青格尔 雷佳 曹文 李冠宇 杜宇晴 于玮玮
摘 要:野生党参是甘肃子午岭地区的一种重要的植物资源。为评估甘肃子午岭地区野生党参的营养价值,以甘肃渭南地区的栽培党参为对照,对二者根中总黄酮、可溶性糖和可溶性蛋白含量进行对比分析。结果表明,甘肃子午岭野生党参根中总黄酮含量和可溶性蛋白含量分别为0.040,0.204 mg·g-1,较甘肃渭南栽培党参分别显著提高了11.11%,7.93%,但可溶性糖含量(0.213 μg·g-1)显著降低了78.40%。综合说明,甘肃子午岭野生党参在总黄酮物质和可溶性蛋白方面具有较高的利用价值。
关键词:党参;总黄酮;可溶性糖;可溶性蛋白
中图分类号:S567.5+3 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2021.05.002
Abstract: The wild Codonopsis pilosula is one of the most important resourcesin Ziwuling area of Gansu Province. To evaluate the nutritive value of wild C. pilosula in Ziwuling area of Gansu Province, cultivated C. pilosula in Weinan area of Gansu Province was taken as the control, the content of total flavonoid, soluble sugar, and soluble protein inthe roots of wild C. pilosula were analyzed.The results showed that compared with cultivated C. pilosula in Weinan of Gansu, the contents of total flavonoid and soluble protein in the roots of wild C. pilosula were 0.040,0.204 mg·g-1, respectively, which were significantly increased by 11.11%, 7.93%, respectively, but the soluble sugar content in roots of wild C. pilosula(0.213 μg·g-1)was significantly reduced by 78.40%. The results suggested that wild C. pilosula of Ziwuling area has a high utilization value in terms of total flavonoid and soluble protein.
Key words: Codonopsis pilosula; total flavonoids; soluble sugar; soluble protein
黨参(Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.)为桔梗科党参属多年生草本植物,是我国著名的药食同源植物,含有多种药用成分,如生物碱类、炔类、萜类、黄酮类、木质素类、甾体类、糖类等成分,其中生物碱类、聚炔类、木脂素类、黄酮类化合物和多糖被认为是主要的活性成分[1-2],对脾肺虚弱、气虚、气短、少食多便、咳嗽、内热、口渴等症有治疗作用[3]。党参在我国应用历史悠久、运用范围广泛,是滋补的良品。
党参常野生于山地和灌木林中,海拔大致为1 500~3 000 m,甘肃是其主要产区[4]。甘肃子午岭地区属于东亚季风气候区,年均温7.14~8.15 ℃,年均降水量为500~620 mm,年平均相对湿度为63 %~68 %,乔木、灌木种类丰富,树冠的郁闭程度为70%~90%,由于林区季风气候和大陆性特征共存,水资源丰富,气候温暖潮湿,是野生动植物依赖的栖息地[5],野生党参即是一种重要的可被当地百姓常用的药食同源植物资源。
野生植物资源是开展和保障新品种培育和遗传改良工作最为重要的原始基因库,评估其价值对于其开发利用具有重要的指导意义。由于党参分布广泛,种质资源丰富,但资源开发利用相对薄弱,缺乏系统性[6]。目前,有关党参的研究主要集中在栽培技术[6-8]、药用价值[9-10]及其有效成分提取[11]等方面,其中不同来源的野生党参与栽培党参的利用价值差异[12-15]及其生态多样性研究[16]已有较多报道,而对子午岭野生党参的相关研究尚属空白,其价值有待评估。
总黄酮类化合物和可溶性糖作为党参两种有效活性成分,是衡量党参药用价值的主要指标[17];可溶性蛋白是重要的渗透调节物质和营养物质,亦是衡量植物抗性和食用价值的指标之一[18]。因此,本试验以原产甘肃子午岭的野生党参为试材,以产自甘肃渭南的栽培党参为对照,对比分析两种党参根中总黄酮、可溶性糖及可溶性蛋白的含量,旨在挖掘子午岭党参的价值,为其进一步开发利用提供参考。
1 材料和方法
1.1 试验材料 以采集于甘肃子午岭山地间自然生长的3年生野生党参作为试验材料,以购买自甘肃渭南的3年生新鲜人工栽培市售的党参为对照,所有的试验材料带回实验室皆保存于4 ℃冰箱备用。
1.2 主要仪器
岛津UV1800紫外分光光度计; HettichROTINA420R离心机;上海一恒WS-12水浴锅;重庆雅马拓DKM410C烘箱;大龙移液枪等。
1.3 试验方法
选取野生党参和栽培党参的新鲜根茎部分,洗净,晾干,备用。两种党参各15株,重复3次。总黄酮含量测定每株称取样品0.05 g,可溶糖含量测定每株称取样品0.35 g,可溶性蛋白含量测定每株称取样品0.4 g。
总黄酮含量测定采用硝酸铝-亚硝酸钠比色法[19-20]。以芦丁作为标准品,本试验吸收峰位置为510 nm处,得到芦丁的标准曲线方程为 y = 3.186 1x +0.019 4,R2=0.982 1,式中y代表测得吸光光度值,x为提取液中总黄酮的含量(mg·mL-1)。
可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[21],得到蔗糖标准曲线为y=0.009 2x+0.017,R2= 0.997 3,式中y代表吸光度,x为蔗糖含量(μg·mL-1)。
可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[21],得到可溶性蛋白标准曲线为y=0.005x+0.021 6,R2= 0.989 6,式中y代表所测得的吸光度,x为样品中的蛋白质含量(μg·mL-1)。
1.4 数据处理
数据处理后通过SPSS Statistics 22进行显著性检验。
2 结果与分析
2.1 总黄酮含量分析
总黄酮类物质作为党参的主要有效成分之一,具明显的抗氧化、抗疲劳等生理功效[17]。由表1可知,甘肃子午岭野生党参根中总黄酮含量较栽培党参根中总黄酮含量高出11.11%,差异显著,说明甘肃子午岭野生党参根中拥有较栽培党参更高的总黄酮类物质。
2.2 可溶性糖含量分析
多糖具有广泛的药理作用,表现为免疫调节、抗肿瘤、抗病毒等,部分已应用于肿瘤、肝炎、心血管疾病的临床辅助治疗和康复[22]。党参多糖类物质也是其主要的活性物质之一,蒽酮比色法可以测定植物体内单糖、寡糖和多糖的含量。由表1可知,渭南地区的栽培党参根中可溶性糖的含量比子午岭野生党参根中可溶性糖的含量高出78.40%,差异显著,说明甘肃子午岭党参在可溶性糖含量方面与栽培党参差异相比不具有优越性。
2.3 可溶性蛋白含量分析
可溶性蛋白是维持细胞正常形态的重要组成部分,是重要的营养物质,也是重要的渗透性物质,常用作衡量植物的抗逆性[23-24]。由表1可知,甘肃子午岭野生党参的可溶性蛋白含量较渭南地区的栽培党参高出7.94%,差异显著,说明甘肃子午岭党参根中拥有较栽培党参更高的可溶性蛋白含量。
3 结论与讨论
甘肃子午岭地区具有丰富的野生党参资源,它们生于海拔稍高的山地、林缘及灌丛中,长期受到水分、温度、阳光、养分等环境因素制约,具有较强的环境适应性,也形成了独特的抗逆性[16]。黄酮类化合物在对人类心脑血管保护、增加免疫力、抗疲劳等方面均有很好的作用,是党参新品种选育工作评估的一个重要指标。本试验中,与栽培党参相比,甘肃子午岭党参在总黄酮含量上具有明显的优势,这与贾春林[25]在研究罗布麻总黄酮含量、郭顺星等[26]在研究黄芩中总黄酮含量中得到了相同的结论,即野生品种的总黄酮含量高于栽培品种。植物中可溶性蛋白除了自身的营养价值以外,在生理层面上,它是细胞中重要的渗透调节物质,其含量的多少,在一定程度上可以反映出一种植物的抗逆性[23-24]。本试验中,野生党参根中的可溶性蛋白的含量显著高于甘肃渭南的栽培党参,这可能与野生党参的生长环境复杂使其具有更高的抗性有关,相关观点尚需要进一步验证。与总黄酮含量和可溶性蛋白含量不同的是,野生品种可溶性糖含量极显著低于栽培党参,其原因可能是二者生长方式不一致造成的。曹婷婷等[27]研究发现不同栽培措施对党参药材中游离态糖类成分有较大影响。栽培党参是通过系统种植、施肥、灌溉等管理措施,水肥吸收较为充足,而野生党参的生存环境相对严格,水分、养分都要与周围植物竞争,且旱季得不到及时灌溉,雨季也得不到疏通,植株对可溶性糖的积累较少。本试验结果说明栽培党参更容易积累糖分。
综上,甘肃子午岭地区的野生党参品种在食用、药用方面具有一定的利用价值,可为品种选育提供原始的基因资源,亦可加以栽培利用,但具体的栽培措施及利用方式尚有待于进一步研究。同时,由于党参的化学成分比较复杂,为更系统地评估其利用价值,尚需对更多成分进行进一步分析。此外,野外调查发现野生党参生命力较顽强,生存环境复杂,可进一步挖掘其抗逆价值。
参考文献:
[1] 陈克克. 中药党参的研究概况[J]. 西安文理学院学报(自然科学版), 2008(2): 33-39.
[2] 孙政华, 邵晶, 郭玫. 党参化学成分及药理作用研究进展[J]. 安徽农业科学, 2015, 43(33): 174-176.
[3] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典-三部[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005: 199-200.
[4] 张建清, 苏雪, 吴琼, 等. 药用植物党参的RAPD分析[J]. 中药材, 2006, 29(5): 417-420.
[5] 王辉, 任继周. 子午岭主要森林类型土壤种子库研究[J]. 干旱区资源与环境, 2004, 18(3): 130-136.
[6] 侯慧芝, 张绪成, 马一凡, 等. 半干旱区党参地膜覆盖和立式深旋耕作的水分利用和产量效应[J]. 中药材, 2021, 44(3): 520-525.
[7] 侯慧芝, 张绪成, 马一凡, 等. 旱地直播党参立式深旋耕作栽培技术[J]. 北方园艺, 2020(5): 175-177.
[8] 刘璇, 徐娇, 金钺, 等. 党参种质资源与优良品种选育研究进展[J]. 农学学报, 2018, 8(7): 36-41.
[9] 刘雪枫, 乔婧, 高建德, 等. 党参水煎液对大鼠溃疡性结肠炎的抗炎作用及机制[J]. 中兽医医药杂志, 2020, 39(5): 21-25.
[10] 马铭, 白瑞斌, 刘景龙, 等. 3种党参提取物体外抗氧化活性探究[J]. 中成药, 2020, 42(9): 2514-2517.
[11] 胡玲玲, 吳佳财. 正交法优化党参多糖提取工艺的研究[J]. 陕西农业科学, 2020, 66(10): 36-38.
[12] 王心春, 王鸿臣, 胡长群, 等. 野生经济植物——轮叶党参优质高产栽培技术[J]. 吉林林业科技, 2000, 29(3): 9-11.
[13] 陈建伟, 许益民, 王亚淑, 等. 江苏栽培与野生明党参中氨基酸组成分析[J]. 南京中医学院学报, 1993, 9(2): 26-27.
[14] 杨扶德, 罗文蓉, 李成义, 等. 党参野生品与栽培品的性状与显微特征研究[J]. 中药材, 2007, 30(10): 1226-1230.
[15] 罗洪斌, 张健, 胡泽华, 等. 野生和栽培板桥党参的分子鉴别[J]. 时珍国医国药, 2010, 21(12): 3272-3273.
[16] 赵云生, 李占林, 田洪岭, 等. 党参种质资源生态多样性研究[J]. 中国农学通报, 2007, 23(11): 361-366.
[17] 汪建红, 原慧, 李雪红. 新疆野生党参总黄酮体内抗氧化及抗疲劳作用研究[J]. 天然产物研究与开发, 2012, 24(8): 1035-1039.
[18] 王一鸣, 汪湖, 龙胜举, 等. 干旱胁迫对蒲公英渗透调节物质,酶保护系统及质膜水孔蛋白PIP2-3基因表达的影响[J]. 华北农学报, 2017, 32(4): 85-90.
[19] 于玮玮, 袁广, 胡宝全, 等. 盐胁迫对三倍体丹参总黄酮含量的影响[J]. 天津农学院学报, 2019, 26(4): 54-57.
[20] 郭慧玲, 张亚军. 紫外—可见分光光度法测定乌灵胶囊总黄酮含量的方法研究[J]. 广州中医药大学学报, 2019, 36(7): 1074-1079.
[21] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000: .
[22] 杨瑾, 袁德培, 陈龙全, 等. 党参多糖类成分抗肿瘤活性的研究进展[J]. 湖北民族学院学报(医学版), 2011, 28(3): 67-68.
[23] 赵宇飞, 毛伟, 庞立新, 等. 人工湿地污水处理系统中芦苇和茭白生理特性及抗逆性研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(8): 60-66.
[24] 张超, 贾民隆, 宋卓琴, 等. 野生萱草与栽培萱草的耐寒性分析[J]. 山西农业科学, 2019, 47(10): 1730-1733.
[25] 贾春林. 野生与人工栽培罗布麻品质和叶绿素荧光特性研究[D]. 泰安: 山东农业大学, 2016.
[26] 郭顺星, 余世春, 宋根富, 等. 人工栽培与野生黄芩中黄酮含量测定[J]. 中成药, 1991(8): 30-31.
[27] 曹婷婷, 刘久石, 高石曼, 等. 不同栽培措施对党参药材中游离态糖类成分的影响[J]. 中国中药杂志, 2017, 42(20): 3963-3968.