干旱胁迫对柽柳肉苁蓉碳水化合物分配及有效成分含量的影响

时间：2022-11-17 20:32:52 硕士毕业论文我要投稿

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引言
　　
　　管花肉苁蓉作为一种传统中药，它的药用价值早已经受到人们的广泛关注。随着市场需求的增加肉苁蓉的人工栽培已经在内蒙古、新疆等地悄然兴起。由于沙漠地区的环境条件恶劣加之肉苁蓉种子本身对萌发环境要求苛刻，肉苁蓉接种困难、产量低已成为制约其规模发展的主要因素。目前，针对肉苁蓉种子形态结构、萌发刺激、吸器形成及诱导等方面做了大量的研究[1-3]。最近有报道指出肉苁蓉寄生后，寄主梭梭生物量减少，生长减弱并最终死亡的现象[4,5]。但是关于土壤水分对柽柳肉苁蓉生长、碳水化合物分配及有效成分含量的影响还未见报道。因此，本试验选取沙漠地区最稀缺的水资源作为突破口，重点研究不同土壤水分下柽柳－肉苁蓉的生长状况、碳水化合物分配规律和有效成分含量变化。试图为管花肉苁蓉栽培的土壤水分控制提供理论依据。
　　
　　1 材料与方法
　　
　　1.1 试验材料
　　柽柳扦插苗、管花肉苁蓉种子作试验材料。2012 年4 月底采用盆栽柽柳扦插枝条，盆高35cm，口径25cm。扦插同时每盆撒肉苁蓉种子1000 粒于盆中部并与土壤混匀，扦插后浇透，以保证扦插苗的成活。待柽柳长出又嫩叶片后，开始控制土壤水分含量。水分控制采用称重法。每天傍晚5 点将盆载柽柳称重（精确到1g）并补充每天散失的水分,保持盆内土壤水分含量达到处理的设定。为防止降雨对盆内水分含量的影响，盆栽试验在中国农业大学科学园玻璃温室进行。
　　土壤质地为粘壤土，经测定田间最大持水量为30.2%（质量含水量）。本试验设置2 个处理：处理Ⅰ（适宜土壤水分）：70%-80%土壤田间持水量，处理Ⅱ（重度干旱）：30%-40%土壤田间持水量。每个处理30 盆，每盆种3 株柽柳。
　　
　　1.2 测定指标和方法
　　肉苁蓉、柽柳干重测定，采用烘干称重法[6]。
　　可溶性糖、淀粉含量测定，采用硫酸-蒽酮比色法[6]。
　　松果菊苷、毛蕊花糖苷、半乳糖醇含量测采用ＨＰＬＣ法，由北京大学中药现代化研究中心测定，具体方法参见［7］。
　　
　　1.3 数据处理
　　试验数据采用SPSS16.0 进行方差和相关性分析，EXCEL 作图。
　　
　　2 结果与分析
　　
　　2.1 土壤水分对管花苁蓉有效成分含量的影响
　　在本试验条件下，两种土壤水分含量处理对管花肉苁蓉有效成分松果菊苷、毛蕊花糖苷和半乳糖醇含量有不较大影响。总的趋势是，松果菊苷和毛蕊花糖苷含量随着土壤含水量提高而增加。处理Ⅰ管花肉苁蓉体内松果菊苷和毛蕊花糖苷含量分别为308.75 mg/g和48.39 mg/g，分别是处理Ⅱ松果菊苷和毛蕊花糖苷含量的1.3 倍和1.2 倍。但是半乳糖醇含量变化趋势与之相反，处理Ⅰ管花肉苁蓉半乳糖醇含量仅为31.25 mg/g，处理Ⅱ管花肉苁蓉体内半乳糖醇含量则为64.65 mg/g 为处理Ⅰ的2.1 倍。说明土壤干旱条件下更利于肉苁蓉体内半乳糖醇的合成与积累。
　　
　　2.2 土壤水分对柽柳和管花肉苁蓉碳水化合物含量及分配比例的影响
　　管花肉苁蓉是专性寄生植物，只有与寄主柽柳建立寄生关系后，才能完成其生活史。经济系数则代表了柽柳生物产量向管花肉苁蓉经济产量转化效率。从可见，土壤干旱导致接种率降低，柽柳生物量大幅度下降，经济系数变小，管花肉苁蓉生物量降低。干旱胁迫下肉苁蓉接种率下降了51.7%。经济系数也随干旱胁迫而下降，处理Ⅰ的经济系数为24.3%，而处理Ⅱ的经济系数仅为20.5%。由可知，处理Ⅱ比处理Ⅰ的管花肉苁蓉可溶性糖和淀粉含量分别降低39.8%和37.7%。干旱胁迫促使处理Ⅱ柽柳枝条、茎、枝、叶、根系内的可溶性糖含量分别升高了28.5%、21.7%、34.3%和85.2%；茎段和叶片淀粉含量则分别增加了24.7%和26.2%。可以看出干旱促使可溶性糖、淀粉在自身体内的积累，向肉苁蓉转运的比例下降。
　　从干旱胁迫对柽柳非结构性碳水化合物存储量和分配比率的影响可见：（1）处理Ⅰ中管花肉苁蓉所占可溶性总糖比例为66.5%，柽柳仅占33.5%；处理Ⅱ管花肉苁蓉所占可溶性总糖比例仅占22.7%，柽柳占77.3%。（2）从干旱胁迫对非结构性碳水化合物分配比率来看，处理Ⅰ管花肉苁蓉体内碳水化合物占总量的72.1%，柽柳为27.9%。处理Ⅱ管花肉苁蓉所占碳水化合物的比例仅为19.7%，柽柳为80.3%。由以上分析可以看出，干旱胁迫促使柽柳体内的可溶性糖含量增加，淀粉在茎段和叶片积累。肉苁蓉所获得的可溶性糖及非结构性碳水化合物分配比例降低，经济系数降低。
　　
　　3 讨论
　　
　　已有研究表明，肉苁蓉寄生降低了寄主的生物量，造成寄主生长势变弱[4,5]。干旱条件下同化产物由叶子外运的比例会减少、同化产物运输的方向和比例也会发生改变[9，10，11]。通过调节土壤水是否能促进寄主生长，并促进寄主同化产物向寄生植物转移的研究还未见报道。本试验结果表明，在适宜土壤含水量下柽柳生长茂盛，生物量大幅度提高2.17 倍，柽柳体内非结构性碳水化合物向肉苁蓉分配比例上升，经济系数增加，肉苁蓉产量提高。土壤干旱导致同化产物更多的积累在柽柳的茎段和枝条中，寄主柽柳体内非结构性碳水化合物向肉苁蓉分配比例减少，经济系数降低。在适宜土壤含水量下，柽柳植株可溶性糖分配量为33.5%、非结构性碳水化合物分配量为27.9%；而干旱胁迫导致柽柳体内可溶性糖分配量增加到80.8%，非结构性碳水化合物分配量增加到80.3%。寄生植物肉苁蓉体内可溶性糖储量由正常条件下的66.5%下降到19.2%；非结构性碳水化合物由正常下的72.1%下降到19.7%。由此可见，干旱胁迫造成肉苁蓉体内碳水化合物含量降低，分配比例减少；肉苁蓉体内同化产物分配比例减少近一步表现为生物产量降低，经济系数下降。
　　然而中药材生产是一个品质合一的过程，干旱胁迫对肉苁蓉品质有何影响也是我们关注的问题。本研究发现：适宜的条件下肉苁蓉体内的苯乙醇苷和毛蕊花糖苷含量上升，半乳糖醇含量下降。干旱胁迫促进了肉苁蓉体内的半乳糖醇类物质合成和积累，可能是对干旱胁迫的一种适应。在体内可溶性糖等渗透调节物质下降时，通过提高体内半乳糖醇含量来保证其自身具有较低水势。已有研究表明，寄生植物体内积累大量的渗透调节物质，有机酸、糖、碳水化合物、环醇等，从而寄生植物具有较低的水势[8]。但是，同化产物含量及分配比例是如何影响肉苁蓉有效成分合成及积累的仍需近一步研究。

干旱胁迫对柽柳肉苁蓉碳水化合物分配及有效成分含量的影响

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　　[参考文献] (References)
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　　[3] 乔学义，王华磊，郭玉海，等．一种刺激肉苁蓉种子萌发和吸器发育的方法[J].植物学通报，2007, 24 (4):521-525
　　[4] 谭德远, 郭泉水, 王春玲,等. 寄生植物肉苁蓉对寄主梭梭生长及生物量的影响研究[J] . 林业科学研究,2004 ,17 (4) : 472-478
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　　[6] 高俊凤. 植物生理学实验技术[M] . 西安: 世界图书出版社, 2000 : 145-148
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