外源MeJA对树莓叶片酚类物质含量及其抗氧化活性的影响

刘雪薇, 赵 玮, 胡文朝, 张小军

(山西农业大学园艺学院,山西 晋中 030801)

树莓(Rubusidaeus.L)为蔷薇科悬钩子属多年生灌木果树,其果实口味酸甜,柔嫩多汁,香味浓郁,色泽艳丽,富含酚类物质,与蓝莓同属“第3代水果”[1-2]。酚类物质具有较强的抗氧化活性,可降低胆固醇、调节血脂、降血糖、抗癌、减肥,对人体健康非常有益,因其在植物的根系、叶片、果实和种子等器官中普遍存在[3-4],又被称为植物多酚。树莓叶含有多酚、黄酮、原花青素、水杨酸和鞣花酸等活性成分,且含量明显高于果实,具有更高的抗氧化能力,可作为天然的抗氧化剂来源[5-7]。

茉莉酸甲酯( methyl jasmonate,MeJA) 是茉莉酸的衍生物,其在植物色泽形成、糖酸代谢、酚类物质合成代谢及抗氧化能力等方面具有重要调控作用[8-10]。目前,有关外源MeJA调控植物酚类物质含量和抗氧化活性的研究已有较多报道。如季悦等研究发现 MeJA 处理可提高鲜切菠萝总酚含量和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力[11]。外源MeJA处理可促进‘黑比诺’葡萄果皮中酚类物质的积累并提高葡萄果皮抗氧化能力[10]。然而有关外源MeJA影响树莓酚类物质含量及抗氧化活性的研究鲜有报道。本研究拟通过对‘秋金’树莓叶片喷施不同浓度MeJA,研究外源MeJA对树莓叶片酚类物质含量及抗氧化活性的影响,为提高树莓叶利用价值提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料及处理

试验材料为3年生‘秋金’黄树莓盆栽苗,管理期间去除结果枝,每株保留1年生枝6根。2022年7月2日,选取无病虫害、长势较一致的植株,先进行枝条摘心处理,然后分别用0 mmol/L(对照)、0.5 mmol/L、1 mmol/L、1.5 mmol/L MeJA(均含0.1% Tween80)进行整株迷雾喷施处理。每处理3株,设3次重复,共36株。处理后0 d、3 d、6 d、9 d、15 d每处理随机采取枝条上部叶片6片,冷冻干燥后备用。

1.2 试验方法

1.2.1 酚类物质的提取

将适量冷冻干燥的树莓叶片放入研钵中,加液氮研磨成粉末,称取样品粉末0.5 g,加入10 ml提取液(70%甲醇内含0.1%乙酸混合液),25 ℃超声波提取30 min,随后在离心力10 000 g条件下离心10 min。同等条件下再提取1次,合并2次提取液4 ℃保存待用。

1.2.2 总酚、总黄酮和原花青素含量测定

总酚含量测定采用Folin-Ciocalteu法[3],以没食子酸为标样做标准曲线,结果以没食子酸当量表示,单位为mg/g 。

总黄酮含量测定采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法[3],以芦丁为标样做标准曲线,结果以芦丁当量表示,单位为 mg/g。

原花青素含量测定采用香草醛-硫酸法[12],以儿茶素为标样做标准曲线,结果以儿茶素当量表示,单位为 mg/g。

1.2.3 DPPH和ABTS 测定抗氧化性

DPPH自由基清除能力测定参照吴乾等[3]的方法进行。称取0.019 716 g DPPH用适量无水乙醇溶解,随后用无水乙醇定容至500 mL,使溶液浓度达到 0.1 mmol/L,配制好的溶液置于棕色烧瓶中并用锡箔纸包裹,4 ℃保存。测定时取100 μL 提取液,加入 4 mL DPPH 溶液,振荡 30 s使二者充分混匀,暗反应 30 min 之后测定反应液517 nm 波长下的吸光度。结果以清除百分率来表示。

ABTS阳离子自由基清除能力的测定参照吴乾等[3]的方法。分别配制 7 mmol/L ABTS 溶液和2.45 mmol/L 过硫酸钾溶液,各取5 mL混合之后,于室温暗反应 12 h 后制成ABTS储备液,避光保存。测定时用乙醇将 ABTS储备液稀释成 734 nm 波长下吸光度0.70±0.02 的工作液。之后将50 μL 提取液与 4 mL ABTS工作液混合,暗反应6 min后测定反应液734 nm 波长下的吸光度。结果以清除百分率来表示。

1.3 数据处理与分析

采用Excel 2018进行数据整理及绘图,运用SPSS 21软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理树莓叶片总酚含量的动态变化

由图1可知,不同浓度MeJA处理与对照叶片总酚含量随处理时间的延长均呈先升高后降低趋势,各处理峰值均在3 d时出现(62.72、78.7、74.71、68.49 mg/g)。3 d时,不同处理间总酚含量呈显著性差异(P<0.05)。除对照外,其余处理总酚含量较0 d均显著增加,其中0.5 mmol/L处理增幅最大(34.78%),其次为1 mmol/L处理(23.69%),1.5 mmol/L处理增幅为20.13%。6 d至15 d各处理总酚含量均逐渐降低,15 d时各处理总酚含量分别为：CK(47.44 mg/g)、0.5 mmol/L(66.13 mg/g)、1 mmol/L(44.43 mg/g)、1.5 mmol/L(41.45 mg/g),较3 d时降低了13.43%～40.53%。上述结果表明,适宜浓度的MeJA处理可提高‘秋金’树莓叶片总酚含量,但高浓度的MeJA亦可加速叶片成熟,促进总酚含量的减少。

图1 不同处理叶片总酚含量的动态变化注：图中的数据为平均值±标准差,小写字母表示差异显著(P<0.05),其余图同。

2.2 不同处理树莓叶片总黄酮含量的动态变化

由图2可知,不同浓度MeJA处理与对照叶片总黄酮含量随处理时间的延长均呈先增加后降低趋势。0.5 mmol/L处理总黄酮含量峰值6 d时出现(40.6 mg/g),其余处理总黄酮含量峰值均在3 d 时出现,分别为：CK(33.51 mg/g)、1 mmol/L(35.03 mg/g)、1.5 mmol/L(32.81 mg/g),且差异不显著。随后,各处理叶片总黄酮含量开始逐渐降低。6 d至15 d时对照、1 mmol/L和1.5 mmol/L处理总黄酮含量显著低于0.5 mmol/L处理。6 d至15 d时1.5 mmol/L处理与对照无显著性差异。

上述结果表明,不同浓度MeJA处理对树莓叶片总黄酮含量的影响存在差异,0.5 mmol/L MeJA处理可有效提高‘秋金’叶片总黄酮含量。

图2 不同处理叶片总黄酮含量的动态变化

2.3 不同处理树莓叶片原花青素含量的动态变化

由图3可知,不同浓度MeJA处理与对照树莓叶片中酚类物质含量随着处理时间的延长均呈下降趋势。0 d至15 d时各处理叶片原花青素含量减少了35.88%～54.54%。3 d时各处理叶片原花青素含量无明显差异,6 d时1 mmol/L 处理原花青素含量显著低于(P<0.05)其他处理,9 d和15 d 时0.5 mmol/L处理原花青素含量显著低于其他处理。上述结果表明 MeJA对树莓叶片原花青素的积累具有抑制作用,且0.5 mmol /L MeJA 作用最显著。

图3 不同处理叶片原花青素含量的动态变化

2.4 不同处理叶片提取物DPPH自由基清除率分析

DPPH自由基清除能力是评价植物酚类物质体外抗氧化活性的有效方法。由图4可知,各处理叶片提取物DPPH自由基清除率整体变化趋势呈先升后降,且不同处理间存在差异。0.5 mmol/L处理6 d时清除率最大(69.48%),其余处理均在3 d 时出现峰值,分别为：CK(55.44%)、1 mmol/L(60.9%)、1.5 mmol/L(59.17%)。随后,不同处理DPPH自由基清除率均不同程度降低。处理后3 d至15 d,0.5 mmol/L MeJA处理叶片提取物DPPH自由基清除率均显著高于(P<0.05)其他处理。处理后6 d至15 d,1.5 mmol/L组DPPH自由基清除率显著低于对照组。上述结果表明,0.5 mmol /L MeJA处理可有效提高‘秋金’树莓叶片提取物DPPH自由基清除率,提高抗氧化能力。

图4 不同处理叶片DPPH自由基清除率

2.5 不同处理叶片提取物ABTS阳离子自由基清除率分析

ABTS阳离子自由基清除率分析亦是评价酚类物质体外抗氧化活性的可靠方法之一。由图5可以看出,不同处理叶片提取物ABTS阳离子自由基清除率整体变化趋势呈先升后降,但不同处理间存在差异。0.5 mmol/L处理6 d时清除率最大(75.20%),其余处理均在3 d 时出现峰值,分别为：CK(61.35%)、1 mmol/L(71.5%)、1.5 mmol/L(68.04%)。随后,不同处理ABTS阳离子自由基清除率均不同程度降低。处理后3 d至15 d,0.5 mmol/L MeJA处理叶片提取物ABTS阳离子自由基清除率均显著高于(P<0.05)其他处理。处理后6 d至9d,对照组ABTS阳离子自由基清除率显著低于1 mmol/L和1.5 mmol/L组。15 d时对照组显著高于1.5 mmol/L组。上述结果表明,0.5 mmol /L MeJA处理可有效提高‘秋金’树莓叶片提取物ABTS阳离子自由基清除率。

图5 不同处理叶片ABTS+·自由基清除率

2.6 酚类物质含量与抗氧化活性相关性分析

对树莓叶片酚类物质(总酚、总黄酮、原花青素)含量与抗氧化活性(DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力)进行相关性分析,结果如表1所示,‘秋金’树莓叶片提取物中总酚含量与DPPH自由基清除率(r=0.852,P< 0.05)呈显著正相关关系,与ABTS阳离子自由基清除能力(r=0.704,P<0.05)呈显著正相关关系;DPPH自由基清除率与ABTS阳离子自由基清除率之间呈极显著相关性,相关系数为0.922(P< 0.01)。上述结果表明,‘秋金’树莓叶片提取物活性成分中总酚对其抗氧化活性的贡献最高。

表1 树莓叶片提取物活性成分与其抗氧化活性的相关性分析

3 讨论与结论

茉莉酸甲酯作为广泛存在于植物体内的新型植物生长调节物质,参与调控植物生长发育、抗逆性以及酚类物质、生物碱等次级代谢产物的合成。孙永蓉等[10]研究发现1 mmol/L MeJA喷施处理能够促进葡萄果皮中酚类物质的积累。陈春晓等[13]研究表明5 μmol/L MeJA熏蒸处理能有效提高杨梅果实中总酚、总黄酮的含量。本研究通过不同浓度MeJA喷施处理,测定分析叶片总酚、总黄酮、原花青素含量,探究外源MeJA对‘秋金’树莓叶片总酚、总黄酮和原花青素等的影响。分析结果发现,MeJA处理的叶片原花青素含量则不断下降,而叶片前期总酚和总黄酮含量均有增加,这与翟雪琴等[14]在烟草上的研究结果类似。此外,不同浓度MeJA处理后叶片活性组分含量存在较大差异。王燕芳等[15]研究表明0.5 mmol/L MeJA处理棉叶第4 d时酚类物质含量显著高于其他浓度处理。本研究发现0.5 mmol/L MeJA处理树莓叶片中的总酚、总黄酮在6 d时显著高于其他处理,这与已有研究结果类似,但总酚含量存在差异,可能是由于物种不同所致。处理后期,总酚、总黄酮亦出现下降趋势,但与其他处理相比,0.5 mmol/L MeJA处理能明显降低树莓叶片中总酚和总黄酮等抗氧化活性成分的下降速度,这与付安珍等[16]在青圆椒中的研究结果类似。

为进一步探究外源MeJA对树莓叶片提取物活性成分抗氧化能力的影响。本研究采用DPPH和ABTS法测定分析不同处理树莓叶片DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力的差异。结果发现,各处理DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除率变化趋势均为先升后降,与总酚的变化趋势较一致。陈春晓等[13]研究发现0.5 mmol/L MeJA可以有效提高杨梅果实DPPH自由基清除能力。孙永蓉等[10]研究表明,1 mmol/L MeJA能够提高葡萄果皮中DPPH自由基清除能力。本研究中0.5 mmol/L MeJA处理较对照、1 mmol/L和1.5 mmol/L处理树莓叶片提取物保持较高的DPPH 自由基清除能力,这与杨梅和葡萄的研究结果较一致。为明确‘秋金’树莓叶片提取物活性成分与抗氧化活性的相关性,对树莓叶片总酚、总黄酮、原花青素等主要活性物质含量与DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力进行了相关性分析。结果发现总酚含量与DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力均呈显著正相关,总酚对树莓叶片抗氧化性的贡献最高,这与前人的研究结果较一致[7,17]。综上表明适宜浓度的外源MeJA可有效提高树莓叶片中总酚和总黄酮的含量,使叶片提取物保持较高抗氧化能力,且处理效果以0.5 mmol/L MeJA最佳。