9个不同居群虎耳草光合特性及有效成分含量分析

贺安娜，滕 攀

(怀化学院1.生命科学系;2.民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室;3.湘西药用植物与民族植物学湖南省高校重点实验室，湖南 怀化 418008)

虎耳草 (Saxifraga stoloniferaCurt.)又名石荷叶、金线吊芙蓉、老虎耳等.生于海拔400-4 500米的林下、灌丛、草甸和荫湿岩隙[1].全草入药，具有清热解毒、祛湿消肿、凉血止血的功效，可用于止咳抗炎等[2].虎耳草含量较高的成分主要有虎耳草素、有机酸类、黄酮类[3，4].丁家欣用HPLC 法测定不同产地及不同收季虎耳草中的岩白菜素的含量，发现湖北洪山所产虎耳草含量最高[5]，黄志金等对虎耳草不同部位岩白菜素含量进行了测定，研究表明叶中岩白菜素的含量最高[6].近年有研究报道，虎耳草有抑制前列腺癌的作用[7]，对虎耳草有效成分提取及抗癌活性的研究逐步增多[8，9].

植物的种内或种间关系目前主要通过形态性状[10]、分子标记[11]等技术手段进行聚类分析.曾苗春等[12]对不同居群的虎耳草叶的颜色、叶背的颜色等形态特征进行了比较，通过欧式距离聚类分析，得出不同居群虎耳草的亲缘关系的远近.植物生态型之间在外观形状上不一定有明显的区分界限，它们更多的是表现在生理生化特性上的差异[13]，植物因素如叶片气孔导度、气孔阻力等是植物长期适应多变的环境和土壤而形成的一类自身调节因素[14].本文测定虎耳草不同居群光合特性及有效成分含量，并对其进行相关性分析，为筛选虎耳草优异种质资源提供依据，也为虎耳草的高效栽培提供参考.

1 试剂与材料

岩白菜素对照品和没食子酸对照品(中国药品生物制品鉴定所)，纯度≥98%.甲醇为色谱纯，水为纯净水，其余试剂为分析纯.

不同居群虎耳草材料的来源地及移栽时间，详见表1.各居群虎耳草均栽种于盆中，盆上口径为22 cm，底部直径15 cm，高20 cm，置于怀化学院生物园树荫下，透光率约为35%.

表1 9个不同居群虎耳草来源

2 方法

2.1 气体交换参数测定

于2014年4月中旬天气晴朗无风日的上午9:00—11:00，采用Li-6400 便携式光合测定系统(美国LI-COR公司)，选择不同居群虎耳草的健壮植株并长势一致的正常功能叶10 片进行测定，取平均值.记录其净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及胞间CO2浓度(Ci)等.

2.2 叶绿素含量测定

在完成不同居群虎耳草的光合参数测定后，随即采取相应的正常功能叶片，用95%乙醇提取叶绿素，采用紫外可见分光光度计(日本岛津UV-2550)进行测定.

2.3 岩白菜素和没食子酸含量测定

分别采集虎耳草春叶和秋叶样品，进行干燥处理至恒重，粉碎并通过120 目筛，备用.精确称取1.0 g虎耳草粉末，用甲醇提取，料液比为1∶25 (g∶mL)，装入50 mL 锥形瓶中，超声波提取35 min，重复提取一次.所得滤液用旋转蒸发仪浓缩至约5 mL，用甲醇定容至25 mL，经0.22 μm 针孔滤膜过滤.含量测定采用LC-20AT 高效液相色谱仪(日本岛津)进行，色谱柱为Agilent Eclipse XDB-C18 (150 mm ×4.6 mm，5 μm).流动相:甲醇-0.1%磷酸溶液(73∶29);流速:1.02 ml/min;检测波长:272 nm;柱温25℃;进样量:20 μL.按外标法以峰面积积分值计算岩白菜素和没食子酸的含量.

2.4 数据统计

所测定结果取平均值和标准误，利用Excel 及SPSS16.0 软件进行统计与相关性分析.

3 结果与分析

3.1 气体交换参数比较

不同居群虎耳草的气体交换参数存在较大差异，如其净光合速率(Pn)变化范围为4.12-6.85 μmol·m-2·s-1(表2)，其中Pn 最高的居群为2号居群，最低的为5号居群;蒸腾速率最高的居群则是9号居群，为4.95 mmol·m-2·s-1;水分利用率最高的居群为7号居群，为2.66 mol·m-2·s-1;胞间二氧化碳浓度差异较小.

表2 9个虎耳草居群气体交换参数比较

3.2 叶绿素含量比较

不同居群虎耳草的叶绿素含量差异较大，其中2号居群叶绿素a 含量最高，为0.7481.01 mg·g-1，总叶绿素含量也最高，为1.01 mg·g-1(表3)，说明2号居群有较高光合能力，叶绿素含量最低的为7号居群，仅0.345 mg·g-1.叶绿素a/b的值在3 左右，最高的为5号居群，为3.29，最小的是2号居群，仅2.09.

表3 9个虎耳草居群叶绿素含量比较

3.3 岩白菜素及没食子酸含量比较

9个不同居群虎耳草中，岩白菜素和没食子酸含量变化不一致(表4)，岩白菜素含量稍高于没食子酸含量.岩白菜素含量最高的为2号居群，为3.94 mg·g-1，最低的7号居群仅1.48 mg·g-1;没食子酸含量最高的是3号居群，为1.91 mg·g-1，最低的也是7号居群，仅0.512 mg·g-1.

表4 9个虎耳草居群岩白菜素及没食子酸含量比较

3.4 光合参数与有效成分的相关性分析

将9个居群虎耳草的光合参数及有效成分含量进行相关性分析，发现净光合速率与气孔导度、总叶绿素含量及岩白菜素含量都呈正相关，其中与总叶绿素含量达极显著正相关，与岩白菜素含量显著正相关(表4);蒸腾速率与气孔导度的相关系数为0.862，达极显著水平.岩白菜素含量与净光合速率及叶绿素含量正相关，其中与净光合速率的相关性达显著水平，与总叶绿素含量达极显著水平;没食子酸算含量则与各个参数的相关性都不显著.

表5 光合参数与有效成分的相关系数表

4 小结与讨论

由于本研究的9个居群虎耳草均经过2～3年时间的移栽处理，基本排除了原生境因素对不同居群虎耳草光合特性及有效成分含量比较的干扰，这种差异的造成应属居群本身遗传差异导致.9个虎耳草居群从外部形态到光合生理及有效成分含量均存在较大差异，其中湖南祁阳居群的净光合速率最大，但其叶绿素含量并不是最高的，说明叶绿素含量并不是影响光合作用的唯一因素.湖南中方仙人谷居群叶绿素a/b值最小，表明该虎耳草叶片对光强适应程度最不敏感.

药用植物有效成分积累与其生理生态因子的关系密切.贾光林等对人参中人参皂苷与生态因子的相关性分析结果表明，热量因子对人参皂苷活性成分的累积起主要作用[15].本课题组前期实验发现，不同光温种植条件下，虎耳草岩白菜素及没食子酸含量与光合有效辐射呈正相关[16].绿色植物通过光合作用产生的初生代谢产物，既是植物生命活动必需的化合物，又是植物次生代谢产物的前体，并且所有旺盛生长的细胞内都存在着次生代谢物的不断合成和转化[17].本试验通过对9个居群虎耳草的光合参数及有效成分含量相关性分析发现，岩白菜素含量与净光合速率显著正相关，与总叶绿素含量相关系数为0.837，达极显著正相关，但没食子酸含量与光合参数的相关性均不显著，其原因可能是这两种成分在虎耳草植株内合成途径不同所导致.

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