黃龍山白樺樺木醇與樺木酸含量研究

樊蓉蓉，張文輝，何 婷，李 罡，鄧 磊

（西北農(nóng)林科技大學西部環(huán)境與生態(tài)教育部重點實驗室，陜西楊陵712100）

白樺（Betula platyphylla）為樺木科樺木屬的一種落葉喬木，耐寒、耐低溫，耐貧瘠。其適應(yīng)性強，在沼澤地、干旱的陽坡及濕潤的陰坡均能生長［1］。白樺分布范圍廣，自喜馬拉雅山脈東端，經(jīng)青藏高原、秦嶺山脈向中國東北延伸到大興安嶺、長白山等地，在中國分布于14個省區(qū)［2］，在分布區(qū)內(nèi)，天然更新良好，常形成純林或與其他針闊葉樹種組成混交林［3］。研究發(fā)現(xiàn)，白樺樹皮提取物樺木醇、樺木酸具有抗腫瘤、抗病毒活性［4］。黃龍山林區(qū)森林分布集中，植物資源豐富［5］，因此，對這里的白樺積累樺木醇與樺木酸的研究具有非常重要的意義。

樺木醇與樺木酸都是五環(huán)三萜類化合物［6］?！侗静菥V目》中記載，樺樹皮可用于黃疸、乳癰、疥瘡等疾病的治療［7］。一些藥理實驗表明，樺木醇及其衍生物具有消炎、抗病毒等活性［8］，樺木酸更是具有抗腫瘤、抗HIV、抗炎、抗菌、抗瘧疾等多種生物活性［9－10］，與目前所使用的抗HIV 藥物相比，樺木酸類化合物針對性更強，許多樺木酸及其衍生物制劑已用于臨床試驗［11－12］。萜類化合物作為次生代謝產(chǎn)物，其積累受多種因素影響，如光照、植物器官、樹齡等［13］。目前，對樺木醇、樺木酸的研究主要集中在醫(yī)學領(lǐng)域，主要研究其抗腫瘤、抗炎活性，但對培育白樺立地條件選擇及什么時機提取樺木醇、樺木酸少有報道［14］。

本研究區(qū)域選在陜北黃土高原黃龍山林區(qū)，通過調(diào)查將白樺林分為陽坡、陰坡、林緣、孤立木4種生境，測定比較了白樺各器官樺木醇、樺木酸含量以及分不同徑級比較了各器官樺木醇與樺木酸含量，以期選出有利于樺木醇、樺木酸積累的白樺生境以及為白樺資源的合理利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1．1 研究區(qū)概況

本研究區(qū)選在陜北黃土高原黃龍山林區(qū)，位于黃土高原東南部，地理位置109°52′57″～110°17′11″E，35°47′25″～36°01′11″N。東臨黃河，屬于暖溫帶半濕潤與半干旱氣候的過渡地帶，年平均氣溫8．6℃，年均降水量611．8 mm，年無霜期126～186d，地帶性植被為暖溫帶落葉闊葉林，土壤類型主要為褐土。主要成林樹種是油松（Pinus tabulaefomis）、遼 東 櫟（Quercus liaotungensis）、白 樺（Betula platyphylla）等［15］。

1．2 試驗材料

1．2．1 不同生境白樺不同器官采樣 于2013 年10月在陜北黃土高原黃龍山林區(qū)蔡家川林場，分別選擇白樺林林內(nèi)陽坡、陰坡、林緣和孤立生長的白樺4種生境，分不同生境分別取樣。選擇林相均一，樹干較為通直，生長良好，平均胸徑為20cm，無機械損傷的個體為對象，在不同生境中選好標準株后按器官分別進行采樣。樹皮采樣：在距離地面1．3 m高度處采集5cm×5cm 的樹皮樣品。樹枝采樣：采集樹冠上部基部直徑≤2cm 的枝條。樹葉采樣：采集樹冠上部的新鮮樹葉。每個生境選擇3棵標準株重復(fù)采樣，將采集好的材料放入封口塑料袋，標號帶回實驗室備用。

1．2．2 不同胸徑白樺不同器官采樣 在上述4種生境下，按胸徑大小將白樺個體劃分為4個徑級：胸徑小于10cm 為第Ⅰ徑級，10．1～20．0cm 為第Ⅱ徑級，20．1～30．0cm 為第Ⅲ徑級，30．1～40cm 為第Ⅳ徑級，每個徑級各選3株取樣，按1．2．1方法在不同生境下對白樺分徑級分器官進行采樣。

1．3 試驗方法

1．3．1 儀器與試劑 儀器：101－2AB電熱鼓風干燥箱、FW135植物粉碎機、篩網(wǎng)（40目）、SB－5200超聲波清洗機、AUY220電子分析天平、Waters 600E 高效液相色譜儀、Waters 2487紫外檢測器、TG16－W微量高速離心機、布氏漏斗、0．22 mm 有機濾器，1mL一次性注射器。

試劑：樺木酸標準品、樺木醇標準品均購自美國Sigma－Adrich公司。無水乙醇（分析純）、超純水、乙腈（色譜純）。

1．3．2 樣品處理與提取 將1．2中采集到的白樺不同器官、不同徑級樣品洗凈去雜，放入恒溫干燥箱中40℃條件下烘干至恒重，粉碎后過40目篩網(wǎng)，密閉保存于冰箱中備用 。

精確稱取白樺各器官樣品各1．0g于50mL離心管中，加入80%乙醇40 mL，在400W 超聲波功率下超聲50min，冷卻，抽濾，轉(zhuǎn)移至150 mL 容量瓶，重復(fù)提取3次，轉(zhuǎn)移至容量瓶并定容、搖勻。用移液管吸取10mL定容后的溶液于10mL 離心管中，13 000r／min離心10min，取上清液過0．22mL有機濾膜，等待進樣［17－18］。

1．3．3 樺木醇、樺木酸含量的測定 測定樺木醇、樺木酸含量測定方法參照李春雪的研究，采用高效液相色譜法同時測定樺木醇、樺木酸含量［19］。

樺木醇、樺木酸標準溶液的配制：準確稱取樺木醇標準品20mg于5mL 容量瓶中，用80%無水乙醇溶解并定容配制成4mg／mL樺木醇標準品母液；精密稱取2mg樺木酸標準品于50 mL 容量瓶中，加80% 無水乙醇50 mL 并定容，配制成0．04 mg／mL樺木酸標準品母液。

樺木醇、樺木酸混合標曲的配制：精密吸取樺木醇標準母液200μL、樺木酸標準母液600μL 于2 mL離心管中，混勻得混合標準母液，此時混合標品母液中樺木醇濃度為1mg／mL，樺木酸濃度為0．03 mg／mL。

精密吸取混合標品母液60、50、50、50、20μL于2mL 離心管中，分別加入80%無水乙醇40、50、450、950和980μL，混合標品中樺木醇濃度分別為：600、500、100、50和20μg／mL，樺木酸濃度分別為：18、15、3、1．5和0．6μg／mL，按照選定的色譜條件，分別對不同濃度的標準溶液樣品進行分析，以樺木醇、樺木酸的質(zhì)量濃度（μg／mL）為橫坐標，峰面積為縱坐標進行計算得樺木醇標準曲線為y＝9872．2x＋24 924，R2＝0．999 3，樺木酸標準曲線為y＝11 761x＋44 142，R2＝0．999 4。

樺木醇、樺木酸高效液相色譜條件為：色譜柱：Diamonsil C18（2）5μ150mm×4．6mm，流動相為乙腈∶水＝80∶20，紫外檢測波長為210nm，柱溫25 ℃，流速為1．0mL／min，進樣量10μL。

精密度試驗：精密量取標準品溶液10μL，連續(xù)進樣5次測樺木醇與樺木酸含量，結(jié)果顯示樺木醇與樺木酸標準品的峰面積積分值的相對標準偏差（RSD）分別為1．06%和0．08%，試驗結(jié)果精密度良好。

穩(wěn)定性試驗：取林內(nèi)陰坡20cm 標準株樹皮制備的樣品溶液，在樣品制備后的0、4、8、12 和16h精密吸取10μL，高效液相色譜分析，樺木醇與樺木酸峰面積積分值的RSD 分別為1．33%和1．67%，表明樣品穩(wěn)定性良好。

回收率試驗：精密稱取林內(nèi)陰坡20cm 標準株白樺樹皮粉末6份，每份0．1g，3份分別加入樺木醇標準品2 mg，另3 份分別加入樺木酸標準品1 mg，按照樣品制備及測定方法進行測定分析，得加標回收率分別為101．45%和99．92%。

1．4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行數(shù)據(jù)的初步處理和計算，采用Shapiro－Wilk 方 法 檢 驗 數(shù) 據(jù) 的 正 態(tài) 性，采 用SPSS17．0 軟 件 進 行 單 因 素 方 差 分 析（One－way ANOVE），最小顯著差異法（LSD）和Duncan多重比較法，分析比較白樺不同徑級不同器官樺木醇、樺木酸含量差異（α＝0．05），運用ORIGIN8．5進行圖像處理，并用Pearson相關(guān)系數(shù)評價生境和徑級對樺木醇與樺木酸含量的相關(guān)作用關(guān)系并作回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 樺木醇與樺木酸混合標品及白樺樣品液相色譜圖

由圖1 可知，樺木醇和樺木酸有良好的分離度，用上述色譜條件，分析可在25min之內(nèi)完成，峰形較好，樺木醇和樺木酸的保留時間分別為17．08和13．55min。

2．2 不同生境下白樺不同器官中樺木醇和樺木酸含量比較

對4種生境下平均胸徑為20cm 的白樺植株樹皮中樺木醇、樺木酸含量進行分析表明，4種生境下白樺 樹 皮 中 樺 木 醇 含 量 為3．48% ～8．5%，即34．8～85mg／g，樺木酸含量為0．08%～0．17%，即0．8～1．7mg／g。由圖2可知，4種生境下白樺樹皮中樺木醇、樺木酸含量表現(xiàn)為陰坡＞孤立木＞林緣＞陽坡。單因素方差分析表明陰坡與陽坡、林緣、孤立木生境下白樺樹皮中樺木醇與樺木酸含量均存在極顯著差異（P＜0．01），進一步計算發(fā)現(xiàn)陰坡生境下白樺樹皮中樺木醇含量分別是陽坡、林緣、孤立木生境下的2．34、1．81和1．71倍，樺木酸含量分別是陽坡、林緣、孤立木生境下的1．71、1．45和1．37倍。

圖1 樺木醇與樺木酸的液相色譜圖A．白樺樺木醇與樺木酸混合標品液相色譜圖；B．白樺樣品液相色譜圖；峰1為樺木酸，峰2為樺木醇Fig．1 Representative HPLC chromatograms of betulin and betulinic acid detected A．Chromatograms of betulin and betulinic of standard sample；B．Chromatograms of betulin and betulinic of extracted sample；Peak 1for betulinic acid and Peak 2for betulin

對4種生境下平均胸徑為20cm 的白樺植株樹枝中樺木醇、樺木酸含量進行分析表明，4種生境下白樺樹枝中樺木醇含量為0．36%～0．82%，樺木酸含量為0．015%～0．072%。白樺樹枝中樺木醇含量表現(xiàn)為陰坡＞林緣＞孤立木＞陽坡，白樺樹枝中樺木酸含量表現(xiàn)為陰坡＞孤立木＞林緣＞陽坡。單因素方差分析表明，陽坡和孤立木生境下白樺樹枝中樺木醇差異不顯著（P＞0．05），陰坡與陽坡、林緣、孤立木生境下白樺樹枝中樺木醇含量均存在極顯著差異（P＜0．01），陰坡與陽坡、林緣、孤立木生境下白樺樹枝中樺木酸含量也均存在極顯著差異（P＜0．01）。進一步分析發(fā)現(xiàn)陰坡生境下白樺樹枝中樺木醇含量比陽坡、林緣、孤立木生境下樺木酸含量分別高109．57%、50．63%和104．24%，陰坡生境下白樺樹枝中樺木酸含量比陽坡、林緣、孤立木生境下分別高90．17%、46．89%和33．12%。

對4種生境下平均胸徑為20cm 的白樺植株樹葉中樺木醇、樺木酸含量進行分析表明，4種生境下白樺樹葉中樺木醇含量為0．31%～0．59%，樺木酸含量為0．004%～0．009 5%。白樺樹葉中樺木醇、樺木酸含量均表現(xiàn)為陰坡＞林緣＞孤立木＞陽坡。陰坡樹葉中樺木醇、樺木酸均與其他3種生境下樹葉中樺木醇、樺木酸存在極顯著差異（P＜0．01）。陰坡生境下白樺樹葉中樺木醇含量分別是陽坡、林緣、孤立木生境下樹葉中樺木醇含量的1．79、1．22和1．39倍，陰坡生境下白樺樹葉中樺木酸含量分別比陽坡、林緣、孤立木生境下樹葉中樺木酸含量高103．63%、14．69%和24．89%。

圖2 不同生境下白樺不同器官樺木醇和樺木酸含量不同小寫字母表示同一器官中樺木醇、樺木酸含量在不同生境間差異顯著（P＜0．05），不同大寫字母表示同一生境下樺木醇、樺木酸含量在不同器官間差異顯著（P＜0．05）Fig．2 The contents of betulin and betulinic acid in different organs of Betula platyphyllain different habitats Different normal letters represented significant differences of the betulin and betulinic acid contents among the same organ in different habitats at 0．05level，different capital letters represented significant differences of the betulin and betulinic acid contents among the same habitat in different organs at 0．05level

由以上分析可知，陰坡生境下白樺樹皮、樹枝、樹葉各器官中樺木醇與樺木酸含量均極顯著高于陽坡、林緣和孤立木生境，因此，在培育以樺木醇、樺木酸提取利用為主要用途的白樺宜選在林內(nèi)陰坡生境下更有利于其積累，或者合理分配植株密度，注意適當遮陰等。

2．3 白樺不同器官樺木醇、樺木酸含量比較

對同一生境下平均胸徑為20cm 的白樺植株各器官樺木醇與樺木酸含量進行分析表明，同一生境下白樺不同器官樺木醇、樺木酸含量差異非常大（圖2），單因素方差分析表明4種生境下白樺各器官中樺木醇、樺木酸含量均表現(xiàn)為樹皮＞樹枝＞樹葉，4種生境下白樺樹皮與樹枝、樹葉中樺木醇、樺木酸含量均存在極顯著差異（P＜0．01），陰坡生境下白樺樹枝與樹葉中樺木醇含量也存在極顯著差異（P＜0．01），陽坡、林緣和孤立木生境下白樺樹枝與樹葉中樺木醇含量差異不顯著（P＞0．05）。4種生境下白樺樹枝與樹葉中樺木酸含量均沒有顯著差異（P＞0．05）。4種生境下白樺樹皮樺木醇、樺木酸含量均極顯著高于白樺樹枝、樹葉，因此，在白樺生長過程中應(yīng)注意保護白樺樹皮免受損傷。

目前，樺木酸及其衍生物已進入臨床應(yīng)用階段，由以上分析可知，白樺樹皮、樹枝、樹葉各器官中樺木酸含量均比較低，4種生境下白樺樹皮中樺木酸含量均不到0．2%，樹枝、樹葉中樺木酸含量更低，均不到0．02%，對從白樺中提取天然樺木酸不利，但白樺樹皮、樹枝、樹葉中樺木醇含量都比較豐富，且樹枝、樹葉可以多次采收，對樹木傷害較小可以重復(fù)利用，這也為近年來興起的用樺木醇半合成制備樺木酸提供了依據(jù)［19］。

2．4 不同生境下不同徑級白樺植株各器官樺木醇和樺木酸含量比較

4 種生境下，隨著胸徑的增大，白樺各器官樺木醇含量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，樺木醇含量均在第Ⅱ徑級達到最大，隨后逐漸下降（圖3）。4種生境下白樺樹皮中第Ⅱ徑級樺木醇含量均極顯著高于第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級（P＜0．01），陽坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了10．09%，第Ⅲ徑級比第Ⅱ徑級下降了62．02%，第Ⅳ徑級比第Ⅲ徑級下降了18．62%。陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了127．93%，第Ⅲ、Ⅳ徑級含量比第Ⅱ徑級分別下降了29．90%和56．13%。林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木醇含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級分別高21．70%、299．10%和421．18%。孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了64．93%，第Ⅲ徑級含量比第Ⅱ徑級下降了36．42%，第Ⅳ徑級比Ⅲ徑級下降了23．42%。

圖3 不同生境不同徑級白樺各器官樺木醇含量A．陽坡；B．陰坡；C．林緣；D．孤立木Fig．3 Betulin content in different organs of B．platyphyllain different habitats with different diameters at breast height A．Sunny slope；B．Shady slope；C．Forest edge；D．Isolated trees

陽坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木醇含量與第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級有顯著差異（P＜0．05），陽坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了25%，第Ⅲ徑級比第Ⅱ徑級下降了10%，第Ⅳ徑級比第Ⅲ徑級下降了22．5%。陰坡和孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木醇含量與第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級均存在極顯著差異（P＜0．01），陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了127．93%，第Ⅲ、Ⅳ徑級含量比第Ⅱ徑級分別下降了29．90%和56．13%。孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了14．93%，第Ⅲ、Ⅳ徑級比第Ⅱ徑級分別下降了42．86% 和49．35%。林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木醇含量與第Ⅲ徑級差異不顯著（P＞0．05），與第Ⅰ、Ⅳ徑級存在極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑 級 分 別 高31．15%、7．69% 和27．27%。

陽坡、陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木醇含量與第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級均存在極顯著差異（P＜0．01）。陽坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了53．13%，第Ⅲ徑級比第Ⅱ徑級下降了22．45%，第Ⅳ徑級比第Ⅲ徑級下降了15．79%。陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉樺木醇含量比第Ⅰ徑級增加了151．61%，第Ⅲ、Ⅳ徑級比第Ⅱ徑級分別下降了46．15%和53．85%。林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木醇含量與第Ⅲ、Ⅳ徑級沒有顯著差異（P＞0．05），與第Ⅰ徑級有顯著差異（P＜0．05），第Ⅱ徑級含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級含量分別高64．93%、57．28%和129．47%。孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木醇含量與第Ⅰ徑級沒有顯著差異（P＞0．05），第Ⅱ徑級與第Ⅲ、Ⅳ徑級有極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級含量分別是第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的1．04倍、1．36倍和1．54倍。

由以上知，白樺樹皮、樹枝、樹葉中樺木醇均在白樺胸徑生長到第Ⅱ徑級時含量達到最高，因此，在利用白樺提取樺木醇時要注意把握最佳采收時機，著重采收胸徑生長到10．1～20cm 的白樺各器官提取效果較理想。

圖4 不同生境不同徑級白樺各器官樺木酸含量A．陽坡；B．陰坡；C．林緣；D．孤立木Fig．4 Betulinic acid content in different organs of B．platyphyllain different habitats with different diameters at breast height A．Sunny slope；B．Shady slope；C．Forest edge；D．Isolated trees

圖4 顯示，4 種生境下，隨著胸徑的增大，白樺各器官樺木酸含量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且均在第Ⅱ徑級達到最大，與樺木醇相同。陽坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木酸含量與第Ⅰ徑級存在顯著差異（P＜0．05），與第Ⅲ、Ⅳ徑級存在極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級樺木酸含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級分別高32．00%、65．00%和106．25%。陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木酸含量與第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級均存在極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級樺木酸含量比第Ⅰ徑級增大了8．3%，第Ⅲ、Ⅳ徑級比第Ⅱ徑級分別減小了17．31%和46．15%。林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木酸含量與第Ⅲ徑級差異不顯著（P＞0．05），與第Ⅰ徑級有顯著差異（P＜0．05），與第Ⅳ徑級存在極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級含量比第Ⅰ徑級增大了19．89%，第Ⅲ徑級比第Ⅱ徑級下降了14．32%，第Ⅳ徑級比第Ⅲ徑級下降了13．65%。孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹皮中樺木酸含量與第Ⅰ徑級存在顯著差異（P＜0．05），與第Ⅲ、Ⅳ徑級均存在極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級樺木酸含量比第Ⅰ徑級增大了14．81%，第Ⅲ、Ⅳ徑級分別比第Ⅱ徑級減小了58．06%和80．65%。

陽坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木酸含量與第Ⅰ、Ⅲ徑級均存顯著差異（P＜0．05），與第Ⅳ徑級存在極顯著差異（P＜0．01），第Ⅱ徑級樺木酸含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級含量分別高97．13%、99．89%和212．96%。陰坡和林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木酸含量與第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級均存在極顯著差異（P＜0．01），陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木酸含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級分別高48．37%、59．22%和59．96%，林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木酸含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級分別高12．56%、21．61%和48．72%。孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹枝中樺木酸含量與Ⅲ徑級存在顯著差異（P＜0．05），與第Ⅰ、Ⅳ徑級存在極顯著差異（P＜0．01）。第Ⅱ徑級樺木酸含量比第Ⅰ徑級增大了18．19%，第Ⅲ、Ⅳ徑級分別比第Ⅱ徑級下降了5．39%和25．00%。

4種生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木酸含量與第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級均存在極顯著差異（P＜0．01），陽坡生境下第Ⅱ徑級樺木酸含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級分別高32．56%、21．28%和56．89%。陰坡生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木酸含量比第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ徑級分別高16．12%、31．43%和84．89%。林緣生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木酸含量比第Ⅰ徑級增大了25．36%，第Ⅲ、Ⅳ徑級分別比第Ⅱ徑級下降了22．43%和46．32%，孤立木生境下第Ⅱ徑級白樺樹葉中樺木酸含量比第Ⅰ徑級增大了33%，第Ⅲ徑級比第Ⅱ徑級下降了20．57%，第Ⅳ徑級比第Ⅲ徑級下降了41．69%。

白樺樹皮、樹枝、樹葉中樺木酸含量均隨著胸徑的增大在第Ⅱ徑級達到最大，與樺木醇相同，在從白樺中提取樺木酸時要注意把握采收各器官的最佳時機，著重采收胸徑在10．1～20cm 的白樺植株各器官（圖4）。白樺各器官樺木醇與樺木酸含量均在胸徑處于第Ⅱ徑級時最高，因此，一次合理的采收可以同時提取各器官樺木醇與樺木酸（圖3，圖4）。

2．5 生境與徑級的交互作用

表1表明，生境因素對白樺樹皮樺木醇、樹皮樺木酸、樹葉樺木酸含量的影響大于徑級，且生境與徑級的交互作用對其含量影響有所下降。徑級因素對白樺樹枝樺木醇、樹枝樺木酸、樹葉樺木醇含量的影響大于生境，且生境與徑級的交互作用對白樺樹枝樺木酸和樹葉樺木醇的影響也下降，但交互作用對白樺樹枝樺木醇的影響增大。生境與徑級都是影響白樺各器官積累樺木醇與樺木酸的重要因素，在培育及采收時要注意生境及徑級對樺木醇與樺木酸積累的影響，選擇更適宜的培育白樺的生境及抓住采收的最佳時機進行采收。

2．6 白樺各器官樺木醇與樺木酸Pearson 相關(guān)分析

表2中Pearson相關(guān)系數(shù)反映不同生境下、不同徑級白樺各器官中樺木醇與樺木酸含量均呈正相關(guān)。對樹皮、樹枝、樹葉各器官中樺木醇與樺木酸含量比較發(fā)現(xiàn)，樹葉樺木酸與樹枝樺木醇、樹葉樺木醇呈弱相關(guān)性，其他各項兩個均呈現(xiàn)較強的相關(guān)性。不同生境下，不同徑級各器官樺木醇與樺木酸含量變化一致，均呈現(xiàn)正相關(guān)性。不同生境、不同徑級下白樺各器官樺木醇、樺木酸的積累不相互影響，選擇培育白樺的生境及選擇采收時間都較為簡單，也較準確。

表1 生境與徑級的交互作用（F 值）Table 1 The interaction of habitat and size diameter（Fvalue）

表2 白樺各器官樺木醇和樺木酸的Pearson相關(guān)Table 2 The related Pearson of betulin and betulinic acid in different organs of Betula platyphylla

3 討 論

植物次生代謝是植物在長期繁衍進化過程中與環(huán)境相互作用的結(jié)果，本研究中，陰坡生境下白樺各器官樺木醇、樺木酸含量顯著高于其他3種生境，這可能與水分、光照、溫度、養(yǎng)分等環(huán)境因素有關(guān)，尤其是在干旱的陜北黃土高原，水分可能是影響樺木醇與樺木酸積累的重要因素，而陰坡生境能減少水分蒸發(fā)，有利于涵養(yǎng)水源，相比其他生境會水分含量高，因此有利于樺木醇與樺木酸的積累。

研究發(fā)現(xiàn)，植物次生代謝產(chǎn)物的積累與地理種源（基因型）有關(guān)，不同種源的同種植物，自身生物遺傳特性不同，可能影響次生代謝產(chǎn)物的積累［13］。樺木醇與樺木酸及其衍生物作為最有潛力的新型藥物制劑，具有廣闊的應(yīng)用前景。范桂芝等［20］以13種8年生白樺種源作為研究對象，指出東北林業(yè)大學實驗林場的2 個白樺種源白樺樹皮樺木醇含量可達257．11和240．36mg／g，王倩［21］也以東北林業(yè)大學哈爾濱實驗林場白樺為研究對象，指出樺木酸含量在9．32mg～10．57mg，而本實驗研究的黃龍山林場白樺樹皮中樺木醇含量最高可達85 mg／g，樺木酸為0．8～1．7mg／g，明顯比王倩與范桂芝的研究含量少，這可能與不同地區(qū)白樺種源不同有關(guān)。黃龍山白樺屬于天然林，與東北地區(qū)白樺地理種源差異大，遺傳差異也較大。因此，需要進一步對黃龍山地區(qū)白樺和東北地區(qū)白樺種源（基因型）加以研究，以期明確較易積累樺木醇與樺木酸的白樺基因型，為白樺資源的合理利用提供依據(jù)。

環(huán)境因子對次生代謝產(chǎn)物積累也有很大影響，如光照強度、溫度、水分、養(yǎng)分等都會對其積累產(chǎn)生影響，研究表明，嚴重干旱會使產(chǎn)生的光合產(chǎn)物和其他原料非常有限，進而影響次生代謝產(chǎn)物［22－23］，范桂芝從東北帽兒山、小北湖、涼水及新疆、內(nèi)蒙古、寧夏等13個地區(qū)取樣，所測樺木醇含量基本為嚴重干旱地區(qū)比東北的半濕潤地區(qū)含量少［20］。溫度也是調(diào)節(jié)植物代謝水平的主要環(huán)境因子［23］，王倩研究的東北林業(yè)大學實驗林場所在的黑龍江省年平均氣溫在4℃～5 ℃之間［24］，而黃龍山林區(qū)年均溫度為8．6℃［15］，溫度差異較大，這可能也是造成其含量差異的原因。

也有研究表明，土壤養(yǎng)分供應(yīng)對植物次生代謝產(chǎn)物也有一定的影響，如氮素營養(yǎng)會影響萜類的積累等［25］，東北地區(qū)土壤有機質(zhì)含量豐富，陜北黃土高原含量土壤有機質(zhì)含量較低，這也可能是東北地區(qū)白樺生長好，更易積累更多樺木醇與樺木酸的原因。研究還發(fā)現(xiàn)，適宜的光照強度也能促進植物同化產(chǎn)物的積累，進而有利于次生代謝產(chǎn)物的合成，東北地區(qū)的光照強度與陜北地區(qū)差異大可能也是造成兩個地區(qū)的白樺積累樺木醇與樺木酸含量差異的原因，但目前有關(guān)光強對萜類物質(zhì)影響的研究結(jié)果并不一致［13］。

植物次生代謝產(chǎn)物積累受多種因素的綜合影響，白樺是東北地區(qū)多種地帶性植被的先鋒類型，東北地區(qū)白樺樺木醇、樺木酸含量高可能由于東北地區(qū)立地條件更適宜白樺生長［26］，此外，植物次生代謝產(chǎn)物積累是一個非常復(fù)雜的過程，可能還會受到CO2濃度、環(huán)境污染等因素的影響［23－27］，因此，造成東北地區(qū)白樺與陜北黃土高原白樺各器官樺木醇、樺木酸含量差異的原因還有待進一步研究，以便更高效利用白樺資源。

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