不同品种及生长期甘薯叶片多酚和黄酮含量动态分析

张文婷，王洪云，孙 健，朱 红，岳瑞雪，张 毅，徐 飞，钮福祥

(江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/中国农业科学院 甘薯研究所，江苏 徐州 221131)

甘薯是一种重要的粮食和能源作物[1-2]，在中国已有400多年的种植历史[3]。甘薯营养丰富，具有预防疾病、延寿健身等保健功能[4]。甘薯叶片中含有丰富的维生素、蛋白质、矿物质及生理活性成分，具有促进胆固醇的排泄、保护肝脏、提高人体的免疫力[5-6]等作用。甘薯叶片中主要活性成分为多酚、黄酮物质，具有清除自由基、抗氧化、抗动脉硬化、抗衰老和防治心血管疾病等多种生理功能，还具有抗癌、抗疲劳、抗菌、降血糖等多种药理作用[7-11]。

研究表明，生长期对植物中活性物质的含量有一定的影响。如李昕等[12]研究表明，随着生长期增加，野葛的总异黄酮含量增加了53%。仇小月等[13]试验发现女贞子中总黄酮、总三萜和多糖含量随着月份的递增整体均呈下降趋势，总黄酮和总三萜含量均在9月初达到最大值。张雪辉等[14]研究发现大叶黄杨叶片中的类黄酮含量随着季节变化而变化，含量最高的时间为1月份。

近年来对于甘薯叶片中成分分析的报道逐渐增多[15-19]，但关于不同生长期对甘薯叶片多酚、黄酮含量影响的报道较少。研究表明[20]，各个生长期的生长因子如光照、温度、CO2浓度、矿质营养和土壤水分等因素对植物中活性物质的合成具有显著影响。本研究测定了12个品种甘薯叶片从栽插到收获期间的多酚和黄酮含量，分析了不同生长期多酚和黄酮含量的动态变化规律。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

1.1.1 原料 漯薯11等12个甘薯品种(见表1)种植于中国农业科学院甘薯研究所试验田(117°17′48″ E、34°16′95″ N)，根据甘薯国家区域试验要求进行田间管理。所有品种均于2018年6月10日栽插，10月23日收获。

1.1.2 试剂 芦丁对照品、没食子酸对照品和福林-酚显色剂购于萨恩化学技术(上海)有限公司；亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、无水碳酸钠、无水乙醇等均为国产分析纯。

1.1.3 仪器设备 UV-2450紫外分光光度计由日本岛津公司生产；KQ-500TDB高频数控超声波清洗器由昆山市超声仪器有限公司生产；JA3003电子分析天平由上海精密科学仪器有限公司生产；YP1002N电子天平由上海精密科学仪器有限公司生产；DK-S26恒温水浴锅由上海精宏实验设备有限公司生产；DHG-9246A电热恒温鼓风干燥箱由上海精宏实验设备有限公司生产；XL-10B新型密封性摇摆式粉碎机由广州旭朗机械设备有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 甘薯叶片多酚和黄酮含量测定 将采摘的12个品种甘薯叶片分别进行烘干、粉碎、过筛、称样、提取，以没食子酸和芦丁作为标准品制作标准曲线[21-24]，测定多酚和黄酮含量[25]。

1.2.2 不同生长期甘薯叶片多酚和黄酮含量动态变化规律研究 从甘薯苗栽插后45 d起，每隔20 d采摘一次叶片，连续采摘5次作为测试样品。将样品烘干、粉碎、过筛，测定甘薯叶片中多酚和黄酮的含量[25]，观察分析其整个生长期间内多酚和黄酮含量的动态变化。

1.3 统计分析

采用SPSS 21.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

分别在765 nm和510 nm波长处，测得没食子酸和芦丁标准溶液的吸光值，以吸光度为纵坐标，没食子酸标准溶液浓度为横坐标，得没食子酸标准曲线的回归方程为y=12.332x+0.0038，R2=0.9992(P<0.01)；以芦丁标准溶液浓度为横坐标，得芦丁回归方程为y=12.87x-0.0076，R2=0.9989(P<0.01)。

2.2 12个品种甘薯叶片不同生长期多酚和黄酮含量分析

从图1看出，不同品种之间多酚和黄酮含量平均值均存在显著性差异，其中徐紫薯6号叶片中多酚含量最高，漯薯11叶片中黄酮含量最高。从表1可知，甘薯叶片中多酚和黄酮含量范围分别是(26.380.48)～(47.581.08) mg/g和(5.500.22)～(27.810.28) mg/g。不同生长期叶片多酚和黄酮含量平均值以及每个品种具体的变化趋势如图2～图4所示。总体上看，除了威薯7号、苏薯25和岩薯5号以外，其他9个品种变化规律一致，即在8月中旬多酚含量达到最高值，随后下降，到9月末又出现新高，呈现先增后降再增的上下波动趋势。威薯7号、苏薯25和岩薯5号均在9月底多酚含量达到最高值，随后出现下降趋势。威薯7号、苏薯25和岩薯5号在9月初时黄酮含量达到最高值，然后下降，其他9个品种叶片的黄酮含量变化趋势与多酚含量一致；多数品种在10月中旬多酚和黄酮含量达到最低水平。

从Duncan检验的结果看，有1个品种(威薯7号)在7月下旬和8月中旬的多酚含量没有显著性差异(P>0.05)，有2个品种(苏薯25和心香)在8月中旬和9月初的多酚含量没有显著性差异(P>0.05)，有5个品种(漯薯11、宁紫薯4号、徐薯37、徐紫薯6号和心香)在9月初和9月下旬的多酚含量没有显著性差异(P>0.05)。所有品种在7月下旬和8月中旬的黄酮含量都有显著性差异(P<0.05)，徐薯37在8月中旬和9月初的黄酮含量没有显著性差异(P>0.05)，所有品种在9月初和9月下旬、9月下旬和10月中旬的黄酮含量都有显著性差异(P<0.05)。总体分析，大部分品种在相邻生长期多酚和黄酮含量均有显著性差异(P<0.05)，这说明甘薯叶片中的多酚和黄酮含量变化对生长期较为敏感。

图1 12个品种甘薯叶片多酚和黄酮含量品种间比较

表1 12个品种甘薯叶片不同生长期的多酚和黄酮含量 mg/g

如图2所示，在不同生长期，12个品种甘薯叶片多酚和黄酮含量的平均值大小的排序为：8月15日>9月28日>9月6日>7月25日>10月18日。多酚平均值在9月初和9月底没有显著性差异，黄酮平均值在8月中旬和9月底、7月下旬和10月中旬都没有显著性差异，其他生长期均有显著性差异。

2.3 甘薯叶片多酚含量品种间分析

从表1、图3可以看出，在7月下旬，徐紫薯6号的多酚含量最高，达到43.90 mg/g，心香品种含量最低，为29.09 mg/g；在8月中旬，有2个品种(漯薯11和徐紫薯6号)多酚含量在该生长期时最高，达到47.58、47.15 mg/g；在9月上旬，威薯7号的多酚含量最高，达到45.60 mg/g；在9月底，徐紫薯6号的多酚含量最高，达到44.08 mg/g；在10月中旬，苏薯25号的多酚含量最高，达到41.10 mg/g；所有生长期心香叶片中多酚含量均为最低。7月下旬甘薯叶片多酚含量的Duncan检验结果如表2所示。Duncan分析表明，漯薯11和紫L7之间没有显著性差异(P>0.05)，宁紫薯4号、徐薯37、徐渝35、苏薯29和岩薯5号之间没有显著性差异(P>0.05)，威薯7号和苏薯25之间没有显著性差异(P>0.05)，其他品种之间(包括前述3组品种)均存在显著性差异(P<0.05)。其他月份甘薯叶片多酚含量的Duncan检验分析结果不再赘述。

图2 不同生长期12个品种甘薯叶片中多酚和黄酮含量平均值比较

图3 12个品种甘薯叶片不同生长期多酚含量变化趋势

图4 12个品种甘薯叶片不同生长期黄酮含量变化趋势

表2 7月25日各品种甘薯叶片多酚含量的Duncan检验结果

注：将显示同类子集中的组取均值；将使用调和均值样本大小取为3.000。下同。

2.4 甘薯叶片黄酮含量品种间分析

从表1、图4中可以看出，在7月下旬，漯薯11的黄酮含量最高，达到21.36 mg/g，其余品种黄酮含量范围在7.40～14.65 mg/g；在8月中旬，漯薯11的黄酮含量在该生长期时最高，达到27.81 mg/g，其余品种黄酮含量范围在9.82～20.86 mg/g；在9月上旬，岩薯5号的黄酮含量最高，达到24.43 mg/g，其余品种黄酮含量范围在5.50～23.03 mg/g；在9月底，漯薯11的黄酮含量最高，达到26.95 mg/g，其余品种黄酮含量范围在8.78～22.17 mg/g；在10月中旬，漯薯11的黄酮含量最高，达到19.24 mg/g，其余品种黄酮含量范围在5.93～14.94 mg/g。所有生长期宁紫薯4号叶片中黄酮含量均为最低。7月下旬甘薯叶片黄酮含量的Duncan检验结果如表3所示。Duncan分析表明，徐渝35和徐紫薯6号之间没有显著性差异(P>0.05)，岩薯5号和宁紫薯6号之间没有显著性差异(P>0.05)，威薯7号、紫L7和苏薯29之间没有显著性差异(P>0.05)，其他品种之间(包括前述3组品种)均存在显著性差异(P<0.05)。其他月份甘薯叶片黄酮含量的Duncan检验分析结果不再赘述。

表3 7月25日各品种甘薯叶片黄酮含量的Duncan检验结果

2.5 甘薯叶片中多酚和黄酮含量之间的相关性分析

对不同生长期12个品种甘薯叶片多酚和黄酮含量平均值之间进行相关性分析。如表4所示，多酚与黄酮含量平均值的相关系数r为0.903(P<0.05)，这表明在不同生长期，多酚与黄酮含量呈显著相关性。

表4 甘薯叶片多酚和黄酮含量的相关性分析

3 讨论与结论

植物中多酚和黄酮含量的相对变化可能由相关合成酶的活性变化而引起，而合成酶的活性与气候等因素有较大关系。2014年，张丽丽等[26]研究了不同品种不同生长期桑叶中黄酮类化学成分的积累动态，结果表明，不同品种、不同生长期桑叶中的黄酮类成分含量差异较大，随着物候期的顺延，黄酮类成分的含量在10月份之后呈下降趋势。姚英政等[27]比较了不同品种及生长期玉米须中的总黄酮含量，结果显示，大部分品种玉米须均是未授粉时的总黄酮含量最高，成熟期时含量最低且总黄酮含量基本是呈现逐渐降低的趋势。杨慧珍等[28]的研究显示4月初桃叶总黄酮含量最高，到5月初都有大幅度的下降，随着生长期呈现上下波动趋势。本研究结果表明，从总体上看，大部分品种多酚和黄酮含量变化趋势一致，随着生长呈现上下波动。其中3个品种(威薯7号、苏薯25和岩薯5号)是随着生长多酚含量逐渐升高，到9月初为顶峰，随后下降；威薯7号和岩薯5号在9月初时黄酮含量达到最高值，苏薯25在9月底黄酮含量达到最高值，随后出现下降趋势。所有品种在10月中旬时多酚、黄酮含量均达到最低水平。

从6月中旬栽插薯苗至8月中旬，随着气温的升高，甘薯新叶的生长逐渐加快并不断地从外界获得营养物质，叶片中的多酚、黄酮含量呈递增趋势。到甘薯块根生长阶段，大量的光合产物越来越多地向块根中转移，因此，9月初叶片中多酚、黄酮物质含量下降，这与陈全斌等[29-30]的研究结果一致。果实的发育对叶片中营养物质的合成有影响，但关于甘薯叶片与块根中多酚、黄酮含量是否存在负相关性、以及叶片与果实之间营养物质的运转和分配规律还需做进一步研究。到9月下旬，日温差较大，阳光充足，叶片的干物质积累较快，叶片中多酚、黄酮含量也有所回升[31]。到10月中旬甘薯叶片进入衰亡期，叶片干枯导致体内的水分和一些营养物质大量流失，多酚、黄酮类物质也不断地减少。另外有3个品种变化规律与其他品种不一致，这可能与这些品种的特性有关。

试验结果表明，8月中旬甘薯叶片中多酚、黄酮含量最高，但此时叶片承担重要的光合作用功能，此时大量采收叶片可能会影响块根产量。9月下旬与8月中旬相比叶片多酚、黄酮含量有微小的降低，但甘薯块根已接近成熟期，因而推荐9月底为最佳采收利用期。甘薯叶片中多酚和黄酮含量动态趋势大体一致，且两者含量变化具有显著相关性，这表明酚类物质的代谢具有相似的途径。