藥食兩用黃梔子果實有效成分及其與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

楊 艷 ，湯玉喜，唐 潔 ，郭生豫 ，李昌珠 ，李永進 ，吳 敏

（1.湖南省林業(yè)科學院，湖南 長沙 410004；2.長沙學院，湖南 長沙 410022）

黃梔子Gardenia jasminoides是茜草科梔子屬的小型常綠灌木，具有較強的生命力，屬于喜陽植物，在酸性的環(huán)境下生長旺盛，在土壤貧瘠的地方也能茁壯生長。黃梔子葉綠如碧，花香四溢，味道鮮美，是很好的蜜源，又是提取精油的理想原料，具有較高的觀賞及食用價值[1-4]。黃梔子的枝葉、皮、根、果實以及花等都含有多種化學成分，均可入藥，具有清熱解毒、保肝護膽、利尿健脾等功能[5-6]。黃梔子的果實中含有豐富的梔子酸、綠原酸以及梔子苷等多種有效成分，是不可多得的天然色素，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及化工行業(yè)[7-10]。由此可見，黃梔子渾身是寶，是一種多用途生態(tài)經(jīng)濟型樹種，開發(fā)利用前景廣闊。

鑒于黃梔子自身的多重功效和優(yōu)良特性，已被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，引起廣大研究學者的高度重視。目前，關(guān)于黃梔子的研究多集中在種質(zhì)資源的繁育與栽培管理，如：夏淑蓉、陳云萍以及闕玉林等人分別對黃梔子的扦插及組培快繁技術(shù)進行了研究，構(gòu)建了黃梔子的無性繁殖體系[3,11-14]；沈莉、卓根、謝立文以及王軍榮等人分別開展了不同區(qū)域黃梔子的栽培、豐產(chǎn)栽培、無公害栽培以及產(chǎn)業(yè)化栽培與管理等方面的研究，為黃梔子的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)[15-21]。隨著人們對黃梔子功能認識的深入，黃梔子相關(guān)活性成分的研究也逐漸被關(guān)注。王月英、丁芳林等人分別對梔子中揮發(fā)油和色素進行了提取，并對其化學成分和穩(wěn)定性進行了分析[22-23]；劉永等人[24]對黃梔子色素的熱降解動力學進行了研究，探討了黃梔子色素的穩(wěn)定性，為黃梔子活性成分深入開發(fā)提供了依據(jù)。陳美珠等人[25]分析了黃梔子花粉蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等營養(yǎng)成分，進一步拓寬了黃梔子花粉的開發(fā)利用途徑。綜合以上可以看出，關(guān)于黃梔子有效成分分析等方面的研究多集中在黃梔子化學成分提取及穩(wěn)定性的探討，而對黃梔子質(zhì)量性狀——果實有效成分的差異性以及有效成分與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究較少。

為有效開發(fā)利用黃梔子資源，探明不同品種黃梔子有效成分的差異性以及黃梔子質(zhì)量性狀與農(nóng)藝性狀間的關(guān)系，拓寬黃梔子開發(fā)利用途徑，本研究針對不同品種黃梔子果實中的有效成分含量及差異進行了分析，并探討了這4種有效成分與農(nóng)藝性狀間的相互關(guān)系，以期為黃梔子的良種選育、可持續(xù)經(jīng)營以及多元化利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所需材料為汨羅黃梔子種植基地所收集的4種不同品種的黃梔子（LH、ML、FJ和JX）各30株，對其樹體、葉片以及果實等相關(guān)性狀進行觀測，并于樹體上、中、下3個部位各采摘2個成熟果實，混合風干粉碎待用。

1.2 農(nóng)藝性狀的測定方法

隨機選取每株黃梔子樹冠上、中、下各部分正常生長且無病蟲害的5顆果實，用游標卡尺測定縱橫徑并記錄果實的生長期；葉片選擇辦法同果實，用直尺測定葉長和葉寬；用投影法測量冠幅，常規(guī)法測量樹高[1,26-27]。

1.3 供試樣品的制備

分別取各種黃梔子果實粉末0.1 g，4種成分測定需要4份，每份3個重復(fù)。將取出的黃梔子果實粉末置入具塞錐形瓶中，加入甲醇25 mL，超聲處理20 min，之后搖勻過濾，取過濾液10 mL于25 mL量筒中，加入甲醇稀釋至刻度，搖勻[4]。

1.4 儀器與色譜條件

儀器：本試驗所用儀器為LC-20AD 高效液相色譜儀（日本島津）、DAD檢測器、Class-vp色譜工作站、自動進樣器。

色譜柱：Agilent Eclipse XDB-C18（4.6 mmh 250 mm，5 μm）。流動相A表示乙腈，B表示水溶液，梯度洗脫（0～12 min，A10%～15%；12～ 32 min，A15% ～ 30%；32～ 42 min，A30%～50%；42～52 min，A50%）。檢測波長：苷類為238 nm，綠原酸為332 nm，藏紅花素為440 nm。柱溫：30℃。進樣量：10 μL[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃梔子果實有效成分含量

采用LC-20AD 高效液相色譜儀對不同品種的黃梔子果實有效成分進行分析，通過與標樣分析結(jié)果的比對，分別得到4個品種的黃梔子果實主要有效成分以及含量，結(jié)果見表1。4個品種的黃梔子果實中均含有梔子酸、綠原酸、梔子苷以及藏紅花素，但各有效成分含量以及不同品種間具有較大差異。供試黃梔子果實有效成分中，梔子苷含量最高，平均可達10.44 mg/g；其次是藏紅花素為9.4 mg/g；綠原酸含量的均值為1.74 mg/g；梔子酸含量最少，平均僅為1.15 mg/g。不同品種間果實有效成分含量均呈極顯著差異，其中品種LH果實有效成分含量最高，梔子酸、綠原酸、梔子苷以及藏紅花素含量為1.48、2.17、11.73和10.75 mg/g，分別高出平均 值 的28.70%、24.71%、12.36%和14.36%；其次是品種FJ，各有效成分含量均高出平均值的14.78%、13.79%、2.3%和4.68%； 品 種JX和ML果實各有效成分含量均較低，均低于平均值的6.28%以上，其中品種ML梔子酸含量僅為0.84 mg/g，只有LH的50%。

表1 不同品種黃梔子果實主要成分的含量?Table 1 Contents of main ingredients of different varieties of G.jasminoides fruits (mg·g-1)

2.2 黃梔子果實有效成分遺傳變異分析

為探討不同品種黃梔子果實有效成分的變異情況，分析其遺傳多樣性，對4個品種黃梔子的120棵樣株的果實有效成分的變異系數(shù)、遺傳多樣性指數(shù)H′以及遺傳力進行了分析，結(jié)果見表2。

供試的4種黃梔子果實有效成分變異系數(shù)均較大，梔子酸、綠原酸和藏紅花素的變異系數(shù)都在10%以上，梔子苷相對較小，僅為8.18%。變異系數(shù)較小的成分說明其具有一定的穩(wěn)定性，不易受環(huán)境條件的影響；變異幅度較大的果實有效成分，如梔子酸、綠原酸以及藏紅花素具有一定的遺傳分化性，對外界環(huán)境條件響應(yīng)較明顯。

供試黃梔子果實有效成分遺傳多樣性指數(shù)H′變幅為1.04～1.369（見表2）。其中梔子苷的多樣性指數(shù)最大，為1.369；其次是藏紅花素（1.178）、綠原酸（1.127）；梔子酸的多樣性指數(shù)最小，為1.04。綜合以上可知，4種有效成分的遺傳多樣性指數(shù)均大于1，表明供試的4種黃梔子變異豐富，具有廣闊的遺傳改良空間。

表2 黃梔子果實有效成分遺傳變異分析Table 2 Analysis on genetic variation of active ingredients of G.jasminoides fruits

遺傳力代表著各數(shù)量性狀的遺傳能力和程度。遺傳力小的性狀表明容易受外界條件的影響，性狀表現(xiàn)往往不易預(yù)測[28]。供試的4種黃梔子果實有效成分遺傳力最大的是綠原酸，僅為39.87%，其它依次是藏紅花素（32.26%）、梔子苷（27.15%）和梔子酸（25.34%）。從各有效成分的遺傳力來看，供試的黃梔子果實有效成分遺傳力都比較小，遺傳穩(wěn)定性比較低，具有較強的遺傳分化能力，利于今后多元化良種選育。

2.3 黃梔子果實有效成分與農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

為能更好地分析黃梔子果實有效成分與農(nóng)藝性狀間的關(guān)系，為黃梔子后期的栽培經(jīng)營以及特異種質(zhì)資源良種選育提供參考依據(jù)，對黃梔子果實有效成分及其農(nóng)藝性狀進行了相關(guān)性分析（見表3）。由表3可知，供試黃梔子果實有效成分與其農(nóng)藝性狀間均存在顯著相關(guān)性。梔子酸與單株果數(shù)（0.847）、果實縱徑（0.787）、果實橫徑（0.841）、葉長（0.881）、葉寬（0.798）以及冠幅（0.883）均達到了極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)基本都達到了0.78以上；綠原酸與單株果數(shù)（0.864）、果實縱徑（0.781）、果實橫徑（0.802）、葉長（0.887）、葉寬（0.777）、株高（0.733）以及冠幅（0.887）均呈極顯著相關(guān)；梔子苷與單株果數(shù)（0.9）、果實縱徑（0.908）、葉長（0.938）以 及冠幅（0.951）都具有極顯著相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)均達到了0.9以上；藏紅花素與單株果數(shù)（0.873）、果實縱徑（0.840）、果實橫徑（0.838）、葉長（0.909）以及冠幅（0.905）也呈現(xiàn)出極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均大于0.8。

表3 黃梔子果實有效成分與農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析?Table 3 Correlation analysis among active ingredients of fruits and agronomic characters of G.jasminoides

3 結(jié)論與討論

黃梔子不僅是優(yōu)良的觀賞植物，同時又是理想的藥食兩用植物[29]。隨著人們生活水平的不斷提高，對天然綠色產(chǎn)品鐘愛有加，黃梔子因天然色素備受人們關(guān)注，規(guī)?；N植業(yè)也隨之興起，因此，選育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、高有效成分含量的黃梔子新品種是實現(xiàn)黃梔子產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[1]。鑒于此，本文中對供試的4個黃梔子品種果實的主要有效成分及其差異性進行了分析，結(jié)果表明，供試的4個黃梔子品種果實中均含有梔子酸、綠原酸、梔子苷以及藏紅花素，但各成分的含量差異較大。其中梔子苷含量最高，平均可達10.44 mg/g；其次是藏紅花素，為9.4 mg/g，綠原酸含量的均值為1.74 mg/g；梔子酸含量最少，平均僅為1.15 mg/g。不同品種間由于個體差異或者是不同基因型控制，果實主要有效成分含量也呈現(xiàn)出極顯著差異，其中LH的果實有效成分含量最高，其次是FJ，JX和ML果實各有效成分含量均較低，這與孫小芬和廖凱等人的研究結(jié)論具有一定的相似性[30-31]。

根據(jù)黃梔子果實有效成分的遺傳變異分析，供試的4種黃梔子果實有效成分中梔子酸、綠原酸和藏紅花素的變異系數(shù)都在10%以上，梔子苷變異系數(shù)最小，僅為8.18%，但各有效成分的遺傳多樣性指數(shù)均較高，且遺傳力均比較小，表明供試的4種黃梔子品種果實有效成分遺傳分化能力強，具有豐富的遺傳多樣性，遺傳基礎(chǔ)廣闊，為黃梔子高活性成分新品種創(chuàng)制、定向良種選育以及多元化開發(fā)利用提供理論參考。

黃梔子果實有效成分與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析能夠進一步探明黃梔子品質(zhì)性狀與農(nóng)藝性狀的相互關(guān)系，找出利于黃梔子品質(zhì)性狀發(fā)揮的農(nóng)藝指標，進而通過后期的品種改良以及相關(guān)的經(jīng)營措施使品質(zhì)性狀得到充分發(fā)揮，擴大黃梔子優(yōu)良資源遺傳基礎(chǔ)[32]。根據(jù)黃梔子果實有效成分與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析可知，供試黃梔子果實的各有效成分與果實表型性狀及單株果數(shù)、果實生長期、葉片性狀以及冠幅均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)均高于0.8。果實表型性狀及單株果數(shù)是黃梔子的產(chǎn)量性狀，是黃梔子選優(yōu)的表觀決定因子，單株果實越大，果實數(shù)量越多，果實有效成分累積含量就越高，直接關(guān)系著黃梔子產(chǎn)量性能。葉片是植物進行光合作用的場合，葉面積及冠幅的大小直接影響著植物光合作用的強弱，同時也間接影響著植物干物質(zhì)的形成[33]。葉面積和冠幅越大，接收光照越充分，越有利于果實有效成分的積累[34-35]。果實各有效成分與果實生長期具有極顯著相關(guān)性，但各相關(guān)系數(shù)具有一定的差異，表明不同的果實有效成分的積累所需時間的長短不一，在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)需要適時地對果實進行采摘，以達到物盡其用的目的，該結(jié)論與何國振等人對不同成熟期梔子果實有效成分累積的研究結(jié)果相一致[36]，也為今后黃梔子產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)營提供了參考依據(jù)。

綜上所述，由于農(nóng)藝性狀的表達關(guān)系著黃梔子產(chǎn)量的形成，本文重點對黃梔子農(nóng)藝性狀與質(zhì)量決定因子的果實有效成分進行了相關(guān)分析，初步探明了表型性狀與黃梔子果實有效成分間的相互關(guān)系，對黃梔子的栽培管理以及品質(zhì)改良具有一定的指導(dǎo)作用。當然，為能深入探究黃梔子種質(zhì)資源間的差異以及綜合評價黃梔子資源，探明果實有效成分綜合決定因子，還需進一步從表型及分子水平進行綜合分析，同時再結(jié)合黃梔子園藝化精準栽培技術(shù)的研究，以期能夠?qū)崿F(xiàn)黃梔子資源的高效培育及最大化利用。