郑菲艳,鞠玉栋,邱珊莲,吴维坚,张树河,郑开斌,2*
(1.福建省农业科学院亚热带农业研究所,福建 漳州 363005;2.福建省农业科学院作物研究所,福建 福州 350003)
木豆种质不同部位总黄酮含量研究
郑菲艳1,鞠玉栋1,邱珊莲1,吴维坚1,张树河1,郑开斌1,2*
(1.福建省农业科学院亚热带农业研究所,福建漳州363005;2.福建省农业科学院作物研究所,福建福州350003)
合理开发利用木豆资源,研究木豆不同品种不同部位总黄酮含量。结果表明,23份木豆种质间、器官间总黄酮含量均存在极显著性差异。木豆不同品种间叶和花的总黄酮含量为2%~4%(11M010除外),荚的总黄酮含量大多分布在2%以内。以早熟、中熟、晚熟3个品种为研究材料,其叶片、荚皮、叶柄、籽粒的总黄酮含量分别为:3.25%、2.23%、0.84%、0.22%,且存在极显著差异;比较不同成熟度木豆叶的总黄酮含量,新叶(4.09%)的总黄酮含量极显著高于成熟叶(2.98%)和老叶(2.69%)。
木豆;不同品种;不同部位;总黄酮
木豆Cajanuscajan(L.)Millspaugh系豆科木豆属常绿灌木[1],又名树豆、柳豆、鸽豆[2]等。木豆药用价值广泛,在国内常用于镇痛、肝炎、结石、黄疸、小儿水痘和糖尿病等症[3-5]。用木豆叶治疗股骨头坏死具有很好的疗效[6-7],以木豆叶为单味药的通络生骨胶囊已在临床应用20多年[8]。药理学调查显示,木豆中有效活性成分主要是黄酮类和芪类化合物等[9-11]。黄酮类化合物具有明显的抗溃疡、抗菌、抗病毒、抗癌、抗感染、降血脂、镇痛和雌性激素等生物活性作用[12-14],被广泛作为治疗痉挛,消炎,抗过敏,利尿等的药物[15]。一般而言,植株的有效成分于全株均有分布,其含量受生长期、生长部位及外界环境等方面的影响。木豆黄酮类化合物种类繁多,因此总黄酮含量已成为评价木豆叶药用质量的重要标准。
本研究对收集的131份木豆种质资源进行田间种植观察,选择有代表性的种质对不同器官和不同成熟度木豆叶的总黄酮含量进行分析,为筛选和确定木豆黄酮最佳提取原料、合理开发利用木豆资源提供科学依据。
1.1材料与设备
材料:于福建省农业科学院埔垱基地(福州),木豆结荚期采摘木豆叶、花、荚样品。
试剂:芦丁标准品,购自中国食品药品检定研究院,乙醇、NaNO2、NaOH等试剂均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司,Al(NO3)3,为分析纯,购自天津市永大化学试剂有限公司。
仪器设备:T6新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),SB-5200DTDN超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司),Centrifuge5804R高速冷冻离心机(eppendorf公司),arium 611DI超纯水系统(Sartorious stedim公司),Denver TP-214电子天平(丹佛仪器有限公司),DHG-9240A电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司),MJ-25BM06A粉碎机(广州美的精品电器制造有限公司)。
1.2试验设计
1.2.123个木豆种质和器官总黄酮含量测定以11M001等23个木豆品种的不同器官(花、叶、荚)为试验样品(表1),于开花结荚期采收,烘干、粉碎、过筛。样品用70%乙醇超声提取后,显色,在510 nm处用紫外分光光度计测定各个样品吸光值,并计算含量[16]。计算公式:W=(C×V×n)×100%/(m×106),式中:W为样品中黄酮类得率(%);C为待测液黄酮类物质质量浓度(μg·mL-1);V为待测液体积(mL);n为稀释倍数;m为木豆叶质量(g)。以下黄酮含量测定同此。
1.2.2不同成熟度木豆叶片的总黄酮含量测定分别以晚熟品种MM01、早熟品种11M003和中熟品种11M051为材料。同一时间分别将其同一枝条上的叶,分为顶部、中部、下部3个部分进行采摘,靠近顶部的嫩绿片称为新叶,枝条中间的部分叶称为成熟叶,枝条下部叶称为老叶。同时,分别采集MM01、11M003、11M051这3个品种的成熟叶和荚,将采摘的各个品种的叶和荚进行分割处理,将叶片与叶柄分离,荚的皮和籽粒分离。
1.3统计分析
试验数据采用SPSS软件进行统计分析。
2.1木豆资源不同器官总黄酮含量差异
23个木豆品种不同器官(花、叶和荚)的总黄酮含量测试结果如表1所示。木豆的花、叶和荚均含有黄酮类物质,不同品种间叶和花的总黄酮含量为2%~4%(11M010除外),不同品种间荚总黄酮含量总体低于叶和花的总黄酮含量,其含量大多分布在2%以内。其中11M010叶的总黄酮含量(5.62%)高于所有测试品种的花、叶、荚的总黄酮含量。
表123个木豆品种不同器官总黄酮含量及其多重比较
Table 1Testing and Multiple comparison of total flavonoid contents in different parts of 23 kinds of the pigeonpea
对品种间花、叶、荚的总黄酮含量进行方差分析,结果如表2,木豆品种间总黄酮含量、木豆器官间总黄酮含量均存在极显著性差异。对于品种间、器官间的差异程度,则须进一步做多重比较(表1)。多重比较的结果表明,品种间,11M010与11M040的总黄酮含量存在极显著差异,且均显著高于其他品种,11M058、11M001和11M048的总黄酮含量最低且显著低于其他20个品种。器官间,木豆花、叶、荚的总黄酮含量均存在极显著性差异,且其总黄酮含量从高到低依次为花高于叶高于荚。木豆器官和品种间的交互作用也存在极显著差异,表明木豆不同品种间花叶荚的总黄酮含量不存在一定的趋势性变化。
表2木豆花叶荚总黄酮含量方差分析
Table 2Variance analysis of total flavonoid contents in flowers, leaves and pods of pigeonpea
进一步分析不同品种花和叶的总黄酮含量变异系数可知:花的变异系数(CV)为14.48%,叶的变异系数(CV)为26.07%,木豆叶总黄酮含量的变异系数大于花,即木豆叶的总黄酮含量在品种间的差异与花的相比差异较大。说明从不同品种中筛选黄酮含量高的木豆叶品种,其几率大于花,同时考虑到木豆花的采集比叶困难,生产实践中筛选木豆叶黄酮含量高的品种,并采收木豆叶作为黄酮类物质的提取原料,具有更大的可行性。木豆不同品种不同器官间的总黄酮含量有差异,从而为试验和生产研究材料的筛选提供一定的参考。
2.2木豆叶片、叶柄、荚皮和籽粒总黄酮含量差异
分别以晚熟品种MM01、早熟品种11M003和中熟品种11M051为材料来源,采摘其叶和荚。将采摘的各个品种的叶和荚进行分割处理,将叶片与叶柄分离,荚的皮和籽粒分离。分别以叶片、叶柄和荚皮、籽粒为试验材料测定其总黄酮含量,结果如图1所示。
由图1可知,叶片、叶柄、荚皮和籽粒的总黄酮含量大致存在如下趋势:叶片的总黄酮含量最高(平均3.25%),其次为荚皮(平均2.23%),叶柄的总黄酮含量较低(低于1%),籽粒的总黄酮含量最低(在0.5%以内)。将叶和荚不同部位总黄酮含量进行方差分析,结果表明不同品种间总黄酮含量无显著差异,不同部位间总黄酮含量存在极显著差异。对各个部位的总黄酮含量进行多重比较,结果如表3所示,木豆的叶片、荚皮、叶柄、籽粒的总黄酮含量依次从高到低存在极显著差异。
表3不同部位总黄酮含量多重比较
Table 3Multiple comparison of the total flavonoid contents between different parts of pigeonpea
2.3不同成熟度木豆叶的总黄酮含量比较
分别采摘早熟11M003、中熟11M051和晚熟MM01这3个品种木豆叶(包括新叶片、成熟叶片、老叶片)为试验材料测定其总黄酮含量,结果如图2所示。3个品种的新叶总黄酮含量(平均4.09%)高于成熟叶(平均2.98%)高于老叶(平均2.69%)。对不同成熟度叶片的黄酮含量进行方差分析(表4)和多重比较。结果表明,不同品种不同成熟度间木豆叶总黄酮存在极显著差异,且新叶的总黄酮含量极显著高于老叶和成熟叶,成熟叶总黄酮含量显著高于老叶。
Table 4Variance analysis of total flavonoid contents in different maturity of pigeonpea leaves
目前对于木豆成分方面的研究主要集中在分析叶中化学成分;木豆叶提取物活性成分和药效;活性成分的分离鉴定等。蒋慧萍等[17]分析比较了不同木豆品种的根、茎、叶、花、荚、籽粒等形态特征,生长特性及茎、叶、籽粒粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉的含量。刘秀贤等[18]对22个木豆品种不同季节的蛋白质含量进行分析,对8个栽培地、10个种皮色的木豆籽实进行蛋白质及淀粉含量分析测定[19]。对于不同品种不同部位活性成分方面的研究甚少。
测定23个品种间木豆器官(花、叶、荚)的总黄酮含量,结果表明,23份木豆品种叶、花、荚总黄酮含量的平均值分别为2.85%、2.98%和1.13%,且存在极显著差异。但不同品种间叶的总黄酮含量变异系数(26.07%)高于花(14.48%),说明从不同品种中筛选总黄酮含量高的部位,叶的几率大于花。综合考虑产量等问题,生产实践中筛选木豆叶黄酮含量高的品种作为研究材料具更大可行性。此结果为试验和生产材料的筛选提供一定的参考。
以3个生育期差异较大的木豆品种为研究材料,对其叶和荚继续深入研究其叶片、叶柄、荚皮和籽粒的总黄酮含量。3个品种叶片、荚皮、叶柄、籽粒总黄酮含量的平均值分别为:3.25%、2.23%、0.84%、0.22%,且存在极显著差异。以3个生育期差异较大的木豆品种为研究材料,比较不同成熟度木豆叶的总黄酮含量,且新叶(4.09%)的总黄酮含量极显著高于成熟叶(2.98%)和老叶(2.69%),成熟叶总黄酮含量显著高于老叶。
以黄酮类化合物作为评价木豆药材质量的指标性成分,则可确定黄酮含量高的木豆资源及部位,本研究为木豆的质量评价和选材提供一定的理论参考。
[1]唐军, 王文强, 黄春琼. 木豆育种及分子生物学研究进展[J]. 热带农业科学, 2013, 33(8):36-41.
[2]侯春莲.木豆叶中牡荆苷与异牡荆苷提取纯化工艺及其抗菌活性研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2006.
[3]张俊清, 李海龙, 谭银丰. 木豆叶的质量评价研究[J]. 中草药, 2010, 41(10):1723-1725.
[4]金时, 杨梅, 孔羽, 等. 木豆叶中黄酮微波提取工艺研究[J]. 中草药, 2011, 42(11):2235-2239.
[5]HABIB M A, ANISUZZAMAN A S M, KHAN M R I, et al. Chemical and Pharmacological Characterization of Hypolipidemic Compound from Cajanus Cajan[J]. Bangladesh Journal of Pharmacology, 2010, 5(1):34-38.
[6]ZU Y G, FU Y J, LIU W, et al. Simultaneous Determination of Four Flavonoids in Pigeonpea Cajanus Cajan (L.) Millsp. Leaves Using Rp-Lc-Dad[J]. Chromatographia, 2006, 63(9-10):499-505.
[7]FU Y, ZU Y, LIU W, et al. Preparative Separation of Vitexin and Isovitexin from Pigeonpea Extracts with Macroporous Resins[J]. Journal of Chromatography A, 2007, 1139(2):206-213.
[8]袁浩, 赖小平, 何伟, 等. 通络生骨胶囊的研制与开发[J]. 中华中医药杂志, 2004,(19):88-90.
[9]袁捷. 木豆叶及其提取物用于制备治疗骨性关节炎药物的用途:中国,ZL200510117299.X [P].2006-05-17.
[10]N W, K F, J F Y, et al. Antioxidant Activities Ofextracts and Main Components of PigeonpeaCajanuscajan(L.) Millsp. Leaves[J]. Molecules, 2009, 14(3):1032-1043.
[11]AMARTEIFIO J, MUNTHALI D, KARIKARI S, et al. The Composition of Pigeon PeasCajanusCajan(L.) Millsp. Grown in Botswana[J]. Plant Foods for Human Nutrition, 2002, 57(2):173-177.
[12]KIM H K, CHEON B S, KIM Y H, et al. Effects of Naturally Occurring Flavonoids on Nitric Oxide Production in the Macrophage Cell Line Raw 264.7 and Their Structure-Activity Relationships[J]. Biochemical pharmacology, 1999, 58(5):759-765.
[13]SRINIVAS K, RAO Y K, MAHENDER I, et al. Flavonoids From[J]. Caesalpinia pulcherrima, 2003:789-793.
[14]MATSUDA H, MORIKAWA T, ANDO S, et al. Structural Requirements of Flavonoids for Nitric Oxide Production Inhibitory Activity and Mechanism of Action[J]. Bioorganic & medicinal chemistry, 2003, 11(9):1995-2000.
[15]CAO G, SOFIC E, PRIOR R L. Antioxidant and Prooxidant Behavior of Flavonoids: Structure-Activity Relationships[J]. Free radical biology and medicine, 1997, 22(5):749-760.
[16]郑菲艳, 李爱萍, 徐晓俞, 等. 木豆叶总黄酮超声提取工艺优化研究[J]. 福建农业学报, 2013, 28(11):1149-1153.
[17]蒋慧萍, 李杨瑞. 不同木豆品种的生物学和品质特性比较研究[J]. 北方园艺, 2009, (2):1-4.
[18]刘秀贤, 李正红, 邓疆, 等. 不同品种及单株木豆叶蛋白质含量的研究[J]. 生物质化学工程, 2006, 40(04):19-21.
[19]刘秀贤, 李正红, 张建云, 等. 不同种皮色木豆蛋白质淀粉含量的研究[J]. 林产化学与工业, 2002, 22(3):49-53.
(责任编辑:黄爱萍)
Study on Total Flavonoid content in Different Parts from Different Kinds of Pigeonpea
ZHENG Fei-yan1, JU Yu-dong1, QIU Shan-lian1, WU Wei-jian1, ZHANG Shu-he1, ZHENG Kai-bin1,2*
(1.SubtropicalAgriculturalResearchInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Zhangzhou,Fujian363005,China;2.CorpResearchInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fjian350003,China)
To exploit the pigeonpea resources reasonably, the total flavonoids of the different parts were tested from kinds of pigeonpea. Results showed that, there was highly significant difference of flavonoid content in 23 kinds of pigeonpea, and in different parts of pigeonpea, respectively. The flavonoid contents in the leaves and flowers in different breeds were in the range of 2%-4% (except for 11M010), while the flavonoid contents in the pods were almost less than 2%. The total flavonoid content in leaves from 3 different maturity varieties of pigeonpea was 3.25%, 2.23% in pod skins, 0.84% in petiole and 0.22% in beans, these values were highly significant. Furtherly, the total flavonoid was highly significant higher in new leaves (4.21%) than in mature (2.98%) and old leaves (2.69%).
pigeonpea; different breeds; different parts; total flavonoids
2016-03-12初稿;2016-05-14修改稿
郑菲艳(1987-),女,硕士,研究实习员,研究方向:农产品活性成分提取与加工(E-mail:faaszfy@foxmail.com)
郑开斌(1966-),男,博士,研究员,从事作物品质育种与农产品天然产物研究(E-mail: k03163@163.com)
福建省科技重大专项(2015NZ0002-3);福建省农业科学院青年科技人才创新基金项目(2014CX-17);福建省农业科学院科技创新团队PI项目(2016PI-2)
S 529;S 567.1+9
A
1008-0384(2016)07-733-04
郑菲艳,鞠玉栋,邱珊莲,等.木豆种质不同部位总黄酮含量研究[J].福建农业学报,2016,31(7):733-736.
ZHENG F-Y,JU Y-D,QIU S-L,et al.Study on Total Flavonoid content in Different Parts from Different Kinds of Pigeonpea[J].FujianJournalofAgriculturalSciences,2016,31(7):733-736.