淺談鳳尾雞冠花的花序及花色素苷積累

摘要: 本實(shí)驗(yàn)研究土壤不同pH值對(duì)鳳尾雞冠花的花序及花色素苷積累的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 在5組所試驗(yàn)土壤pH值中， 以pH值=6效果最好， 土壤的pH值為5-7對(duì)花序生長(zhǎng)和花色素苷的積累較為有利。土壤的pH值=4或8時(shí)既不利于花序的生長(zhǎng)， 又對(duì)花色素苷的積累有抑制作用。

關(guān)鍵詞: 鳳尾雞冠花 土壤酸堿度 花序 花色素苷

鳳尾雞冠花(Celosia crista ta va r. pyramid alis)為莧科植物，葉、莖特別是穗部呈鮮艷紅色，花色素苷含量較高。植物的花序和花色素苷在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的用途。花序可以入藥，有止血功效。花色素苷屬于酮類化合物，是廣泛存在于植物中的次生代謝產(chǎn)物，可賦予植物體鮮艷奪目的色彩。花色素苷作為天然色素可作為食品、化妝品的著色劑，與人工色素相比具有無(wú)毒、無(wú)副作用等特點(diǎn)[1]，但其色素的產(chǎn)生受到植物資源生長(zhǎng)季節(jié)和生長(zhǎng)環(huán)境等因素的限制。長(zhǎng)期以來(lái)科研工作者大都從氮源、碳源、激素方面對(duì)植物的花序的大小和花色素苷積累量等方面進(jìn)行研究。本實(shí)驗(yàn)從土壤pH值大小的方面研究了鳳尾雞冠花的花序大小和花色素苷積累的影響為生產(chǎn)天然色素和藥物提供了資料。

1.材料和方法

1.1供試材料

鳳尾雞冠花。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1土壤pH值的調(diào)配

前三組分別用硫酸亞鐵溶解稀釋成pH值=4、pH值=5、pH值=6三種濃度的溶液各300ml澆于花盆中，第四組用pH值=7等量的清水澆于花盆中，第五組將氫氧化鈣稀釋為pH值=8的溶液300ml澆于花盆中。

1.2.2育苗和培養(yǎng)條件

四月中旬開始育苗，初期保持育苗介質(zhì)的濕潤(rùn)非常重要，所以播種后需覆蓋一層薄薄的蛭石，以剛覆蓋種子為好，之后在穴盤上覆上一層薄膜起到保濕和保溫的目的。溫度保持在22—24℃，并置于1000—10000lux左右的光照條件下，以利于鳳尾雞冠花種子的發(fā)芽。鳳尾雞冠花，長(zhǎng)出小苗后，要適當(dāng)控制水分，等介質(zhì)基本干后再澆水，形成干和濕的循環(huán)，以利于根系的生長(zhǎng)。每隔5—7天交替使用75—100ppm的20—10—20和14—0—14水溶性肥料。當(dāng)植株根系長(zhǎng)至4—5cm，小苗有3—4cm高，真葉2—3對(duì)時(shí)，將穴盤置于露地進(jìn)行馴苗。鳳尾雞冠花，屬于直根系植物，當(dāng)3對(duì)真葉完全展開時(shí)就要及時(shí)移植上盆，將所有花盆置于晝溫為21—24℃夜溫為15—18℃的環(huán)境下培養(yǎng)。待移苗成活后，每天測(cè)土壤的pH值。具體取樣方法是:用孔徑為1cm的打孔器在離花卉基部1.5cm的圓周上打孔，每盆取3個(gè)點(diǎn)，混勻，風(fēng)干后測(cè)其pH值，保證pH值恒定。測(cè)定pH值所剩的風(fēng)干土倒回原盆中，打孔器取土后在盆中留下的孔用該盆中周圍的土填滿。

1.2.3花序大小的測(cè)定

直接測(cè)得花序的鮮重。

1.2.4花色素苷相對(duì)含量的測(cè)定

花色素苷含量測(cè)定依據(jù)Weiss等[2]的方法。取1g鮮重葉片放入10ml的離心管中，加入1%鹽酸甲醇5ml，在4℃溫度下浸提1h，然后離心取上清液。測(cè)定上清液在530nm和657nm波長(zhǎng)的OD值。以公式A校=OD530—0.25OD657計(jì)算花色素苷相對(duì)含量，結(jié)果以每克鮮重(gFW)的花色素苷相對(duì)含量(A校)表示。

1.2.5花色素苷相對(duì)產(chǎn)量的計(jì)算

每片葉中花色素苷產(chǎn)量以相對(duì)產(chǎn)量表示，花色素苷相對(duì)產(chǎn)量(A校×gFW)=花色素苷相對(duì)含量(A校)×每片葉的鮮重(gFW)。

2.結(jié)果與分析

2.1土壤酸堿度對(duì)鳳尾雞冠花花序的影響

花序的大小與鳳尾雞冠花的長(zhǎng)勢(shì)密切相關(guān)，土壤酸堿度與花卉的生長(zhǎng)發(fā)育有密切關(guān)系。由于酸堿度與土壤理化性質(zhì)和微生物活動(dòng)有關(guān)，因此，土壤有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)元素的分解和利用也與土壤酸堿度緊密相關(guān)。它直接影響著土壤中各種元素的存在形態(tài)、有效性與遷移轉(zhuǎn)化[3]-[6]，從而影響花卉根系對(duì)這些元素的吸收，以至影響到花卉的生長(zhǎng)。通常情況下鳳尾雞冠花的長(zhǎng)勢(shì)與花序的鮮重呈正相關(guān)。如下表所示:

由上表可以得出在5種所試的土壤pH中pH值=5、pH值=7較適合花序的生長(zhǎng)，其中pH值=6的效果最好，而pH值=4、pH值=8對(duì)花序的生長(zhǎng)有明顯的抑制作用。

2.2土壤酸堿度對(duì)鳳尾雞冠花花色素苷積累的影響

鳳尾雞冠花中的花色素苷是一種存在于細(xì)胞液泡中的水溶性色素，主要以花青素糖苷的形式存在，具有吸光性[7]-[8]，pH值可以使花青素的結(jié)構(gòu)或組成發(fā)生變化，從而使其顏色產(chǎn)生變化。有研究表明，單糖花青素在pH值<2時(shí)以2-苯基苯并吡喃陽(yáng)離子(AH+)的形式存在;在pH值=4—5時(shí)花青素以醌型假堿(B)或查而酮(C)形式存在，此時(shí)其是無(wú)色的;pH值>6時(shí)以醇型A存在[9]。正是由于這些結(jié)構(gòu)的變化，花青素在不同pH值下呈現(xiàn)出不同的顏色，當(dāng)pH值<2時(shí)呈現(xiàn)明亮的鮮紅色;中性的時(shí)候花青素為紫色;堿性的時(shí)候花青素顯青色，當(dāng)pH值>11時(shí)花青素可呈現(xiàn)墨綠色[10]。K.Aysegul等通過(guò)對(duì)不同pH值的花青素溶液進(jìn)行加熱，研究色素穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn)，在70℃下水浴加熱8h后，pH值<4的色素樣品色素半衰期明顯高于pH值>5以上的色素樣品[11]，這說(shuō)明花青素在酸性條件下比較穩(wěn)定。

花青素糖苷是一種類黃酮類化合物，具有黃酮類化合物的性質(zhì)。花青素糖苷因分子中多具有酚經(jīng)基，故顯酸性，可溶于堿性水溶液、毗睫、甲酞胺及二甲基甲酞胺中。堿性Y-吡喃環(huán)上的1位氧原子，因有未共用的電子對(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無(wú)機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成鹽。例如，堿提取酸沉淀法提取黃酮類化合物過(guò)程中，在加酸酸化時(shí)，酸性不宜過(guò)強(qiáng)，以免生成樣鹽，致使析出的黃酮類化合物又重新溶解，降低產(chǎn)品收率[12]。過(guò)高的pH值會(huì)導(dǎo)致鐵、鎂等元素難以吸收而出現(xiàn)缺素癥，降低花色素苷的積累。

從理論上講，pH值=4最有利于花色素苷的積累，其次是pH值=5，再次是pH值=6，最后是pH值=7，而pH值=8對(duì)花色素苷的積累有明顯的抑制作用。但實(shí)驗(yàn)表明:pH值=6為最好，其次是pH值=5、pH值=7，pH值=8對(duì)花色素苷的積累有明顯的抑制作用。雖然pH值=4在理論上有利于花色素苷的積累，但事實(shí)上鳳尾雞冠花在pH值=4的土壤中長(zhǎng)勢(shì)比較差，葉片中花色素苷積累的量也不多。因此，生產(chǎn)上應(yīng)以pH值=6的透氣良好的沙壤土為佳。

3.結(jié)語(yǔ)

土壤酸堿度與花色素苷的積累和花序鮮重有著密切的關(guān)系。土壤酸堿度是土壤條件中對(duì)花卉作物生長(zhǎng)影響最重要的一個(gè)因子。有些花卉對(duì)土壤的pH值要求非常嚴(yán)格，如杜鵑類必須在酸性條件下才能生長(zhǎng)。大多數(shù)花卉在中性偏酸(pH值為5.5～7.0)的土壤上就能良好生長(zhǎng)。一般在這一pH值界限內(nèi)花卉植物需要從土壤中吸取的營(yíng)養(yǎng)元素都呈可吸收狀態(tài)，高于或低于這一界限，有些營(yíng)養(yǎng)元素即變?yōu)椴豢晌諣顟B(tài)，從而導(dǎo)致一些花卉發(fā)生營(yíng)養(yǎng)缺乏癥[13]。過(guò)強(qiáng)的酸性土壤雖然有利于花色素苷的積累，但會(huì)抑制花序的生長(zhǎng)。研究表明:鳳尾雞冠花，最佳環(huán)pH值為中性至微酸性條件[14]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:土壤pH值=6時(shí)對(duì)花色素苷的積累和花序的鮮重有明顯的促進(jìn)作用，大面積種植鳳尾雞冠花時(shí)還應(yīng)該考慮溫光水氣肥等其它環(huán)境因子的影響。

參考文獻(xiàn):

[1]李燕，王春蘭等.植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)物中黃酮類物質(zhì)積累影響因素的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2006，41(9):651-655.

[2]Weiss，D.，Halevy，A.H.Stamens and gibberellin in the regulation，of corolla pigmentation and grouth in Petunia hybrida[J].Planta，1989，(179):89-96.

[3]蔡曉明，尚玉昌.普通生態(tài)學(xué)[M].北京:北京大學(xué)出版社，1995.

[4]魯如坤.土壤—植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)原理與施肥[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[5]蔣定安，成杰民.近10年來(lái)宜興市水稻土表層土壤pH值及B、Cu、Zn、Mn有效態(tài)含量的變化[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，20(4):111-113.

[6]潘根興，成杰民，高建琴.活化率作為蘇南土壤環(huán)境重金屬污染沖擊的指標(biāo)[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，27(2):46-49.

[7]于曉南，張啟翔.觀賞植物的花色素昔與花色，林業(yè)科學(xué)，2002，38(3):147-152.

[8]孟紹賢.超快過(guò)程激光生物學(xué)的內(nèi)容、方法和意義，激光生物學(xué)報(bào)，1999，8(4):241-251.

[9]Anna B. Alicja，Z. K，Jan. O. The effects of heating，UV ir radiation，and storage on stability of the anthocyanin-polyphenol copigment complex [J].Chemistry Food，2003，(81):349-355.

[10]陳小全，周魯，左之利等.超聲波作用下桑葚紅色素的提取及其穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào).自然科學(xué)版.2004，(8):458-459.

[11]Aysegul. K，Mehmet.O，Bekir. C.Stability of black carrot an thocyanins in various fruit juices and nectars[J].Food Chemis2 try. 2006，(97):598-605.

[12]倪剛.部分黃酮類化合物含量測(cè)定、毒副作用及生物利用作度研究，2007，11.

[13]薛勇.為什么多數(shù)花卉適宜在中性偏酸土壤中生長(zhǎng)[J].中國(guó)花卉盆景，1996，(10):26.

[14]王靜.環(huán)境因素對(duì)花卉生長(zhǎng)的影響及調(diào)控效應(yīng)研究，2005，31.

(指導(dǎo)老師:王斌)