罌粟體內蒂巴因變化規(guī)律及水氮耦合對蒂巴因的影響

常瑛 李彥榮 陳芳 張兆萍 魏玉杰 王軍強

摘 要： 該文采用HPLC法，分析測定一年生罌粟植株體開花后不同生育期根、莖、葉、果殼中的蒂巴因含量，研究了罌粟體內蒂巴因的變化規(guī)律和水氮耦合對蒂巴因的影響。結果表明：一年生罌粟植株體的蒂巴因含量的變化范圍在果殼中為1.81%～4.54%，成熟期達到最高;葉片中為0.30%～0.68%，膨大后期最高，采收期最低;根中為0.03%～0.28%，膨大前期最高，采收期最低;莖稈中為0.23%～0.60%，呈遞減趨勢，采收期最低，莖上、中、下部的蒂巴因含量的變化范圍分別為0.42%～0.97%、0.15%～0.60%、0.13%～0.37%。滴灌量和施氮量對一年生罌粟果殼中蒂巴因含量的影響差異顯著。罌粟殼質量最佳的水氮偶合條件為I130N14，即滴灌量為130 m3·667 m-2，施氮量為14 kg·667 m-2時，蒂巴因含量達最高。

關鍵詞： 罌粟， 蒂巴因， 變化規(guī)律， 水氮耦合， 影響

中圖分類號： Q945， S365 ?文獻標識碼： A ?文章編號： 1000-3142（2019）07-0896-06

Abstract： The HPLC was used to determine the contents of thebaine in roots， stems， leaves and shells of different growth stages after annual poppy flowering， to study the changes of thebaine in poppy and water-nitrogen coupling patterns effects under drip irrigation. The results showed that the content of thebaine in annual poppy shell was 1.81%-4.54%， and the highest in maturity. The leaf was 0.30%-0.68%， the highest in the late period of expansion and the lowest in the harvesting period. The root was 0.03%-0.28%， the highest in the early period of expansion and the lowest in the harvesting period. The stem was 0.23%-0.60%， showing a decreasing trend and the lowest in harvesting period. The content of thebaine in the upper， middle and lower parts of the stem was 0.42%-0.97%， 0.15%-0.60% and 0.13%-0.37%， respectively. The quantity of drip irrigation and nitrogen fertilization significantly effected the thebaine content in annual poppy. The best water-nitrogen coupling conditions for thebaine content in annual poppy shells was I130N14. The thebaine content was the highest when the nitrogen application were 14 kg· 667 m-2 and the drip irrigation amount was 130 m3· 667 m-2.

Key words： poppy， thebaine， law of change， water-nitrogen coupling， effect

罌粟（Papaver somniferum）是罌粟科植物，又名鴉片、大煙，為一年生或多年生草本植物（國家藥典委員會，2000），是一種特殊的藥源植物，可從其乳汁和果殼中提取嗎啡（morphine，C17H19NO3）、蒂巴因（thebaine，C19H21NO3）、可卡因（cocaine，C17H21NO4）、可待因（codeine，C18H21NO3）、那可丁（noscapine，C22H23NO7）、罌粟堿（papaverine，C20H21NO4）等20多種生物堿（李彥榮等，2012）。嗎啡是罌粟植物的主要生物堿，具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、止咳、止瀉、通便的藥用作用，但嗎啡的成癮性很強，社會危害性很大，海洛因、杜冷丁、美沙酮等都是嗎啡的衍生物。蒂巴因是一種鴉片類異喹啉族生物堿，是一些藥物合成中的重要中間體（霍秀敏，1999），由蒂巴因可制得丁丙諾啡、納絡酮、納布啡和埃托啡等藥物。丁丙諾啡等蒂巴因衍生物，與嗎啡和美沙酮相比更為安全可靠，既能有效治療阿片類物質依賴，較好地抑制阿片類成癮者戒斷癥狀的出現(xiàn)，又能進一步防止其濫用藥物（邢靜靜等，2015），是一種較理想的戒毒治療藥物。在戒毒治療的臨床應用中可以完全替代海洛因和美沙酮而不出現(xiàn)戒斷癥狀。

我國主要培育的罌粟植物按所含生物堿成份分為兩類：一類為生物堿主成份是嗎啡，如白花罌粟（Papaver somniferum），相關科研人員就其種子活力（李彥榮等，2012;常瑛等，2010）、不同部位的嗎啡含量（雒淑珍等，2012）以及嗎啡與栽培措施的關系（王軍強等，2010）進行了相關研究;另一類為生物堿主成份是蒂巴因，如多年生的紅花罌粟（Papaver orientale），相關人員已對蒂巴因分析方法（霍秀敏，1999;宋小蘭等，2005）和花粉萌發(fā)（魏玉杰等，2009）進行了研究，但對一年生罌粟材料體內蒂巴因含量的變化規(guī)律和栽培卻未有涉及。本研究通過對一年生罌粟材料開花后不同器官蒂巴因含量的動態(tài)變化及不同水氮措施對蒂巴因含量的影響研究，為合理開發(fā)和管理這一特種藥源植物提供依據(jù)。

1 試驗設計與研究方法

1.1 研究地概況

試驗區(qū)處于平原和沙漠戈壁邊緣交匯地帶，屬大陸性溫帶干旱氣候。試驗區(qū)地下水位100 m，年降雨量220 mm，年蒸發(fā)量3 000 mm左右，年日照時數(shù)2 915.1 h，無霜期167 d，土壤為石灰性灌漠土，有機質1.20%，全氮0.15%，堿解氮82 mg·kg-1，速效磷49 mg·kg-1，速效鉀371 mg·kg-1，0～20 cm的耕層土壤容重1.23～1.33 g·（cm-3），田間最大含水量30.2%。

1.2 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，設滴灌量（I）和施氮量（N）2個因素，滴灌量作為主區(qū)，施氮量為副區(qū)。主區(qū)設3個滴灌水平，全生育期滴水量分別為I90（90 m3·667 m-2） （135 mm）、I110（110 m3·667 m-2） （165 mm）和I130（130 m3·667 m-2）（195 mm）;副區(qū)設4個施氮水平， 分別為N8、N11、N14、N17（施純氮分別為8、11、14、17 kg·667 m-2， 共12個處理。3個重復，小區(qū)面積為32 m2，小區(qū)間距1 m，隨機排列。為了消減小區(qū)之間的水分側向滲透和氮素的移動，各處理間設置 1 m 的走道。灌溉水源為自來水，灌水量由小區(qū)進口處水表計量控制。

試驗采用膜下滴灌方式進行，140 cm寬地膜覆蓋，膜面寬度120 cm，行距配置為寬窄行30 cm/15 cm，株距12.7 cm，種植密度為18 900穴·667 m-2。滴灌系統(tǒng)支管直徑40 mm，滴灌帶直徑16.0 mm，滴頭流量2.8 L·h-1，滴頭間距30 cm，滴灌帶（一膜兩管）鋪設在兩寬行中間，田間滴灌帶間距45 cm（圖1）。

具體滴灌方案如表1所示。各處理的氮肥5?kg·667 m-2與10 kg·667 m-2的磷肥（P2O5）及5 kg·667 m-2的鉀肥（K2O），在播前一次性施入作基肥;剩余的氮肥按4∶2∶4分別在抽苔期、開花期和膨大前期分3次隨水滴施。

1.3 儀器和試劑

儀器：美國Waters 991高效液相色譜儀，486紫外檢測器，固相小柱（C8，250 mg）由天津市窩集科技有限公司生產，MILLENNIUM數(shù)據(jù)處理軟件。

試劑：蒂巴因對照品購自國家藥品生物制品檢定所;乙腈、甲醇均為色譜純;磷酸二氫鉀、庚烷磺酸鈉均為分析純;蒸餾水（實驗室自制）。

1.4 色譜條件

色譜柱為Hypersill C18（5 μm，4.6 nm×250 nm），辛烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑;流動相為磷酸二氫鉀（0.025 mol·L-1）∶庚烷磺酸鈉（0.002 5 mol·L-1）∶乙腈= 1∶1∶1.5 （體積比）;流速為1.0 ml·min -1;檢測波長為254 nm;進樣量為10 μL。

1.5 方法

1.5.1 水層厚度、水的體積 為確定灌水量，一般需要表明所涉及土壤面積和土層厚度，在不標明土壤厚度時，通常指1 m土深。計算公式：水的體積（m3·667 m-2）=水層厚度（H，mm） × 0.667。

1.5.2 取樣及蒂巴因測定 各處理在采收期，摘取朔果，剔除種子，選取混合果殼樣，并選取N14I110處理，從開花期開始，選取6個主要的生育時期，分別為開花期、落花期、膨大前期、膨大后期、成熟期和采收期，每一個時期各隨機取樣10株。取回樣品分根、莖、葉、果殼四個部位;莖按三等份分莖上部、莖中部和莖下部;朔果破碎去籽留殼，分主果殼和分枝果殼。將取回的樣品先風干，裝入牛皮紙袋放入烘箱，在60～70 ℃下烘干至恒重，稱其干重，粉碎， 過40目篩后裝于信封，編號后置于干燥通風處待測。

精密稱取0.2 g樣品，置于200 mL容量瓶中，加入5%醋酸50 mL，超聲處理30 min，取出冷卻至室溫，用5%醋酸溶液定容至刻度，搖勻后用0.45 μm的濾膜濾過，精密吸取10 μL，HPLC分析測定蒂巴因含量。另做標樣同法測定，按外標法以峰面積計算含量。

1.5.3 數(shù)據(jù)分析 所有數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 蒂巴因變化規(guī)律

罌粟開花后進入生殖生長期，期間蒂巴因主要分布在朔果中，其次是莖葉中，根中的蒂巴因含量最低，成熟期蒂巴因含量由高到低的順序為果殼>葉>莖>根（圖2，圖3）。

2.1.1 果殼中蒂巴因含量的變化 由圖2可知，不同時期罌粟果殼中的蒂巴因含量的變化范圍為1.81%～4.54%。落花期至成熟期，主果殼中的蒂巴因含量低于分枝果殼，但在開花期和成熟期至采收期，主果殼中的蒂巴因含量高于分枝果殼。成熟期主果殼和分枝果殼中的蒂巴因含量均達到最高，分別為4.54%和4.43%，且成熟后，果殼中的蒂巴因含量均有所下降，但主果殼中的蒂巴因含量高于分枝果殼。

主果殼中蒂巴因含量的變化范圍為2.33%～4.54%，呈現(xiàn)“降-升-降”的趨勢。落花期最低為2.33%，開花期和成熟期最高，分別為4.24%和4.54%;從開花期到落花期蒂巴因含量降低，而從落花期至成熟期蒂巴因含量逐漸升高，達到最高的4.54%，成熟后又有所降低。

分枝果殼中的蒂巴因含量呈現(xiàn)“升-降”的趨勢，從開花期開始至成熟期，蒂巴因含量不斷升高，由1.81%升至4.43%;但在成熟后與主果殼中的蒂巴因含量變化一樣，有所降低。

2.1.2 根、葉中蒂巴因含量的變化 由圖3可知，罌粟開花期至膨大前期，蒂巴因含量莖>葉>根，膨大前期至采收期，蒂巴因含量葉>莖>根。根中的蒂巴因含量變化范圍為0.03%～0.28%，是所有器官中最低的。膨大前期達到最高，為0.28%，此后蒂巴因含量逐漸降低，采收期達到最低的0.03%;葉片中的蒂巴因含量前期（開花期～膨大后期）呈遞增趨勢，膨大后期達到最高（0.68%）;后期（膨大后期～采收期）呈遞減趨勢，采收期達到最低（0.30%）。

2.1.3 莖稈中不同部位蒂巴因含量的變化 莖稈中蒂巴因含量的變化范圍為0.23%～0.60%，從開花期至采收期逐漸降低，呈遞減趨勢，采收期達到最低（圖3）。莖稈不同部位的蒂巴因含量莖上部>莖中部>莖下部，莖上、中、下部蒂巴因含量的變化范圍分別為0.42%～0.97%、0.15%～0.60%、0.13%～0.37%，且從開花期至采收期均呈下降趨勢（圖4）。

2.2 不同水肥處理對罌粟殼蒂巴因的影響

罌粟的經濟產品除籽外，主要是果殼，因此果殼中蒂巴因含量的高低，決定了其產品的質量高低。由圖5可知，在施氮量8～14 kg·667 m-2時，罌粟果殼中蒂巴因含量隨滴灌量的增加而增加，相同施氮的N8條件下，即滴灌量由90 m3·667 m-2分別提高到110 m3·667 m-2和130 m3·667 m-2時，蒂巴因含量由4.29%提高到4.54%和4.62%;在N14條件下，滴灌量110 m3·667 m-2時，蒂巴因含量最高，達到5.02%;在高氮的N17條件下，滴灌量為110 m3·667 m-2時蒂巴因含量最高，為5.02%，而滴灌量為130 m3·667 m-2時，蒂巴因含量反而降低，下降到4.27%。

在相同的滴灌條件下，滴灌量為110 m3·667 m-2（I110）時，施氮量N8、N11、N14和N17的果殼蒂巴因含量分別為4.54%、4.55%、4.93%和5.02%;滴灌量為130 m3·667 m-2（I130）時，施氮量N8、N11、N14和N17的果殼蒂巴因含量分別為4.62%、4.69%、5.02%和4.27%。

經方差分析，處理間差異顯著（圖5）。主區(qū)I110和I130 與I90間差異顯著，I90處理的蒂巴因含量較低，I110與I130間差異不顯著;副區(qū)N8、N11和N17與N14間差異顯著，N8、N11和N17間差異不顯著;水氮交互作用明顯，處理I90N8、I90N14、I90N17、I110 N8和I110 N11、I130 N8間差異不顯著，I110 N14、 I110 N17、 I130 N11 和I130N14間差異也不顯著，但I110N17和I130N14與其它處理間差異顯著，蒂巴因含量也最高，均達到5.02%。綜合考量，罌粟殼質量最佳的水氮偶合條件為I130N14，即滴灌量為130 m3·667 m-2，施氮量為14 kg·667 m-2。

3 討論與結論

多年生紅花罌粟根、莖、葉、果殼中的蒂巴因含量分別為1.49%、0.55%、0.28%和1.80%，蒂巴因含量果殼中的最高，根次之，葉片中最低（霍秀敏，1999）。罌粟植株中嗎啡含量依次為殼>葉>莖，罌粟殼中嗎啡含量的變化范圍為2.567%～3.455%，葉中為1.742%～2.653%，莖桿中為0.128%～0.467%（雒淑珍等，2012）。本研究中一年生罌粟開花后不同生育期的根、莖、葉、果殼中，每個生育期中蒂巴因主要集中于果殼中，果殼中的蒂巴因含量最高，莖、葉中的蒂巴因含量次之，根中的蒂巴因含量最低。蒂巴因主要富集于果殼中，蒂巴因含量最低部位在紅花罌粟的葉片中，但在一年生罌粟根中的蒂巴因含量最低，這可能與品種特性，特別是紅花罌粟是多年生，依靠根來延續(xù)植物生命，保持品種特性有關。

從開花期至成熟期，果殼的蒂巴因含量不斷增加，成熟期達到最高;根和葉中的蒂巴因含量在采收期降至最低，分別為0.03%（變幅為0.28%～0.03%）和0.30%（變幅為0.68%～0.30%）;莖中的蒂巴因含量不斷下降，呈遞減趨勢，采收期達到最低，為0.23%，且在每個生育期莖稈不同部位的蒂巴因含量莖上部（0.97%～0.42%）>莖中部（0.60%～0.15%）>莖下部（0.37%～0.13%）。

罌粟植物的經濟產品除種子外，主要是果殼，而且果殼中的生物堿含量多少決定了其產品的質量高低。成熟的多年生的紅花罌粟植物果殼中的蒂巴因含量，宋小蘭等（2005）分析為2.534%～2.732%，霍秀敏（1999）分析為1.80%。本研究所涉及一年生的罌粟材料不同生育期中，成熟期主果殼和分枝果殼中的蒂巴因含量均達到最高，分別為4.54%和4.43%，含量明顯高于多年生的紅花罌粟，經濟價值更高。

王軍強等（2010）采用膜下滴灌方式探討了水分調控對罌粟不同生育時期地上主要器官嗎啡含量的影響，發(fā)現(xiàn)冬灌區(qū)現(xiàn)蕾期到盛花前期，隨著灌水頻率加大，罌粟殼中嗎啡含量明顯提高，盛花后期的連續(xù)灌水使罌粟殼中嗎啡含量急劇下降。本研究所涉及一年生罌粟殼質量蒂巴因最佳的水氮偶合條件為滴灌量為130 m3·667 m-2，施氮量為14 kg·667 m-2。在施氮量8～14 kg·667 m-2時，罌粟果殼中蒂巴因含量隨滴灌量的增加而增加，在施氮量為17 kg·667 m-2和滴灌量為110 m3·667 m-2時蒂巴因含量最高。

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