兴安升麻种子内源抑制物质活性的研究

徐艳芝，孟思彤，王振月

(黑龙江中医药大学药学院，哈尔滨150040)

兴安升麻种子内源抑制物质活性的研究

徐艳芝，孟思彤，王振月*

(黑龙江中医药大学药学院，哈尔滨150040)

兴安升麻种子具生理后熟、休眠的生理特性，通过对比实验研究其内源抑制物质存在的部位和抑制作用。用兴安升麻种子制备蒸馏水粗提物、甲醇粗提物，取白菜种子、小麦种子浸于粗提物中进行萌发实验，根据幼苗生长情况测定各粗提物抑制活性。结果表明，兴安升麻种子的种皮和胚乳均存在较高活性的内源抑制物，且抑制作用随着质量浓度的增大而增强。蒸馏水粗提物在相同质量浓度下抑制作用均高于甲醇粗提物。同时，兴安升麻种子不同部位抑制物质的含量存在一定的差异，表现为种皮高于胚乳。

兴安升麻种子；内源抑制物

兴安升麻[Cimicifugadahurica(Turcz) Maxim.]为毛茛科升麻属多年生草本植物 。广泛分布于黑龙江、吉林、辽宁及内蒙古地区，主产于河北(承德、龙关和张家口等地)、山西(大同)及内蒙古。在我国作为传统中药使用，具有清热解毒、升举阳气、发表透疹的功能，是治疗妇女崩漏、子宫脱垂等症的妇科良药[1-2]。在人工栽培兴安升麻的过程中发现春天播种后出苗缓慢，出苗不齐。本文探究兴安升麻种子休眠期长，不易萌发和发芽率低的原因，为其规范化种植奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

兴安升麻种子采购哈尔滨市阿城兴安升麻种植基地。经黑龙江中医药大学王振月教授鉴定为兴安升麻[Cimicifugadahurica(Turcz.)Maxim]的种子。测定内源抑制物质使用的白菜种子选购的是胶蔬秋季王(改良型)，挑选种子粒大、饱满的进行发芽试验，测定发芽率99%，并测定含水量≤7%。小麦种子选购的是山东省2014年新种子，挑选颗粒饱满，表面光亮的进行发芽试验，测定发芽率为98%，含水量≤13%。

1.2 方法

1.2.1 粗提物制备。兴安升麻种子粗提物分别用蒸馏水和体积分数为80%甲醇两种溶剂提取。种皮和胚乳用蒸馏水提取。其甲醇粗提物的制备参照齐永平等[3]、张艳杰等[4]的方法，并略作改进。取兴安升麻种子10g，加80mL 80%甲醇浸提液，保鲜膜封口，置4℃冰箱中浸提24h，纱布粗滤，后3000r/min离心15min，取上清液，残渣再浸提2次，合并3次浸提液，35℃下减压旋转挥干甲醇，加入蒸馏水制成质量浓度为0.10g/mL的甲醇粗提物溶液，4℃保存备用。

兴安升麻种子、胚乳、种皮蒸馏水粗提物参照赵敏等[5]、王炎等[6]、张荣荣等[7]的方法制备，用细砂纸剥离胚乳和种皮，取种子、胚乳和种皮各10g，种子和胚乳用研钵磨碎，放入锥形瓶内，至于56℃的恒温箱中浸提24h，过滤浸提液，残渣在浸提2次，用减压旋转蒸发仪56℃浓缩成一定体积并定容至100mL，制成质量浓度为0.10g/mL的蒸馏水粗提物，4℃保存备用。

1.2.2 粗提物抑制活性测定。参照赵敏等[5]、罗夫来等[8]的方法并略作改动，用白菜和小麦种子测定粗提物活性。粗提物设置0.014、0.028、0.042、0.056、0.070g/mL 5个质量浓度梯度，以蒸馏水为对照。取培养皿( d=90 mm)内铺两层适当大小的滤纸，各加入不同质量浓度的粗提取物溶液5.0mL。白菜种子每皿50粒，小麦种子每皿50粒，25℃恒温箱培养，48h后测定白菜种子发芽率及胚长和胚颜色(绿色，黄色)比例，小麦种子发芽率及主根长、根数和胚芽鞘长，每处理重复3次。

2 结果与分析

2.1 不同溶剂粗提物对白菜和小麦种子萌发和幼苗生长的影响

2.1.1 白菜种子及幼苗。实验测定，兴安升麻种子蒸馏水粗提物、甲醇粗提物对白菜种子萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用，且在试验范围内，抑制强度随粗提物质量浓度增大而增强(图1和表1)。在0.028g/mL、0.032g/mL浓度下对白菜种子胚的生长尤为明显，绿色子叶所占比例低于10%：在0.056g/mL，0.070g/mL浓度下种子处于生根阶段，且根长约0.1cm尚未长出胚轴、子叶。

图1 不同溶剂粗提物对白菜种子发芽率的影响

注：相对发芽率由测除以相应对照(蒸馏水)值再乘100%计算而得。

图1显示，蒸馏水粗提物表现为随着质量浓度的升高抑制活性增强。甲醇粗提物的抑制活性表现为：在0.042g/mL浓度抑制活性最强，0.014g/mL、0.028g/mL、0.056g/mL浓度对发芽率无影响，但随着粗提物质量浓度的增大，蒸馏水粗提物和甲醇粗提物的抑制活性差异逐渐增大，且在相同质量浓度的粗提物中，蒸馏水粗提物对白菜种子萌发和幼苗生长的抑制活性高于甲醇粗提物。

表1 兴安升麻种子不同溶剂粗提物对白菜种子芽生长影响

注: 表1、2、3、4中相对芽长、相对主根长由测量值除以相应对照(蒸馏水)值再乘100%计算而得。

2.1.2 小麦种子及幼苗。图2表2显示，蒸馏水粗提物、甲醇粗提物对小麦种子的萌发、主根的生长均有较强的抑制作用。但对小麦的不同部位作用强度存在差异：蒸馏水对小麦胚芽鞘生长表现出明显的抑制作用，且抑制强度与抑制物质的质量浓度无关；对小麦主根的生长，表现出明显的线性关系，可使小麦的相对主根长低33.33%。甲醇提取物对小麦的相对主根长，相对胚芽鞘长呈现曲线变化，即在0.042g/mL时最强 。由此可见兴安升麻种子中存在抑制物质，且抑制物质在蒸馏水中的溶解度大于80%甲醇的溶解度，且抑制物质对小麦主根生长作用明显，对胚芽鞘的作用次之，对发芽率的作用最小。

表2 兴安升麻种子不同提取物对小麦种子萌发和幼苗生长的影响/%

2.1.3 小麦根条数量。蒸馏水粗提物和甲醇粗提物对小麦的根条数量无影响，只对根长有明显抑制作用。

2.2 不同部位蒸馏水粗提物对白菜和小麦种子萌发和幼苗生长的影响

2.2.1 白菜种子和幼苗。观察图2、表3，白菜种子在发芽率、相对根长、子叶颜色方面受到明显抑制作用。具体表现为：抑制作用随抑制物质的质量浓度的增加而增强，两部位粗提物最高点时使白菜种子的相对发芽率均降到30%左右，同时可以观察到种子根生长缓慢并未脱离种皮长出子叶。并且种皮提取物在低质量浓度时表现出显著抑制作用。

综上可知，兴安升麻种子中的抑制物质在种皮和胚乳中均存在，且种皮高于胚乳。

图2 兴安升麻不同部位蒸馏水粗提物

质量浓度/(g·mL-1)胚乳种皮芽长/cm相对芽长/%胚芽呈绿色比例/%芽长/cm相对芽长/%胚芽呈绿色比例/%01.2100.00100.001.2100.00100.000.0140.6150.8330.000.6159.1789.000.0280.6251.6715.000.6351.6732.000.0420.5344.165.000.2319.16未长出子叶0.0560.4436.672.000.2218.33未长出子叶0.0700.2520.83未长出子叶0.1817.50未长出子叶

2.2.2 小麦种子和幼苗。见表4，兴安升麻种子胚乳蒸馏水粗提物、种皮蒸馏水粗提物对小麦种子萌发、主根及胚芽鞘生长均有明显的抑制作用，与胚乳粗提物相比，相同质量浓度的种皮蒸馏水粗提物对小麦发芽率、主根和胚芽鞘的抑制均高于胚乳粗提物。种皮提取物在实验设置抑制物质的最低质量浓度时，即表现出显著地抑制作用，使相对胚芽鞘长低至50%。而在实验设置的抑制物质的最高质量浓时，使小麦种子相对发芽率降至6%，主根短小， 胚芽鞘未长出的显著抑制作用。

综上可知，兴安升麻种子中种皮含有的抑制物质高于胚乳，其对小麦胚芽鞘的生长抑制作用活性最高，主根次之，发芽率抑制活性最低;与白菜种子的生长抑制活性相比，小麦受到抑制物质的抑制较弱；兴安升麻中的抑制物质是存在的并对不同种子均有抑制作用。

表4 兴安升麻种子不同部位蒸馏水提取物对小麦种子的发芽率和幼苗生长的影响/%

2.2.3 小麦根条数量。胚乳和种皮蒸馏水粗提物对小麦根条数量无有明显影响。

3 结论与讨论

蒸馏水、80%甲醇两种溶剂粗提物的抑制强度不同，蒸馏水粗提物抑制强度高于80%甲醇。提示我们，兴安升麻种子中的抑制物质在水中的溶解度较大，亦可以是兴安升麻种子中存在多种生长抑制物质，溶于水中的抑制物质抑制活性更强，需要进一步的实验证实以上的猜测。

同种溶剂提取兴安升麻种子不同部位得到的粗提物，总体表现为，种皮粗提物抑制活性大于胚乳粗提物。表明兴安升麻种皮和胚乳中内源抑制物质种类和含量存在差异。

兴安升麻种子、胚乳和种皮均存在活性较高的内源抑制物质，对白菜和小麦种子的萌发及主根、胚芽鞘有显著的抑制作用且抑制物质的活性随质量浓度(在试验范围)的逐渐增大而总体呈增强趋势，对根条数量(小麦)无显著的抑制作用。这种普遍的抑制作用是兴安升麻种子不易萌发的原因之一。

兴安升麻种子具有较强的休眠特性，常规播种很难发芽。本试验首次证实兴安升麻种子中存在活性较高的内源抑制物，为进一步探讨兴安升麻种子中内源抑制物与促进物质的平衡及内源抑制物质的去除方法、揭示兴安升麻种子休眠机制、解除休眠等研究奠定基础。

[1]中国科学院植物研究所.中国植物志[M].北京:科学出版社,1978:52-80.

[2]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].一部.北京:化学工业出版社,2005:215.

[3]齐永平,顾蔚,罗成,等.秦岭华中五味子种子内源抑制物活性研究[J].种子,2009,28(7):1-3.

[4]张艳杰,高捍东,鲁顺保.南方红豆杉种子中发芽抑制物的研究[J].南京林业大学学报:自然科学版,2007,31(4):51-56.

[5]赵敏,王炎,康莉.刺五加果实及种子内源萌发抑制物质活性的研究[J].中国中药杂志,2001,26(8):534-537.

[6]王炎,赵敏,俞加林.北五味子种子休眠特性及内源抑制物质的研究[J].中国中药杂志,1997,22(1):10-12.

[7]张荣荣,王康才.芍药种子内源抑制物质活性的研究[J].中草药,2008,39(12):1880-1883.

[8]罗夫来,郭巧生.百蕊草种子内源抑制物质的初步研究[J].中国中药杂志,2007,32(17):1737-1739.

2014-09-30

徐艳芝(1988-)，女，2011级研究生，生药方向，E-mail：xuyanzhixuyanzhi@163.com;*

R282.71

A

doi.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.01.011