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不同遮阴栽培对金花茶叶片生理和药用品质的影响

2019-09-10张武君刘保财陈菁瑛赵云青黄颖桢陈学圣

福建农业科技 2019年6期
关键词:透光率生理叶片

张武君 刘保财 陈菁瑛 赵云青 黄颖桢 陈学圣

摘要:通过比较林缘、林间及遮阳网下不同遮阴栽培金花茶叶片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、茶多酚、总黄酮、总皂苷和粗多糖的含量,及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性差异,探究不同遮阴栽培对其叶片抗逆相关生理和主要药用成分含量的影响。结果表明:林间及遮阳网下栽培有利于金花茶的正常生长,能降低其叶片抗逆生理反应,提高粗多糖含量,但林缘栽培能提高金花茶叶片茶多酚、总黄酮和总皂苷的含量。生产中可根据产品需求采用不同遮阴方式栽培,在保证金花茶正常生长前提下提高目标成分的产量。

关键词:金花茶;叶片;透光率;生理;药用品质

DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2019.06.003

Abstract: By comparing the contents of malondialdehyde (MDA), proline (Pro), soluble sugar (SS), tea polyphenol, total flavonoids, total saponins and crude polysaccharide in the leaves of golden camellia at the edge of the forest, in the forest and under the shading nets, as well as the activity differences of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD), the effects of different shade cultivations on the stressresistance physiology and the content of main medicinal components in the leaves were explored. The results showed that the cultivations in the forest and under the shading nets were conducive to the normal growth of golden camellia, which could reduce the stressresistance physiological response of the leaves and increase the content of crude polysaccharide. However, the cultivation at the edge of the forest could improve the content of tea polyphenol, total flavonoids and total saponins in the leaves of golden camellia. In the production, different shade cultivations could be adopted according to the product demand in order to increase the yield of target compositions under the premise of ensuring the normal growth of golden camellia.

Key words: Golden camellia; Leaf; Light transmittance; Physiology; Medicinal quality

金花茶Camellia nitidissima Chi是山茶科山茶屬金花茶组植物[1],属国家Ⅰ级保护植物和《国际生物多样性公约》附属Ⅱ物种。为广西壮族传统药用植物,具有清热解毒、利尿消肿的作用[2],有关药理研究认为其提取物具有抗癌、抗氧化、降血脂、降血压等作用[3]。金花茶天然多生长于较荫蔽的沟谷旁和阳光不易直射的林地,光胁迫是抑制其种群扩展和生长发育的关键因素,金花茶叶片能接 受的光合有效辐射一般小于12.8 μmol·m-2·S-1,极低的光照强度就足以使其达到光饱和点,光照过强会导致其上部叶片及幼叶灼伤,严重时甚至全株死亡[4]。前人对不同遮阴条件下的黄连、人参、西洋参等药用植物的生理和药用成分变化已有深入研究[5-6],但尚不用遮阴栽培对金花茶药用成分影响的相关报道。目前企业主要在林下和遮阳网下种植金花茶,本研究对不同种植环境下的金花茶树叶片进行主要抗逆相关生理指标和药用成分的测定和比较,以期初步了解不同遮阴栽培对金花茶叶片生理及药用品质的影响,为改善金花茶栽培条件奠定基础。

1材料与方法

1.1材料

供试材料为防城普通种金花茶(经黄连冬高级工程师鉴定),由福建世纪金花茶科技有限公司提供,种植地点为龙岩市上杭县庐丰畲族乡丰乐村,取样分别为种植于针叶林缘(透光率为70%~80%)、针叶林间(透光率为30%~40%)、大棚内遮阳网下(透光率为20%~30%)的5年树龄金花茶树冠中部的当年生成熟叶,每株从东南西北4个方向各取5叶,每个生境随机取10株,取样时间为2016年9月中旬,取样混匀后分成2份,1份鲜叶立即低温送回实验室,剪碎称量,液氮速冻后置于-80℃保存,用于生理指标测定;另1份叶片冻干粉碎,过80目筛,于4℃冰箱内保存,用于药用品质测定。

张武君等:不同遮阴栽培对金花茶叶片生理和药用品质的影响2019年第6期2019年第6期张武君等:不同遮阴栽培对金花茶叶片生理和药用品质的影响1.2方法

生理指标测定[7]:丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法;可溶性糖(SS)含量测定采用蒽酮比色法;脯氨酸(Pro) 含量测定采用酸性茚三酮法;超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑光还原法;过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法,每个指标重复测定3次。

药用品质测定:茶多酚测定参照《GB/T 8313-2008茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[8]中茶多酚的检测方法。总黄酮测定参考黄兴贤等[9]、韦秀芝等[10]方法,并稍作修改:精密称取0.5 g样品置于50 mL锥形瓶中,加75%乙醇45 mL,75℃超声提取0.5 h,过滤,滤液定容50 mL,采用亚硝酸钠硝酸铝氢氧化钠显色法于波长500 nm处测定吸光度。粗多糖测定参考韦璐等[11]方法并稍作修改:将提取总黄酮后的残渣加水45 mL,75℃超声提取1 h,过滤,滤液定容50 mL,采用苯酚硫酸法于波长490 nm处检测定吸光度。总皂苷测定参考高丽萍等[12]的方法并稍作修改:精密称取金花茶样品0.5 g 置于锥形瓶中,加入75%乙醇50 mL,75℃超声提取0.5 h ,过滤,滤液蒸发至无醇味,水饱和正丁醇萃取2次,取正丁醇层蒸干,甲醇溶解并定容10 mL,采用唐昭领等[13]优化的香草醛冰醋酸高氯酸法于波长540 nm处测定吸光度。

1.3数据处理与分析

采用Microsoft Office Excel 2010进行平均数及方差分析;采用SPSS 19.0进行差异显著性分析, 处理间多重比较采用 Duncan′s 新复极差法。

2结果与分析

2.1不同遮阴栽培对金花茶叶片抗逆生理及生长情况的影响

由表1可知,林间和遮阳网下遮阴栽培的金花茶叶片的MDA、Pro含量及SOD、 POD活性均较林缘栽培显著降低,表明降低透光度能降低金花茶叶片的抗逆生理反应。林间的光强虽大于遮阳网下,但两种遮阴栽培的金花茶叶片的MDA含量无显著差异;SOD活性随透光率的降低显著降低,表明金花茶叶片能通过提高SOD活性对光照胁迫进行积极防御措施;遮阳网下栽培的金花茶叶片SS含量显著高于林间栽培,与林缘栽培无显著差异,表明SS含量的高低可能还受到光照以外因素的影响。试验调查发现,夏秋季林间和遮阳网下栽培的金花茶植株均长势良好,新叶能正常抽梢,而林缘栽培的金花茶植株基本无新梢,且部分树枝顶端叶片灼伤发黄甚至落叶,表明林间和遮阳网下的透光度比较适合金花茶树的生长。

2.2不同遮阴栽培对金花茶叶片药用成分含量的影响

从图1可以看出,金花茶叶片的茶多酚和总黄酮含量均为林缘>林间>遮阳网下,且各不同遮阴栽培间差异显著,总皂苷含量为林缘栽培最高,林间和遮阳网下栽培无显著差异;多糖含量为遮阳网下>林间>林缘,且不同遮阴栽培差异显著。表明增加遮阴能降低茶多酚和总黄酮含量,提高粗多糖的含量。

3讨论与结论

本研究发现,在一定范围内增加遮阴能降低金花茶叶片的抗逆生理反应,黄付平[14]认为人工林下栽培金花茶应选择乔木层郁闭度50%~80%、透光率30%~50%的林分,本试验遮阳网下和林间的透光率分别为20%~30%和30%~40%,均适宜金花茶的生长,而林缘透光率达70%~80%,不适宜金花茶的生长。

光照与茶多酚的关系已有较多研究,一般认为光照促进茶多酚积累,遮阴降低茶多酚含量[15-16],本研究与前人的研究结果一致。光照对黄酮类化合物的生物合成也有较大影响,多种药用植物如长春花[17]、青钱柳[18]、箭叶淫羊藿[19]等,其体内的黄酮化合物含量均随光照强度的增强而升高,本研究发现金花茶同样具有这一特点。金花茶叶片的茶多酚和总黄酮含量随光照增强而增加,可能原因:光照过强时,植物叶绿体生成大量活性氧,抗氧化系统在活性氧的刺激下迅速做出应答,茶多酚和黄酮屬于植物的抗氧化非酶系统,同时也是药效成分,具有良好的抗自由基、抗氧化能力,二者含量的提高有助于金花茶降低体内活性氧水平,起到防止DNA损伤的作用[20]。光照对皂苷的生物合成也有一定的影响,但具有物种特异性,邓铭等[21]研究发现相对照度为70%的光强有利于绞股蓝总皂苷的积累;梁娟等[22]认为30%透光率下七叶一枝花的皂苷含量最大,本研究发现林缘种植的金花茶叶片皂苷含量最高,但林缘光照太强并不利于金花茶的生长。光强对不同物种多糖含量的影响不同,贺小妮等[23]发现30%透光率下南方红豆杉的多糖含量高于全光照,而太行红豆杉与之相反;龚庆芳等[24]研究发现,在40%透光率下,一年生铁皮石斛的多糖含量最高;而在本研究的范围内光照减弱则提高了金花茶粗多糖含量,可能原因是金花茶的光饱和点极低,较弱的光强更加适合金花茶的初生代谢,更有利于碳水化合物的积累。

金花茶多糖具有抗氧化、降血脂、抗免疫性肝损伤[25-27]等作用,金花茶茶多酚、总黄酮和总皂苷具有良好的抗衰老、抗氧化、抗辐射、消除自由基、防治肿瘤及增加机体免疫力等功能[28-31],目前金花茶叶主要是利用其药用保健成分,加工成口服液、片剂等,因此可考虑根据产品的功效需求,在不影响生长的光照范围内调整遮阴度。本研究仅对企业现有栽培条件下的金花茶叶片进行初步研究,今后还需进一步设计不同梯度透光率处理,探究能兼顾生物产量和药用成分含量的最适遮阴方式。

参考文献:

[1]中国科学院.中国植物志[M].北京:科学出版社,2004.

[2]广西壮族自治区卫生厅.广西中药材标准(第二册)[M].南宁:广西科学技术出版社,1996.

[3]张武君,赵云青,刘保财,等.金花茶成分及药理作用研究进展[J].亚热带农业研究,2018,14(1):66-72.

[4]韦霄,蒋运生,韦记青,等.珍稀濒危植物金花茶地理分布与生境调查研究[J].生态环境学报,2007,16(3):895-899.

[5]赵楠.遮阴处理对黄连生长及品质的影响研究[D].重庆:西南大学,2015.

[6]陈庭甫,刘玲,蒋跃林,等.不同遮阴棚对人参及西洋参影响的研究进展[J].特产研究,2008,30(1):64-66.

[7]王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2006.

[8]中国国家标准化管理委员会.GBT 8313-2008茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法[S].北京:中国标准出版社,2008.

[9]黄兴贤,邹蓉,胡兴华,等.十四种金花茶组植物叶总黄酮含量比较[J].广西植物,2011,31(2):281-284.

[10]韦秀芝,张可锋,段小群.不同品种金花茶叶中总黄酮含量测定[J].安徽农业科学,2012,40(10):5869.

[11]韦璐,秦小明,黄日秋,等.超声波提取金花茶多糖的工艺研究[J].食品科技,2007,32(11):100-102.

[12]高丽萍,刘华,封云芳.人参总皂苷的含量测定[J].浙江理工大学学报,2002,19(3):171-174.

[13]唐昭领,莫建光,黄艳.响应面优化香草醛冰醋酸高氯酸法测定金花茶叶中总皂甙含量[J].广东农业科学,2014,41(13):99-103.

[14]黄付平.金花茶林下人工栽培试验初报[J].广西林业科学,2001,30(3):125-128.

[15]陆建良.光促茶多酚积累与茶树进化[J].茶叶,1996,22 (1):20-22.

[16]李丽田.光对茶树儿茶素合成的影响[D].北京:中国农业科学院,2015.

[17]FERRERES F, FIGUEIREDO R,BETTENCOURT S, et al. Identification of phenolic compounds in isolated vacuoles of the medicinal plant Catharanthus roseus and their interaction with vacuolar class III peroxidase: an H2O2 affair?[J]. Journal of Experimental Botany, 2011, 62(8): 2841-2854.

[18]DENG B, SHANG X, FANG S, et al.  Integrated effects of light intensity and fertilization on growth and flavonoid accumulation in Cyclocarya paliurus[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(25): 6286-6292.

[19]LIANG Q, WEI G, CHEN J, et al.Variation of medicinal components in a unique geographical accession of horny goat weed Epimedium sagittatum Maxim.(Berberidaceae)[J].Molecules, 2012, 17(11): 13345-13356.

[20]付晓莹,郭慧敏,曹伍林,等.药用植物对光的适应机制与中药材栽培生产[J].现代中药研究与实践,2016,30(2):83-86.

[21]邓铭,钟山,任波,等.光照强度对绞股蓝总皂甙含量的效应研究[J].武汉大学学报(医学版),2000,21(2):102-103.

[22]梁娟,易涛,叶漪.遮阴对七叶一枝花光合特性及皂苷含量的影响[J].江苏农业科学,2016,44(4):265-267.

[23]贺小妮,郑鹏坤,胡喜巧,等.光照对红豆杉幼苗生长及黄酮、多糖含量的影响[J].现代园艺,2018(7): 19-20.

[24]龚庆芳,赵健,何金祥,等.遮荫对一年生铁皮石斛生长特性、光合特性及多糖含量的影响[J].北方园艺,2014,38,(1):148-150.

[25]牛广俊,朱思,陈清英,等.金花茶不同部位多糖的测定及体外抗氧化活性[J].中国实验方剂学杂志,2014,20(20):168-172.

[26]邹登峰,张可锋,谢爱泽,等.金花茶多糖抗小鼠免疫性肝损伤作用的研究[J].华西药学杂志,2014,29(5):525-527.

[27]韦璐,秦小明,林华娟,等.金花茶多糖的降血脂功能研究[J].食品科技,2008,33(7):247-249.

[28]杨贤强,曹明富,沈生荣,等.茶多酚生物学活性的研究[J].茶叶科学,1993,13(1):51-59.

[29]农彩丽,陈永欣,何显科,等.金花茶总黄酮体外抗肿瘤活性的实验研究[J].中国癌症防治杂志,2012,4(4):324-327.

[30]李石容.金花茶茶花黄酮类化合物的分离纯化及抗氧化活性的初步研究[D].广州:广东海洋大学,2012.

[31]程金生,韦卓恒,陳信炎,等.金花茶花朵总皂苷体外抗氧化实验研究[J].中国民族民间医药,2016,25(10):27-30.

(责任编辑:柯文辉)

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