植物生长调节剂缩节胺对黄芩活性成分含量的影响

植物生长调节剂缩节胺对黄芩活性成分含量影响
目的:分析植物生长调节剂缩节胺对黄芩生长发育和活性成分含量的影响。方法:于一年生黄芩展叶期喷施缩节胺,测量其株高、根长、根直径和根鲜重,并利用HPLC测定根中黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素的含量,利用紫外分光光度法测定根的总黄酮含量和DPPH清除率。结果:喷施缩节胺后,根鲜重显著增加,根径显著变粗,根中黄芩苷和总黄酮含量显著升高,黄芩素和汉黄芩素含量显著降低;喷施缩节胺的黄芩根提取物对DPPH自由基的清除作用与对照组无显著差异。结论:黄芩展叶期施用缩节胺可以有效调节黄芩地上部与地下部生长发育,对根中黄酮类成分含量的提高有一定促进作用。
标签: 缩节胺;黄芩;有效成分
黄芩是一种常用中药材,其主要活性成分为黄酮类化合物,包括黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素等[1]。活性成分含量是衡量中药材质量的重要指标,在栽培过程中受到多种因素的影响,包括发育阶段、环境和栽培条件等。如何对这些因素进行优化以提高栽培药材活性成分含量是日前研究的热点之一。
植物生长调节剂可以影响植物的生长发育,并影响植物的自然节律。植物生长调节剂之所以能改变作物的生长发育过程,主要在于它们可以影响植物内源激素的合成、运输、代谢、与受体的结合以及此后的信号转导过程[2]。目前普遍认为影响药材化学质量的因素是十分复杂的。通过喷施植物生长调节剂控制植物内源激素的动态平衡,从而影响植物的生长发育已得到研究者的广泛共识。但目前未见有关利用植物生长调节剂在实际生产中控制中药材活性成分含量的报道。
因此本文选择对黄芩喷施常用植物生长调节剂赤霉素、缩节胺,分析其对生长状况和活性成分含量的影响,为进一步建立黄芩化学控制栽培标准提供依据。
1 材料休克的原则
选择热河黄芩Scutellaria baicalensis Georgi种子栽培于河北承德黄芩基地。植物生长调节剂缩节胺(mepiquat chloride,DPC)购于常州市江南农药厂(有效成分≥97%,标准号 GB9555-88);赤霉素(gibberellic acid,GA)购于上海生工有限公司(有效成分≥98%,标准号 LJ0324B4010J)。
光催化机理
2 方法
2.1 药剂处理设计 选择一年生黄芩展叶期,分别喷施缩节胺,质量浓度为100 mg·L-1;赤霉素质量浓度为200 mg·L-1。试液均匀喷施覆盖叶面,每隔8~10 d喷施1次,喷施次数为2次,空白对照组喷施等量的清水。每个处理组设3个重复小区,分别在展叶期、花果前期和枯萎期进行采样,样品按五点法采集,每个点1株,每个小区5株,每个处理共15株。分别测定每个植株的株高、根长、根直径和根鲜重。鲜品55 烘干至恒重后,粉碎,置干燥器中,用于黄芩的化学成分含量测定。其中展叶期为10对以上叶、且未开花的时期;花果前期为开花且刚开始结果的时期;枯萎期为种子成熟期结束且地上部枯黄的时期。
2.2 黄芩主要物质含量的测定 取黄芩根粉末约0.1 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密移取70%乙醇20 mL,称定,超声1 h,放冷,以70%乙醇补足损失质量,滤过,取续滤液0.45 μm微孔滤膜滤过,即得检测溶液。采用HPLC测定样品中黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素的含量。黄芩苷(批号110715-200212,纯度≥98%)、黄芩素(批号111595-200301,纯度≥98%)、汉黄芩素(批号1514-200001)对照品均由中国食品药品检定研究院提供。Diamonsil C18谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),以乙腈-水-甲酸(21781)(A)和乙腈-水-甲酸(80201)(B)为流动相进行梯度洗脱:0~10 min,100% A,10~35 min,100%~90%A,35~70 min,90%~65%A,70~90 min,65%~5%A,90~10多聚赖氨酸
0 min,5%~0 A;检测波长280 nm;柱温30 ;体积流量1.0 mL·min-1。采用紫外分光光度法测定总黄酮的含量。精密称取黄芩粉碎药材约1 g,加70%乙醇10 mL,浸泡放置12 h,超声提取15 min,滤过,精密吸取滤液0.05 mL,加70%乙醇10 mL稀释,以70%乙醇为空白对照,于278 nm处测其吸光度。
2.3 DPPH自由基清除率的测定 采用紫外分光光度法测定黄芩醇提物对DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基的清除率。精密称取DPPH 10.2 mg于100 mL量瓶中,加70%乙醇溶解至刻度,摇匀备用。精密吸取已配好的DPPH试液0.5 mL,加3 mL 70%乙醇,摇匀,以70%乙醇为对照,于516 nm处测其吸光度为A c。分别取上述测定总黄酮的样品溶液各3 mL,加0.5 mL 70%乙醇,摇匀,以70%乙醇为空白对照,于516 nm处测其吸光度为A j。再取样品溶液各3 mL,分别加DPPH试液0.5 mL,摇匀,放置25 min,以70%乙醇为空白对照,于516 nm处测得吸光度为Ai。抑制率=[1-(Ai-A精打细算教学设计 j)/A c]×100%。
2.4 标准曲线绘制 精密称取黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素对照品适量,加甲醇溶解,制得质量浓度为0.561,0.066,0.015 g·L-1的混合对照品溶液。取此混合对照品溶液0.5,1,6,12,18,24,30 μL分别进样,以峰面积对进样量进行回归,分别得黄芩苷、黄芩素、
汉黄芩素的回归方程为Y=3.269×107X-2.773×106,r=0.999 9;Y=5.269×107X-1.485×106,r=0.999 7;Y=5.759×106X-2.492×104,r=0.999 9。分别精密吸取1,2,2.5,3,4, 5 mL的0.22 g·L-1黄芩苷对照品溶液于10 mL量瓶中,70%乙醇稀释至刻度,摇匀,分别于278 nm出测得吸光度,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,得总黄酮的回归方程为Y=87.22X-0.006,线性范围为0.002 2~0.011 g·L-1,r=0.999 5。
3 结果与分析
3.1 缩节胺对黄芩生长发育的影响 与对照组相比,展叶期喷施GA后,花果前期及枯黄期黄芩株高、根长、根直径、根鲜重变化均不显著。而喷施缩节胺后,花果前期及枯黄期根鲜重显著增高,分别为对照组的125.0%,125.9%;且枯黄期根直径也显著增高,为对照组的133.8%(表1)。
3.2 黄芩活性成分含量变化 与对照组相比,展叶期喷施GA后,花果前期根中黄芩苷、黄芩素、总黄酮含量变化不显著,而汉黄芩素含量显著降低,为对照组的55.53%。枯黄期根中总黄酮含量显著降低,为对照组的76.88%,而黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素含量无显著变化(表2)。
与对照组相比,展叶期叶面喷施缩节胺后,花果前期根中总黄酮含量无显著变化,而黄芩苷含量显著升高,为对照组的110.16%;黄芩素、汉黄芩素含量显著降低,分别为对照组的58.84%,48.23%。枯黄期黄芩苷和总黄酮含量显著升高,分别为对照的111.30%,116.76%,而黄芩素、汉黄芩素含量无显著变化。
3.3 黄芩醇提物对DPPH自由基的清除作用 为了分析喷施植物生长调节剂是否对黄芩的药理活性会造成影响,本研究分别评价了花果前期和枯黄期采集的黄芩醇提物清除DPPH自由基的能力。结果表明,与对照组相比喷施生长调节剂后,枯黄期收集样品的提取物对DPPH自由基的清除作用没有显著差异(表3)。
4 讨论
4.1 赤霉素与缩节胺对黄芩生长的影响 植物生长调节剂已广泛应用到药用植物栽培的各个环节,极大的改善了药用植物的质量和产量[3]。赤霉素的主要生理作用是促进细胞伸长、解除休眠等。盛束军[4]等研究发现,赤霉素显著促进益母草地上部分的生长,而多效唑的作用则相反。本实验研究结果表明展叶期喷施赤霉素对黄芩的生长没有显著影响,这有可能与赤霉素浓度、种质或环境差异有关。
缩节胺作为一种新型植物生长调节剂,在农作物的应用比较广泛,尤其是在棉花上的应用最多[5],其主要作用是抑制番茄等经济作物的幼苗生长[6]。在药用植物栽培领域,龚月桦等[7]报道利用缩节胺可以明显抑制忍冬枝条的生长,且增产效果明显。但目前还未见在根茎类入药的药用植物上使用的报道,本研究结果表明缩节胺可以促进黄芩根的生长,提高黄芩的产量。
4.2 赤霉素与缩节胺对黄芩活性成分积累的影响 目前在植物激素对药用植物活性成分的影响方面已进行了大量的研究。赤霉素使黄芩地下部分黄酮类成分的含量显著下降,同时显著提高地上部分木质素的含量[8]。不同浓度的缩节胺处理可使金银花花蕾中绿原酸和总黄酮含量增加[6]。本文研究表明喷施赤霉素后,枯黄期黄芩根中总黄酮含量降低。而喷施缩节胺后,在花果前期根中黄芩苷含量显著升高,黄芩素、汉黄芩素含量显著降低,且枯黄期黄芩苷和总黄酮含量显著升高。
虽然缩节胺是赤霉素的一种拮抗剂,但外源赤霉素[9]和缩节胺[10]均可通过影响内源激素含量的变化,从而促进或抑制植物体内代谢活动。因此,缩节胺和赤霉素在影响黄芩活性成分含量方面表现不同,可能与其对植物内源激素平衡以及活性成分变化的调控方式不同有关。
本实验结果表明植物生长调节剂缩节胺可以提高黄芩根的生长和黄芩苷、总黄酮的含量,对黄芩根醇提物清除DPPH自由基作用没有显著的影响,说明缩节胺在提高含有黄酮类化合物的根类药材产量和化学质量上具有很好的应用前景,但其作用的机制还有待于进一步研究。
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[4] 盛束军,俞旭平,胡雪波.不同生长调节物质对益母草的生长调控及其表现效应[J].中国现代应用药学杂志,2000,17(5):360.
[5] 罗宏海,赵瑞海,韩春丽,等.缩节胺(DPC)对不同密度下棉花冠层结构特征与产量性状的影响[J].棉花学报,2011,4:334.
[6] 毛秀杰,张广臣,刘彦斌,等.缩节胺对番茄产量和幼苗生长的影响[J].吉林农业大学学报,1999(2):46.
[7] 龚月桦,张晓丽,王俊儒,等.生长延缓剂对忍冬枝条生长和花蕾产量与品质的影响[J].植物营养与肥料学报,2009(4):249.
阿片受体
[8] 蔡葛平,郭燕红,姚辉,等.矮壮素和赤霉素对黄芩生物量及根中黄酮类成分产量的影响[J].中国农学通报,2008(7):213.
[9] 袁媛,黄璐琦,崔光红,等.赤霉素及其合成抑制剂对丹参酮类活性物质含量的影响[J].中国实验方剂学杂志,2008(6):1.

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