赤霉素和矮壯素對水飛薊生長及有效成分含量的影響

劉廣娜　趙權(quán)++楊祥波等

摘要：以菊科植物水飛薊為試驗材料，研究不同濃度赤霉素和矮壯素溶液對水飛薊賓含量和一些生理特征的影響。結(jié)果表明，在100～300 mg/L赤霉素處理下，水飛薊賓的含量先下降后上升，但低于對照；丙二醛含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、葉綠素含量、水飛薊產(chǎn)量和株高均在200 mg/L時達到最高值。在100～300 mg/L矮壯素處理下，水飛薊賓的含量、丙二醛含量、SOD、CAT、葉綠素含量均隨著濃度增加而增大，而POD、水飛薊產(chǎn)量和株高變化不大。

關(guān)鍵詞：水飛薊；水飛薊賓；赤霉素；矮壯素

中圖分類號： S567.204文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）11-0334-03

收稿日期：2011-11-07

基金項目：吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院重點學(xué)科培育項目。

作者簡介：劉廣娜（1982—），女，吉林臨江人，碩士，講師，研究方向生物技術(shù)在中草藥中的應(yīng)用。E-mail：95471067@qq.com。

通信作者：趙權(quán)，博士，教授，研究方向中草藥遺傳機理研究。E-mail：zhaoquanbs@163.com。水飛薊（Silybum marianum Gaertn.） 為菊科水飛薊屬草本植物，是治療肝炎的民間用藥。20 世紀 60 年代末，德國藥學(xué)家Wanger 等首次從水飛薊果實中提取出了藥用活性成分，并將其命名為 sily-marin[1]。此后，國內(nèi)外醫(yī)藥研究者對水飛薊的栽培育種[2]、化學(xué)成分[3]、提取工藝[4]及藥理藥效[5]等各方面均進行了較深入的研究。目前研究發(fā)現(xiàn)，水飛薊素除具有預(yù)防和治療肝膽疾病外，還具有抗氧化、抗輻射、抗腫瘤、提高免疫力等多種功能[6]。赤霉素是調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的五大激素之一，與植物的生長和發(fā)育有著密切關(guān)系。目前使用最廣泛、研究最多的是赤霉素類的赤霉素酸（GA3），其主要功能是刺激莖頂端細胞分裂、刺激莖伸長和促進RNA和蛋白質(zhì)的合成。矮壯素（CCC）是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，它能夠控制植株的營養(yǎng)生長，促進生殖生長，使植株的節(jié)間縮短、矮壯并抗倒伏，促進葉片顏色加深，光合作用加強，提高植株坐果率、抗旱性、抗寒性和抗鹽堿能力。本試驗主要研究不同濃度赤霉素和矮壯素對水飛薊賓含量和一些生理特征的影響，選出適宜濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑，探索水飛薊栽培新技術(shù)，為提高水飛薊相關(guān)品質(zhì)提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

水飛薊種子由吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院中藥學(xué)院實驗基地提供。

1.2田間試驗

田間試驗采用大田栽培法。于5月中旬播種，7月中旬挑選生長狀況良好并一致的水飛薊進行赤霉素和矮壯素處理，設(shè)定濃度為100、200、300 mg/L，單株噴施量為30 mL，對照（CK）噴施等量自來水，每組處理3次重復(fù)。10 d噴1次，連續(xù)噴藥3次。第1次噴藥當(dāng)天測量株高，以后每隔10 d測量1次，做好相應(yīng)記錄。

1.3測定項目與方法

1.3.1水飛薊賓含量的測定取HPLC測定用對照品溶液各1、2、3、4、5、6 μL，按預(yù)定色譜條件進樣分析，以進樣量為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，分別得到水飛薊賓A、B的標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1、圖2）。

標(biāo)準(zhǔn)品溶液制備：精確稱取水飛薊素標(biāo)準(zhǔn)品5.0 mg，于50 mL容量瓶中，加甲醇溶解、定容，搖勻，0.45 μm微孔濾膜過濾，濾液即為HPLC法測定用各標(biāo)準(zhǔn)品溶液。

供試溶液制備：精確稱量水飛薊新鮮種子5 g，經(jīng)烘箱干燥至種子水分完全散發(fā)。再將烘干的種子粉碎，精確稱量1 g，用50 mL石油醚在70 ℃下回流3 h。待提取完成后，將溶液過濾，殘渣用濾紙包裹并溫風(fēng)吹干。精確加入150 mL乙酸乙酯，78 ℃水浴回流3 h，過濾提取液并用20 mL乙酸乙酯分2次洗滌燒瓶以及濾紙。合并濾液和洗滌液濃縮至干，以1 mL色譜純甲醇定容，即為HPLC測定用水飛薊素供試溶液。

1.3.2丙二醛含量的測定根據(jù)張治安等的方法[7]測定丙二醛含量：MDA含量=（CVTV1）/（1 000V2m）。式中，C為MDA濃度（μmol/L）；VT為樣品提取液的總體積，mL；V1為樣品提取液和TBA溶液總反應(yīng)液體積，mL；V2為于TBA反應(yīng)的樣品提取液體積，mL；m為鮮樣品質(zhì)量，g；1 000是將mL換算成L的系數(shù)。

1.3.3超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定根據(jù)張治安等的方法[7]測定SOD活性：取低溫保存的鮮樣，稱2 g左右的葉片放在50 mL的離心管，加入20 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖溶液（pH值=7.8），研磨，8 000 r/min冷凍離心20 min，上清液為粗酶液。測試時取3 mL反應(yīng)液+0.02 mL葉的粗酶液，于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6～10 min，650 nm下測定吸光度。

1.3.4過氧化物酶（POD）活性的測定根據(jù)張治安等的方法[7]測定POD活性：2 mL 0.3%H2O2溶液+0.95 mL 0.2%愈創(chuàng)木酚溶液+1 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖溶液（PBS，pH值=7.0）+0.02 mL酶液（對照用0.05 mol/L磷酸緩沖溶液代替酶液），記錄470 nm處吸光度降低速度。

1.3.5過氧化氫酶（CAT）活性的測定根據(jù)張治安等的方法[7]測定CAT活性：1 mL 0.3%H2O2溶液+1.9 mLH2O+0.1 mL 酶液，測定240 nm處吸光度降低速度。

1.3.6葉綠素含量的測定用TYS-A葉綠素測定儀直接測定葉綠素含量。

1.3.7水飛薊產(chǎn)量的測定成熟期，各個小區(qū)單獨收取水飛薊種子，分別測定每個小區(qū)的水飛薊產(chǎn)量。

1.3.8水飛薊株高的測定對水飛薊使用植物生長調(diào)節(jié)劑后，每隔10 d對每個小區(qū)其中3株水飛薊測量株高，并取平均值。

2結(jié)果與分析

2.1赤霉素和矮壯素對水飛薊賓含量的影響

由圖3和圖4可知，本試驗成功提取出了水飛薊賓。由圖5可知，赤霉素和矮壯素處理過的水飛薊中水飛薊賓含量均低于對照，但在試驗所選擇的處理濃度（100～300 mg/L）中，隨著矮壯素濃度的增加，水飛薊賓含量逐漸升高。

2.2赤霉素和矮壯素對丙二醛含量的影響

由圖6可見，MDA含量呈先大幅升高，后趨于平緩的趨勢，且矮壯素在100～300 mg/L之間，MDA含量隨濃度增加而增加。

2.3赤霉素和矮壯素對超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

由圖7可見，赤霉素對SOD活性的影響是先促進后抑制的。而矮壯素對SOD活性影響在試驗濃度內(nèi)是一直上升的。

2.4赤霉素和矮壯素對過氧化物酶（POD）活性的影響

由圖8可見，隨著赤霉素濃度的增加，過氧化物酶活性先逐漸升高后下降，200 mg/L時達到極值，說明，體內(nèi)代謝能力對赤霉素濃度的增加有一個逐漸適應(yīng)的過程。而POD活性隨矮壯素濃度變化波動幅度較小，無顯著變化。

2.5赤霉素和矮壯素對過氧化氫酶（CAT）的活性影響

由圖9可見，隨著赤霉素濃度的升高，CAT的活性先升高后下降，說明隨著赤霉素濃度增加，CAT的活性也隨著增加，但隨后可能植物體內(nèi)產(chǎn)生某種抑制酶活性的物質(zhì)，導(dǎo)致酶活性降低；但CAT的活性隨著矮壯素濃度的增加而增加。

2.6赤霉素和矮壯素對水飛薊葉綠素含量的影響

由圖10可以看出，赤霉素處理后的水飛薊葉綠素含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，說明隨著赤霉素濃度的增加，植物體

內(nèi)抵抗能力有一個逐漸適應(yīng)和產(chǎn)生的過程。矮壯素處理的水飛薊在試驗濃度內(nèi)是處于上升狀態(tài)的，葉綠素合成持續(xù)增加。

2.7水飛薊產(chǎn)量的測定結(jié)果

由圖11可見，赤霉素處理的水飛薊產(chǎn)量稍有增加，并且在200 mg/L時產(chǎn)量最高；而矮壯素處理的水飛薊產(chǎn)量稍有減少，但總體減少并不明顯。故用200 mg/L的赤霉素處理水飛薊較適宜。

2.8赤霉素和矮壯素對水飛薊株高的影響

由圖12可以看出，赤霉素會促進植物生長，使其株高在短時間變高；矮壯素不會使植物從高變矮，而是使其生長減緩，低于正常水平。

3討論

在本試驗所采用的矮壯素的2種濃度條件下，水飛薊賓的含量持續(xù)增加，但均低于對照；丙二醛含量、SOD活性、CAT活性、葉綠素含量均持續(xù)升高；對POD活性影響不大。所采用的赤霉素濃度處理水飛薊，得到的水飛薊產(chǎn)量和空白對照比稍有增加，濃度200 mg/L的時候產(chǎn)量最高。本試驗為藥用植物引種馴化、中藥鑒定以及合理利用土地資源提供了理論

依據(jù)。但是植物生長調(diào)節(jié)劑對藥用植物初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物的影響作用機制以及作用程度尚須深入研究。

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