中草药  2014, Vol. 45 Issue (13): 1924-1927
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防风抽薹期内源激素的动态分析
朱玉野1, 董丽华3, 朱继孝1, 熊浩仲1, 罗光明1, 张连学2     
1. 江西中医药大学 江西省中药种质资源工程技术研究中心, 江西 南昌 330004;
2. 吉林农业大学, 吉林 长春 130118;
3. 江西城市职业学院, 江西 南昌 330004
摘要目的 通过对防风抽薹前后生长素(IAA)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)的测定,明确了防风抽薹前后IAA、GA和ABA的量变化,为进一步研究防风早期抽薹机制提供理论依据。方法 利用HPLC法测定抽薹前后IAA、GA和ABA量,色谱条件为C18 ODS反相柱,柱温35 ℃,检测波长254 nm,体积流量0.7 mL/min,流动相为甲醇-乙腈- 0.7%乙酸(40:15:45)。结果 防风在抽薹期根、茎、叶中IAA、GA的量变化趋势基本相同,抽薹后IAA、GA的量则急剧下降,且抽薹前防风IAA、GA的量明显高于抽薹后。ABA在防风抽薹期根、茎、叶中的量变化趋势基本相同,但与IAA、GA差异较大。抽薹前取样ABA的量虽略有起伏,抽薹后ABA的量急剧上升,且明显高于抽薹前。结论 防风早期抽薹现象与防风内源激素水平有一定的关系,可以初步推断防风内源激素量的变化导致了防风的早期抽薹。
关键词防风     内源激素     动态分析     抽薹期     生长素     赤霉素     脱落酸    
Dynamic analysis on endo phylohormone during bolting time of roots in Saponikovia cata
ZHU Yu-ye1, DONG Li-hua3, ZHU Ji-xiao1, XIONG Hao-zhong1, LUO Guang-ming1, ZHANG Lian-xue2    
1. The Chinese Medicine Germplasm Resource Engineering Technology Research Center of JiangXi Prevince, Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China;
2. Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China;
3. Jiangxi City University, Nanchang 330004, China
Abstract: Objective Through determining the contents of growth hormone (IAA), gibberellic acid (GA), and abscisic acid (ABA) to make the content changes of IAA, GA, and ABA clear before and after bolting time in the roots of Saponikovia cata, so as to provide the theoretical basis for studying the early bolting mechanism in the roots of S. cata. Methods The contents of IAA, GA, and ABA before and after the bolting time were determined by HPLC. The chromatographic conditions were as follows: C18 ODS RP column, temperature: 35 ℃, detection wavelength: 254 nm, volumn flow: 0.7 mL/min, mobile phase: methanol - acetonitrile - 0.7% acetic acid (40:15:45). Results The content variation trend of IAA and GA in the roots, stems, and leaves of S. cata was almost the same during the bolting time. The contents of IAA and GA in the roots of S. cata revealed the downgrade tendency sharply after bolting; The contents of IAA and GA in the roots of S. cata before bolting were obviously higher than those after bolting. The content variation trends of ABA in the roots, stems, and leaves of S. cata were the same during the bolting time, but far more different from IAA and GA. Although there was the little fluctuation of ABA before bolting, the contents of ABA after bolting were sharply upgraded and were obviously higher than those before bolting. Conclusion The phenomenon of early bolting in the roots of S. cata directly relates to the endo phylohormone level, so we may extrapolate that the levels of endo phylohormone could straightly cause the bolting in the roots of S. cata or not.
Key words: roots of Saponikovia cata (Turcz.) Sehischk     endo phytohormone     dynamic analysis     bolting     growth hormone     gibberellic acid     abscisic acid    

防风又名屏风、风肉、茴芸、茴草,是伞形科植物防风Saponikovia cata (Turcz.) Sehischk的根[1]。味辛、甘、温;可解表祛风、胜湿,止痉;用于感冒头痛、风湿痹痛、风疹瘙痒、破伤风。防风主产于我国黑龙江、吉林、辽宁、河北、内蒙古和山东等地,喜阳光充足、凉爽的气候条件,忌高温、雨涝及土壤过湿,较耐寒、耐旱,在风积沙土、草甸沙土和草原黑钙土种植,主根发达,侧根少,皮部棕黄色,商品质量好。

目前对防风的化学成分、药理作用、配伍及临床应用的研究进行较多,如在化学成分中对香豆素、色原酮、聚乙炔类、有机酸类[2]、多糖类[3]、挥发油成分,在药理方面对抗肿瘤[4]、增强免疫功能的作用[5],配伍及临床应用方面都进行了详细的研究。

随着防风需求量增加,野生防风产量和品质的下降,使近年人工栽培面积不断扩大,而人工栽培的防风,由于土地疏松,肥、水充足,生长量大,有大量的营养物质积累,便出现未熟抽薹现象,抽薹早期防风根部木质化,品质降低,晚期根部腐烂,失去了药用价值,因此人工栽培防风抽薹是影响防风的质量和产量的关键因素,而对于防风抽薹是否与内源激素有关的研究还未见报道。本实验通过测定中药防风在抽薹前后内源激素生长素(IAA),赤霉素(GA),脱落酸(ABA)等量的动态变化,找出中药防风早期抽薹与内源激素量的变化关系,为进一步研究防风早期抽薹的机制提供理论依据,为抑制或解决中药防风的早期抽薹现象扩宽解决途径提供参考,从而提高防风的品质和产量。 1 材料、仪器与试药 1.1 材料

材料为吉林农业大学生态园区防风GAP基地的二年生防风,由张连学教授鉴定为正品防风Saponikovia cata (Turcz.) Sehischk。采集时间为2008年5月20日至2009年8月18日,每10天采集1次,前5次采集的样品均为未抽薹防风,后5次采集的样品均为抽薹防风。为了保证实验条件的一致性,每次采集样品时间均为15:20~15:50。 1.2 仪器与试药

Waters2695高效液相色谱仪、RE—52AA旋转蒸发器、KQ—250B超声波清洗仪、TGL—20LM高速冷冻离心机、UV—754紫外可见分光光度计。IAA、GA和ABA对照品(质量分数均为99.8 %)均购自于Sigma公司,甲醇和乙腈为色谱纯,其他试剂均为分析纯。 2 方法 2.1 色谱条件

色谱柱:CentuySILC18ODS反相柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱温:35 ℃;检测波长为254 nm;体积流量0.7 mL/min;流动相为甲醇-乙腈-0.7%乙酸40∶15∶45。 2.2 对照品储备液的制备

分别精密称定IAA、GA、ABA 3种对照品各3 mg,置于10 mL量瓶中,用甲醇定容。超声溶解,静置备用。 2.3 标准曲线的绘制

精密吸取上述储备液,用甲醇分别制成0.300、0.600、0.900、1.50、3.00 mg/mL 5个不同质量浓度的对照品溶液,在按“2.1”项色谱条件进行分析,以对照品溶液的质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,进行回归分析得标准回归方程,分别为IAA:Y=0.009 1 X-0.833 2(r=0.999 9);GA:Y=0.092 1 X-12.879(r=0.999 8);ABA:Y=0.039 9 X-1.051 2(r=0.999 6)。结果表明IAA、GA和ABA在0.3~6.0 mg/mL内线性关系良好。 2.4 3种内源激素的测定

精密称定防风根、茎、叶样品各2 g,研细,加10 mL冰甲醇(80%),转入100 mL三角瓶中,加80%冰甲醇20 mL超声震荡2 h(低于4 ℃),过滤,滤渣中加80%冰甲醇20 mL,摇匀,置-20 ℃冰箱中12 h,过滤,合并滤液,于-20 ℃冰箱放置12 h,取滤液10 mL上Seppar C18小柱,用20 mL乙腈洗脱,收集洗脱液,过0.45 μm微孔滤膜,滤液备用[6,7]。在“2.1”项色谱条件下取滤液1 μL进样分析,记录峰面积。将所得的峰面积代入相应的回归方程,计算质量浓度,进而得出3种内源激素(GA、IAA、ABA)的量。每种样品设3个平行,取平均值。 3 结果与分析 3.1 防风抽薹前后IAA量的动态变化

防风在抽薹前后根、茎、叶中IAA的量变化趋势基本相同,即抽薹前IAA的量呈缓慢上升趋势,抽薹后IAA的量急剧下降,且抽薹前防风IAA的量均高于抽薹后。通过对数据分析表明,防风在抽薹前后根、茎、叶中IAA的量出现最高点的时间略有差异,根和茎的IAA量达到最高是在6月29日,分别是45.2和55.45 ng/g,叶的IAA量达到最高(46.69 ng/g)是在6月19日;到8月18日后根、茎、叶IAA的量达到最低18.23、24.36、17.44 ng/g,其中叶的IAA量最低,见图 1

图 1 防风抽薹前后根、茎、叶中IAA的量Fig.1 Contents of IAA in roots,stems,and leaves of S.cata before and after bolting
3.2 防风抽薹前后GA量的动态变化

防风在抽薹前后根、茎、叶中GA的量变化趋势基本相同,即抽薹前GA的量缓慢上升,抽薹后GA的量急剧下降。通过对数据分析表明:防风在抽薹前后根、茎、叶中GA的量出现最高点的时间基本相同,即在6月29日根、茎、叶中GA的量最高,分别是6.21、6.83、6.02 ng/g,且抽薹前防风GA的量均高于抽薹后;到8月18日后根、茎、叶GA的量达到最低,分别是1.30、1.98、1.43 ng/g,其中根的GA量最低,见图 2

图 2 防风抽薹前后根、茎、叶中GA量Fig. 2 Contents of GA in roots,stems,and leaves of S. cata before and after bolting
3.3 防风抽薹前后ABA量的动态变化

防风在抽薹前后根、茎、叶中ABA的量变化趋势基本相同,即抽薹前(6月29日前)ABA的量虽略有起伏,但基本保持在同一水平,抽薹后(7月9日后)ABA的量急剧上升,明显高于抽薹前。通过对数据分析表明:在8月18日根、茎、叶ABA的量已经达到1 812、2 236、2 198 ng/g,其中茎的ABA量最高,见图 3

图 3 防风抽薹前后根、茎、叶中ABA量Fig. 3 Contents of ABA in roots,stems,and leaves of S.cata before and after bolting

通过对防风抽薹前后3种激素IAA、GA、ABA量变化测定表明:防风抽薹前后内源激素IAA、GA、ABA量变化显著,即抽薹前IAA和GA的量均高于抽薹后,而ABA的量抽薹前明显低于抽薹后。由此可见,防风内源激素量的变化与防风抽薹有一定的关系,进而可以初步推断:防风内源激素量的变化导致了防风的早期抽薹,同时也为进一步研究防风早期抽薹机制提供一定的理论依据。 4 讨论

曾有报道指出,合理密植,适当增加育苗和定植的密度,使植株相互遮荫,减少光照强度,控制防风的快速生长,抑制花芽的分化、抽薹。在这种环境下生长,叶片稀少、瘦小,制造的营养只能维持正常的生活所需,或少有结余供缓慢生长,使防风无力抽薹开花结实[8]。这也就是说明利用各种逆境条件,促进植物体内ABA量的增加,从而抑制植物体内IAA、GA的量[9]。这与本实验研究IAA、GA、ABA 3种激素之间的相互关系较为一致。因此,防风的早期抽薹与IAA、GA、ABA 3种激素量可能有着直接的关系。

在本实验中,采用高效液相色谱法测定防风中IAA、GA、ABA 3种激素的量,准确、分析速度快、稳定、可靠,但测定时经常见到多种内源激素分离差,峰性不良及严重拖尾现象,因此选择合适流动相、体积流量、柱温等色谱条件是十分关键的。由于内源激素在植物体内量很低,一定要在同等条件下快速采集样品,在提取和测定的过程中,严格遵守实验步骤,尽量减少误差。

参考文献
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