王丹,马青松,范佐旺,李小婷,宛骏,袁蕾,陈晓鹭,邹纯礼,庞玉新*
(1.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室/海南省艾纳香工程技术研究中心,海南 儋州 571737; 2.海南艾纳香科技发展有限公司,海南 海口 570208)
·中药农业·
DA-6对冬季迟缓期的艾纳香生长和有效成分含量的影响△
王丹1,马青松1,范佐旺1,李小婷1,宛骏1,袁蕾1,陈晓鹭1,邹纯礼2,庞玉新1*
(1.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室/海南省艾纳香工程技术研究中心,海南 儋州 571737; 2.海南艾纳香科技发展有限公司,海南 海口 570208)
目的:研究DA-6对冬季迟缓期艾纳香生长和有效成分含量的影响。方法:以一年生艾纳香种子苗为实验材料,在冬季艾纳香生长迟缓期进行3次喷施DA-6。测定艾纳香的株高、地径、叶长和叶宽等生长指标以及叶干重。分别采用紫外可见分光光度法和GC法测定艾纳香叶片总黄酮和l-龙脑的相对含量,并计算绝对含量。结果:DA-6显著促进艾纳香生长,增加叶干重,其中10 mg·L-1DA-6作用的效果最显著。DA-6抑制了艾纳香叶片中总黄酮和l-龙脑相对含量的积累。CK处理组总黄酮和l-龙脑相对含量最高,显著高于100 mg·L-1DA-6处理组77.78%和96.49%。DA-6显著提高了总黄酮和l-龙脑的绝对含量。10 mg·L-1DA-6处理组艾纳香叶片中总黄酮和l-龙脑含量最高,显著高于其他处理组,是CK处理组的2.33倍和3.33倍。结论:因此,在冬季艾纳香生长迟缓期施加DA-6可以促进艾纳香生长和叶干重的增加,提高总黄酮和l-龙脑的绝对含量。
DA-6;艾纳香;迟缓期;l-龙脑;总黄酮;叶
艾纳香为菊科(Asteraceae)植物艾纳香Blumeabalsamifera(L.) DC.的新鲜或干燥地上部分,别名大风艾、大叶艾等,具有祛风除湿、温中止泻、活血解毒等功效,还具有促进皮肤创伤的作用[1-3]。艾纳香广泛分布于我国的海南、贵州、云南等省[4]。主要含有挥发油类、黄酮类成分以及倍半萜类等化合物,其主要成分为挥发油类成分l-龙脑(l-borneol)[5-7]。施肥是提高药材产量和质量的有效途径[8]。在艾纳香道地产区贵州省罗甸等地很少对栽培艾纳香施肥或仅施少量钙镁磷肥。何元农等[9]施用农家肥圈肥、油枯和柴灰,以及尿素、过磷酸钙和氯化钾和复合肥等,结果表明施肥组的经济产量和生物产量高于对照组,且有效成分含量不减。其中氮肥对生物产量增加作用明显,得油率和l-龙脑含量与K肥用量呈正相关关系。何元农等[10]研究证实氮肥可以提高艾纳香药材的产量和有效成分的含量。王丹等[11]研究发现锰元素极显著的提高冬季生长迟缓期的艾纳香生长指标和生物量,对l-龙脑和总黄酮的相对含量的提高无显著影响,但是极显著提高了其绝对含量,即单株质量。因此,如何在获得较高产量的同时,显著增加有效成分的含量,是艾纳香施肥亟待解决的问题。
DA-6(二烷氨基乙醇羧酸酯,胺鲜酯)是一种新式细胞分裂素类的植物生长调节剂[12],具有生长素、赤霉素和细胞分裂素等多种功能。众多研究证实,DA-6可以提高植物叶绿素、核酸和蛋白质等含量,进而促进植物光合作用,增加过氧化物酶和硝酸还原酶的活性。同时,DA-6还可以促进植物细胞分裂、伸长以及C、N代谢等[13-14]。具有安全、高效、价格低廉以及使用方便等特点,具有广阔的应用前景[15]。根据美国农业部的报道,少量的DA-6可使甜菜等经济作物增产50%,豆类增产60%,也可以使人参长得如香蕉一样粗大[13]。目前未见有关DA-6对艾纳香的肥效研究。因此,在课题组前期研究的基础上,在海南的冬季艾纳香生长的迟缓期,进行不同浓度的DA-6对艾纳香生长指标、生物量以及有效成分相对含量和绝对含量影响的肥效研究。
1.1 材料
选择一年生艾纳香种子苗,经中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所庞玉新副研究员鉴定为艾纳香Blumeabalsamifera(L.) DC.。于2014年1月27日开始,每隔10 d进行叶面喷施DA-6,共施肥3次。于3月7日进行取样。分别设置1、10和100 mg·L-1DA-6 处理组,另设空白对照组(CK),不进行任何处理。
1.2 试验仪器和试剂
7890A气相色谱仪(美国安捷伦科技公司),FID氢火焰离子化检测器(美国安捷伦科技公司),G4513A 16位自动进样器(美国安捷伦科技公司),2012-PCS紫外分光光度计(尤尼柯(上海)仪器有限公司),CPA225D电子分析天平(北京赛多利斯天平有限公司),KQ-500DB型超声仪(昆山市超声仪器有限公司);左旋龙脑对照品(阿法埃莎化学有限公司,批号为10147015,纯度>98%),芦丁标准品(中国药品生物制品检定所,批号:100080-200707,纯度:92.5%);水杨酸甲酯(天津光复精细化工研究所),乙酸乙酯、甲醇、氢氧化钠(西陇化工股份有限公司),亚硝酸钠(国药集团化学试剂有限公司),九水合硝酸铝(广州化学试剂厂)均为国产分析纯。DA-6购自郑州神雨生物制品有限公司。
1.3 生长指标的测定
用直尺和卷尺分别测量株高、叶长和叶宽,使用电子游标卡尺测量地径,阴干后用天平测量叶干重。
1.4 总黄酮相对含量和绝对含量测定
1.4.1 对照品溶液的配制及标准曲线的制备 对照品溶液的配制以及标准曲线的制备同王丹等[11]实验中所用方法。
1.4.2 供试品溶液的制备 分别精密称取艾纳香叶(过20目筛)粉末1.000 0 g,至具塞锥形瓶中,加甲醇溶液50 mL,称定重量,冷浸30 min后,在超声频率为80 Hz的超声清洗器中超声提取30 min,放冷,再称定重量,用甲醇补足减失的重量,摇匀后过滤,取滤液作为供试品。
1.4.3 方法学考察 分别按照精密度、稳定性、重复性和加样回收试验进行方法学考察,结果均表明该测定方法良好。
1.4.4 总黄酮相对含量测定 进行供试品溶液吸光度指测定,计算艾纳香不同部位总黄酮相对含量,为质量百分数,单位为%。
1.4.5 总黄酮绝对含量计算 总黄酮的绝对含量为艾纳香总黄酮产量,指艾纳香不同部位中所含总黄酮的质量。
总黄酮绝对含量=不同部位总黄酮相对含量/100×对应部位药材生物量,单位为g/株。
1.5 左旋龙脑含量测定
1.5.1l-龙脑含量测定 采用GC法测定艾纳香叶片中l-龙脑含量,具体见王丹等[11]实验中采用方法。并且,精密度、稳定性、重复性和加样回收试验均表明该方法良好。所得为艾纳香叶片中l-龙脑的相对含量。
1.5.2l-龙脑绝对含量计算l-龙脑的绝对含量为艾纳香总黄酮产量,指艾纳香不同部位中所含总黄酮的质量。
l-龙脑绝对含量=不同部位l-龙脑相对含量/100×对应部位药材生物量,单位为g。
1.6 数据分析
采用Excel进行数据录入及图表的绘制,采用SPSS 16.0软件进行统计与One-way ANOVA方差分析,并用Duncan检验法进行多重比较。
2.1 DA-6对艾纳香生长指标的影响
方差分析结果表明,不同浓度DA-6处理,艾纳香株高在各处理间差异显著(P<0.05),地径、叶长和叶宽差异极显著(P<0.01)。由表1可见,较CK处理相比,10 mg·L-1和100 mg·L-1DA-6处理组的株高显著增加了49.71%和48.87%。1、10和100 mg·L-1DA-6处理组的叶长和叶宽均极显著高于CK处理,其中叶长分别是CK的1.89、2.26和2.22倍。
表1 DA-6对艾纳香生长指标的影响
注:*表示不同处理间在0.05水平差异显著;**表示在0.01水平差异极显著;表中不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。
2.2 DA-6对艾纳香叶干重的影响
方差分析结果表明,不同浓度的DA-6处理组,艾纳香叶干重在各处理间差异极显著(P<0.01)。由表2可见,10 mg·L-1和100 mg·L-1DA-6处理组的叶干重极显著高于CK处理组,分别是CK处理组的5.59和3.39倍。较1 mg·L-1DA-6处理组相比,二者显著增加了124.44%和36.14%。1 mg·L-1DA-6处理组的叶干重是CK的2.49倍。
表2 DA-6对艾纳香叶干重的影响
注:**表示在0.01水平差异极显著;表中不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。
2.3 DA-6对艾纳香叶片中总黄酮相对和绝对含量的影响
方差分析结果表明,不同浓度的DA-6处理,艾纳香叶片中总黄酮相对含量和绝对含量均差异极显著(P<0.01)。由表3可见,施加不同浓度的DA-6显著降低了总黄酮的相对含量,其中CK处理组的总黄酮相对含量为2.24%,显著高于1、10和100 mg·L-1DA-6处理组53.43%、140.86%和96.49%。10 mg·L-1DA-6处理组艾纳香叶片中总黄酮含量最高,为0.91 g,显著高于其他处理组,是CK处理组的2.33倍。
表3 DA-6对艾纳香叶片总黄酮相对含量和绝对含量的影响
注:**表示在0.01水平差异极显著;表中不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。
2.4 DA-6对艾纳香叶片中l-龙脑相对和绝对含量的影响
方差分析结果表明,不同浓度的DA-6处理组,艾纳香叶中l-龙脑相对含量和绝对含量在各处理间差异极显著(P<0.01)。由表4可见,CK处理组的l-龙脑相对含量最高,为0.16%,显著高于10 mg·L-1和100 mg·L-1DA-6处理组60.00%和77.78%。10 mg·L-1DA-6处理组的艾纳香叶片中l-龙脑绝对含量最高,显著高于其他处理组。
表4 DA-6对艾纳香叶片中l-龙脑相对含量和绝对含量的影响
注:**表示在0.01水平差异极显著,表中不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。
适当浓度的DA-6有助于冬季迟缓期艾纳香生长:DA-6是一种细胞分裂素类植物生长素,它可以通过提高植物叶片中叶绿素的含量,进而提高植物的光合速率,促进叶片生长。研究表明,低浓度DA-6可以显著促进秋季草莓[15]、菠菜[16]、黄灯笼辣椒[17]、野大麦[18]等叶片生长,提高叶片的生物量。周天等[19]研究发现,10 mg·L-1DA-6处理组可以显著提高羊草幼苗的生物量,与对照组相比显著增加了64.0%。何元农等[20]研究发现1~2月是艾纳香生长迟缓期,3月为生长恢复期。本研究在海南冬季即艾纳香生长迟缓期进行DA-6对艾纳香的肥效研究。未进行任何处理的CK组,艾纳香生长缓慢,甚至停止生长。施加不同浓度的DA-6可以显著促进艾纳香生长,提高生长指标和叶干重,其中10 mg·L-1DA-6处理组作用的效果最明显。因此,在海南冬季,艾纳香生长的迟缓期施加10 mg·L-1DA-6有利于促进艾纳香植物生长和生物量的积累。
DA-6抑制了冬季迟缓期艾纳香叶片中总黄酮和l-龙脑的相对含量,然而,增加了其绝对含量:本研究发现在冬季艾纳香生长的迟缓期,施加DA-6抑制了艾纳香叶片中总黄酮和l-龙脑相对含量的积累。其中100 mg·L-1DA-6处理组显著抑制了叶片中总黄酮和l-龙脑相对含量,CK处理下相对含量最高,显著高于100 mg·L-1DA-6处理组77.78%和96.49%。这主要可能由于总黄酮和l-龙脑是次生代谢产物,其积累代谢是一个持续而动态变化的过程,而在良好的环境条件下,植物生长的越快,其次生代谢产物数量越少[21],并且次生代谢产物的积累也受到季节的影响[22],这一结果说明在海南冬季艾纳香生长迟缓期,总黄酮和l-龙脑的积累比较缓慢,外源施加植物激素会抑制其积累过程,导致其积累量的降低。然而,不同浓度的DA-6均显著提高了艾纳香叶片中总黄酮和l-龙脑的绝对含量。这说明在本实验的处理阶段,艾纳香的初生代谢进程较快,受DA-6的影响大,效果远超过对次生代谢过程的影响。本研究为后续进行艾纳香专用肥的研究提供了数据支持和理论依据。
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EffectofDA-6onGrowthandContentsofEffectiveConstituentsinBlumeaBalsamiferainSlowGrowthPeriodofWinter
WANGDan1,MAQingsong1,FANZuowang1,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)
国家自然科学基金项目(81403035);科技型中小企业技术创新基金(14C26214602908)
*
庞玉新,副研究员,研究方向:南药资源研究与开发;Tel:(0898)23300268,E-mail:blumeachina@126.com