不同温度对滇重楼光合作用及有效成分含量的影响△

刘涛，王玲，李玛，杨生超

(云南农业大学，云南 昆明 650201)

·中药农业·

不同温度对滇重楼光合作用及有效成分含量的影响△

刘涛，王玲，李玛，杨生超*

(云南农业大学，云南 昆明 650201)

目的：探究不同温度对滇重楼光合作用及根茎中有效成分含量的影响。方法:采用3种不同温度(22 ℃/15 ℃、28 ℃/25 ℃、32 ℃/28 ℃；人工气候箱，16：8，L：D)处理滇重楼，各重复3个，生长6个月测定其开花期阶段叶片的光合特性及根茎中有效成分含量的变化。结果与结论：不同温度对滇重楼的光合特性及根茎有效成分的含量均有显著影响，其中22 ℃/15 ℃处理不仅有利于滇重楼甾体皂苷的积累，也利于其光合作用。该结果为生产上滇重楼药材质量的提高提供了一定的理论参考。

滇重楼；温度；光合作用；有效成分

中药的有效成分通常是植物的次生代谢产物，是植物在长期进化中与环境(生物的和非生物的)相互作用的结果，因此次生代谢产物的积累很大程度上受到外界环境的影响，其中温度所扮演的角色不容忽视。例如，刘春朝等[1]在研究青蒿Artemisiaannua毛状根合成青蒿素的培养条件时发现，青蒿毛状根培养中青蒿素的合成以30℃为最好，青蒿素产量达223.3 mg·L-1，高温有利于青蒿毛状根青蒿素合成。

滇重楼ParispolyphyllaSmith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mass为延龄草科(Trilliaceae)重楼属根茎多年生草本植物[2-3]，以根茎入药[4-5]，是云南白药、宫血宁胶囊、楼莲胶囊等云南品牌中成药的主要原料植物。滇重楼喜欢生长在冬季严寒、夏无酷暑的地区，生长的年平均气温为12～15 ℃左右，如苏文华等曾报道滇重楼最适生长温度为16～28 ℃，并且此温度可以提高滇重楼叶片净光合速率。但温度对滇重楼产量和品质的具体影响仍不得而知[6]。

近年来，关于滇重楼栽培的研究才刚刚起步，尚未见温度对滇重楼影响的相关报道。本研究将探索温度对滇重楼光合作用及有效成分含量的影响，为将来的滇重楼的GAP规范种植奠定重要的理论基础。

1 材料与方法

1.1 滇重楼

本实验于2014年3月1日至2014年6月20日进行，实验材料来自于云南省弥渡县的6年生滇重楼种苗，这些种苗长势基本一致，共计9株，移栽于塑料花盆(20 cm×20 cm)中，每盆种1株，每个处理3株，分别放于人工气候箱中(22 ℃/15 ℃、28 ℃/25 ℃、32 ℃/28 ℃；12 L：12 D光照周期)，栽培基质为：腐殖土/红土=3/1，每盆土壤均匀一致，常规管理，等量浇水。

1.2 监测与统计

1.2.1 光合参数的测定 对每个处理下的滇重楼进行叶片的光合测定，测定时间选在2013年6月，采用LI-6400XT便携式光合测定系统，分别对不同温度处理滇重楼的光合参数进行测定。在测定CO2响应曲线时，设置12个CO2浓度梯度(0、50、100、200 、300 、400 、600、800、1000、1200 、1500 和2000 μmol·mol-1)，叶室内光强为1200 μmol·m-2·s-1。通过光合助手软件(Photosyn Assistant，V1.1，Dundee Scientific，UK)的Mechanistic A-Ci curve analysis 拟合CO2响应曲线，并计算相关的参数。

1.2.2 甾体皂苷含量的测定方法 称取磨碎的滇重楼块茎粉0.5 g，加乙醇定容为10 mL，超声波振荡提取30 min过滤后取上清液测定；采用美国Aglient 1100液相色谱，在流动相水/乙腈65/35，柱温30 ℃，在检测波长203 nm的条件下测定。

1.2.3 叶绿素含量 用叶绿素仪测定，取叶片用打孔器(0.38 cm/片)打取20个圆片，称重。加入少许石英砂和95%乙醇，研磨至匀浆，再过滤定容。与649 nm、665 nm处测定吸光度。计算出叶绿素a、叶绿素b的含量。重复3次，取其平均值。

1.2.4 数据分析 实验数据用Excel 2003与SPSS13.0统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同温度对滇重楼光合参数的影响

滇重楼光合特性受不同温度影响显著，具体情况见表1。滇重楼最大羧化速率、最大电子传递速率、呼吸速率和叶绿素a、叶绿素b含量以22 ℃/15 ℃下最髙，显著大于其余温度处理；其次为28 ℃/25 ℃，而32 ℃/28 ℃温度处理下最低，后两者处理下无显著差异；不同温度下滇重楼磷酸丙糖利用率以22 ℃/15 ℃下和28 ℃/25 ℃较高，两者间差异不显著，但都显著大于32 ℃/28 ℃。

2.2 不同温度对滇重楼根茎有效成分含量的影响

不同温度下，滇重楼皂苷和总皂苷以22 ℃/15 ℃下和28 ℃/25 ℃较高，两者间差异不显著，但都显著大于32 ℃/28 ℃；表明低温更有利于滇重楼有效成分的积累，不同温度下滇重楼皂苷产量见表2。

表1 不同温度对滇重楼叶片光合参数的影响

表2 不同温度对滇重楼地下部分有效成分含量的影响 /mg·g-1

3 讨论

有效成分多是药用植物次生代谢的产物，温度的改变往往会影响到植物代谢并间接影响到其次生代谢物的合成量。为了了解药用植物滇重楼对于不同温度下的生理生态反应，本研究使用不同温度处理滇重楼，进行滇重楼生长和次生代谢产物的影响研究。

研究表明，温度对滇重楼光合特及有效成分含量都有显著影响。滇重楼叶片的最大羧化速率、呼吸速率、最大电子传递速率、磷酸丙糖利用率和叶绿素含量均以低温处理最高，高温处理最低。梅中青等曾报道滇重楼较耐寒，低温对其无冻害[7]；马云淑等也调查发现，一般气温较高地区胶质重楼较多，气候温和地区粉质者较多[8]；说明适当低温有利于滇重楼的生长，本实验的结果也恰与滇重楼属于耐低温植物的特征相吻合。

本实验结果也认为低温对甾体皂苷的积累具有明显的促进作用，而高温对甾体皂苷的积累有明显的抑制作用。此现象与另一种皂苷植物西洋参相似，研究表明，低温处理下的西洋参有效成分含量更高，低温不仅有利于参根量的增加，也有利于西洋参人参皂试含量的积累[9]；但在植物中，不同温度对植物的效应也具有显著差异，如欧乌头根在高温气候条件下含乌头碱，但在寒冷低温时则变为无毒[10]；所以前人研究温度对植物次生物质的积累似乎没有明显规律。本研究证明低温(22 ℃/15 ℃)更有利于高品质滇重楼的生产，可用于生产实践。

[1] 刘春朝，王玉春，欧阳藩，等.青蒿毛状根合成青蒿素的培养条件研究[J].植物学报，1998，40：831-835.

[2] 李恒.重楼属植物[M].北京：科学出版社，1998.

[3] 王丽萍，起学伟.云南重楼野生驯化及栽培技术研究初探[J].中国野生植物资源，2002，21：62-63.

[4] Lee RKY，Ong RCY，Cheung JYN，et al.Polyphyllin D-a potential anti-cancer agent to kill hepatocarcinoma cells with multi-drug resistance[J].Current Opinion in Chemical Biology，2009：3：89-99.

[5] 王强，徐国均，蒋莹.重楼类中药镇痛和镇静作用的研究[J].中国中药杂志，1990，15：45-47.

[6] 苏文华，张光飞.滇重楼光合作用与环境因子的关系[J].云南大学学报：自然科学版，2003，25：545-548.

[7] 梅中青，梅益丽.七叶一枝花野生变人工栽培的技术研究[J].中国中药杂志，2004，29：3121-3122.

[8] 马云淑，桂镜生，朱燕，等.滇产重楼资源及市场情况调查[J].云南中医学院学报，1997，20：24-25.

[9] 叶殿秀，肖永全，郭兆夏，等.温度对西洋参生长发育和产量品质的影响[J].陕西气象.1997：24-26.

[10] 张永清，李岩坤.影响药用植物体内生物碱含量的因素[J].齐鲁中医药情报，1992，3：10-12.

EffectsofDifferentTemperatureonPhotosynthesisandEffectiveComponentsofParispolyphyllavar.yunnanensis

LIUTao，WANGLing，LIMa，YANGShengchao*

(YunnanAgriculturalUniversity，Kunming650201，China)

Objective：To explore the influence of different temperature on the photosynthesis and content of effective components inParispolyphyllavar.yunnanensis.Methods：P.polyphyllavar.yunnanensiswas treated with three different temperature(22 ℃/15 ℃、28 ℃/25 ℃、32 ℃/28 ℃，artificial climate box，16：8，L：D).The photosynthesis and content of effective components were determined in flowering leaf stage after 6 months periods.ResultsandConclusion：The results showed that the different temperature significantly influenced the photosynthesis and content of effective components inP.polyphyllavar.yunnanensis.22 ℃/15 ℃ process not only greatly inducedP.polyphyllasteroidal saponins accumulation，but also the photosynthesis.The results provide a theoretical reference for quality improvement ofP.polyphyllavar.yunnanensisproduction.

Parispolyphyllavar.yunnanensis；temperature；photosynthesis；effective component

2014-11-02)

云南省高新技术产业发展项目计划项目(云发改高技20121956)；国家自然基金项目(31260075)；云南省自然基金(2012FB146)；云南省教育厅重点项目(2013Z031)

*

杨生超，教授，研究方向：药用植物学；E-mail：shengchaoyang@sohu.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.10.011