鋅對蘆薈的根活力及活性物質含量的影響

摘要：采用砂培試驗初步探討了鋅元素對庫拉索蘆薈的根活力以及蘆薈苷、蘆薈大黃素含量的影響。結果表明，鋅元素對蘆薈的根活力以及蘆薈體內蘆薈苷、蘆薈大黃素含量皆有影響。當營養(yǎng)液鋅濃度為１．０×１０－５ｍｏｌ／Ｌ時，蘆薈根活力最高，同時蘆薈苷和蘆薈大黃素含量也最高；隨著供鋅濃度的提高，蘆薈體內鋅含量不斷增加。

關鍵詞：蘆薈苷；蘆薈大黃素；根活力；鋅

中圖分類號：Ｑ９４９．７１＋８．２文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）07－1403-03

Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｔｒａｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｚｉｎｃ ｏｎ ｔｈｅ Rｏｏｔ Aｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ Cｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Aｃｔｉｖｉｔｙ Eｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ Ａｌｏｅ ｂａｒｂａｄｅｎｓｉｓ Ｍｉｌｌ．

ＸＩ Ｇｕｏ－ｈｏｎｇ１，ＬＩ Ｗｅｉ－ｎｉｎｇ１，ＬＩ Ｃｈａｏ１，ＭＡ Ｊｉｎｇ－ｊｕｎ１，ＳＵＮ Ｈｕａｎ－ｍｉｎｇ２，ＷＥＮ Ｙａ－ｊｕｎ２

（１． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ， Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１００１，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｂｅｉｊｉｎｇ Ａｇｒｏ－Ｔｅｃｈ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｚｎ ｏｎ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｏｉｎ ａｎｄ ａｌｏｅ－ｅｍｏｄｉｎ ｉｎ Ａｌｏｅ ｂａｒｂａｄｅｎｓｉｓ Mill. ｗere ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｓａｎｄｙ ｃｕｌｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｚｎ had ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｏｉｎ ａｎｄ ａｌｏｅ－ｅｍｏｄｉｎ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｎ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ waｓ １．０×１０－５ ｍｏｌ／Ｌ， ｔｈｅ ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｏｉｎ ａｎｄ ａｌｏｅ－ｅｍｏｄｉｎ were ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｚｎ ｉｎ ｔｈｅ Ａｌｏｅ ｂａｒｂａｄｅｎｓｉｓ Mill. waｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｚｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｌｏｉｎ； ａｌｏｅ－ｅｍｏｄｉｎ； ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ； Ｚｎ

蘆薈為百合科蘆薈屬多年生﹑常綠﹑肉質草本植物，因富含多種活性物質而在諸多領域被廣泛研究與應用［１］。目前有關蘆薈代謝調控的研究較少，

Ｐａｅｚ等［２］探討了光照對蘆薈生物產量及碳代謝的影響，Vａｎ Ｓｃｈａｉｋ等［３］研究了灌溉與氮肥對蘆薈凝膠產量及葉片生長的影響。在蘆薈生產上，如何得到活性成分含量較高的蘆薈，值得深入研究。可通過蘆薈的次生代謝調控，找到一些重要次生代謝途徑的關節(jié)點，并對其加以調節(jié)，從而提高蘆薈的藥用質量。測定蘆薈苷含量來評估蘆薈質量［４］具有科學依據，這種方法已得到公認。試驗擬通過探討鋅元素與蘆薈苷含量變化的關系，探索調控蘆薈苷、蘆薈大黃素代謝的過程，從而達到生產出活性成分含量高的蘆薈的目的。

１材料與方法

１．１供試材料

１．１．１材料供試蘆薈為庫拉索蘆薈（Aloe vera L.），河北華美蘆薈生產開發(fā)有限責任公司提供。主要試劑：蘆薈苷標準品和蘆薈大黃素標準品（中國藥品生物制品檢定所），氯化三苯基四氮唑（Ｓｉｇｍａ），甲醇（ＨＰＬＣ級），乙酸乙酯，Ｚｎ標準溶液（國家環(huán)境保護總局），ＺｎＳＯ４·７Ｈ２Ｏ（分析純）等。主要儀器：高效液相色譜儀（ＨＰＬＣ）（美國Ｗａｔｅｒｓ公司，Ｗａｔｅｒｓ－６００Ｅ系列），二極管陣列檢測器（ＰＤＡ），塞曼原子吸收光譜儀（日立Ｚ－５０００型），紫外可見分光光度計（島津ＵＶ－２５０１ＰＣ型），ＪＬ－１２０型超聲波清洗器（上海杰理科技有限公司）。

１．１．２材料的培育選擇大約１０、２０、３０ ｃｍ的３個株高層次上的蘆薈苗，經處理后培育于２０目的石英砂中［５］。共設６個處理（表１），每個處理３次重復，以全營養(yǎng)液培養(yǎng)為對照。培養(yǎng)溫度：（２９±３）℃；相對濕度：５０％～７０％；日照時間：１４ ｈ；光強：１０ ０００～

１２ ０００ lｘ；培育時間：６０ ｄ。

１．２分析方法

①根活力采用氯化三苯基四氮唑（ＴＴＣ）法測定［６，７］。②火焰原子吸收光譜法測定鋅含量。③ＨＰＬＣ測定蘆薈苷、蘆薈大黃素的含量。流動相：甲醇－水（Ｖ∶Ｖ＝７０∶３０）溶液；流速：１ ｍＬ／ｍｉｎ；檢測波長：２９３ ｎｍ；進樣量：２０ μＬ；柱溫：室溫；蘆薈苷的回歸方程為＝２１７ ３５８＋７４５ ５１７ｘ；蘆薈大黃素的回歸方程為

＝３６９ ４７２＋１ ２６７ ２６４ｘ。

２結果與分析

２．１不同鋅濃度培養(yǎng)液對蘆薈根活力的影響

通過對不同鋅處理砂培蘆薈的觀察及對圖１、２、３的分析，可以得出，不同鋅濃度的營養(yǎng)液對蘆薈的生長有一定的影響，且３個生長高度的蘆薈表現(xiàn)的規(guī)律相同。處理１、２的植株生長明顯較其他處理慢（針對整株生長水平而言），且部分葉片不飽滿，整株葉色較淺，根量適中，但根活力顯著低于其他處理。這是因為鋅是植物體必需的微量元素之一，它參與植物體內多種生理生化反應，鋅的缺乏必然導致植物體生長出現(xiàn)障礙，如缺鋅可使蘆薈的光合效率大大下降、缺鋅直接導致蛋白質合成的減弱［８－１０］等。處理３、全液、４、５、６植株地上外部性狀基本相同，植株生長健壯，葉片飽滿，呈墨綠色，布有白色斑點。同時各處理植株的根量也基本相同，根活力依次遞增，至處理５達最高值，且此處理根活力顯著高于其他各處理，處理６根活力又有所下降。這5個處理供鋅濃度逐漸升高，尤其是處理６，供鋅量已達正常值的１００倍，可這些處理的蘆薈外部性狀基本保持一致，無明顯變化。這說明鋅的毒性較小，蘆薈對鋅的耐受能力較強。

由以上分析可得出結論，就根系活力與植株外部性狀而言，處理５的供鋅濃度（１．０×１０－５ｍｏｌ／Ｌ）為蘆薈生長的最優(yōu)值。其次是處理４、全液、處理６的供鋅濃度，此三者根活力與處理５差異顯著。

２．２不同鋅濃度培養(yǎng)液對蘆薈體內鋅含量的影響

對圖４、５、６的分析可以得出，在供試的三生長高度蘆薈中，隨供鋅濃度的增加，蘆薈體內鋅含量的變化規(guī)律基本一致，各處理蘆薈體內鋅含量直線上升，且各處理間差異顯著。

２．３不同鋅濃度培養(yǎng)液對蘆薈體內蘆薈苷、蘆薈大黃素含量的影響

對圖７、８、９的分析可以看出，蘆薈體內蘆薈苷與蘆薈大黃素含量變化比較明顯，隨供鋅濃度的提高而增加。蘆薈苷與蘆薈大黃素含量均呈線性增長，至處理５皆達最高值，三生長高度中蘆薈苷與蘆薈大黃素最大值分別為７１１６．６ ｍｇ／kｇ、９６３．７ ｍｇ／kｇ。再加大供鋅濃度，蘆薈苷與蘆薈大黃素含量反而下降。結合鋅在植物體內的生物學功能可推測，產生這種規(guī)律的原因主要與鋅對光合作用的影響有關，同時從圖中還可看出處理６與處理５供鋅濃度雖然相差１０倍，但兩處理蘆薈苷與蘆薈大黃素含量絕對值相差不大，這也說明蘆薈對鋅的耐受力比較強。

根據以上結果可知，單就供鋅量而言，處理５的供鋅濃度（１．０×１０－５ｍｏｌ／Ｌ）為獲得高蘆薈苷、蘆薈大黃素含量蘆薈的最優(yōu)值。

３小結

試驗結果表明，隨供鋅濃度的增加，無論蘆薈根活力還是蘆薈苷、蘆薈大黃素含量都有顯著變化，而且變化規(guī)律基本相同，即隨供應濃度的升高，根活力與蘆薈苷、蘆薈大黃素含量也升高。但這種趨勢有一定限度，當供應量超過一定值時，根活力與蘆薈苷、蘆薈大黃素含量不再升高，反而下降。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是：某植物對某種礦質營養(yǎng)元素的吸收有一最佳值，當滿足此值時，利于機體各種機能正常運作，表現(xiàn)出良好的生長狀態(tài)，各種生理指標達較佳水平；一旦某種元素供應量過大或過小，必會對機體造成毒害或缺乏傷害，影響機體正常運行。

參考文獻：

［１］ 趙渤． 藥用植物栽培采收與加工［Ｍ］．北京：中國農業(yè)出版社，１９９８．

［２］ ＰＡＥＺ Ａ， ＧＥＢＲＥ Ｇ Ｍ， ＧＯＮＺＡＬＥＺ Ｍ Ｅ， ｅｔ ａｌ． Ｇｒｏｗｔｈ， ｓｏｌｕｂｌｅ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ， ａｎｄ ａｌｏｉｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｌｏｅ ｖｅｒａ ｐｌａｎｔｓ ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｔｈｒｅｅ ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ ｌｅｖｅｌｓ［Ｊ］． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｂｏｔａｎｙ，２０００，４４：１３３－１３９．

［３］ ＶＡＮ ＳＣＨＡＩＫ Ａ Ｈ， ＳＴＲＵＩＫ Ｐ Ｃ， ＤＡＭＩＡＮ Ｔ Ｇ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｎ ｏｎ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ａｌｏｅ ｂａｒｂａｄｅｎｓｉｓ Ｍｉｌｌ． ｉｎ Ａｒｕｂａ［Ｊ］． Ｔｒｏｐ Ａｇｒｉｃ．（Ｔｒｉｎｉｄａｄ），１９９７，７４（２）：１０４－１０９．

［４］ ＫＩＲＩＤＥＮＡ Ｗ， ＰＯＯＬＥ Ｓ Ｋ， ＭＩＬＬＥＲ Ｋ Ｇ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｒｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ aｌｏｉｎ ａｎｄ aｌｏｅ－ｅｍｏｄｉｎ ｉｎ aｌｏｅ cｏｎｓｕｍａｂｌｅ pｒｏｄｕｃｔｓ ｂｙ tｈｉｎ lａｙｅｒ cｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｌａｎａｒ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ， １９９５， ８：４１６－４１９．

［５］ 西北農業(yè)大學， 華南農業(yè)大學． 農業(yè)化學研究法（上冊）［Ｍ］． 北京：農業(yè)出版社，１９９４．

［６］ 鄒琦． 植物生理學實驗指導［Ｍ］． 北京：中國農業(yè)出版社，２０００．

［７］ 王英典，劉寧． 植物生理學實驗指導［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，２００１．

［８］ 馬斯納Ｈ． 高等植物的礦質營養(yǎng)［Ｍ］． 曹一平，陸景陵，譯．北京：北京農業(yè)大學出版社，１９９１．

［９］ 孫羲． 植物營養(yǎng)原理［Ｍ］． 北京：中國農業(yè)出版社，１９９７．

［１０］ 陸景陵． 植物營養(yǎng)學［Ｍ］． 北京：中國農業(yè)大學出版社，１９９４．