不同光质对毛脉酸模中蒽醌类成分的影响1.doc

精品论文不同光质对毛脉酸模中蒽醌类成分的影响1马伟 1，王振月1，陈立超 1,2，王宗权 1,3，赵海鹏 1，王丹 11 黑龙江中医药大学药学院，黑龙江哈尔滨（150040）2 北京万全阳光医药有限公司，北京（100097）3河北以岭医药集团医药研究院，河北石家庄（050035）e-mail：wangzhen_摘要：目的：研究光质对毛脉酸模根次生代谢产物蒽醌类成分的影响。方法 通过红色、 黄色、绿色、蓝色滤光膜对毛脉酸模进行遮膜处理。采用高效液相色谱法对毛脉酸模根样品中的蒽醌类成分含量进行测定，进行了方差分析。结果：二年生黄膜处理中蒽醌类成分含量 显著性高于处理组及空白组。一年生空白组及对照组中蒽醌类成分含量显著性高于处理组。结论：黄膜处理显著提高二年生毛脉酸模中中蒽醌类成分含量。 关键词：毛脉酸模；光质；蒽醌；hplc植物生物活性成分绝大多数为植物的次生代谢产物。植物的次生代谢产物是植物在长期 进化中与环境相互作用的结果，在植物提高自身保护和生存竞争能力，协调与环境关系上起 着不可替代的重要作用，其产生和变化比初生代谢产物与环境有着更强的相关性和对应性 1。因此研究环境因素对植物生物活性成分的影响和调控规律具有理论基础和可行性。光是植物生命活动重要环境因子之一，植物通过光合作用把光能转化成为化学能贮存起 来，为其生长提供能量。同时光还以环境信息的形式作用于植物，调节植物的分化、生长和 发育，使其更好地适应外界环境。许多研究工作表明光质的不同，不仅影响植物的初生代谢 和生长状态而且会影响植物的次生代谢过程2 -3 。近年来，随着天然药物的开发日渐兴起， 天然植物资源日渐匮乏，如何提高植物次生代谢产物的产量是关系到天然药物的开发能否应 用于实际生产的关键环节。毛脉酸模 rumex gmelini turcz.为蓼科酸模属多年生宿根草本植物，广泛分布于黑龙江省 大小兴安岭及张广才岭等地区，是黑龙江省、吉林长白山地区重要药用资源植物，以根 入药，味甘，性寒，有清热解毒、凉血止血、通便利尿之功，民间以治疗癣病或止血著称 4-5。 化学成分分析结果表明，根中含有白藜芦醇及白藜芦醇苷等二苯乙烯类成分，酸模素，大黄 酚、大黄素等蒽醌类成分及黄酮类化合物6,7。1. 仪器与材料美国 waters 高效液相色谱仪（waters 2695 型泵，2996 型二极管阵列检测器，empower 色谱工作站）； mettler 电子天平 ae 240；zk-82b 型真空干燥箱（上海市实验仪器总厂）。 大黄素、大黄酚苷（大黄酚-1-o-d-葡萄糖苷）、大黄酚、大黄素甲醚均由中国药品生物制 品检定所提供。毛脉酸模根样品采于黑龙江中医药大学药用植物园。光质处理组中，红色、 黄色、绿色、蓝色滤光膜其相对光强为全光照的 53、60%、50、52，黄色滤光膜遮 透明膜后相对光强为全光照的 53，对照组相对光强为全光照的 51。使处理组相对光强 在 5053之间。甲醇，色谱纯，美国 dikma 试剂公司提供；磷酸，分析纯，天津市天河化学试剂厂出 品；水，娃哈哈纯净水。2. 方法与结果1本课题得到国家自然科学基金项目(30270156)的资助。-10-2.1 样品处理：2004 年 7 月 1 日开始对当年生及一年生毛脉酸模植株进行遮膜处理。遮膜处理的在四 周靠近地面处留有通风空隙，并依照空白组的水分状况适时浇水。2.2 样品采集：每隔 15 天采样 1 次，每个处理组采样 9 株，采样 5 次。2.3 色谱条件：planetsil c18 分析柱（5m，200 4.6 ），预柱 phenomenex ods-c18(43.0 )； 流动相：流动相 a 为甲醇，流动相 b 为水（磷酸调 ph 为 2.0）；线性梯度洗脱条件：流动 相从甲醇 30%到 100%甲醇，时间为 050 min；流速 1 mlmin-1；检测波长：254 nm ； 柱温：40；进样量：20l。2.4 对照品溶液的制备：精密称取大黄酚苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚对照品适量，溶于甲醇配制成浓度依 次为 0.20，0.19，0.125，0.09mg/ml 的标准溶液，分别精密吸取标准溶液，注入高效液相色 谱仪，以进样量 x(g)为横坐标，峰面积 y 为纵坐标绘制标准曲线，结果见表 1。表 1 样品线性关系tab1calibration curves of references成分回 归 方 程相关系数线性范围（g）activating consistentregression equation（r）proportional band大黄酚苷chrysophany=3.1901042.205106x1.00000.01912.600大黄素emodiny=8.0001043.328106x0.99980.0183.990大黄酚chrysophanoly=7.0121033.992106x1.00000.0125.250大黄素甲醚physciony=7.9731031.715106x0.99990.0080.9452.5 供试品溶液的制备：毛脉酸模根部阴干后，粉碎过 80 目筛，在 50下从干燥至恒重。每个样品精密称取 0.5g， 置索氏提取器内加 50%乙醇 70ml 提取 4h，滤过，滤液置蒸发皿中蒸干。残渣用 25ml 甲醇 溶解并定容至刻度，此溶液再过 0.45m 的微孔滤膜，弃去初滤液取续滤液作为供试品溶液。2.6 精密度试验：取对照品溶液，连续进样 5 次，大黄酚苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚峰面积的积分 值,五次测定相对标准偏差1%。2.7 稳定性试验：取同一份供试品溶液，分别在 0h，2h，6h，18h 和 24h 进样测试，结果显示所检测的大 黄酚苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚，峰面积积分相对标准偏差3%。2.8 重复性试验：取同一样品粉末 5 份，每份精密称取 0.5g，按“2.5”制成供试品溶液，测定结果表明产物峰面积的积分值相对标准偏差3%，证明该方法重复性较好。2.9 加样回收率试验：精密称取已知大黄素含量的供试品粉末（80 目），定量加入大黄素对照品适量，制备供 试品溶液，每个处理进行 3 次，检测结果表明，回收率依次为 101.510.63%，99.33%，99.320.52%，99.400.31%，103.500.79%。2.10 样品含量测定：各供试样品按“2.5”制成供试品溶液，精密吸取各样品的供试液 20l 注入高效液相色谱 仪，测得不同样品中的大黄酚苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚含量，见含量测定结果。3. 结果与分析分别对上述含量测定结果进行完全随机方差分析，结果如下见表 24。因素1（6水平）表 2 实验安排表tab 2 experiment arranging因素2(处理时间，5水平)factor 2 ( days after treatment level 5)factor 1 (level 6)15d30d45d60d75d红光 red lightt1t2t3t4t5蓝光 blun lightt6t7t8t9t10绿光 green lightt11t12t13t14t15黄光 yellow lightt16t17t18t19t20对照 shadingt21t22t23t24t25空白 full sun-lightt26t27t28t29t30一年生根1-year-old roots表 3 均值及标准差结果表（）tab 3 mean and standard deviation(%)大黄酚 chrysophanol大黄素甲醚 大黄酚苷 chrysophan大黄素 emodinphyscion空白 fullsun-light对照 shading0.13790.0138a0.08870.0098ab0.02690.005a0.02370.0102ab0.21690.0493a0.1350.0199b0.04210.0052a0.03480.0046ab红光 red light蓝光 blun light 绿光 green light 黄光 yellow light0.08080.0509b0.06910.0345b0.08860.0579ab0.07680.0517b0.01820.0037ab0.02250.0101ab0.01920.0042ab0.0140.0059b0.13190.0287b0.11320.0224b0.12220.0116b0.12340.0256b0.02580.0028b0.0340.0172ab0.03160.0153ab0.03250.0076ab表中数值为平均值标准误差，不同字母代表有差异（p0.05）datum are meansstandard deviation, different letters appear difference（p0.05）两年生根2-year-old roots表 4 均值及标准差结果表（）tab 4 mean and standard deviation(%)大黄酚 chrysophanol大黄素甲醚 大黄酚苷 chrysophan大黄素 emodinphyscion空白 full sun-light对照 shading红光 red light0.27870.0523ab0.24680.0878ab0.16040.0199b0.04730.0124a0.0360.0045a0.040.0094a0.37190.0675a0.29620.0827b0.36070.0812ab0.06030.0109b0.05570.0097ab0.05420.02ab蓝光 blun light绿光 green light0.23260.0462ab0.26780.0708ab0.03910.0117a0.03940.0165a0.32010.0535ab0.33050.0762ab0.05320.0114ab0.05020.0112ab黄光 yellow light0.2880.0823a0.04890.0059a0.37670.05ab0.06310.0055a表中数值为平均值标准误差，不同字母代表有差异（p0.05）datum are meansstandard deviation, different letters appear difference（p0.053.1 光质对一年生毛脉酸模根中蒽醌类成分含量的影响大黄酚苷含量（%）content of chrysophan40.1 0.060.02日光 0.25日光 遮荫遮荫 红膜 0.21蓝膜9 0.05 0.01大黄酚苷含量（%）content of chrysophan40 15 30 45 6075 日光 遮荫绿膜20 15 30 45 60 75 日光 遮荫 黄膜0.10.080.060.040.020 15 30 456075 处理后天数（d）d ay s a f ter tr eat m en t ( d)00 15 30 456075 处理后天数（d）d ay s af te r tr e atm e n t ( d)图 1 不同滤光膜处理对一年生毛脉酸模根中大黄酚苷含量的影响fig. 1 effects of different films on the content of chrysophan in roots of 1-year-old rumex gmelini t.大黄酚含量（%）content of chrysophanol0.4日光 遮荫0.35日光0.3遮荫0.3 红膜0.20.10015304560750.10.050蓝膜01530456075大黄酚含量（%）content of chrysophanol0.4日光 遮荫0.4日光遮荫0.3绿膜0.3 黄膜 0.1001530456075 处理后天数（d）d ays af ter tr eat m en t (d)001530456075 处理后天数（d）d ay s aft er t reat m en t ( d)图 2 不同滤光膜处理对一年生毛脉酸模根中大黄酚含量的影响fig. 2 effects of different films on the content of chrysophanol in roots of 1-year-old rumex gmelini t.大黄素含量（%）content of emodin (%)0.050.04日光 0.045日光 遮荫遮荫 红膜 0.035蓝膜0.030.0250.020.0150.01大黄素含量（%）content of emodin (%)0.0601530456075 日光遮荫绿膜0.0050.0550.04501530456075 日光 遮荫 黄膜0.04 0.0350.020.0250.015001530456075 处理后天数（d）day s after treatm en t (d)0.00501530456075 处理后天数（d）day s aft er t reat m en t (d)图 3 不同滤光膜处理对一年生毛脉酸模根中大黄素含量的影响fig. 3 effects of different films on the content of emodin in roots of 1-year-old rumex gmelini t.大黄素甲醚含量（%）content of physcion(%)0.060.045日光 0.06日光 遮荫遮荫 红膜蓝膜0.0450.030.030.015大黄素甲醚含量（%）content of physcion(%)0.070.0550.040 15 30 45 6075 日光遮荫 绿膜0.0150.060.0450.030 15 30 45 6075 日光遮荫 黄膜0.025 0.010 15 30 456075 处理后天数（d）day s af ter treat m en t (d)0.0150 15 30 456075 处理后天数（d）day s after t reatm en t ( d)图 4 不同滤光膜处理对一年生毛脉酸模根中大黄素甲醚含量的影响fig. 4 effects of different films on the content of physcion in roots of 1-year-old rumex gmelini t.从图 1 可知遮荫和不同光质对一年生毛脉酸模根中蒽醌类成分的含量有一定的影响。遮 荫处理的毛脉酸模，在处理期内大黄酚苷含量均低于日光组（图 7）。红膜处理组使毛脉酸 模根中大黄酚苷含量随着处理组天数的增加含量下降越明显，处理 15、30d 其含量与日光 组相近（图 1）。蓝膜的整个处理过程中，毛脉酸模根中大黄酚苷含量都低于日光组，除15d 含量略高于遮荫组，其他处理时间含量均低于日光组（图 1）。绿膜处理与红膜处理的 变化趋势基本一致（图 1）。黄膜处理 15其含量略高于日光组，而处理 30、45含量 显著下降，含量显著低于日光组，45后变化趋势不明显（图 1）。从图 2 可知，遮荫处理的整个过程，其毛脉酸模根中大黄酚的含量都低于日光组（图 2）。 红膜、蓝膜、绿膜、黄膜处理的整个过程大黄酚的含量都低于日光组（图 2）。四个光质处理组与遮荫组相比幅度变化不大（图 2）。从图 3 可知，遮荫处理对一年生毛脉酸模根中大黄素的含量有显著影响，其变化趋势与 日光组相反，处理 15、30其含量显著高于日光组，处理 45d、60d、75d 其含量低于日 光组（图 3）。红膜的整个处理过程中，毛脉酸模根中大黄素的含量都低于日光组（图 3）。 蓝膜的处理 15含量高于日光组和遮荫组，其他处理时间处理含量低于日光组（图 3）。 绿膜的处理 30、45含量低于日光组和遮荫组，处理 60、75其含量低于日光组，但 高于遮荫组（图 3）。黄膜整个处理过程中，大黄素含量都低于日光组和遮荫组，只在处 理 15其含量略高于日光组（图 3d）。从图 4 可知，遮荫处理 15大黄素甲醚含量略高于日光组，随着处理时间的推移，含 量均低于日光组（图 4）。红膜的整个处理过程中，大黄素甲醚的含量均低于日光组与遮荫 组（图 4）。蓝膜的处理 15、30含量高于日光组与遮荫组，其他处理时间其含量低于 日光组与遮荫组（图 4）。绿膜处理 15含量高于日光组与遮荫组，处理 30含量在日光 组与遮荫组之前，其他处理时间含量低于日光组与遮荫组（图 4）。黄膜的处理 15含量 略高于日光组与遮荫组，随着处理天数的增加，含量均低于日光组，处理 45、60含量 高于遮荫组，处理 30d、75d 含量低于遮荫组（图 4）。表 3 可知，日光组的含量显著性高于遮荫处理和 4 种滤光膜。遮荫处理组的含量均高于4 种滤光膜。3.2 光质对二年生毛脉酸模根中蒽醌类成分含量的影响大黄酚苷含量（%）content of chryso phan0.450.40.30.150.1日光 0.45日光 遮荫 0.4遮荫 红膜 0.35蓝膜 5大黄酚苷含量（%）content of chryso phan0.40.350.30.250 15 30 45 6075日光 遮荫 绿膜0.20 15 30 45 6075 日光 遮荫 黄膜0.2 0.150.10 15 30 456075 处理后天数（d）d ay s af t er t r eat m en t ( d)0.100 15 30 456075 处理后天数（d）day s af t er t reat m en t (d)图 5 不同滤光膜处理对二年生毛脉酸模根中大黄酚苷含量的影响fig. 5 effects of different films on the content of chrysophan in roots of 2-year-old rumex gmelini t.大黄酚含量（%）content of chrysophanol0.6a0.45日光0.6日光 遮荫遮荫 红膜 0.45蓝膜0.30.3 0.15大黄酚含量（%）content of chrysophanol0.601530456075 日光0.150.601530456075 日光c0.45遮荫d遮荫 绿膜黄膜0.4501530456075 处理后天数（d）day s aft er t r eat m en t (d)0.1501530456075 处理后天数（d）d ay s after treatmen t (d)图 6 不同滤光膜处理对二年生毛脉酸模根中大黄酚含量的影响fig. 6 effects of different films on the content of chrysophanol in roots of 2-year-old rumex gmelini t.大黄素含量（%）content of emodin (%)0.080.070.060.050.040.030.02日光0.08日光 遮荫遮荫 红膜0.06蓝膜 0.040.020大黄素含量（%）content of emodin (%)0.080.070.060.050.0401530456075日光 遮荫 绿膜0.080.070.060.0501530456075日光 遮荫 黄膜0.030.020.01001530456075 处理后天数（d）day s aft er t reat m en t (d)0.04 0.030.0201530456075 处理后天数（d）day s aft er t reat m en t (d)图 7 不同滤光膜处理对二年生毛脉酸模根中大黄素含量的影响fig. 7 effects of different films on the content of emodin in roots of2-year-old rumex gmelini t.大黄素甲醚含量（%）content of physcion(%)0.10.090.080.070.060.050.040.03日光 0.09日光 遮荫 0.08遮荫 红膜 0.07蓝膜0.06 0.050.040.030.020 15 30 45 60750 15 30 45 60 75大黄素甲醚含量（%）content of phy scion(%)0.090.080.070.060.050.040.03日光 遮荫 绿膜0 15 30 456075 处理后天数（d）day s after tr eat m en t ( d)0.090.080.070.060.050.040.03日光 遮荫 黄膜0 15 30 456075 处理后天数（d）day s after tr eat m en t ( d)图 8 不同滤光膜处理对二年生毛脉酸模根中大黄素甲醚含量的影响fig. 8 effects of different films on the content of physcion in roots of 2-year-old rumex gmelini t.从图 5 看，遮荫处理 15、30大黄酚苷的含量略高于日光组，随着处理时间的增加， 含量都低于日光组（图 5）。红膜的整个处理过程中，大黄酚苷的含量均低于日光组与遮荫 组（图 5）。蓝膜的整个处理期内，除 60含量略高于日光组，其它时期含量均低于日光 组。处理 15、30含量低于遮荫处理，处理 45、60d、75含量高于遮荫组（图 5）。 绿膜处理 15、30含量高于日光组，处理 45时，含量低于日光组，处理 60、75含 量与日光组相近，绿膜的整个处理期内，含量均高于遮荫组（图 5）。黄膜处理 15含量 低于日光组与遮荫组，其它时间含量均高于日光组与遮荫组（图 5）。从图 6 看，遮荫处理组在整个处理期内，含量均低于日光组（图 6）。红膜处理组 45 含量高于日光组，处理 75时含量低于日光组，其它时间与日光组相似，红膜整个处理期 含量高于遮荫组（图 6）。蓝膜处理组整个处理期内变化趋势与日光组相似，含量均低于 日光组，处理 15、30含量与遮荫组相似，其它处理时间含量均高于遮荫组（图 6）。 绿膜处理 15、30含量低于日光组，后期与日光组含量相近，变化不明显，处理 15、30含量低于遮荫组，其它处理时间含量高于遮荫组（图 6）。黄膜处理 15、30含量 与日光组和遮荫组相差不大，其它处理时间含量均高于日光组和遮荫组（图 6）。从图 7 看，遮荫处理在整个处理期内，除处理 60大黄素含量略高于日光组，其它时 期含量均低于日光组（图 7）。红膜处理 15、30d、45含量低于日光组，处理 60、75 含量高于日光组，整个变化趋势与遮荫组相似，含量相差不大（图 7）。蓝膜处理 15、30含量低于日光组，处理 45、60、75时，含量略高于日光组，除处理 30时含量 低于遮荫组，其它处理时间高于遮荫组（图 7）。绿膜的整个处理期的含量变化趋势与日 光组相似，除处理 15含量略高于日光组，其它处理期含量均低于日光组，绿膜处理 15、30含量高于遮荫组，其它处理时间含量低于遮荫组（图 7）。黄膜处理 15、30含量 低于日光组，其它处理时间高于日光组，黄膜处理组整个处理期内大黄素含量高于遮荫组（图7）。从图 8 看，遮荫处理组含量变化趋势与日光组相似，除处理 15时含量略高于日光组 外，其它处理时间含量均低于日光组（图 8）。红膜处理组 15含量高于日光组，其它处理时间含量均低于日光组，除 15、60时含量高于遮荫组，其它处理时间含量均低于遮荫组（图 8）。蓝膜处理组含量除 75时高于日光组和遮荫组，其它处理时间含量均低于或 接近于日光组和遮荫组（图 8）。绿膜处理随着处理时间的推移含量逐渐下降，下降幅度 较大（图 8）。黄膜处理组除 45含量接近于遮荫组且低于日光组，60含量接近于日光 组且高于遮荫组外，其它处理时间含量均高于日光组和遮荫组（图 8）。从表 4 可以看出，黄膜处理组的蒽醌类成分的含量显著性高于日光组和遮荫组及其它三 种滤光膜。4. 讨论光质是调节控制植物代谢的基本因素之一，它对植物的生长、形态结构、光合作用和物 质代谢都具有一定的调控作用。大多数生物合成过程能通过改变光质进行调节8。光合作用 的增加能提供较多的次生代谢物前体，同时又抑制了次生代谢物的分解9。郭君丽等认为光 质通过调控植物基因的表达来指导或阻抑一些功能性蛋白或酶的合成，最终影响植物的代谢 反应及形态发生10。张泽岑等认为光质影响茶树花青素的基因调控，可以通过次生代谢途 径，引入外源基因或利用反义基因作用和多酶蛋白亚基的遗传工程等调控次生代谢产物的合 成11。孙非等认为单光质通过影响人参叶和根的硝酸还原酶活性，可溶性蛋白和总蛋白氮 含量，从而影响氮代谢12。王铁生等通过实验黄膜可以明显提高人参皂甙含量13。徐师华 通过实验黄膜覆盖下的黄瓜，光合有效辐射较高，有利于作物光合作用和光合产物积累，产 量高14。不同光质作用于毛脉酸模植株，使其根中蒽醌类成分的含量发生变化，其中的作用机制 有待于进一步研究。黄光处理可以显著性提高二年生毛脉酸模中蒽醌类成分的含量，说明黄 光通过某些途径增加了次生代谢产物大黄酚苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的合成。而红、 黄、蓝、绿等光质作用下没有提高大黄酚苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的含量，说明一 年生毛脉酸模通过某些机制抑制了其合成。参考文献1 阎秀峰, 王洋, 尚辛亥, 等. 光强和光质对野外栽培高山红景天生物量和红景天甙含量的影响. 生态学 报,2004,24(4):674679.2 阎秀峰, 王洋, 尚辛亥, 等. 温室栽培光强和光质对高山红景天生物量和红景天甙含量的影响. 生态学报,2003,23(5):841849. 3阎秀峰,王洋,郭盛磊,等.遮荫和红膜处理对高山红景天根生物量及红景天甙含量季节变化的影响.应用生态学报,2004,15(3):382386.4刘慎谭.东北草本植物志.第二卷.北京:科学出版社,1959.24. 5吉林省中医中药研究所.长白山植物药志.吉林:人民出版社,1982.299.6王振月,李延冰,匡海学,等.毛脉酸模中大黄酚、大黄素的分离鉴定.中医药学报,1996,24(2):54. 7王振月,蔡学勤,康毅华,等.毛脉酸模中两个化合物的结构研究.中草药,1996,27(12):714. 8沈银武,朱运芝,刘永定.不同光质对中华植生藻的影响.水生生物学报,1999,23(3):285287. 9冷平生,苏淑钗,王天华，等.光强与光质对银杏光合作用及黄酮苷与萜类内酯含量的影响.植物资源与环境学报,2002,11(1):14.10郭君丽,李明军,张嘉宝.光质和 naa 组合对怀山药叶片脱分化的效应.浙江万里学院,2002,15(1):5861. 11张泽岑,王能彬.光质对茶树花青素含量的影响.四川农业大学学报,2002,20(4):337339.12 孙非, 曹悦群, 刘立侠, 等. 不同光质下栽培人参硝酸还原酶活性和蛋白质含量的变化. 生物物理学报,1993,9(1):153157. 13王铁生,王化民,刘明孝,等.人参光合生理研究.中草药,1989,20(4):3033. 14徐师华,王修兰,吴毅明.不同光质对作物生产发育的影响.生态农业研究,2000,8(1):1820.effects of light quality on anthraquinones in roots ofrumex