黄芪中药种衣剂对黄芪部分生理指标的影响1)

闫嵩　任伟超　刘振鹏　张开雪　马伟　　　　刘秀波

(黑龙江中医药大学，哈尔滨，150040)　　　　　　　　　　(黑龙江中医药大学佳木斯学院)



黄芪中药种衣剂对黄芪部分生理指标的影响1)

闫嵩任伟超刘振鹏张开雪马伟刘秀波

(黑龙江中医药大学，哈尔滨，150040)(黑龙江中医药大学佳木斯学院)

黄芪为豆科植物膜荚黄芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.) Bunge)或蒙古黄芪(A．membranaceus(Fisch.) Bunge var.mongholicus(Bunge) Hsiao)的干燥根。针对药用植物黄芪的农艺性状和栽培中遇到的主要问题，开发制备了黄芪专用型种衣剂，对黄芪种子进行包衣，通过田间试验，定期采样，对黄芪的根系活力、叶绿素质量分数、硝态氮、蛋白质、可溶性糖的质量分数进行测定，检验种衣剂对黄芪的这5种生理指标的影响。

黄芪；种衣剂；生理指标

Astragalusis the dried root ofAstragalusmembranaceus(Fisch.) Bunge orA.membranaceus(Fisch.) Bunge var.mongholicus(Bunge) Hsiao. To keep the agronomic traits and solve the main problems in cultivation, we successfully developed a seed-coating agent. We used seed coating agent to garment the seeds. By the field testing, we regularly sampled, and then respectively determined the root activity, chlorophyll content, nitrate nitrogen, protein, and soluble sugar, and examined the effects of seed coating agent on these physiological indexes.

黄芪药材应用在中国医药方面已有几千年的历史，是重要的传统中药材。黄芪的化学成分主要为多种三萜皂苷类、黄酮类和多糖等，黄芪总皂苷具有免疫调节、清除多种自由基的作用[1-3]，黄芪多糖具有增强机体免疫功能、强心降压、降血糖、抗应激、抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、抗氧化等多种药理功效[4]，黄酮类成分具有清除氧自由基，抑制脂质过氧化和维持血中一氧化氮浓度，保护缺血再灌注损伤的作用[5]，黄芪的诸多药用价值，使得黄芪的需求量极高，人工栽培的黄芪，在其生长发育过程中，仍存在很多问题，需要解决，比如，发芽率低、易产生病虫害。种子包衣技术是国际上普遍使用的一种先进种子处理技术，种衣剂以种子为载体包于种子表面，借助于成膜剂黏附在种子上，很快固化成为均匀的一层药膜，不易脱落，播种后种衣剂对种子形成一个保护屏障，一次包衣，药肥缓释，具有增强种子活力、综合防治苗期病、虫害及缺素症以及促进作物的生长发育和促进种子发芽的功能，同时种衣剂包衣相比药剂拌种，省工省药、成本低、操作简便、安全效果好，不易发生人畜中毒，可减轻环境污染，同时可节约种子，尤其是减少贵重种子的用量[6]。根据黄芪在生产中的实际问题，若研制出高效、低毒、环保的黄芪中药种衣剂，则可以达到预防的作用。课题组研制出以蛇床子提取物为主要活性成分的种衣剂，并对黄芪种子进行包衣处理，就种衣剂是否能促进黄芪的生长发育进行了初步的研究，以期获得良好效果。

1　材料与方法

仪器：721型紫外可见分光光度计；离心机；水浴锅(上海树立仪器仪表有限公司)。

试剂：次甲基蓝(天津市恒兴化学试剂制作有限公司)；丙酮、无水乙醇(天津市富宇精细化学品有限公司)；水杨酸(天津市光复精细化工研究所)；硫酸(北京北化精细化学品有限公司)；氢氧化钠，牛血清蛋白；考马斯亮蓝G-250(惠世生化试剂有限公司)；磷酸(天津市耀华化学试剂有限责任公司)；葡萄糖(天津市四通化工厂)。

黄芪品种为膜荚黄芪，黄芪中药种衣剂自制。

将精选的黄芪种子，经变温处理12 h(41 ℃恒温浸泡4 h，然后25 ℃保湿闷种8 h，中间经常换水)后用吸水纸吸至表面无水，于室温下风干30 min，然后用黄芪种衣剂(m(种衣剂)∶m(种子质量)=1∶50)进行包衣，空白种子做对照(CK)，包衣完毕后进行播种，行距45 cm，株距10 cm，田间管理同大田。于30、60、90、120和150 d取样，并对其地下、地上部分进行相关指标的测定，每次处理6株，试验3次重复。

根系活力的测定：将0.064 g·L-1的次甲基蓝溶液分别倒入3个小烧杯中，编好号码，每个烧杯中溶液的体积约10倍于根系的体积，准确记下每个烧杯中的溶液量。取冲洗干净的待测根系，用吸水纸小心吸干，慎勿伤根，然后按顺序浸入盛有次甲基蓝溶液的杯中，在每杯中浸1.5 min，注意每次取出时都要使次甲基蓝溶液能从根上流回到原杯中去。从3个小烧杯中各吸取次甲基蓝溶液1 mL，分别加到3支试管中，每管各加水9 mL，稀释10倍，在660 nm波长下测定吸光度，在标准曲线上查出相应的浓度，最后算出每杯溶液中剩余甲烯蓝的体积。

总吸收面积=(第1杯被吸收次甲基蓝体积质量杯被吸收次甲基蓝体积质量)×1.1 m2，

活跃吸收面积=(第3杯被吸收次甲基蓝体积质量)×1.1 m2。

叶绿素质量分数的测定：参照崔勤[7]的方法并有所改动，在试验田选取生长发育正常、无病虫害的新鲜植株叶片，剪碎，准确称取0.1 g，加入等体积混合的丙酮—无水乙醇溶液10 mL，避光，室温浸提12 h以上至叶片变白，于663、645 nm处测定样品的吸光度值，并按下列公式计算叶绿素质量分数。

CT=Ca+Cb，

Ca=(12.7A663-2.59A645)×V/(m/1 000)，

Cb=(22.9A645-4.67A663)×V/(m/1 000)。

式中：Ca为叶绿素a质量分数,Cb为叶绿素b质量分数，CT为总叶绿素质量分数，V为提取液体积，m为样品质量。

硝态氮质量分数：取一定量的植物材料剪碎混匀，称取(2～3)g/份，共3份，分别放入3支刻度试管中，加入10 mL无离子水，用玻璃泡封口，置于沸水浴中提取30 min。用自来水冷却，将提取液过滤到25 mL容量瓶中，并反复冲洗残渣，最后定容至刻度。吸取该样品液0.1 mL分别于3支刻度试管中，然后加入5%水杨酸—硫酸溶液0.4 mL，混匀后置室温下20 min，再慢慢加入9.5 mL 8% NaOH溶液，待冷却至室温后，以空白作对照，在410 nm波长下测其吸光度。在标准曲线上查得或用回归方程计算出硝态氮的质量分数，再用以下公式计算其质量分数。

硝态氮的质量分数=C1V/W×100%。

式中：C1为标准曲线上查得或回归方程计算得硝态氮的质量分数；V为提取样品液总量；W为样品质量。

蛋白质质量分数：称取100 mg考马斯亮蓝G-250溶于50 mL 90%乙醇中，加入85%磷酸100 mL，最后用蒸馏水定容至1 000 mL，作为考马斯亮蓝G-250试液。取2 g黄芪样品，剪碎，放入研钵中，加10 mL磷酸缓冲液，充分匀浆，将匀浆转入离心管中，5 000 r·min-1离心10 min，将上清液转入25 mL容量瓶中。用5 mL磷酸缓冲液悬浮沉淀，同上述操作，再提取两次，上清液并入容量瓶中，用磷酸缓冲液定容至刻度，作为黄芪样品提取液。吸取该样品提取液0.1 mL，放入具塞刻度试管中(重复3次)，加入5 mL考马斯亮蓝G-250试液，充分混合，放置2 min后在595 nm下比色，记录吸光度值，并通过标准曲线查得蛋白质质量分数。计算公式为：

式中:C2为查标准曲线所得每管蛋白质质量(mg)；Vt为提取液总体积(mL)；V为测定所取提取液体积(mL)；W为取样质量(mg)。

可溶性糖质量分数：称取烘干、磨碎的黄芪一定部位叶片样品0.15 g，置于刻度离心管中，加入7 mL 80%乙醇，于80 ℃水浴浸提并不时搅拌，提取30 min后冷却，4 000 r·min-1离心5 min，沉淀再用80%乙醇重复提取2次，将3次提取的上清液合并于25 mL容量瓶中，以80%乙醇定容，供可溶性糖测定。准确吸取可溶性糖的乙醇提取液1～2 mL，置于10 mL离心管中，于80 ℃水浴中蒸去乙醇，准确加水至10 mL，用玻璃棒仔细搅拌，使糖完全溶解，离心，经此处理可除去提取液中的色素。吸取上清夜2 mL，放入20 mL大试管中，其余操作与标准管相同，记录620 nm波长下吸光度。计算公式如下：

式中：C3为查标准曲线所得测定管葡萄糖的质量(mg)；V为样品中可溶性糖的提取液总体积(mL)；a为显色时所取样量(mL)；b为除色素时吸取提取液的量(mL)；W为样品质量(mg)。

2　结果与分析

2.1黄芪中药种衣剂对黄芪根系活力的影响

制备1、2、3、4、5、6 mg·L-1次烯蓝系列标准溶液，于660 nm处测定吸光度，以次甲基蓝浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。回归方程为y=183.04x+0.014，r=0.997 2。由表1可以看出，根系的总吸收面积呈现先升高再降低的趋势，在播后90 d包衣组比对照组增幅明显，可达21.69%；由表2可知，包衣组的根系活跃吸收面积呈现先升高、降低、再升高的趋势，而对照组则是先升高再降低。

表1　黄芪根系不同播种时间总吸收面积的动态变化

表2　黄芪根系不同播种时间活跃吸收面积的动态变化

2.2黄芪中药种衣剂对黄芪叶绿素质量分数的影响

如表3、4、5所示，叶绿素a和叶绿素b均呈现先升高后降低、然后再升高、降低的态势，且包衣组和对照组的变化趋势基本一致，包衣组比对照组叶绿素a的质量分数显著增加，但叶绿素b的质量分数在果熟期比对照低，总叶绿素质量分数在60 d时包衣组比对照组涨幅明显，为29.81%。

表3　黄芪叶绿素a质量分数的动态变化

表4　黄芪叶绿素b质量分数的动态变化

表5　黄芪总叶绿素质量分数的动态变化

2.3黄芪中药种衣剂对黄芪硝态氮质量分数的影响

由表6可知，包衣组的黄芪在8月份硝态氮的质量分数最高，比对照组增加69.94%，而在7月和9月均与对照组相当，表明运用黄芪中药种衣剂在果熟期可以促进根系对土壤中氮素的吸收能力，为植物生长提供能量。

表6　黄芪硝态氮质量分数的动态变化

2.4黄芪中药种衣剂对黄芪蛋白质质量分数的影响

考马斯亮蓝G-250在游离态下呈红色，当它与蛋白质的疏水区结合后变为青色，前者最大吸光度在465 nm，后者在595 nm。在一定蛋白质质量浓度范围内(0～100 mg·L-1)，蛋白质色素结合物在595 nm波长下的吸光度与蛋白质质量分数成正比。表7表明，包衣组的蛋白质质量分数呈现直线上升的趋势，且在9月增幅明显，为27.46%。

表7　黄芪蛋白质质量分数的动态变化

2.5黄芪中药种衣剂对黄芪可溶性糖质量分数的影响

植物体内的可溶性糖是光和作用的产物，可以评价植物的营养状况。表8表明，包衣组和对照组的可溶性糖的质量分数均呈现先升高再降低的趋势，且包衣组可溶性糖的质量分数比对照组略高。

表8　黄芪可溶性糖质量分数的动态变化

3　结论与讨论

植物根系是吸收水分和矿质营养的主要器官，同时也是体内许多重要有机物(包括某些生理活性物质)合成的场所，根系与地上部分正常的物质交流和循环，是植物正常生长的重要保证[8]，所以研究根系活力并促进黄芪根系发育是非常必要的，因为根系活力能反映出根系吸收水分和营养物质的能力，通过研究发现运用黄芪中药种衣剂可以明显提高黄芪果熟期的根系活力，黄芪中药种衣剂可能是通过提高黄芪根系吸收水分和矿质营养能力，加强呼吸作用，从而为根系的发育和地上的生长提供了充足的物质与能量。

光合色素是植物进行光合作用的物质基础，是衡量作物农艺性状优劣的依据之一，其中叶绿素a、b是捕光色素，一般情况下，捕光色素越丰富，捕捉的光能越多，利用光能还原CO2产生的有机物(主要是糖类物质)就越大，这样就有利于组织细胞的建成[9]。对于叶绿素a而言，黄芪中药种衣剂促进作用明显，而对于叶绿素b则促进作用不明显，说明黄芪种衣剂主要是通过影响叶绿素a的质量分数而促进总叶绿素增加的。

叶片中硝态氮质量分数直接反应植物体内硝态氮累积与代谢情况，是植物的氮素营养、氮素同化利用状况的重要指标，植物体内硝态氮质量分数可以反映土壤氮素供应情况，常用作为施肥指标[10]。本次研究结果显示，黄芪中药种衣剂可以提高黄芪根系对土壤中氮素的吸收能力。

蛋白质不仅是生物有机体的重要组成部分，而且作为生物催化反应的酶类，在各种生理功能中起重要作用[11]。运用黄芪中药种衣剂可以持续增加黄芪中的蛋白质的质量分数，提高物质的代谢能力。

糖类是植物光合作用的重要产物，它依靠呼吸作用为植物的生命活动、信息传递、形态建成和逆境防御等生理活动提供能量与原料。试验结果表明，运用黄芪中药种衣剂可以在一定程度上提高黄芪可溶性糖的质量分数。

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Effect of Seed Coating Agent by Chinese Medicine onAstragalusPhysiological Indexes//

Yan Song, Ren Weichao, Liu Zhenpeng, Zhang Kaixue, Ma Wei

(Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, P. R. China); Liu Xiubo(Jiamusi College, Heilongjiang University of Chinese Medicine)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(2)：11-14.

Astragalusmongholicus; Seed coating agent; Physiological index

闫嵩，男，1989年9月生，黑龙江中医药大学药学院，硕士研究生。E-mail:394576931@qq.com。

刘秀波，黑龙江中医药大学佳木斯学院，副教授。E-mail:358270831@qq.com。

2015年9月11日。

R927.2

1)林业公益性行业科研专项(201004079，201404718)；国家自然科学基金(81274010)；黑龙江省杰出青年基金(JC201101)；黑龙江中医药大学“优秀创新人才支持计划”项目。

责任编辑：潘华。