NaCl浓度对铁皮石斛次生代谢物的影响

丁久玲，席刚俊，郑 凯，高大响，史 俊

（江苏农林职业技术学院，江苏句容 212400）

铁皮石斛（Dendrobium officinaleKimura et Migo）是中国传统的珍稀中草药，具有滋养阴津、补益脾胃、强筋降脂等功效，利用价值很高。土壤盐渍化已成为全球的生态环境难题，栽种适宜的植物是盐碱化土壤治理较有效且治本的方法。关于药用植物用于盐碱化土壤的研究报道较少。因此，筛选出既能适应盐渍化环境又不破坏营养成分且能获得一定经济价值的药用植物，不但有助于农业经济的发展，而且对盐碱荒地的综合开发利用具有非常重要的作用。

中药材的品质取决于其次生代谢物即活性成分含量的高低，主要活性成分包括黄酮、多糖、多酚、氨基酸等，活性成分含量的高低受环境因素如温度、水分、光照、盐胁迫等的影响，盐胁迫会增强药用植物，如三叶青、连钱草次生代谢产物的积累，提高其活性成分含量［1，2］。铁皮石斛的研究多集中于栽培［3］、繁殖［4］、药用价值［5］等方面，而鲜有盐胁迫研究的报道［6］。本研究以铁皮石斛为材料进行盐胁迫，探索铁皮石斛有效成分在盐碱环境下的积累特征，不仅利于促进铁皮石斛耐盐种质的鉴定和筛选，也为创新和扩大铁皮石斛种植区域提供支持，为建立和完善盐碱地铁皮石斛种植技术提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为江苏农林职业技术学院农博园铁皮石斛种植棚内生长健壮、生长一致、生长满1 年的铁皮石斛组培苗。

1.2 试验设计

将供试材料按10 cm×10 cm 株行距栽植于装有铁皮石斛专用基质的栽培盘（长×宽×高=40 cm×40 cm×8 cm）内，于采光大棚内集中正常管理。设置5 个浓度NaCl 处理，分别为0（CK）、50（S1）、100（S2）、150（S3）、200（S4）mmol/L，各 处 理 均 以Hoagland 营养液为基础配置，每个处理设3 个重复，每个重复3 个栽培盘。每周进行1 次定时定量喷施，连续喷洒8 次，采用叶面喷洒的方式，喷至叶片完全湿润且叶片往下滴水为止。2 个月后取铁皮石斛相应盐胁迫下的培养基进行土壤水溶性总盐测定，取植物的中上部茎秆进行次生代谢物质的测定，包括氨基酸、总酚、类黄酮、总多糖含量的测定。

1.3 测定项目

土壤水溶性总盐的测定采用重量法。类黄酮含量的测定采用类黄酮分光光度计试剂盒法。氨基酸含量的测定采用氨基酸分光光度计试剂盒法。总酚含量的测定采用总酚分光光度计试剂盒法，试剂盒均由苏州科铭生物技术有限公司提供。总多糖含量的测定采用水提醇沉法提取总多糖，苯酚-硫酸法测定总多糖含量。

2 结果与分析

2.1 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛土壤水溶性总盐含量的影响

5 个浓度盐胁迫处理下培养基的土壤水溶性总盐含量见表1。由表1 可知，CK、S1、S2、S3、S4 水溶性 总 盐 含 量 分 别 为3.396、3.795、4.687、5.586、5.894 g/kg。这表明随着盐胁迫浓度的升高，铁皮石斛基质中水溶性总盐含量随之增加。

表1 不同浓度盐胁迫下铁皮石斛土壤水溶性总盐含量

2.2 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛类黄酮含量的影响

类黄酮是广泛存在植物体内的次生代谢物质，在植物生长发育、逆境胁迫抗性和人类健康方面发挥重要作用。不同浓度盐胁迫对铁皮石斛体内类黄酮含量的影响见图1。由图1 可知，S1 处理的类黄酮含量最高，为6.51 mg/g，其次为S2，为6.36 mg/g，二者的类黄酮含量明显高于其他处理；S4 处理的类黄酮含量最低，为5.12 mg/g，其次为S3，均低于CK。这表明适宜浓度盐胁迫可以增加铁皮石斛体内类黄酮含量。NaCl 浓度为50～100 mmol/L 时，铁皮石斛体内类黄酮含量明显增加。

图1 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛类黄酮含量的影响

2.3 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛总多糖含量的影响

多糖是生物体中广泛存在的物质，是由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物，具有增强免疫力、降低血糖和抗衰老等作用，是中药材价值的评价指标。

不同浓度盐胁迫对铁皮石斛体内总多糖含量的影响见图2。由图2 可知，S1 处理的总多糖含量最高，为165.66 mg/g，明显高于其他处理；S2 处理的总多糖含量稍低于CK；S3 和S4 处理的总多糖含量明显低于其他处理。这表明适宜浓度的盐胁迫可明显增加铁皮石斛体内总多糖含量；盐胁迫浓度为100 mmol/L 时对铁皮石斛中总多糖含量的影响不大；盐胁迫浓度过高（≥150 mmol/L）时铁皮石斛总多糖含量则会明显降低，这可能是因为过高浓度的盐胁迫会对植物本身造成一定伤害，从而影响其总多糖的合成。

图2 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛总多糖含量的影响

2.4 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛氨基酸含量的影响

氨基酸是构成蛋白质的基本单位，人体食用含有氨基酸的中草药可以提高免疫功能、改善睡眠、维持代谢，还能对肝脏疾病起到治疗或辅助性治疗的功效。铁皮石斛体内氨基酸含量在一定程度上决定着其药用价值。

不同浓度盐胁迫对铁皮石斛体内氨基酸含量的影响见图3。由图3 可知，S1 处理的氨基酸含量最高，为744.43 μg/g，其次为S2、S3 处理，三者明显高于CK 和S4 处理；S4 处理的氨基酸含量最低，为633.47 μg/g。在适宜浓度的盐胁迫下（50～150 mmol/L），铁皮石斛的氨基酸含量表现出明显的增加趋势，而当盐胁迫浓度过高（≥200 mmol/L）时，铁皮石斛氨基酸含量则会减少，影响其营养价值。

图3 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛氨基酸含量的影响

2.5 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛总酚含量的影响

酚类物质是植物体中重要的次生物质，对植物生长发育有一定的调节作用，能够清除自由基起到抗氧化的作用，在化妆品、食品和医药等领域应用广泛。不同浓度盐胁迫对铁皮石斛植物体内总酚含量的影响见图4。由图4 可知，S1 和S2 处理的总酚含量明显高于其他处理，分别为7.51、7.47 mg/g；S4 和S3 处理的总酚含量均低于CK。这表明适宜浓度的盐处理（50～100 mmol/L）可有效提高铁皮石斛总酚含量，浓度过高（≥150 mmol/L）时则会降低其总酚含量，严重影响其营养价值和药用效果。

图4 不同浓度盐胁迫对铁皮石斛总酚含量的影响

3 小结与讨论

药用植物存在逆境效应，适度的逆境胁迫可以显著促进植物次生代谢产物的合成［7］。本研究中适宜浓度的盐胁迫使铁皮石斛体内的类黄酮、总多糖、氨基酸和总酚含量等次生代谢物有所增加，活性成分有效提高，中药材价值有所增强。

类黄酮具有较强的抗氧化能力，作为重要的抗氧化剂，在植物的生长发育和非生物胁迫下抵御氧化胁迫损伤发挥重要的作用［8］。同时，其作为中药材有效成分，在抗病毒、增强免疫力、抗菌等方面有一定的功效。盐胁迫处理能够引起植物体内类黄酮的积累［9，10］。李爽等［11］通过探讨盐胁迫对中亚滨藜的影响，认为盐胁迫可显著提高中亚滨藜幼苗根尖类黄酮的含量。朱玉雪等［12］研究发现，藜麦体内类黄酮含量随NaCl 浓度升高呈先升后降趋势，100 mmol/L NaCl 处理时类黄酮含量达到最大。本研究发现，在适宜浓度盐胁迫下，铁皮石斛次生代谢物类黄酮增加明显，浓度太高或太低均不利于类黄酮含量的积累。在50～100 mmol/L 盐胁迫条件下，铁皮石斛能正常生长，可能与植物体内积累的类黄酮有效降低活性氧有关［13，14］。

总多糖含量体现着铁皮石斛品质，也反映出其抵御盐胁迫的能力。孟雨冉［15］研究了铁皮石斛多糖对NaCl 处理的响应，表明铁皮石斛体内多糖的含量随NaCl 浓度的增加先升后降，说明低浓度NaCl处理有利于茎中多糖的积累，高浓度则产生胁迫。曹新超［16］研究表明，铁皮石斛重度盐胁迫后其茎叶中多糖含量有所降低，轻度盐胁迫后，多糖总体呈上升趋势。马海丽等［17］研究认为，低浓度盐处理可以促进甘草幼苗多糖的积累，而高浓度抑制多糖的积累。本研究发现，轻度盐胁迫（NaCl 浓度为100 mmol/L）促进铁皮石斛总多糖含量的增加。适宜浓度的盐胁迫促进多糖含量增加是植物为了适应逆境而产生的一种应激响应，植物体内主动积累碳水化合物如多糖来保证水分正常供应，清除一定量的自由基，从而提高植物的抗氧化及抗胁迫能力［18，19］。

中草药中的氨基酸除具有营养价值外，其含量的高低还可作为中草药药性判别、质量评估的依据［20，21］；盐胁迫条件下，氨基酸是植物有效的渗透调节物质，可保护酶和膜的结构不被过多的Na＋和Cl-破坏，是植物适应和抵抗盐胁迫的重要原因［22，23］。本研究中盐胁迫浓度为50～100 mmol/L 时铁皮石斛生长正常，体内氨基酸含量积累较多，在一定程度上缓解盐胁迫造成的伤害，提高了其耐盐性。

植物酚类物质具有较强的抗氧化作用，广泛用于药品、营养保健等领域。适当的盐胁迫是提高荆芥体内酚类物质含量的有效方法［24］；随着盐胁迫浓度的升高，丹参总酚含量下降［25］；随着盐胁迫不断加重，三叶青叶片的多酚含量呈先升后降趋势［1］，这与本研究结果一致，当NaCl 浓度大于150 mmol/L时，随着盐胁迫浓度增加，铁皮石斛总酚含量急剧降低，其营养价值和药用效果受到严重影响。

研究盐胁迫对铁皮石斛次生代谢成分的影响，有利于铁皮石斛在盐渍化土地中的合理利用，并为将盐胁迫作为诱导手段刺激其有效成分合成及其优质栽培提供理论指导。本研究发现，铁皮石斛可以耐受一定程度盐胁迫，其活性成分得到较大提升。因此，在实际应用中结合铁皮石斛耐盐性的优势将其种植于低盐胁迫环境中，既对盐渍化土壤起到一定的改良作用，又可以提高其本身药用价值。