不同水分处理对广藿香生长、生理生化特性及有效物质积累的影响△

黄艳萍，袁萍，沈晓萌，刘浩，刘德玲

(广东食品药品职业学院 南药资源保护与利用工程技术开发研究中心 广东 广州 510520)

·中药农业·

不同水分处理对广藿香生长、生理生化特性及有效物质积累的影响△

黄艳萍*，袁萍，沈晓萌，刘浩，刘德玲

(广东食品药品职业学院 南药资源保护与利用工程技术开发研究中心 广东 广州 510520)

目的：研究不同水分处理对广藿香生长、生理生化特性及有效物质累积的影响。方法：采用盆栽水分胁迫试验方法，对不同水分处理下广藿香生长、生理生化特性以及有效成分累积的相关指标进行测定，结合统计方法进行分析比较。结果：随着土壤水分的降低，广藿香株高和地上部分干重、茎粗、叶片指数、分蘖数呈先升高后逐渐下降趋势；脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)含量均呈先下降后上升趋势；挥发油含量先上升后下降，百秋李醇和广藿香酮含量均呈上升趋势。结论：在土壤水分80%～85%处理下，广藿香能保持一定的抗渗透胁迫能力和清除活性氧的能力，且能增加药材产量和提高有效成分的累积。

广藿香；水分处理；生长；生理生化；有效成分

广藿香为唇形科植物广藿香Pogostemoncablin(Blanco)Benth.的干燥地上部分，是临床上常用的芳香化湿药，味辛、性微温，归脾、胃、肺经，具有芳香化浊、开胃止呕、发表解暑的功效[1]。为藿香正气口服液、藿香正气水、藿胆丸以及抗病毒口服液等中成药的重要组成药材。目前，有关广藿香的研究主要集中在真伪鉴别、药理、化学成分及抗盐碱等方面[2]。然而，有关人工栽培过程中广藿香的需水规律尚未见文献报道，广东是广藿香的主产区，每年3月至9月在产区经常出现暴晒、骤雨的天气，土壤水分含量对广藿香的生长、生理生化特性和有效成分积累是否有影响，目前尚无研究报道。本文通过盆栽试验，对不同水分处理下广藿香生长、生理生化特性和有效成分积累的变化规律进行研究，为广藿香规范化栽培中合理供水提供依据。

1 材料

试验材料为试管培养广藿香幼苗，由广东省中药研究所提供，经广东省中药研究所袁亮鉴定为Pogostemoncablin(Blanco)Benth.。

盆栽试验于2014年3月-6月在广东省中药研究所南药试验基地进行。选用的盆口直径20 cm，高15 cm的塑料盆。土壤为沙壤土。每盆装土3 kg，田间土壤水分24.6%。广藿香幼苗于2014年3月1日移载盆中，移栽后正常灌水，生长3个月后，选择正常生长，一致的幼苗作为供试材料。

2 方法

2.1 试验设计

试验采用单因素完全随机区组试验设计，分别设置为土壤水分90%～100%(S1)，80%～85%(S2)，65%～70%(S3)，50%～55%(S4)，35%～40%(S5)，每盆1株，为保持盆内水分和避免根系伸出土壤，于每1盆下面垫一塑料托盘，于6月1日采用称重法进行水分控制。控水期间每隔1d下午18∶00称取盆重，补充失去的水分，使各处理保持设定的相对含量。每处理5个重复，开始控水处理1个月后采集样品测定各指标。

2.2 测定方法

取样时将各处理植株从盆中挖出，迅速带回实验室，先摘取植株中部健康成熟叶片0.5 g左右并称重后立即置于液氮用于生理生化指标的测定。然后将植株分为地上地下两部分，先用直尺测定株高和、根长，分蘖数，而后分别烘干后称重。

SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定、POD测定采用愈创木酚法、CAT活性采用紫外吸收法测定、丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定；脯氨酸采用酸性茚三酮法测定；可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250法测定[3～4]。

广藿香挥发油测定采用水蒸气蒸馏法[5]；百秋里醇和广藿香酮含量测定[6]：色谱条件：安捷伦DB-1毛细管柱，升温程序：初始温度为120 ℃，保留2 min后以每分钟10 ℃的速率升温至220 ℃，载气为高纯氦气，分流比：50∶1。供试品的制备：将水蒸气蒸馏提取出的广藿香油称取，置于的容量瓶中，加入正己烷至刻度，摇匀，即得供试品溶液。

2.3 统计分析

数据均采用SPSS 17.0和Excel 2003进行统计和数据分析，采用Ducan法进行多重比较。

3 结果与分析

3.1 水分胁迫对广藿香生长与产量的影响

从表1可以看出，随着土壤含水量的降低，广藿香的株高、茎粗、叶片指数和分蘖数呈现先升高后降低的趋势，且各处理间差异显著。和S1处理相比较，在S2处理下，广藿香株高增加了14.37%，地上部分干重增加16.51%，茎粗增加了16.67%，叶片指数增加了22.55%，分蘖数增加了10%。

表1 不同水分胁迫对广藿香生长的影响(x±s，n=5)

注：不同字母表示不同处理在5%水平上的差异显著，P<0.05。

3.2 水分处理对广藿香生理特性的影响

从表2可以看出，随着土壤含水量的降低，脯氨酸、可溶性蛋白、MDA、SOD、CAT和POD均呈先下降后上升，并以S2处理最低。和S1处理相比较，在S2处理下，广藿香脯氨酸含量降低了17.19%，可溶性蛋白下降了19.81%，SOD活性下降了7.88%，POD下降了20.50%，CAT活性下降了31.42%，MDA含量下降了13.44%。

表2 不同水分胁迫对广藿香生理生化特性的影响(x±s，n=5)

注：不同字母表示不同处理在5%水平上的差异显著，P<0.05。

3.3 水分处理对广藿香有效物质积累的影响

不同水分处理对广藿香挥发油含量影响不一致，S2，S3处理对挥发油含量影响未产生显著影响，S3、S4处理挥发油含量显著降低，和S1处理相比分别减少19.81%和42.45%。不同水分处理对广藿香中百秋里醇和广藿香酮积累有明显的促进作用，随土壤含水量的降低，百秋里醇含量增加22.01%，16.21%，13.32%，7.14%(P<0.05)；广藿香酮含量增加8.89%，4.44%，2.96%，2.07%(P<0.05)。

表3 不同水分胁迫对广藿香有效成分积累的影响(x±s，n=5)

注：不同字母表示不同处理在5%水平上的差异显著，P<0.05。

4 讨论

土壤水分含量减少通常会引起植物水分亏缺，延缓、停止或破坏植物的正常生长，并且通过抑制叶片伸展等使光合作用受到抑制，进一步影响植物的生长发育[7-9]。本实验以广藿香为研究对象，考察了水分处理对其生长特性的影响，从实验结果看，不同的水分处理均对广藿香地上部分生长产生明显影响，以土壤水分80%～85%时，广藿香产量最高，土壤水分降至50%～55%时，广藿香生长受到抑制，产量下降，因此在广藿香生长期可进行适度节水灌溉。

水分胁迫对植物的伤害表现在多个方面，对于胁迫造成的压力，生理代谢迅速作出调整以保证细胞的正常生理功能[10]。渗透调节是植物响应水分胁迫的一个重要生理保护机制，脯氨酸作为一种重要的渗透调节物质，在水分亏缺时下大量增加是植物的第一生理反应[11]，当土壤水分不足时，脯氨酸大量积累有助于保持细胞原生质与环境渗透平衡，防止水分散失，缓解逆境对植物的危害[12]。本试验结果表明，随着土壤含水量的降低，广藿香叶片脯氨酸含量有所下降，表明广藿香具有一定的耐干旱能力；当土壤水分下降到50%～55%时，脯氨酸含量大幅增加，说明广藿香能对水分胁迫产生适应反应。可溶性蛋白是植物体适应干旱胁迫过程中重要的渗透调节物质，它可以提高细胞内溶质浓度，降低水势，使其能从外界继续吸水以维持植物体的正常生长[13]。随着土壤含水量的降低，广藿香可能出启动了新的蛋白合成机制，产生新的胁迫蛋白，以维持细胞内较低的渗透势，从而蛋白含量有所上升，具有一定抗逆境能力。

SOD、POD和CAT是植物体内清除活性氧的关键酶，对维护膜结构的完整性和功能的正常有重要作用，而MDA是生物膜氧化的产物，具有很强的细胞毒性，它的量可作为植物受胁迫伤害程度的重要指标[14]。这些指标含量越低，表明植物受到的逆境胁迫程度越低。本试验表明，在土壤水分80%～85%时，广藿香叶细胞膜系统没有受到胁迫的伤害，说明其细胞膜的稳定性强，能适应一定的干旱环境。

次生代谢成分通常是中药材发挥临床疗效的物质基础，也是评价药材质量的重要指标，挥发油、百秋李醇和广藿香酮成分被认为是广藿香主要活性成分[15]。本研究考察了不同水分处理对广藿香中挥发油、百秋李醇和广藿香酮积累的影响，从实验结果来看，在土壤水分80%～85%和65%～70%时，对挥发油含量的影响不明显，在土壤水分50%～55%和35%～40%时，挥发油含量有所下降，随着土壤水分的下降，对百秋李醇和广藿香酮成分的积累则有明显的促进作用。

综上述，土壤水分80%～85%时，广藿香植株能通过调节自身生长和保护酶系统，渗透物质和丙二醛含量等来抵抗水分胁迫的伤害，表现出一定的耐旱能力。在此处理下，广藿香所含有效成分的累积增加，即适度干旱对于生长期的广藿香产量与品质提高有利。

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EffectsofWaterStressonGrowthandPhysiological-biochemicalCharacteristicsandContentofActiveConstituentsinPogostemoncablin(Blanco)Benth.

HUANGYanping*，YUANPing，SHENXiaomeng，LIUHao，LIUDeling

(GuangdongFoodandDrugVacationalCollege，Research&DevelopmentCenterforEngineeringandTechnologyofMedicinalResourcesProtectionandUtilizationinSouthChina，Guangzhou510520，China)

Objective：To study the effects of water stress on growth and physiological-biochemical characteristics and content of active constituents inPogostemoncablin(Blanco)Benth.Methods：The gowth，physiological-biochemical characteristics and effective components were measured under water stress conditions therough pot culture experiments.Results：The plant height，dry weight，basal culm thickness，tiller number，leaf areas index increased under light water stress，while decreased under severe water stress；The result also showed that with the decrease of soil water content，praline，soluble protein，MDA，SOD，POD，and CAT content inP.Cablinleaves decreased and then increased，volatile oil content increased and then decreased，patchouli alchol and patchoulenone content increased.Conclusion：P.cablinhas osmotic stress resistance ability and reactive oxygen scavenging capacity at 80% and 85% water treatment，which can improve the yield and quality of medicinal materials.

Pogostemoncablin(Blanco)Benth.；water stress；growth； physiological-biochemical characteristics； active constituents

2014-12-22)

东省科技计划项目(2011B020301007)

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黄艳萍，硕士，研究方向：药用植物资源学；Tel：(020)37216552，E-mail：hypgz@126.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.5.014