外源激素對棗果環磷酸腺苷和抗壞血酸含量的影響

李雙雙，潘忠成,2*，張心心，鄭鵬飛，田利明，周 柳，張鵬飛，李蒲民

(1.陜西麥可羅生物科技有限公司，陜西 渭南 714200，2.哈爾濱工程大學材料科學與化學工程學院/教育部超輕材料與表面技術重點實驗室，哈爾濱 150001,3.山西農業大學園藝學院，山西 太古 030801)

近年來，越來越多的人們開始關注飲食營養和保健作用，藥食同源的紅棗被人們愈加關注[1]。棗原產于我國，至少有3000多年的栽培歷史，且我國是世界上棗產量最大的國家[2-3]。紅棗含有豐富的cAMP、VC、多酚類、黃酮類以及多糖類等功能成分，同時又為補中益氣、養血安神、緩和藥性的常用中藥，是集營養與醫療保健于一體的優質滋補品[4]。

1.1 cAMP研究進展

環磷酸腺苷(Adenosine3'，5'-cyclicmonophosphate，簡稱cAMP)化學式為C10H12N5O6P，在成熟棗果肉中含量為一般動植物的數千至數萬倍，是棗果中最重要的生物活性物質[5]。它是蛋白激酶致活劑，是最重要的胞內信使之一，能參與細胞分裂與分化、形態建成、類固醇生成、糖原和脂肪分解等多種生理生化過程，在基因表達中發揮至關重要的作用，能抑制細胞增殖、癌細胞、過敏性疾病等，對神經系統也有調節作用，還能誘導激素或酶的合成，促進機體合成代謝[6-8]。還有研究表明，包括癌癥、高血壓、冠心病、心肌梗塞在內的40余種疾病均與人體內cAMP代謝相關[9-10]。

1957年Sutherland[11-12]從哺乳動物的組織中發現了cAMP。劉孟軍和王永蕙[13]對棗和酸棗等14種植物的cAMP進行了研究，測定結果表明，棗和酸棗含量明顯高于其他植物，并且山西木棗成熟果肉中含量最高。由于大棗中cAMP含量豐富，近年來從棗中提取cAMP的相關的研究較多。JCyong等[14]率先從棗中分離出cAMP，利用離子交換柱法并優化了該分離提取工藝。環磷酸腺苷的測定方法有高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography，簡稱HPLC)、競爭蛋白法、薄層層析、酶聯免疫法等方法。目前，HPLC已成為cAMP測定的常用方法[15]，HPLC以其分離、定量分析性能高，分析速度快、操作簡便、檢測靈敏、適用范圍廣等優點，逐步在分析領域內占據重要的地位[16]。

張明娟等[17]采用高效液相色譜法測定了8種棗果中的cAMP的含量，其中最高的為朝陽圓棗(375.61μg/g)，最低為1-早脆王(46.01μg/g)，由該試驗可知超聲時間、乙醇濃度、料液比對cAMP的提取有不同的影響，各因素作用主次順序為：料液比>超聲時間>乙醇濃度，料液比1：25。趙堂等[18]以寧夏幾種特色紅棗(靈武長棗、同心圓棗和中寧圓棗)為研究對象，并與山東大棗、陜北灘棗進行比較，結果發現寧夏的靈武長棗(335.71μg/g)含量最高，靈武長棗以其個大、味甜等享譽國內外。通過本研究可發現，靈武長棗在藥用價值方面也具有一定的競爭優勢，研究結果為進一步推動靈武長棗走向國際市場提供了一定的科技支撐。

也有學者研究過不同處理措施對棗中環磷酸腺苷含量的變化影響。劉世軍等[19]研究發現，經與未經炮制的大棗生品比較中，經過炮制的大棗中環磷酸腺苷含量均有提高，其中經過醋蒸的大棗環磷酸腺苷含量增加最為明顯。張冠楠等[20]以靈武長棗為試材，采用海藻酸鈉、殼聚糖、普魯蘭多糖進行涂膜處理。研究表明，各處理果中環磷酸腺苷含量均遠遠高于對照組，其中，殼聚糖涂膜處理環磷酸腺苷含量提高最為顯著。

1.2 VC研究進展

抗壞血酸(easorbiceaidAsA，VC)主要存在于日常食用的新鮮蔬菜水果中，它作為人體必不可少的一種維生素，可以幫助人體內鐵的吸收，降低人體血液膽固醇濃度，預防普通感冒，促進蛋白質的牢聚性，防治環血病等，從而起到延長壽命的效果[21]。重要的是它可以參與到人體的某些代謝活動中，對生物氧化有重要影響，增強機體的抗病力和解毒作用等。在化學實驗中也可作為還原劑、掩蔽劑及色譜分析試劑等[22]。

VC是植物中廣泛存在的一種水溶性抗氧化有機小分子，1932年Wang和King[23]首先分離出純的VC，并證明是抗壞血病因子。植物抗壞血酸首先在線粒體內膜上合成，然后再運輸到胞內其他亞細胞區室和質外體中。由于調節性轉運體系的存在，抗壞血酸能夠根據生理、發育和代謝的需要在不同細胞區間迅速轉移，因此植物不同組織抗壞血酸含量存在差異[24]。在VC含量測定中，HPLC法相較于滴定法，熒光法優勢在于穩定性好重復性高，已有部分研究者側重使用[25-26]。

李小梅等[27]對野生酸棗果肉、酸棗仁、紅心獼猴桃和冬棗中維生素C含量進行測定和比較。研究表明，野生酸棗果肉中維生素C的含量最高，達到436.65mg/100 g，是紅心獼猴桃的3.6倍，冬棗的1.5倍，酸棗仁中維生素C的含量最低，僅有16.353mg/100 g。石東里等[28]對濱州市21個棗品種的VC含量進行了測定，發現一般鮮棗果實的抗壞血酸含量都在200mg/100 g以上，大部分在300mg/100 g～500mg/100 g之間，平均為418mg/100g，其中在500mg/100 g以上的品種有酸棗、金絲小棗、陽信大棗、長紅和濱北薄棗。

國內外研究者為提高VC含量，做了大量研究。孫學成等[29]采用分期播種的方法研究了鉬對冬小麥葉片中VC含量的影響，結果表明施鉬提高了冬小麥葉片中VC含量，在取樣溫度較低時，VC含量上升幅度大。

1.3 外源激素：植物生長調節劑

植物生長調節劑是經過果實表皮、葉片的角質膜等進入果樹體內來調節果樹不同時期的生長發育狀況，由于它吸收好、用量小、作用大以及高效等優點，在農業生產中廣泛被使用[30]。我國使用頻繁的屬生長素與GA類的化合物，多應用于果蔬、棉花等作物來提高產量。其中GA經常被用來促進植物芽和葉的伸長與生長；ABA是一種抑制高等植物生長的植物激素，多用于提高花卉園藝的應用價值。α-萘乙酸及其鈉鹽等類均具有一定的生長素的活性，它能促進根的伸長和不定根的形成，以及果實、塊根和塊莖的膨大，在栽培時常被用作膨大素來使用，且經過田間試驗證明了它能提高蘋果、梨、葡萄、彌猴桃等果樹以及辣椒、茄子等蔬菜單果重，并大幅度提高產量，改善品質。

果實的功能營養隨著人們生活水平的提高愈加得到關注，同時能夠提高果實營養價值的植物生長調節劑的使用也成為農業上必不可少的栽培技術之一，此技術也很好的為棗農收益做出了貢獻?；诖?，本試驗選定了植物生長調節劑對不同生長期的棗進行處理，來比較分析調節劑對果實cAMP、VC等功能物質的動態影響，為棗果實提高功能物質技術的研究提供理論依據。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

2.1.1 試驗點 試驗地點在山西省太谷縣，壺瓶棗棗樹屬小冠疏層形。

2.1.2 試驗設計 在棗幼果期進行處理。試驗分為赤霉素(GA)、α-萘乙酸鈉、脫落酸(ABA)以及清水對照組(CK)。選擇長勢一致并良好的棗樹，完全隨機區組設計，每處理分為5個重復，每小區2株。

2.2 試驗方法

2.2.1 噴施處理及采樣 試驗中所選用的植物生長調節劑為GA、ABA和α-萘乙酸鈉。在棗幼果期進行噴施，共噴施6次。每次均在噴藥前進行采樣共7次。采樣在果樹東南西北四個方向進行，適量即可，要求果實飽滿、完好，成熟度一致。

2.2.2 測定方法

2.2.2.1 cAMP測定方法

采用HPLC法進行測定。具體步驟如下，液氮研磨，精確稱取1.00 g棗樣到10mL離心管中，加入7mL 16%的乙醇，震蕩，黑暗條件超聲提取10min，離心10000轉10min，吸取上清液至2mL離心管里，用小離心機離心12000轉5min，離完，用移液槍取≥600 μL于小棕色瓶中，過濾膜到小棕瓶，待上樣。

色譜條件：賽默飛高效液相色譜儀C18色譜柱；檢測波長：260 nm；流動相：甲醇：磷酸二氫鉀=2：8(體積比)；流速：1mL/min；柱溫：35℃；時長：10min。根據利用抗壞血酸標準品反應所得的標準曲線方程Y= 7.9175X- 0.1926(R2= 0.9997)計算cAMP的含量。

2.2.2.2 Vc測定方法

采用HPLC法進行測定。液氮研磨，準確稱取0.1 g樣品，加入4mL 0.1%草酸，避光超聲提取10min，10000轉離心10min，取上清液至10mL離心管中，重復提取1次，合并2次上清液，離心10min，取上清液于2ml離心管，離心12000轉5min，用移液槍取≥600 μL于小棕色瓶中，待上樣。

色譜條件：賽默飛高效液相色譜儀C18色譜柱；檢測波長：240 nm；流動相：0.1%草酸；流速：1mL/min；柱溫：35℃；時長：8min。

其中并根據利用抗壞血酸標準品反應所得的標準曲線方程Y= 0.0675X- 0.3664(R2= 0.9765)計算VC的含量。

2.3 數據處理

試驗中所有數據均使用Excel進行記錄，SPSS 21.0軟件進行顯著性分析。

3 結果與分析

3.1 外源激素對cAMP的影響

果實cAMP的含量總體上呈現先上升后下降的趨勢(圖1)。方差分析表明：在幼果期進行了1次施藥處理，表現為GA、ABA和α-萘乙酸鈉處理的果實cAMP的含量與CK相比差異均不顯著。在白熟期8月10日至8月20日，ABA處理的果實cAMP的含量與其他處理相比有顯著差異，白熟期8月30日，ABA處理的果實cAMP的含量顯著高于CK和GA處理的。脆熟期9月10日，ABA處理極顯著高于GA處理，顯著高于α-萘乙酸鈉處理，同時其他處理均顯著高于GA處理。完熟期無顯著性差異。其中7月30日至9月10日，GA處理的果實cAMP的含量在生長過程中一直處于緩慢上升的階段，而脆熟期9月10日極顯著低于其他處理。

圖1 cAMP標品出峰圖

圖1 不同處理對壺瓶棗cAMP含量的影響注：數據為平均數±標準誤，小寫英文字母表示0.05水平差異顯著性。下同。

3.2 外源激素VC的影響

果實VC含量動態變化如圖2所示。果實可溶性總糖的含量總體上呈現先下降后上升的趨勢。棗果在幼果期7月21日各處理的VC含量均達到最大值，分別為1661mg/100g、1564mg/100g、1648mg/100g和1587mg/100g。在白熟期8月10日，ABA處理的果實VC含量顯著高于CK處理的。其他時期各處理的果實VC含量無顯著性差異。

圖2 Vc標品出峰圖

圖4 不同處理對壺瓶棗VC含量的影響

4 討論

本試驗在壺瓶棗幼果期開始進行噴施GA、ABA、α-萘乙酸鈉的栽培技術處理，并對壺瓶棗果實功能成分含量的動態變化進行分析發現，噴施GA、ABA、α-萘乙酸鈉對壺瓶棗成熟期果實cAMP、VC含量會有不同程度的影響。

本試驗研究結果表明，果實cAMP的含量在果實的生長發育過程中呈現前期積累在完熟期到達最大值后又略微下降的趨勢。棗果中的cAMP參與并調節棗細胞的生理活動以及新陳代謝，發揮著重要調節和控制作用。白熟期8月10日、8月20日ABA處理的果實cAMP的含量均顯著高于CK、GA和α-萘乙酸鈉處理，不同時期分別高出77.19%、48.47%、55.62% 和72.15%、42.27%、101.98%。白熟期8月30日，ABA處理的果實cAMP的含量顯著高于CK和GA處理，分別高出2.07倍和0.79倍。脆熟期9月10日，ABA處理極顯著高于GA處理，高了8.06倍，且顯著高于α-萘乙酸鈉處理，為53.99%。其中脆熟期9月10日GA處理的果實cAMP的含量極顯著低于其他處理，可能是由于GA處理造成棗果cAMP的合成減緩，使其含量過低造成的。試驗研究發現ABA處理對cAMP的含量存在一定的促進作用。

植物體VC的含量受到品種、類別以及栽培技術和環境條件影響之外，還會受到外界因子如光強或晝夜溫差變化、氣候環境、水肥管理等的影響。本試驗通過噴施外源激素觀察VC含量變化，研究結果表明，棗果實VC的含量早期最高，后隨著果實的發育VC含量逐漸下降，在完熟期有略微的上升。這與大多數的研究結果相似，都支持VC在果實不成熟期的綠色期發生迅速積累，但早期的棗果果肉呈現綠色，質地較疏松，汁少，酸澀，不適宜食用。白熟期8月10日，ABA處理的果實VC含量顯著高于CK處理的，高出19.61%。這與Jiang等[31]和Liu等[32]研究結果一致，Jiang等[31]和Liu等[32]研究發現在干旱脅迫條件下，ABA對抗壞血酸含量的影響中均表明，ABA顯著提高干旱脅迫下玉米幼苗和白皮松低溫脅迫中的VC含量。完熟期CK、GA、ABA和α-萘乙酸鈉處理的果實VC含量平均值分別為611mg/100g、642mg/100g、618mg/100g和601mg/100g，此階段是壺瓶棗最適合食用的階段，其VC含量比其他瓜果蔬菜的VC高出幾十倍甚至更多。本試驗ABA處理以及與其他研究者相同的ABA處理，對果實中VC含量均表現為促進作用。

5 結論

(1)ABA處理對完熟前期棗果實cAMP的含量有促進作用。此外白熟期ABA處理的果實cAMP的含量顯著高于其他處理。脆熟期ABA處理極顯著高于GA處理，顯著高于α-萘乙酸鈉處理，同時其他處理均顯著高于GA處理。完熟期無顯著性差異。

(2)ABA處理能有效增加棗果VC含量利于鮮棗提高營養。幼果期各處理的VC含量均達到最大值，此時棗果酸澀汁少不利于食用。白熟期ABA處理的果實VC含量顯著高于CK處理的。其他時期各處理的果實VC含量無顯著性差異。