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光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响

李鑫垚 黄佳彬 郭巧生 刘俐君 龚敏 苏勇 陆李仙 赵坤

李鑫垚, 黄佳彬, 郭巧生, 刘俐君, 龚敏, 苏勇, 陆李仙, 赵坤. 光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
引用本文: 李鑫垚, 黄佳彬, 郭巧生, 刘俐君, 龚敏, 苏勇, 陆李仙, 赵坤. 光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
LI Xinyao, HUANG Jiabin, GUO Qiaosheng, LIU Lijun, GONG Min, SU Yong, LU Lixian, ZHAO Kun. Effects of light intensity on growth, chemical composition and antioxidant activity of Isatis indigotica[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
Citation: LI Xinyao, HUANG Jiabin, GUO Qiaosheng, LIU Lijun, GONG Min, SU Yong, LU Lixian, ZHAO Kun. Effects of light intensity on growth, chemical composition and antioxidant activity of Isatis indigotica[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263

光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
基金项目: 国家级大学生创新创业训练计划项目(202110307015)
详细信息
    作者简介: 李鑫垚(ORCID: 0000-0002-9054-6810),从事中药资源驯化与鉴定研究。E-mail: 14419215@njau.edu.cn
    通信作者: 郭巧生(ORCID: 0000-0001-8006-882X),教授,博士,从事中药资源驯化与鉴定研究。E-mail: gqs@njau.edu.cn
  • 中图分类号: S718.43

Effects of light intensity on growth, chemical composition and antioxidant activity of Isatis indigotica

  • 摘要:   目的  探究光强对大青叶基原植物菘蓝Isatis indigotica生长、药材大青叶化学成分及抗氧化活性的影响,为大青叶基原植物菘蓝的人工栽培提供参考。  方法  在100%全光照、60%全光照、20%全光照下种植菘蓝,观测菘蓝生长旺盛期叶片生长情况,同时测定大青叶靛蓝、靛玉红、总黄酮、总多糖、总游离氨基酸等化学成分质量分数和抗氧化活性。  结果  菘蓝叶片生长与光强呈正相关,100%全光照组的菘蓝株高、叶长、叶宽、叶片数、叶面积均为最高;大青叶靛蓝、总黄酮、总多糖质量分数均随着光强的降低而降低,且各组间差异显著(P<0.05);靛玉红质量分数随光强的增加呈先升高后降低的趋势,60%全光照组显著高于其他处理(P<0.05),但100%全光照组与20%全光照组间差异不显著;总游离氨基酸质量分数随着光强的降低而升高。抗氧化活性与光强呈正相关,20%全光照组的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基半清除率(IC50)显著高于60%全光照组和100%全光照组(P<0.05)。  结论  100%全光照下大青叶药材产量最高,且内在品质最好,较60%和20%全光照更适合栽培。表8参39
  • 表  1  不同光强处理下菘蓝的植株形态

    Table  1.   Morphology of I. indigotica under different light intensities

    处理株高/cm叶长/cm叶宽/cm叶柄长/cm叶片数/片单片叶面积/cm2
    100%全光照27.30±2.82 a25.57±1.59 a5.97±0.74 a4.68±0.71 c13.20±1.23 a75.55±10.60 a
    60%全光照 26.60±2.28 ab25.47±2.33 a5.30±0.64 ab5.85±1.02 b12.50±1.27 a56.06±12.66 b
    20%全光照 24.95±1.69 b23.27±1.61 b4.93±0.91 b9.01±1.27 a10.50±1.72 b46.93±10.51 b
      说明:不同字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  2  靛蓝和靛玉红的标准曲线方程

    Table  2.   Standard curves for indigo and indirubin

    活性成分回归方程决定系
    R2
    质量浓度/
    (mg·L−1)
    靛蓝 y=53 115x−11 584.00.999 93.125 00~50.000 00
    靛玉红y=45 271x+869.30.999 90.156 25~10.000 00
      说明:x为对照品的质量浓度,y为峰面积积分值
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    表  3  不同光强处理下大青叶靛蓝和靛玉红的质量分数

    Table  3.   Contents of indigo and indirubin of isatidis folium under different light intensities

    处理靛蓝/(mg·g−1)靛玉红/(mg·g−1)
    100%全光照8.095±0.126 a0.307±0.004 b
    60%全光照 7.042±0.276 b0.377±0.015 a
    20%全光照 5.310±0.229 c0.314±0.002 b
      说明:不同字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  4  低、中、高梯度下的加样回收率

    Table  4.   Recoveries at low, medium and high concentration levels

    化合物
    名称
    称样
    量/g
    样品
    量/μg
    对照品加
    入量/μg
    测得
    量/μg
    平均回
    收率/%
    RSD/%
    靛蓝 0.10014.2035.43619.45496.6040.562
    10.87324.64195.999
    16.30929.78295.526
    靛玉红0.1000.5630.2740.82495.2791.195
    0.5481.09495.793
    0.8221.36597.544
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    表  5  不同光强处理下大青叶总黄酮、总多糖和总游离氨基酸的质量分数

    Table  5.   Contents of total flavonoids, total polysaccharides and total free amino acid of isatidis folium under different light intensities

    处理总黄酮/
    (mg·g−1)
    总多糖/
    (mg·g−1)
    总游离氨基
    酸/(mg·g−1)
    100%全光照54.01±2.88 a13.41±0.05 a38.81±0.71 c
    60%全光照 43.87±0.27 b7.74±0.13 b45.59±0.47 b
    20%全光照 31.09±0.93 c5.41±0.06 c57.53±0.68 a
      说明:不同字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  6  不同光强处理下大青叶提取物的抗氧化活性      

    Table  6.   Antioxidant activity of isatidis folium extracts under different light intensities

    处理DPPH IC50/(g·L−1)
    100%全光照4.51±0.27 b
    60%全光照 4.80±0.32 b
    20%全光照 6.61±0.24 a
      说明:不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
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    表  7  大青叶化学成分及抗氧化活性的相关性分析      

    Table  7.   Correlation analysis of chemical composition and antioxidant activity for isatidis folium

    项目总黄酮总多糖总游离
    氨基酸
    靛蓝靛玉红DPPH IC50
    总黄酮 1
    总多糖 0.946 1
    总游离氨基酸 −0.998* −0.923 1
    靛蓝 0.999* 0.930 −1.000* 1
    靛玉红 0.003 −0.322 −0.067 0.049 1
    DPPH IC50 −0.955 −0.807 0.972 −0.968 −0.299 1
      说明:*表示显著相关(P<0.05)
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    表  8  大青叶化学成分与植株形态间的相关性分析        

    Table  8.   Correlation analysis of chemical composition and morphology for isatidis folium

    项目株高叶长叶宽叶柄长叶片数叶面积
    总黄酮    0.991 0.924 0.966 −0.986 0.984 0.959
    总多糖    0.893 0.750 0.998* −0.879 0.874 0.999*
    总游离氨基酸 −0.997* −0.947 −0.947 0.995 0.995 −0.938
    靛蓝     0.996 0.941 0.953 −0.993 −0.993 0.944
    靛玉红    0.138 0.384 −0.257 −0.168 −0.168 −0.282
      说明:*表示显著相关(P<0.05)
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  • [1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典(一部)[M]. 北京: 中国医药科技出版社, 2020: 22 − 23.

    Chinese Pharmacopoeia Commission. Chinese Pharmacopoeia (Volume Ⅰ) [M]. Beijing: China Medical Science Press, 2020: 22 − 23.
    [2] 邓湘昱. 大青叶化学成分与质量控制方法研究[D]. 沈阳: 沈阳药科大学, 2008.

    DENG Xiangyu. Studies on Chemical Constituents and Quality Control Methods of Folium Isatidis [D]. Shenyang: Shenyang Pharmaceutical University, 2008.
    [3] 张一鸣, 黄元贞, 万会花, 等. 植物中靛蓝生物合成途径研究进展[J]. 中国中药杂志, 2020, 45(3): 491 − 496.

    ZHANG Yiming, HUANG Yuanzhen, WAN Huihua, et al. Advances in biosynthesis of indigo in plants [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2020, 45(3): 491 − 496.
    [4] 高桂花. 大青叶黄酮化合物的分离鉴定和含量测定方法研究[D]. 沈阳: 沈阳药科大学, 2008.

    GAO Guihua. The Isolation, Identification and Quantification of Flavonoids in Folium Isatidis [D]. Shenyang: Shenyang Pharmaceutical University, 2008.
    [5] 曹荣安, 李朝阳, 李昌盛, 等. 超声-微波协同提取大青叶多糖及其分子特性和免疫活性研究[J]. 天然产物研究与开发, 2019, 31(2): 185 − 190, 268.

    CAO Rongan, LI Chaoyang, LI Changsheng, et al. Ultrasound-microwave assisted extraction, molecular properties and immunomodulatory activities of the polysaccharide from folium isatidis [J]. Natural Product Research and Development, 2019, 31(2): 185 − 190, 268.
    [6] WU Xiaoyun, LIU Yunhai, SHENG Wanyun, et al. Chemical constituents of Isatis indigotica [J]. Planta Medica, 1997, 63(1): 55 − 57.
    [7] ROZENDAAL D M A, HURTADO V H, POORTER L. Plasticity in leaf traits of 38 tropical tree species in response to light; relationships with light demand and adult stature [J]. Functional Ecology, 2006, 20(2): 207 − 216.
    [8] 史红专, 严晓芦, 郭巧生, 等. 中药寒热药性与其基原植物生境光照条件相关性分析[J]. 中国中药杂志, 2018, 43(10): 2032 − 2037.

    SHI Hongzhuan, YAN Xiaolu, GUO Qiaosheng, et al. Correlation analysis between cold and heat property of traditional Chinese medicines and light conditions of their original plants in habitat [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2018, 43(10): 2032 − 2037.
    [9] 师进霖, 李军萍, 杜秀虹, 等. 不同基质对菘蓝幼苗生长的影响[J]. 北方园艺, 2010(6): 209 − 210.

    SHI Jinlin, LI Junping, DU Xiuhong, et al. Effects of different substrate on Isatis indigotica Fort. seedling growth [J]. Northern Horticulture, 2010(6): 209 − 210.
    [10] 陈苏丹. 菘蓝遗传多样性及其药材品质评价研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2014.

    CHEN Sudan. Genetic Diversity and Quality Evaluation of Isatis indigotica Fort. [D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2014.
    [11] CHEN Yujie, WANG Jing, WAN Dingrong. Determination of total flavonoids in three Sedum crude drugs by UV-Vis spectrophotometry [J]. Pharmacognosy Magazine, 2010, 6: 259 − 263.
    [12] 辛小雪, 王雪香, 李明宇, 等. 铁皮石斛不同花期及花朵不同部位活性组分分析[J]. 浙江农林大学学报, 2019, 36(1): 200 − 205.

    XIN Xiaoxue, WANG Xuexiang, LI Mingyu, et al. Active components of flowers in different flowering stages and floral structures of Dendrobium officinale [J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2019, 36(1): 200 − 205.
    [13] 刘冬莲. 不同生长期中菘蓝多糖和氨基酸含量变化规律研究[J]. 分子科学学报, 2010, 26(3): 199 − 202.

    LIU Donglian. Studies on seasonal varitation of amino acid and total polysaccharides in Isatis indigotica Fort. [J]. Journal of Molecular Science, 2010, 26(3): 199 − 202.
    [14] 张永芳, 张琪, 王润梅, 等. 茚三酮呈色法测定谷子种子中的游离氨基酸含量[J]. 种子, 2014, 33(1): 111 − 113, 126.

    ZHANG Yongfang, ZHANG Qi, WANG Runmei, et al. Determination of free amino acid content in millet seeds by ninhydrine coloration method [J]. Seed, 2014, 33(1): 111 − 113, 126.
    [15] 何彦峰, 王瑞楠, 张璐璐, 等. 胡芦巴叶挥发油的萃取工艺、成分分析及抗氧化和抑菌活性研究[J]. 中国中药杂志, 2020, 45(13): 3161 − 3168.

    HE Yanfeng, WANG Ruinan, ZHANG Lulu, et al. Extraction technology, composition analysis and antioxidant and antimicrobial activities of volatile oil from fenugreek leaves [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2020, 45(13): 3161 − 3168.
    [16] 彭长连, 陈少薇, 林植芳, 等. 用清除有机自由基DPPH法评价植物抗氧化能力[J]. 生物化学与生物物理进展, 2000, 27(6): 658 − 661.

    PENG Changlian, CHEN Shaowei, LIN Zhifang, et al. Detection of antioxidative capacity in plants by scavenging organic free radical DPPH [J]. Progress in Biochemistry and Biophysics, 2000, 27(6): 658 − 661.
    [17] 王艺, 韦小丽. 不同光照对植物生长、生理生化和形态结构影响的研究进展[J]. 山地农业生物学报, 2010, 29(4): 353 − 359, 370.

    WANG Yi, WEI Xiaoli. Advance on the effects of different light environments on growth, physiological biochemistry and morphostructure of plant [J]. Journal of Mountain Agriculture and Biology, 2010, 29(4): 353 − 359, 370.
    [18] 张锋, 韩金龙, 朱彦威, 等. 不同倍性菘蓝林下光合特性及种植研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(26): 58 − 65.

    ZHANG Feng, HAN Jinlong, ZHU Yanwei, et al. The photosynthesis characteristics and planting of different ploids Isatis indigotica in the understory [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(26): 58 − 65.
    [19] HUTCHINGS M J, de KROON H. Foraging in plants: the role of morphological plasticity in resource acquisition [J]. Advances in Ecological Research, 1994, 25: 159 − 238.
    [20] 徐步青, 崔永一, 郭岑, 等. 不同光照强度和培养时间下铁皮石斛类原球茎生物量、多糖和生物碱量的动态变化[J]. 中草药, 2012, 43(2): 355 − 359.

    XU Buqing, CUI Yongyi, GUO Cen, et al. Dynamic variation of biomass and content of polysaccharide and alkaloid in protocorm like bodies from Dendrobium officinale at different light intensities and incubation time [J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs, 2012, 43(2): 355 − 359.
    [21] 沈晓霞, 盛束军, 徐建中. 环境因子对益母草总生物碱含量的影响[J]. 浙江农业学报, 2002, 14(4): 37 − 41.

    SHEN Xiaoxia, SHENG Shujun, XU Jianzhong. Effect of environmental factors on the total alkaloid content in Yimu Cao (Leonurus artemisia S. Y. Hu) [J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2002, 14(4): 37 − 41.
    [22] 林文津. 福建马蓝有效成分累积及其分子基础研究[D]. 福州: 福建农林大学, 2015.

    LIN Wenjin. Accumulation of Effective Components and its Molecular Basis of Baphicacanthus cusia (Nees) Bremek in Fujian Province [D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University, 2015.
    [23] 覃军, 陈奕龙, 张丹雁, 等. 不同光照条件对南大青叶(马蓝叶)中靛玉红含量的影响[J]. 安徽农业科学, 2014, 42(1): 59 − 60, 62.

    QIN Jun, CHEN Yilong, ZHANG Danyan, et al. Effects of different illumination intensities on indirubin content in leaves of Baphicacanthus cusia (Nees) Bremek. [J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2014, 42(1): 59 − 60, 62.
    [24] 潘俊倩, 佟曦然, 郭宝林. 光对植物黄酮类化合物的影响研究进展[J]. 中国中药杂志, 2016, 41(21): 3897 − 3903.

    PAN Junqian, TONG Xiran, GUO Baolin. Progress of effects of light on plant flavonoids [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2016, 41(21): 3897 − 3903.
    [25] 严晓芦, 郭巧生, 史红专, 等. 光照强度对紫花地丁生长、生理及化学成分的影响[J]. 中国中药杂志, 2019, 44(6): 1119 − 1125.

    YAN Xiaolu, GUO Qiaosheng, SHI Hongzhuan, et al. Effects of light intensities on growth, physiological characteristic and chemical composition of Viola yedoensis [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2019, 44(6): 1119 − 1125.
    [26] 谢小翌, 张喜春. 不同遮荫处理对蒲公英生长及总黄酮含量的影响[J]. 北京农学院学报, 2019, 34(2): 47 − 50.

    XIE Xiaoyi, ZHANG Xichun. Effects of shading on growth and total flavone content in Taraxacum in greenhouse culture [J]. Journal of Beijing University of Agriculture, 2019, 34(2): 47 − 50.
    [27] 邵尉, 姜秀梅, 曹雪原, 等. 不同光照条件、不同采收时间对铁皮石斛总多糖、还原性糖以及甘露糖含量的影响[J]. 现代中药研究与实践, 2017, 31(4): 20 − 22.

    SHAO Wei, JIANG Xiumei, CAO Xueyuan, et al. Effects of different light conditions and different harvest time on total polysaccharides, reducing sugar and mannose content of Dendrobium officinale [J]. Research and Practice on Chinese Medicines, 2017, 31(4): 20 − 22.
    [28] 李影影, 熊耀康. 光照强度与南方红豆杉初生代谢产物相关性研究[J]. 中华中医药杂志, 2018, 33(6): 2659 − 2664.

    Ll Yingying, XIONG Yaokang. Collection study between light intensity and primary metabolite content of Taxus mairei (Lemee et Levl. ) S. Y. Hu ex Liu. [J]. China Journal of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy, 2018, 33(6): 2659 − 2664.
    [29] 吴晓红. 胁迫条件下迷迭香中氨基酸的研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2006.

    WU Xiaohong. Study on Rosemarinus officinalis L. in Amino Acid under Stress [D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2006.
    [30] CAO Te, NI Leyi, XIE Ping, et al. Effects of moderate ammonium enrichment on three submersed macrophytes under contrasting light availability [J]. Freshwater Biology, 2011, 56(8): 1620 − 1629.
    [31] MYERS J A, KITAJIMA K. Carbohydrate storage enhances seedling shade and stress tolerance in a neotropical forest [J]. Journal of Ecology, 2007, 95(2): 383 − 395.
    [32] BROUQUISSE R, GAUDILLERE J P, RAYMOND P. Induction of a carbon-starvation-related proteolysis in whole maize plants submitted to light/dark cycles and to extended darkness [J]. Plant Physiology, 1998, 117(4): 1281 − 1291.
    [33] 朱志国, 周守标, 程龙玲, 等. 光照强度对马蹄金保护酶活性和光合特性的影响[J]. 中国草地学报, 2012, 34(5): 87 − 92.

    ZHU Zhiguo, ZHOU Shoubiao, CHENG Longling, et al. Effects of light intensity on protective enzymes and photosynthetic characteristics of Dichondra repens [J]. Chinese Journal of Grassland, 2012, 34(5): 87 − 92.
    [34] 张跃进, 皮莉, 杨东风, 等. 遮荫对半夏叶片光合色素与保护酶活性的影响[J]. 西北植物学报, 2007, 27(6): 1167 − 1171.

    ZHANG Yuejin, PI Li, YANG Dongfeng, et al. Effect of shading on the photosynthetic pigment and protective enzyme activities in Pinellia ternata leaves [J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2007, 27(6): 1167 − 1171.
    [35] 刘新, 王梦皎, 李一鸣, 等. 光强对金银花药材性状、光合特性及抗氧化酶活性的影响[J]. 江西农业学报, 2018, 30(9): 58 − 62.

    LIU Xin, WANG Mengjiao, LI Yiming, et al. Effects of light intensity on medicinal characters, photosynthetic traits and antioxidative enzyme activities of Lonicera japonica [J]. Acta Agriculturae Jiangxi, 2018, 30(9): 58 − 62.
    [36] 王萌, 王政, 何松林, 等. 光照强度对菊花试管苗生长和抗氧化酶活性的影响[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2020, 48(11): 71 − 76, 86.

    WANG Meng, WANG Zheng, HE Songlin, et al. Effect of light intensity on growth and antioxidant enzyme activities of Chrysanthemum morifolium in vitro [J]. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition), 2020, 48(11): 71 − 76, 86.
    [37] 刘富康, 杨剑寒, 曲映红. 大青叶粗黄酮提取及其抗氧化性研究[J]. 安徽农业科学, 2019, 47(2): 150 − 152.

    LIU Fukang, YANG Jianhan, QU Yinghong. Extraction and antioxidant activity of crude flavonoids from folium isatidis [J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2019, 47(2): 150 − 152.
    [38] ZHAO Guihong, LI Tao, QU Xinyun, et al. Optimization of ultrasound-assisted extraction of indigo and indirubin from Isatis indigotica Fort. and their antioxidant capacities [J]. Food Science and Biotechnology, 2017, 26(5): 1313 − 1323.
    [39] 胡建业, 吉冰洁, 卫夏怡, 等. 禹白附中多糖的提取及抗氧化抗菌活性研究[J]. 河南城建学院学报, 2018, 27(6): 82 − 86.

    HU Jianye, JI Bingjie, WEI Xiayi, et al. Polysaccharide extraction from Rhizoma typhonii and its antioxidant and antimicrobial activities [J]. Journal of Henan University of Urban Construction, 2018, 27(6): 82 − 86.
  • [1] 赵楠楠, 万琦, 张明如, 李清香, 张婷宇, 蔡益杭.  光强与氮肥施加对玉铃花幼苗光合生理参数的影响 . 浙江农林大学学报, 2022, 39(5): 1037-1044. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210605
    [2] 龚苗苗, 蔡飞翔, 姜培坤, 曹玉成.  沉水植物型生态净化系统处理农田退水的总磷去除动力学研究 . 浙江农林大学学报, 2022, 39(1): 136-145. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210260
    [3] 张婷宇, 张明如, 李清香, 赵楠楠, 万琦, 蔡益杭.  光强和氮素对紫茎幼苗光合特性的影响 . 浙江农林大学学报, 2022, 39(6): 1247-1256. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210771
    [4] 屠玲艳, 吴学谦, 许海顺.  水分胁迫对三叶青叶绿体超微结构及黄酮合成关键酶的影响 . 浙江农林大学学报, 2021, 38(3): 577-586. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200358
    [5] 董浩, 丁丽霞.  干旱影响下光能利用率模型模拟常绿针叶林总初级生产力的比较 . 浙江农林大学学报, 2021, 38(6): 1109-1116. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20200751
    [6] 王佳佳, 张明如, 许焱, 何云核.  光强和氮素对芒萁光响应及叶绿素荧光参数的影响 . 浙江农林大学学报, 2019, 36(6): 1199-1207. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.018
    [7] 金桂宏, 张明如, 王立竹, 夏侯佐英, 许焱, 何云核.  光强对盆栽芒萁光响应过程与抗氧化酶系统的影响 . 浙江农林大学学报, 2018, 35(5): 836-844. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2018.05.007
    [8] 吕素华, 徐萌, 张新凤, 刘京晶, 斯金平.  不同杂交家系铁皮石斛花多糖、浸出物及氨基酸质量分数分析 . 浙江农林大学学报, 2016, 33(5): 749-755. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.05.004
    [9] 吕铖香, 张明如, 邹伶俐.  模拟酸雨与光强处理对芒萁叶绿素及荧光特性的影响 . 浙江农林大学学报, 2015, 32(1): 52-59. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2015.01.008
    [10] 张丽景, 葛宏立.  利用MODIS数据估测毛竹林总初级生产力 . 浙江农林大学学报, 2014, 31(2): 178-184. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2014.02.003
    [11] 徐跃, 宋敏国, 杨仙玉, 袁进强.  中华大蟾蜍皮肤galectin-3 cDNA分子多样性及氨基酸变异分析 . 浙江农林大学学报, 2012, 29(4): 574-580. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2012.04.014
    [12] 刘晓玲, 宋照亮, 单胜道, 叶正钱.  畜禽粪肥施加对嘉兴水稻土总磷、有机磷和有效磷分布的影响 . 浙江农林大学学报, 2011, 28(1): 33-39. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2011.01.006
    [13] 方江保, 殷秀敏, 余树全, 江洪, 李修鹏.  光照强度对苦槠幼苗生长与光合作用的影响 . 浙江农林大学学报, 2010, 27(4): 538-544. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2010.04.010
    [14] 何沙娥, 张智俊.  适用于竹林土壤PCR-DGGE分析用的微生物总DNA提取及纯化方法 . 浙江农林大学学报, 2009, 26(2): 164-168.
    [15] 胡文海, 黄黎锋, 肖宜安, 吴杨.  夜间低温对2 种光强下榕树叶绿素荧光的影响 . 浙江农林大学学报, 2005, 22(1): 20-23.
    [16] 杨萍, 钱俊青, 胡永萍.  苦竹类竹种总黄酮提取工艺的比较 . 浙江农林大学学报, 2005, 22(1): 24-27.
    [17] 金则新, 李钧敏.  七子花总黄酮含量及成分分析 . 浙江农林大学学报, 2003, 20(4): 357-359.
    [18] 方志刚, 武三安, 徐华潮.  中国竹子蚧虫名录(同翅目:蚧总科) . 浙江农林大学学报, 2001, 18(1): 102-110.
    [19] 王学利.  喜树叶总黄酮优化提取方案的研究 . 浙江农林大学学报, 2001, 18(1): 50-52.
    [20] 毛燕, 黄必恒.  龙柏叶总黄酮提取条件的研究 . 浙江农林大学学报, 2000, 17(1): 102-105.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-02
  • 修回日期:  2022-09-27
  • 录用日期:  2022-10-23
  • 网络出版日期:  2023-04-03
  • 刊出日期:  2023-04-20

光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
    基金项目:  国家级大学生创新创业训练计划项目(202110307015)
    作者简介:

    李鑫垚(ORCID: 0000-0002-9054-6810),从事中药资源驯化与鉴定研究。E-mail: 14419215@njau.edu.cn

    通信作者: 郭巧生(ORCID: 0000-0001-8006-882X),教授,博士,从事中药资源驯化与鉴定研究。E-mail: gqs@njau.edu.cn
  • 中图分类号: S718.43

摘要:   目的  探究光强对大青叶基原植物菘蓝Isatis indigotica生长、药材大青叶化学成分及抗氧化活性的影响,为大青叶基原植物菘蓝的人工栽培提供参考。  方法  在100%全光照、60%全光照、20%全光照下种植菘蓝,观测菘蓝生长旺盛期叶片生长情况,同时测定大青叶靛蓝、靛玉红、总黄酮、总多糖、总游离氨基酸等化学成分质量分数和抗氧化活性。  结果  菘蓝叶片生长与光强呈正相关,100%全光照组的菘蓝株高、叶长、叶宽、叶片数、叶面积均为最高;大青叶靛蓝、总黄酮、总多糖质量分数均随着光强的降低而降低,且各组间差异显著(P<0.05);靛玉红质量分数随光强的增加呈先升高后降低的趋势,60%全光照组显著高于其他处理(P<0.05),但100%全光照组与20%全光照组间差异不显著;总游离氨基酸质量分数随着光强的降低而升高。抗氧化活性与光强呈正相关,20%全光照组的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基半清除率(IC50)显著高于60%全光照组和100%全光照组(P<0.05)。  结论  100%全光照下大青叶药材产量最高,且内在品质最好,较60%和20%全光照更适合栽培。表8参39

English Abstract

李鑫垚, 黄佳彬, 郭巧生, 刘俐君, 龚敏, 苏勇, 陆李仙, 赵坤. 光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
引用本文: 李鑫垚, 黄佳彬, 郭巧生, 刘俐君, 龚敏, 苏勇, 陆李仙, 赵坤. 光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
LI Xinyao, HUANG Jiabin, GUO Qiaosheng, LIU Lijun, GONG Min, SU Yong, LU Lixian, ZHAO Kun. Effects of light intensity on growth, chemical composition and antioxidant activity of Isatis indigotica[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
Citation: LI Xinyao, HUANG Jiabin, GUO Qiaosheng, LIU Lijun, GONG Min, SU Yong, LU Lixian, ZHAO Kun. Effects of light intensity on growth, chemical composition and antioxidant activity of Isatis indigotica[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2023, 40(2): 356-364. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220263
  • 大青叶为十字花科Brassicaceae菘蓝属Isatis 2年生草本植物菘蓝Isatis indigotica的干燥叶,具有清热解毒、凉血消斑的功效[1],主要含有生物碱类、黄酮类、多糖、有机酸、氨基酸等活性成分[2]。其中,靛玉红是《中华人民共和国药典》2020版(一部)中大青叶的指标成分。研究表明:大青叶中的靛蓝、靛玉红具有抗病毒、抗肿瘤等多种药理活性[3];黄酮类化合物具有抗菌、抗氧化作用[4];多糖类化合物具有一定的免疫调节作用[5];氨基酸类化合物具有体外抗内毒素作用[6]

    近年来关于菘蓝的研究集中在水分、氮素、盐胁迫等对其生长、生理的影响,鲜见光强对大青叶生长、化学成分及抗氧化活性影响的研究报道。光是影响植物生长的重要环境因素之一,能调控植物的生长、发育和形态建成[7];此外光强与植物茎、叶的生长及形态结构有密切关系,直接决定植物的生长和产量,影响植物体内次生代谢物的生物合成和积累。植物可通过调节自身形态和生理特性从而调节光合性能以适应不同环境。根据“光照-寒热药性”假说[8],大青叶性寒,推测强光照条件更适合其基原植物菘蓝的栽培。鉴于此,本研究通过设置不同光强梯度,研究了光强对菘蓝生长、药材大青叶化学成分与抗氧化活性的影响,进一步验证“光照-寒热药性”假说,以期为菘蓝栽培提供依据。

    • 试验种子于2020年采自河北省保定市,经南京农业大学中药材研究所郭巧生教授鉴定为十字花科菘蓝属植物菘蓝的种子。

    • 数字式照度计(VICTOR 1010D型,西安北城电子有限责任公司);分析天平(FA1104型,上海精科天平);高效液相色谱仪(Agilen 1290型,美国安捷伦公司);紫外-可见分光光度计(Alpha-1506型,上海谱元仪器有限公司);台式高速冷冻离心机(5810R型,Eppendorf公司);PS-60A型超声波清洗机;水浴锅(HH-S型,巩义市苏华仪器有限责任公司);旋转蒸发仪(RE-2000A型,上海亚荣生化仪器厂);循环水真空泵(SHZ-D型,巩义市予华仪器有限责任公司);有机滤头(0.22 μm,江苏康健医疗用品有限公司)。

    • 靛蓝(CAS:482-89-3)、靛玉红(CAS:479-41-4)、芦丁(CAS:153-18-4)、L-精氨酸(CAS:74-79-3)等对照品购自上海源叶科技有限公司;D(+)-无水葡萄糖(CAS:50-99-7)对照品购自国药集团化学试剂有限公司。

    • 本研究于2021年3—10月进行。2021年3月31日播种,基质为V(营养土)∶V(珍珠岩)∶V(蛭石)=5∶3∶2[9];苗高为3~5 cm时选取健康、长势均一的植株移于花盆(直径25 cm,高18 cm)中并遮光处理。选择晴朗正午,使用不同针数遮阳网搭建遮光棚,遮光棚之间留有一定间距,避免交叉遮光。根据数字式照度计将遮光度分别调整为100%全光照(无遮光)、60%全光照、20%全光照共3个处理,分别代表强、中、弱3个水平的光强,每个处理种植32盆,每盆2株,种植管理模式相同。随机排列,每周随机调换位置以减小试验误差。同年10月下旬,采收健康、完整、无病虫害的叶片。105 ℃杀青15 min,60 ℃烘干后,粉碎过60目筛,保存于药品阴凉柜(4 ℃)中备用。

    • 菘蓝生长旺盛期,每组随机选取10盆,测量菘蓝株高并记录叶片数,同时选取自地上部分开始第3片完全展开的成熟叶,测量叶长、叶宽、叶柄长、叶面积等植株形态性状[10]

    • Agilent EclipsePlus C18色谱柱(70 mm×2.1 mm,1.8 μm);流动相为水-甲醇,体积比为25%∶75%;柱温为30 ℃;检测波长为289 nm;流速为0.2 mL·min−1;进样量2 μL;洗脱方法为0 min 25%水,5 min 25%甲醇,检测时间共5 min,大青叶检测方法参考文献[1]。

    • 称取干燥至恒量的靛蓝和靛玉红对照品各2 mg,分别加N,N-二甲基甲酰胺 (DMF),制得标准品溶液质量浓度靛蓝为1.562 5~100.000 0 mg·L−1,靛玉红为0.156 25~10.000 00 mg·L−1,注入高效液相色谱仪,以峰面积积分值为纵坐标,对照品的质量浓度为横坐标,计算靛蓝和靛玉红标准曲线。

    • 称取大青叶粉末0.100 0 g,加入DMF 10 mL,超声提取30 min,放冷,抽滤,取滤液,再加入DMF定容至25 mL,用0.22 μm有机滤头过滤,取续滤液,得供试品溶液。精密吸取各供试品溶液2 μL,注入高效液相色谱仪测定峰面积积分值,根据标准曲线分别计算样品中靛蓝、靛玉红质量分数。

    • 同一供试品溶液重复进样6次,计算相对标准偏差(RSD,%),以测验精密性。同一组样品粉末重复称取6次并制备供试品溶液,分别进样并计算RSD,以测验重复性。同一供试品溶液分别于0、2、4、6、12、24 h后进样,计算RSD,以测验24 h稳定性。

    • 称取同一组大青叶样品6份,设置低、中、高3个梯度,分别加入一定量的靛蓝和靛玉红标准对照品,按2.3.3中操作方法制备供试品溶液,并测定靛蓝和靛玉红质量分数,分别计算回收率及RSD

    • 以芦丁为对照品测定总黄酮质量分数,采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法[11],测定510 nm波长处吸光度,通过芦丁的标准曲线计算样品中总黄酮质量分数,重复5次。

    • 以D(+)-无水葡萄糖为对照品测定总多糖质量分数,采用苯酚-硫酸法[12],测定490 nm波长处吸光度,通过葡萄糖标准曲线计算样品中总多糖质量分数[13],重复5次。

    • 以L-精氨酸为对照品测定总游离氨基酸质量分数,采用茚三酮比色法[14],测定570 nm波长处吸光度,通过精氨酸标准曲线计算样品中总游离氨基酸质量分数,重复5次。

    • 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除法常被用作评价植物提取物的抗氧化活性[15],具有简单便捷、快速灵敏的优点[16]。称取各组大青叶粉末0.200 0 g,重复3次,加入体积分数为50%的乙醇20 mL,在64 ℃下超声提取85 min,抽滤,得到大青叶提取液。用体积分数为50%的乙醇将大青叶提取液配置成0.8~8.0 g·L−1 10个等梯度的样品溶液。分别取0.1 mL样品溶液加入3.9 mL的DPPH溶液,室温下避光反应30 min,测定517 nm波长处吸光度D(517)样品;以50%乙醇代替DPPH溶液,测得的吸光度为D(517)对照;以50%乙醇代替样品溶液,测得的吸光度为D(517)空白,并分别计算清除率。以清除率为纵坐标,样品浓度为横坐标,计算标准曲线,根据标准曲线计算DPPH自由基半清除率(IC50)及RSD

      $$ I_{{\rm{C}}50}={\{D(517)_{空白}-[D(517)_{样品}-D(517)_{对照}]\}/D(517)_{空白}}\times 100\%。 $$

      其中:D(517)空白表示反应前DPPH的吸光度;D(517)样品表示反应后DPPH的吸光度;D(517)对照表示大青叶提取液的吸光度。

    • 数据采用Excel和SPSS 26.0进行统计与分析,结果均以平均值±标准误表示。不同处理相同指标进行Duncan多重比较,显著性水平为0.05。

    • 表1可见:100%全光照组的菘蓝株高、叶长、叶宽、叶片数,均显著高于20%全光照组(P<0.05),但与60%全光照组无显著差异;其中60%全光照组的叶长、叶片数显著高于20%全光照组(P<0.05),但株高、叶宽无显著差异。随着光强降低,菘蓝叶面积逐渐减少,100%全光照组的叶面积最大,与60%全光照组和20%全光照组存在显著差异(P<0.05)。随着光强降低,菘蓝叶柄长逐渐升高,20%全光照组叶柄长最大,与100%全光照组和60%全光照组存在显著差异(P<0.05)。

      表 1  不同光强处理下菘蓝的植株形态

      Table 1.  Morphology of I. indigotica under different light intensities

      处理株高/cm叶长/cm叶宽/cm叶柄长/cm叶片数/片单片叶面积/cm2
      100%全光照27.30±2.82 a25.57±1.59 a5.97±0.74 a4.68±0.71 c13.20±1.23 a75.55±10.60 a
      60%全光照 26.60±2.28 ab25.47±2.33 a5.30±0.64 ab5.85±1.02 b12.50±1.27 a56.06±12.66 b
      20%全光照 24.95±1.69 b23.27±1.61 b4.93±0.91 b9.01±1.27 a10.50±1.72 b46.93±10.51 b
        说明:不同字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)
    • 靛蓝和靛玉红的标准曲线方程见表2。不同光强处理下大青叶靛蓝和靛玉红质量分数见表3。靛蓝质量分数随着光强减弱而降低,100%全光照组靛蓝质量分数最高,与60%全光照组和20%全光照组差异显著(P<0.05)。但随着光强减弱,靛玉红质量分数先升高再降低,60%全光照组的靛玉红质量分数最高,与100%全光照组和20%全光照组差异显著(P<0.05),但100%全光照组与20%全光照组的靛玉红质量分数无显著差异。

      表 2  靛蓝和靛玉红的标准曲线方程

      Table 2.  Standard curves for indigo and indirubin

      活性成分回归方程决定系
      R2
      质量浓度/
      (mg·L−1)
      靛蓝 y=53 115x−11 584.00.999 93.125 00~50.000 00
      靛玉红y=45 271x+869.30.999 90.156 25~10.000 00
        说明:x为对照品的质量浓度,y为峰面积积分值

      表 3  不同光强处理下大青叶靛蓝和靛玉红的质量分数

      Table 3.  Contents of indigo and indirubin of isatidis folium under different light intensities

      处理靛蓝/(mg·g−1)靛玉红/(mg·g−1)
      100%全光照8.095±0.126 a0.307±0.004 b
      60%全光照 7.042±0.276 b0.377±0.015 a
      20%全光照 5.310±0.229 c0.314±0.002 b
        说明:不同字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)

      表4可见:靛蓝在低、中、高浓度下加样回收率分别为96.604%、95.999%、95.526%,RSD为0.562%;靛玉红在低、中、高浓度下加样回收率分别为95.279%、95.793%、97.544%,RSD为1.195%。说明该方法满足检测要求。

      表 4  低、中、高梯度下的加样回收率

      Table 4.  Recoveries at low, medium and high concentration levels

      化合物
      名称
      称样
      量/g
      样品
      量/μg
      对照品加
      入量/μg
      测得
      量/μg
      平均回
      收率/%
      RSD/%
      靛蓝 0.10014.2035.43619.45496.6040.562
      10.87324.64195.999
      16.30929.78295.526
      靛玉红0.1000.5630.2740.82495.2791.195
      0.5481.09495.793
      0.8221.36597.544
    • 表5可见:不同光强处理的大青叶总黄酮、总多糖质量分数随着光强减弱而降低,100%全光照组的大青叶总黄酮、总多糖质量分数均最高,与60%全光照组和20%全光照组差异显著(P<0.05)。总游离氨基酸质量分数随着光强减弱而升高,20%全光照组的总游离氨基酸质量分数最高,与60%全光照组和100%全光照组差异显著(P<0.05)。

      表 5  不同光强处理下大青叶总黄酮、总多糖和总游离氨基酸的质量分数

      Table 5.  Contents of total flavonoids, total polysaccharides and total free amino acid of isatidis folium under different light intensities

      处理总黄酮/
      (mg·g−1)
      总多糖/
      (mg·g−1)
      总游离氨基
      酸/(mg·g−1)
      100%全光照54.01±2.88 a13.41±0.05 a38.81±0.71 c
      60%全光照 43.87±0.27 b7.74±0.13 b45.59±0.47 b
      20%全光照 31.09±0.93 c5.41±0.06 c57.53±0.68 a
        说明:不同字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)
    • 表6可知:100%全光照组大青叶提取液对DPPH自由基的清除能力最强,DPPH IC50最低,60%全光照组的清除能力次之,20%全光照组的清除能力最弱。20%全光照组的DPPH IC50显著高于60%全光照组和100%全光照组(P<0.05),但60%全光照组与100%全光照组DPPH IC50无显著差异。

      表 6  不同光强处理下大青叶提取物的抗氧化活性      

      Table 6.  Antioxidant activity of isatidis folium extracts under different light intensities

      处理DPPH IC50/(g·L−1)
      100%全光照4.51±0.27 b
      60%全光照 4.80±0.32 b
      20%全光照 6.61±0.24 a
        说明:不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
    • 表7可见:大青叶总黄酮、总多糖、靛蓝之间呈正相关,其中靛蓝和总黄酮呈显著正相关(P<0.05),相关系数为0.999;总游离氨基酸与总黄酮、总多糖、靛蓝、靛玉红均呈负相关,其中总游离氨基酸与总黄酮、靛蓝呈显著负相关(P<0.05),相关系数分别为−0.998、−1.000。DPPH IC50与总黄酮、总多糖、靛蓝、靛玉红呈负相关,其中DPPH IC50与总黄酮、总游离氨基酸、靛蓝的相关系数分别达−0.955、−0.968,但均未达到显著水平;DPPH IC50与总游离氨基酸呈正相关,其相关系数达0.972,但未达到显著水平。

      表 7  大青叶化学成分及抗氧化活性的相关性分析      

      Table 7.  Correlation analysis of chemical composition and antioxidant activity for isatidis folium

      项目总黄酮总多糖总游离
      氨基酸
      靛蓝靛玉红DPPH IC50
      总黄酮 1
      总多糖 0.946 1
      总游离氨基酸 −0.998* −0.923 1
      靛蓝 0.999* 0.930 −1.000* 1
      靛玉红 0.003 −0.322 −0.067 0.049 1
      DPPH IC50 −0.955 −0.807 0.972 −0.968 −0.299 1
        说明:*表示显著相关(P<0.05)

      表8可见:大青叶总多糖与叶宽、叶面积呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.998、0.999;总游离氨基酸与株高呈显著负相关(P<0.05),相关系数为−0.997。

      表 8  大青叶化学成分与植株形态间的相关性分析        

      Table 8.  Correlation analysis of chemical composition and morphology for isatidis folium

      项目株高叶长叶宽叶柄长叶片数叶面积
      总黄酮    0.991 0.924 0.966 −0.986 0.984 0.959
      总多糖    0.893 0.750 0.998* −0.879 0.874 0.999*
      总游离氨基酸 −0.997* −0.947 −0.947 0.995 0.995 −0.938
      靛蓝     0.996 0.941 0.953 −0.993 −0.993 0.944
      靛玉红    0.138 0.384 −0.257 −0.168 −0.168 −0.282
        说明:*表示显著相关(P<0.05)
    • 光强的变化会使植物体改变生物量分配以及形态结构,以适应外界光照环境的变化[17]。张锋等[18]研究发现:菘蓝属于典型的阳生植物,光适应性较强,能在自然光与中度郁闭以上的弱光环境中维持光合产物的净积累。本研究发现:各光强处理的菘蓝均能正常生长,其株高、叶长、叶宽、叶片数和叶面积均与光强呈正相关,即自然光照下的菘蓝长势旺盛,且各项指标随光强减小而降低,这与张锋等[18]的研究相似。而叶柄长与光强呈负相关,推测原因是植株在弱光照条件下,通过主动的“觅食”行为,增加叶柄长度以获取更有利的生存资源[19]

    • 不同药用植物的生物碱类成分对光强的响应存在一定的差异。铁皮石斛Dendrobium officinale生物碱量的最高峰出现在中、低光强的条件下[20];而益母草Leonurus japonicus在阴生条件下,总生物碱量较低,仅为1.13%,在自然光照充足条件下,总生物碱量高达2.30%[21]。靛蓝、靛玉红为大青叶生物碱中的主要成分,其中靛玉红是大青叶药材品质评价指标性成分[1]。研究表明:板蓝Strobilanthes cusia叶中靛蓝、靛玉红的累积具有相似的趋势,且单层遮光与双层遮光对板蓝叶中靛蓝、靛玉红影响较小[22]。覃军等[23]研究指出:仅从靛玉红质量分数看,各光照条件均适宜马蓝Baphicacanthus cusia的种植,在综合考虑生长和产量等影响因素后,全阴及半阴条件更适宜马蓝的种植。而本研究发现:大青叶靛蓝质量分数随光强减弱而降低,即强光有利于靛蓝积累;而中度光强有利于靛玉红的积累,强光与弱光处理下靛玉红质量分数均降低。两者对光强变化响应较大,存在一定差异,且目前相关研究较少,因此大青叶生物碱类成分对光强变化的响应机制还需进一步探究。

      光强对于不同植物黄酮类成分的影响不同,但大多数植物的黄酮类成分质量分数随着光强的增强而增加[24]。严晓芦等[25]研究表明:紫花地丁Viola philippica总黄酮质量分数与光强呈正相关。谢小翌等[26]研究发现:减弱光强会明显降低蒲公英Taraxacum mongolicum总黄酮质量分数。本研究发现:大青叶总黄酮质量分数与光强间的关系基本符合上述规律,即增大光强可促进黄酮类成分的累积。

      总多糖和总游离氨基酸属于植物的初生代谢产物,其中氨基酸是植物次生代谢过程的重要前体物质。邵尉等[27]研究发现:全光照有利于铁皮石斛叶中多糖的积累,而茎中多糖的积累则不需要太多光照。在本研究中,总多糖质量分数在100%全光照条件下最高。李影影等[28]研究表明:遮光前后南方红豆杉Taxus wallichiana var. chinensis的游离氨基酸质量分数差异不明显。吴晓红[29]研究表明:无光或弱光胁迫下,迷迭香Rosmarinus officinalis中氨基酸质量分数显著提高。本研究发现:大青叶中总游离氨基酸质量分数随光强减弱而升高,推测在弱光条件下植物通过光合作用形成腺苷三磷酸(ATP)较少,碳水化合物积累量也较少,为了维持正常的碳氮循环,蛋白质水解产生氮以游离氨基酸的形式储存,导致总游离氨基酸质量分数增加[3032]

    • 光强对植物抗氧化活性的影响不一致。朱志国等[33]研究发现:适度遮光后随着光强的降低,马蹄金Dichondra micrantha抗氧化活性增强;张跃进等[34]研究发现:遮光条件下半夏Pinellia ternata超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)质量分数较全光照下降低;刘新等[35]发现:过高或过低的光强均使忍冬Lonicera japonica植株产生大量的活性氧,导致抗氧化酶的活性增强;王萌等[36]发现:在一定范围内,随着光强的提高,菊花Chrysanthemum × morifolium的抗氧化能力逐渐增强。本研究发现大青叶提取液对DPPH自由基的清除能力与光强呈正相关,100%全光照组的清除能力最强。

      黄酮类化学成分具有较高的抗氧化活性,如刘富康等[37]研究表明:在一定范围内大青叶中粗黄酮质量分数与抗氧化活性成正比。而靛蓝、靛玉红互为同分异构体,属于吲哚类生物碱,具有较高的抗氧化能力,靛蓝和靛玉红在较低质量分数下也对DPPH具有较强的清除作用[38]。研究表明:植物多糖也具有一定的抗氧化活性[39]。本研究发现:大青叶提取液对DPPH自由基的清除能力与光强呈正相关,同时与总黄酮、总多糖、靛蓝、靛玉红呈正相关,与总游离氨基酸呈负相关。

      综上所述,当光强为100%全光照时,大青叶药材产量、多种化学成分和抗氧化活性均为最高,适应生产需求。大青叶性味苦、寒,具有清热解毒,凉血消斑的作用。本研究结果表明:菘蓝适合生长在强光照条件下,符合“光照-寒热药性”假说。后续仍需进行药理研究加以验证光强对大青叶药材品质的影响。

参考文献 (39)

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