徐圆圆等 南京林业大学学报
专题报道
无患子不同器官中的总皂苷和总黄酮含量
徐圆圆 1,2 ，周思维 1,2 ，刘济铭 1,2 ，陈仲 2 ，赵国春 1,2 ，
刘济铭 1,2 ，王立宪 1,2 ；王昕 1,2 ；贾黎明 1,2 *；张端光 3
1.北京林业大学， 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室 ；2.国家能源非粮生物质原料研发中心；3 .福建源华林业生物科技有限公司。
植物的活性成分主要集中在部分组织器官中,这些器官是人们采收和利用的主要部位,而植物其他器官通常会被丢弃,这无疑造成了资源的浪费。对植物不同器官中活性成分的分布和积累进行系统研究,可以帮助人们充分利用植物资源。近年来,科研工作者已对牛膝( Achyranthus bidentata )、三七( Panax notoginseng )、远志( Polygala tenuifolia )中的皂苷和北柴胡( Bupleurum chinense )、青钱柳( Cyclocarya paliurus )、光果甘草( Glycyrrhiza glabra )、山葵( Wasabia japonica )中的黄酮在其体内各器官中的分布进行了研究。此外,研究还发现植物的活性成分在不同器官间或不同活性物质间可能存在着某些联系,如三花龙胆( Gentianatriflora )中的龙胆苦苷和可溶性糖含量呈负相关,黄秋葵( Abelmoschusesculentus )中的花青素和总黄酮含量间表现出极显著正相关关系口,而三七紫、绿茎植株不同营养器官及其总皂苷和总花色苷的含量间也具有一定的相关性。
无患子( Sapindus mukoross )为无患子科(Sapindaceae)无患子属( Sapindus )落叶乔木,主要分布于我国东部南部至西南部及日本朝鲜、中南半岛和印度等地,是我国传统的洗护用植物和药用植物,其根、树皮、叶、果皮种仁等均可人药,具有清热、祛痰、消积、杀虫等功效。无患子的主要活性成分是三萜皂苷,主要存在于果皮中(4.14%~ 27.04%) ;此外,研究发现无患子根、花等器官中也含有三萜皂苷。除三萜皂苷外,Zikova等和Shah等还从无患子的叶和树皮中提取到了黄酮类化合物。目前,对无患子的主要利用部位为果实,人们对其他器官的研究和利用极少而且有关无患子皂苷和黄酮在不同器官中的含量及其相关性方面的研究尚属空白。 鉴于此,本期论文推荐的作者研究对无患子叶、花、果、枝、根中的总皂苷和总黄酮含量进行测定,揭示总皂苷和总黄酮在植株中的分布情况及其在叶中的动态积累规律,并探讨其在不同器官间的相关关系，以期为无患子的综合高效利用提供参考。
下面跟学报君一探究竟！
作者简介
通讯作者
贾黎明，男，1968年5月生，北京林业大学教授，主要从事用材林和能源林培育、城市林业、树木栽培生理生态等领域研究。
第一作者
徐圆圆，女，1991年8月生，北京林业大学森林培育专业博士研究生。
关键词 ： 无患子；器；叶；皂苷；黄酮
基金项目： 国家自然科学基金项目(32071793)；国家科技基础资源调查专项(2019FY100803)。
引文格式： 徐圆圆,周思维,除仲,等.无患子不同器官中的总皂苷和总黄酮含量[J].南京林业大学学报(自然科学版),2021,45(4):85-91.XU Y Y,ZHOU S W, CHEN Z, et al. Contents of the total saponins and total flavonoids in dfferet organs of Sapindus muhorossi [J]· Jourmal of Nanjing Foresty University ( Natural Sciences Edition) ,2021 ,45(4) :85-91.DOI: 10.12302/j.iss.10002006.202006060.
1目的
研究无患子皂苷和黄酮在不同器官中的含量及其在叶中的积累动态,并对彼此间相关关系进行探讨,可为无患子的综合高效利用提供参考。
2方法
以无患子为材料,分别用香草醛－高氯酸比色法和分光光度法检测其花、果、枝、根等器官及8个时期叶片的总皂苷和总黄酮含量。
2.1 试验材料
试验地位于福建省建宁县源华林业生物科技有限公司的无患子种植园(116°52'E, 26°49'N),海拔300m。该地区属亚热带海洋性季风气候,同时兼有大陆性山地气候的特点,年平均日照时长1721h,3-11月(生长季)降雨量1765mm,年均气温17.0°C,年最低气温-1.0°C;土壤为砂质黏壤土,土壤肥力中等,pH5.1。该种植园采用实生苗造林,树龄10a,林分平均树高6.0m,平均胸径12.5cm,单株平均年产量20kg。
2.2 研究方法
于2019年4-11月进行试验材料采集。采用随机区组设计,单株小区,3次重复。在林分中选取3株树体相近、生长健康、结果量稳定的无患子优树进行采样。分别于展叶期(4月30日,L1)、花蕾期(5月11日,L2)、盛花期(6月2日,L3)、初果期(7月8日,14)、子叶生长期(8月1日,L5)、果实膨大期(9月5日,L6)、果实转色期(10月8日，L7)、果实成熟期(11月6日,L8)等8个生长关键时期采集叶片;于花蕾期、盛花期分别采集花苞(F1)和花朵(F2);于果实成熟期采集果实[分解为果皮(P)、种皮(SC)、种仁(SK)]、枝(当年生枝,B)和根(须根,R)。叶、花、果实和枝样品从每棵树树冠外围中上部的东、南西、北4个方向上随机摘取;根样品从距离树干50~100cm的东、南、西、北4个方向上随机挖取;将1棵树上采集的样品混合,作为1个生物学重复。样品采集后,立即带回实验室,用蒸馏水清洗干净后,擦干,装人信封置于烘箱中,40°C下烘至质量恒定,然后使用球磨仪粉碎,备用。
3结果
总皂苷和总黄酮在不同器官中的分布存在差异,各器官中的总皂苷含量(0.98%-13.26%)均显著高于总黄酮含量(0.31%-1.74%);果皮中的总皂苷含量最高(13.26%),其次为花(5.68%-6.21%)和叶(4.11% ,8个时期平均值);各器官中总黄酮含量由大到小顺序为:叶(1.74%,8个时期平均值)、花苞(0.88%)、花朵(0.74%)、根(0.53%)、枝(0.44%)、果皮(0.31%)。叶中总皂苷和总黄酮在1个年生长周期内的积累规律不同,总皂苷含量总体上呈逐渐升高趋势,总黄酮含量波动变化。总皂苷含量与总黄酮含量间存在一定的负相关关系。
3 .1无患子不同器官中总皂苷和总黄酮含量的分布
对无患子不同器官中的总皂苷和总黄酮含量进行了测定,结果见图1。结果表明,不同器官中总皂苷和总黄酮含量的分布不同,叶(8个时期叶中相应物质含量的平均值)、花、枝、根、果皮等器官中的总皂苷含量(0.98%~13.26%)均显著高于总黄酮含量(0.31%~1.74%),且在种皮和种仁中未检测到黄酮(图1)。果皮中的总皂苷含量最高( 13.26%),显著高于其他器官( P <0.05);其次为花苞(6.21%)和花朵(5.68%),花苞与花朵总皂苷含量间差异未达到显著水平( P >0.05);叶(4.11%,8个时期平均值)和根(3.88%)中的总皂苷含量相差不大( P >0.05),但均显著高于枝( P <0.05);种皮的总皂苷含量最低(0.98%)。各器官中总黄酮含量主要表现为:叶(1.74%,8个时期平均值)>花苞(0.88% )>花朵(0.74%)>根(0.53%)>枝(0.44%)>果皮(0.31%),叶中的总黄酮含量分别是花苞、花朵、枝、根、果皮总黄酮含量的1.99、2.35、3.92、3.31和5.65倍,且花苞与花朵间总黄酮含量间差异不显著( P >0.05)。
▲图 1 无患子不同器官间总皂苷与总黄酮含量的分布
3.2 无患子叶中总皂苷和总黄酮的积累规律
无患子叶片中总皂苷和总黄酮含量变化趋势存在一定的差异,各时期叶中的总皂苷含量均比总黄酮含量高(图2)。随着生长时间的延长,叶中总皂苷含量总体上呈逐渐升高趋势,L8时期达到最高(5.35%),显著高于其他7个时期( P <0.05); L1-L5时期,总皂苷含量缓慢升高,L5(4.49%)-L7(4.13%)时期有小幅度下降,但L3-L7时期的总皂苷含量间差异均未达到显著水平( P >0.05);而L7-L8期,总皂苷含量显著升高( P <0.05)。另一方面,叶中总黄酮含量为1.18%-2.42%,在整个年生长周期内呈“升高一降低-升高-降低一 升高"趋势,3次积累高峰分别出现在L2(1.93%)、L6(2.42%)和L8(2.15%)时期,其中L6与L8两个时期间的总黄酮含量相差不大( P >0.05)。
▲图 2 无患子叶中总皂苷和总黄酮的积累规律
3.3 无患子不同器官间总皂苷和总黄酮的相关性特征
对花蕾期的花及果实成熟期的叶、枝、根、果 皮、种皮、种仁等器官间的总皂苷或总黄酮含量进行相关性分析,结果表明不同器官总皂苷和总黄酮含量分布呈现出不同的相关性特征(表1)。由表1可见,叶和花的总皂苷含量间呈极显著负相关,枝与种皮的总皂苷含量间呈极显著正相关关系;叶和枝间的总黄酮含量呈显著负相关,果皮和根间的总黄酮含量呈极显著正相关关系。
▼表 1 无患子不同器官间总皂苷和总黄酮的相关性特征
3.4 无患子中总皂苷和总黄酮间的相关性特征
以总黄酮含量为因变量,总皂苷含量为自变量,采用一元线性回归分析无患子中总皂苷和总黄酮含量间的关系,结果如图3所示,总皂苷( x )和总黄酮( y )间的线性关为:y=-0.093 x +1.755( R ²=0.107, P =0.024)。可见,无患子总皂苷含量与总黄酮含量间呈现出一定的负相关关系。
▲图 3 无患子不同器官间总皂苷和总黄酮的相关性特征
4结论
无患子总皂苷和总黄酮在不同器官中的分布及其在叶中的积累规律各异,皂苷和黄酮的积累可能存在着间接竞争关系;除传统利用果皮部位,花和叶也是积累皂苷和黄酮的主要器官,具有一定的应用价值,建议合理采收及开发利用。
关注我们，更多精彩
