵，一年生仅为28 g/棵。从日增长量来看，在采样期内(6.25至11.4)，二年生丹参根干重日增产量为0.76g/(棵·天)，一年生仅为0.20 g/(棵·天)。考虑所有生育期(播种至收获)，二年生丹参根干重日积累量为0.194 g/(棵·天)，一年生仅为0.09 g/(棵·天)(图1)。从不同品种对比来看，二年生丹参99－2和99－3的根系干重在收获期略高于陕黄，一年生间差异不大。

图1 不同品种不同生长年限的丹参的阶段根干重变化

2.2 不同品种和生长年限对丹参的阶段脂溶性成分积累的影响

对于一年生丹参，丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA含量的最高值均出现在9月30日，之后略有下降。收获期(11月4日)丹参根系的丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA含量分别比9月30日低37%，53%和54%。二年生丹参脂溶性成分含量最高出现在8月31日，之后同样略有下降。收获期(11月4日)丹参根系的丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA含量分别比8月31日低17%，20%和15%。对比一年生丹参，二年生丹参根系的脂溶性成分不仅没有下降，反而出现增加趋势。在丹参整个生育期内，陕黄没有检测到丹参酮I和丹参酮IIA，99－3的所有脂溶性成分均高于99－2，说明不同丹参品种根系脂溶性成分差异较大，生产选种时应谨慎对待(表1)。

表1 不同生长年限丹参的阶段脂溶性成分含量(mg/g)

在收获期，二年生丹参的丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA含量分别较一年生增加31%，89%和38%(表1)。由于根干重的快速增加，两年生丹参的脂溶性成分产量(含量×根干重)显著高于一年生，其中丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA含量分别提高了7倍，8.8倍和7.3倍。尽管丹参脂溶性成分含量在收获期并不是最高，但由于丹参生长后期根干重的快速积累，丹参脂溶性成分产量在收获期达到最高值。对于一年生丹参来说，收获期丹参脂溶性成分产量与9月30日(成分含量最高期)相差不大;对于二年生丹参来说，收获期丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA较8月31(成分含量最高)期分别增加27%，25%和31%。

图2 不同品种及生长年限丹参脂溶性成分含量及产量的比较

2.3 不同品种和生长年限对丹参的阶段水溶性成分积累的影响

无论是一年生还是二年生，丹参水溶性成分－原儿茶醛，原儿茶酸和丹酚酸B均在收获期达到最高值，而迷迭香酸含量在8月31日达到最高值。考虑到整个生育期，二年生丹参原儿茶醛含量低于一年生，而原儿茶酸、丹酚酸B和迷迭香酸高于一年生丹参。

在收获期，综合考虑3个品种的平均值，二年生丹参的原儿茶酸低于一年生，而丹酚酸B高于一年生，而原儿茶醛和迷迭香酸含量差异不大。这种趋势在不同品种间表现并不一致。对于原儿茶酸，陕黄和99－2，为二年生高于一年生，而99－3品种变化不大;对原儿茶醛，陕黄和99－3为一年生高于二年生;99－2品种变化不大;对于迷迭香酸含量，均为二年生高于一年生;对于丹酚酸B，99－2品种二年高于一年，99－3品种一年高于二年，而陕黄变化不大。由于根干重的增加，二年生水溶性成分产量(含量×根干重)均高于一年生，其中二年生丹参的原儿茶醛、原儿茶酸、迷迭香酸和丹酚酸B分别较 一年生增加6.1倍，2.7倍，5.9倍和4.6倍。

表2 不同品种和生长年限丹参水溶性成分含量(mg/g)

表3 不同品种和生长年限丹参成熟期水溶性成分含量及产量

3 讨论与结论

随着丹参的化学药理作用研究日益深入，有关丹参的药用价值得以全面开发，丹参的市场需求量快速增加。目前丹参种植已由野生采挖供给市场发展到全国四大主产区、数十个次产区和各地近百个新产区［10］。然而，当前我国丹参生产中存在着品种混乱、质量低劣、生产不稳定等诸多问题，严重阻碍了丹参生产的现代化和临床医药的应用［2，11］。产生上述问题主要因为：一是由于丹参品种混乱、良莠不齐，部分品种质量低劣，二是生产不规范，如药材产地、栽培管理、采收加工等随意，均造成丹参生产不稳定，部分产品质量无法保证。在本实验条件下，尽管3个品种收获期经济产量相差不大，但其有效成分有较大差异，如陕黄根本监测不到丹参酮I和丹参酮IIA，品种99－2和99－3的原儿茶酸和丹参酮ⅡA也有较大差异。丹参品种及生长环境对丹参有效成分积累影响的结果前人也有相似报道［7－8，12］。因此丹参生产选种要慎重。

丹参有效成分积累动态与植物生长发育阶段是确定丹参适宜采收期和生长年限的重要指标。以前关于丹参适宜采收期研究多集中在一种或几种有效成分，如丹参酮 IIA，丹参酸 B［13－18］等。由于不同的有效成分积累动态并不一致，故不同研究结果获得适宜采收期也不一致。本研究对丹参的脂溶性成分及水溶性成分的积累动态与生长发育进行详细研究。发现丹参在11月份的经济产量(根系干重)最高，水溶性成分含量原儿茶醛，原儿茶酸和丹酚酸B均在收获期达到最高值，而迷迭香酸含量在8月31日达到最高值，而脂溶性成分含量在9月份达到最高值。由于生长后期，丹参根系干重的快速积累，丹参的经济产量及脂溶性及水溶性有效成分收获量(含量×产量)均在收获期达到最高值。

研究表明，丹参根的有效成分隐丹参酮，集中分布在根的表皮，含量比皮层或中柱高10～40倍以上，且细根含量比粗根高，二年生的粗根(根粗1－1.5 cm)和细根(0.5 cm)含量，粗根为0.087%，细根为0.16%［19］。因丹参酮含量随根的生长增粗而降低的趋势，生产建议栽培年限不宜过长，应以一年生为主，并适当密植［2，20］。在本研究条件下，二年生丹参的有效成分产量显著高于一年生，其中脂溶性成分丹参酮I，隐丹参酮和丹参酮IIA含量分别提高了7倍，8.8倍和7.3倍，而水溶性成分原儿茶醛、原儿茶酸、迷迭香酸和丹酚酸B分别提高了6.1倍，2.7倍，5.9倍和4.6倍。这和以往认为多年生丹参隐丹参酮含量降低相反，也为丹参的多年种植提供理论依据和参考。

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Effect of Varieties and Growth Years on Root Yield and Bioactive Components Accumulation Dynamics of Salvia miltiorrhizae

Zhou Lili，Yi Weizhen，Qi Jianjun，Sun Peng，Li Xian＇en*
(Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences，Peking Union Medical College，Beijing 100193，China)

Increasing root yield and bioactive components at the same time is hot spot for Salvia miltiorrhizae production.A field experiment with different varieties and growth years of Salvia miltiorrhizae was conducted to study the effect of variety，growth period，harvest time on root yield and bioactive components of Salvia miltiorrhizae and guided Salvia miltiorrhizae production.The root yield，content of lipophilic tanshinones including Tanshinone I，Cryptotanshinone and Tanshinone IIA，and content of hydrophobic phenolic acids including Protocatechuic acid，Protocatechuic aldehyde，Rosmarinic acid and Salvianolic acid B were measured with different harvest time.Considering root yield and yields(root yield×content)of lipophilic tanshinones and hydrophobic phenolic acids，the two－year growth of Salvia miltiorrhizae is better than one－year growth.The content of hydrophobic phenolic acids achieved the highest in September，while the content lipophilic tanshinones，except Rosmarinic acid，become the highest in November.The yields of hydrophobic phenolic acids and lipophilic tanshinones will be the highest in November at harvest due to fast increasing of root yield at October，whatever growth years.The root yield and bioactive component of Salvia miltiorrhizae is different with different varieties.The production should be targeted to choice varieties of Salvia miltiorrhizae.

Salvia miltiorrhizae;Growth yield;harvest time;bioactive components

S567.2

A

1006－9690(2012)05－0008－04

10.3969/j.issn.1006－9690.2012.05.0002

2012－02－21

国家科技重大专项课题“中药材种子种苗和种植(养殖)标准平台”(2009ZX09308002)

周丽莉，女，助理研究员。研究方向：药用植物生态生理研究。E－mail：llzhou@implad.ac.cn

*通讯作者：李先恩，男，研究员。研究方向：药用植物种质资源与栽培技术。