不同溫度對滇重樓光合作用及有效成分含量的影響△

劉濤，王玲，李瑪，楊生超

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650201)

·中藥農(nóng)業(yè)·

不同溫度對滇重樓光合作用及有效成分含量的影響△

劉濤，王玲，李瑪，楊生超*

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650201)

目的：探究不同溫度對滇重樓光合作用及根莖中有效成分含量的影響。方法:采用3種不同溫度(22 ℃/15 ℃、28 ℃/25 ℃、32 ℃/28 ℃；人工氣候箱，16：8，L：D)處理滇重樓，各重復(fù)3個，生長6個月測定其開花期階段葉片的光合特性及根莖中有效成分含量的變化。結(jié)果與結(jié)論：不同溫度對滇重樓的光合特性及根莖有效成分的含量均有顯著影響，其中22 ℃/15 ℃處理不僅有利于滇重樓甾體皂苷的積累，也利于其光合作用。該結(jié)果為生產(chǎn)上滇重樓藥材質(zhì)量的提高提供了一定的理論參考。

滇重樓；溫度；光合作用；有效成分

中藥的有效成分通常是植物的次生代謝產(chǎn)物，是植物在長期進(jìn)化中與環(huán)境(生物的和非生物的)相互作用的結(jié)果，因此次生代謝產(chǎn)物的積累很大程度上受到外界環(huán)境的影響，其中溫度所扮演的角色不容忽視。例如，劉春朝等[1]在研究青蒿Artemisiaannua毛狀根合成青蒿素的培養(yǎng)條件時發(fā)現(xiàn)，青蒿毛狀根培養(yǎng)中青蒿素的合成以30℃為最好，青蒿素產(chǎn)量達(dá)223.3 mg·L-1，高溫有利于青蒿毛狀根青蒿素合成。

滇重樓ParispolyphyllaSmith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mass為延齡草科(Trilliaceae)重樓屬根莖多年生草本植物[2-3]，以根莖入藥[4-5]，是云南白藥、宮血寧膠囊、樓蓮膠囊等云南品牌中成藥的主要原料植物。滇重樓喜歡生長在冬季嚴(yán)寒、夏無酷暑的地區(qū)，生長的年平均氣溫為12～15 ℃左右，如蘇文華等曾報道滇重樓最適生長溫度為16～28 ℃，并且此溫度可以提高滇重樓葉片凈光合速率。但溫度對滇重樓產(chǎn)量和品質(zhì)的具體影響仍不得而知[6]。

近年來，關(guān)于滇重樓栽培的研究才剛剛起步，尚未見溫度對滇重樓影響的相關(guān)報道。本研究將探索溫度對滇重樓光合作用及有效成分含量的影響，為將來的滇重樓的GAP規(guī)范種植奠定重要的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 滇重樓

本實驗于2014年3月1日至2014年6月20日進(jìn)行，實驗材料來自于云南省彌渡縣的6年生滇重樓種苗，這些種苗長勢基本一致，共計9株，移栽于塑料花盆(20 cm×20 cm)中，每盆種1株，每個處理3株，分別放于人工氣候箱中(22 ℃/15 ℃、28 ℃/25 ℃、32 ℃/28 ℃；12 L：12 D光照周期)，栽培基質(zhì)為：腐殖土/紅土=3/1，每盆土壤均勻一致，常規(guī)管理，等量澆水。

1.2 監(jiān)測與統(tǒng)計

1.2.1 光合參數(shù)的測定 對每個處理下的滇重樓進(jìn)行葉片的光合測定，測定時間選在2013年6月，采用LI-6400XT便攜式光合測定系統(tǒng)，分別對不同溫度處理滇重樓的光合參數(shù)進(jìn)行測定。在測定CO2響應(yīng)曲線時，設(shè)置12個CO2濃度梯度(0、50、100、200 、300 、400 、600、800、1000、1200 、1500 和2000 μmol·mol-1)，葉室內(nèi)光強(qiáng)為1200 μmol·m-2·s-1。通過光合助手軟件(Photosyn Assistant，V1.1，Dundee Scientific，UK)的Mechanistic A-Ci curve analysis 擬合CO2響應(yīng)曲線，并計算相關(guān)的參數(shù)。

1.2.2 甾體皂苷含量的測定方法 稱取磨碎的滇重樓塊莖粉0.5 g，加乙醇定容為10 mL，超聲波振蕩提取30 min過濾后取上清液測定；采用美國Aglient 1100液相色譜，在流動相水/乙腈65/35，柱溫30 ℃，在檢測波長203 nm的條件下測定。

1.2.3 葉綠素含量 用葉綠素儀測定，取葉片用打孔器(0.38 cm/片)打取20個圓片，稱重。加入少許石英砂和95%乙醇，研磨至勻漿，再過濾定容。與649 nm、665 nm處測定吸光度。計算出葉綠素a、葉綠素b的含量。重復(fù)3次，取其平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 實驗數(shù)據(jù)用Excel 2003與SPSS13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對滇重樓光合參數(shù)的影響

滇重樓光合特性受不同溫度影響顯著，具體情況見表1。滇重樓最大羧化速率、最大電子傳遞速率、呼吸速率和葉綠素a、葉綠素b含量以22 ℃/15 ℃下最髙，顯著大于其余溫度處理；其次為28 ℃/25 ℃，而32 ℃/28 ℃溫度處理下最低，后兩者處理下無顯著差異；不同溫度下滇重樓磷酸丙糖利用率以22 ℃/15 ℃下和28 ℃/25 ℃較高，兩者間差異不顯著，但都顯著大于32 ℃/28 ℃。

2.2 不同溫度對滇重樓根莖有效成分含量的影響

不同溫度下，滇重樓皂苷和總皂苷以22 ℃/15 ℃下和28 ℃/25 ℃較高，兩者間差異不顯著，但都顯著大于32 ℃/28 ℃；表明低溫更有利于滇重樓有效成分的積累，不同溫度下滇重樓皂苷產(chǎn)量見表2。

表1 不同溫度對滇重樓葉片光合參數(shù)的影響

表2 不同溫度對滇重樓地下部分有效成分含量的影響 /mg·g-1

3 討論

有效成分多是藥用植物次生代謝的產(chǎn)物，溫度的改變往往會影響到植物代謝并間接影響到其次生代謝物的合成量。為了了解藥用植物滇重樓對于不同溫度下的生理生態(tài)反應(yīng)，本研究使用不同溫度處理滇重樓，進(jìn)行滇重樓生長和次生代謝產(chǎn)物的影響研究。

研究表明，溫度對滇重樓光合特及有效成分含量都有顯著影響。滇重樓葉片的最大羧化速率、呼吸速率、最大電子傳遞速率、磷酸丙糖利用率和葉綠素含量均以低溫處理最高，高溫處理最低。梅中青等曾報道滇重樓較耐寒，低溫對其無凍害[7]；馬云淑等也調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一般氣溫較高地區(qū)膠質(zhì)重樓較多，氣候溫和地區(qū)粉質(zhì)者較多[8]；說明適當(dāng)?shù)蜏赜欣诘嶂貥堑纳L，本實驗的結(jié)果也恰與滇重樓屬于耐低溫植物的特征相吻合。

本實驗結(jié)果也認(rèn)為低溫對甾體皂苷的積累具有明顯的促進(jìn)作用，而高溫對甾體皂苷的積累有明顯的抑制作用。此現(xiàn)象與另一種皂苷植物西洋參相似，研究表明，低溫處理下的西洋參有效成分含量更高，低溫不僅有利于參根量的增加，也有利于西洋參人參皂試含量的積累[9]；但在植物中，不同溫度對植物的效應(yīng)也具有顯著差異，如歐烏頭根在高溫氣候條件下含烏頭堿，但在寒冷低溫時則變?yōu)闊o毒[10]；所以前人研究溫度對植物次生物質(zhì)的積累似乎沒有明顯規(guī)律。本研究證明低溫(22 ℃/15 ℃)更有利于高品質(zhì)滇重樓的生產(chǎn)，可用于生產(chǎn)實踐。

[1] 劉春朝，王玉春，歐陽藩，等.青蒿毛狀根合成青蒿素的培養(yǎng)條件研究[J].植物學(xué)報，1998，40：831-835.

[2] 李恒.重樓屬植物[M].北京：科學(xué)出版社，1998.

[3] 王麗萍，起學(xué)偉.云南重樓野生馴化及栽培技術(shù)研究初探[J].中國野生植物資源，2002，21：62-63.

[4] Lee RKY，Ong RCY，Cheung JYN，et al.Polyphyllin D-a potential anti-cancer agent to kill hepatocarcinoma cells with multi-drug resistance[J].Current Opinion in Chemical Biology，2009：3：89-99.

[5] 王強(qiáng)，徐國均，蔣瑩.重樓類中藥鎮(zhèn)痛和鎮(zhèn)靜作用的研究[J].中國中藥雜志，1990，15：45-47.

[6] 蘇文華，張光飛.滇重樓光合作用與環(huán)境因子的關(guān)系[J].云南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，25：545-548.

[7] 梅中青，梅益麗.七葉一枝花野生變?nèi)斯ぴ耘嗟募夹g(shù)研究[J].中國中藥雜志，2004，29：3121-3122.

[8] 馬云淑，桂鏡生，朱燕，等.滇產(chǎn)重樓資源及市場情況調(diào)查[J].云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，1997，20：24-25.

[9] 葉殿秀，肖永全，郭兆夏，等.溫度對西洋參生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].陜西氣象.1997：24-26.

[10] 張永清，李巖坤.影響藥用植物體內(nèi)生物堿含量的因素[J].齊魯中醫(yī)藥情報，1992，3：10-12.

EffectsofDifferentTemperatureonPhotosynthesisandEffectiveComponentsofParispolyphyllavar.yunnanensis

LIUTao，WANGLing，LIMa，YANGShengchao*

(YunnanAgriculturalUniversity，Kunming650201，China)

Objective：To explore the influence of different temperature on the photosynthesis and content of effective components inParispolyphyllavar.yunnanensis.Methods：P.polyphyllavar.yunnanensiswas treated with three different temperature(22 ℃/15 ℃、28 ℃/25 ℃、32 ℃/28 ℃，artificial climate box，16：8，L：D).The photosynthesis and content of effective components were determined in flowering leaf stage after 6 months periods.ResultsandConclusion：The results showed that the different temperature significantly influenced the photosynthesis and content of effective components inP.polyphyllavar.yunnanensis.22 ℃/15 ℃ process not only greatly inducedP.polyphyllasteroidal saponins accumulation，but also the photosynthesis.The results provide a theoretical reference for quality improvement ofP.polyphyllavar.yunnanensisproduction.

Parispolyphyllavar.yunnanensis；temperature；photosynthesis；effective component

2014-11-02)

云南省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目計劃項目(云發(fā)改高技20121956)；國家自然基金項目(31260075)；云南省自然基金(2012FB146)；云南省教育廳重點項目(2013Z031)

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楊生超，教授，研究方向：藥用植物學(xué)；E-mail：shengchaoyang@sohu.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.10.011