不同鹽濃度對(duì)香菜光合色素含量的影響

曲英敏 孫立志 張學(xué)濤 楊洲紅 李景梅

摘要 [目的]明確不同鹽濃度對(duì)香菜光合色素的生理效應(yīng)。[方法]以自行培養(yǎng)的香菜作為試驗(yàn)材料，采用紫外分光光度法研究了不同濃度的鹽脅迫對(duì)香菜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素及色素含量的影響。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，Na+低濃度（50 mmol/L）脅迫時(shí)，香菜中葉綠素等有機(jī)物有所積累，100 mmol/L鹽濃度處理的香菜中葉綠素含量最高，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累最多，當(dāng)鹽濃度超過(guò)200 mmol/L后香菜的生長(zhǎng)受到明顯的抑制作用。[結(jié)論]研究可為香菜生產(chǎn)的鹽濃度調(diào)節(jié)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 光合色素；鹽濃度；香菜

中圖分類號(hào) S636.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）26-09161-03

Effects of Salinity on Photosynthetic Pigment Production of Coriandrum sativum

QU Ying-min， LI Jing-mei et al

（College of Electronics and Information Engineering， Changchun University of Science and Technology， Changchun， Jilin 130022； College of Life Science and Technology， Changchun University of Science and Technology， Changchun， Jilin 130022）

Abstract [Objective] To determine physiological effect of different salt concentration on pigment of Coriandrum sativum. [Method] The different concentrations of Na+ making stress on indoor sand-culture Coriandrum sativum of chlorophyll a， chlorophyll b， total chlorophyll， carotenoids and pigment were measured by using the ultraviolet spectrophotometer. [Result] The results show that， when Na+ solution is in low concentration （50 mmol/L）， the chlorophyll content were increased than the control group. When under 100 mmol/L Na+ concentration， Coriandrum sativum has the highest content of chlorophyll in the most nutrients accumulation. High concentration （200 mmol/L） would inhibit the growth of Coriandrum sativum. [Conclusion] The study can provide reference basis for adjusting salt concentration in production of Coriandrum sativum.

Key words Photosynthetic pigment； Salt concentration； Coriandrum sativum

香菜（Coriandrum sativum）是一種種植歷史久遠(yuǎn)、分布廣泛、生長(zhǎng)周期短、價(jià)格低廉的植物，它不僅是餐桌上的必備，而且在醫(yī)藥方面也有較多應(yīng)用，中藥多以香菜全草入藥，對(duì)治療麻疹、消化不良、感冒風(fēng)寒、發(fā)熱頭痛、痢疾下泄等有良好的功效。對(duì)于香菜成分的分析，陸占國(guó)等采用氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）對(duì)水蒸氣蒸餾得到的香菜莖葉精油芳香成分進(jìn)行了分析^[1-2]，檢測(cè)出86個(gè)成分，其中49種被鑒定，醇類和醛類化合物最多，分別為39.598%和31.955%，酯類化合物3.939%，碳水化合物6.582%。對(duì)于香菜功能性的研究，潘紅艷等研究證明香菜無(wú)水乙醇提取物對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有一定的抑制作用^[3]；周凌霄等也證明了香菜浸出汁對(duì)部分細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用^[4-5]。

光合色素即在光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學(xué)反應(yīng)的色素，主要包括葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素。葉綠素和類胡蘿卜素存在于高等植物中，而藻膽素僅存在于藻類中。類胡蘿卜素具有吸收傳遞光能的作用，同時(shí)，還可以在強(qiáng)光下逸散能量，保護(hù)葉綠素。類胡蘿卜素總是和葉綠素一起存在于高等植物的葉綠體中，此外在果實(shí)、花冠、柱頭等器官的有色體中也有發(fā)現(xiàn)。葉綠素直接參與光能的吸收、傳遞、分配和轉(zhuǎn)化等過(guò)程，在醫(yī)療、食品、日化工業(yè)等領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用^[6]。葉綠素的提取方法主要有以下幾種：丙酮研磨法、抽濾法、有機(jī)溶劑浸泡法、超聲波提取法、微波輔助提取法和超臨界流動(dòng)萃取法^[7]。葉綠素具有改善便秘、降低膽固醇、抗衰老、排毒消炎、脫臭、抗癌抗突變等功能。因此，近年來(lái)關(guān)于葉綠素的提取國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少報(bào)道^[8-15]。隨著研究的一步步深化，葉綠素的其他生理功能會(huì)被相繼開發(fā)利用，對(duì)葉綠素的需求量也會(huì)日益增加，繼而葉綠素的生產(chǎn)、分離、提取等工業(yè)也會(huì)逐漸受到重視。

筆者以自行培養(yǎng)的香菜作為試驗(yàn)材料，采用紫外分光光度法研究了不同濃度的鹽脅迫對(duì)香菜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素及色素含量的影響，明確鹽濃度對(duì)香菜色素的生理效應(yīng)，為香菜生產(chǎn)的鹽濃度調(diào)節(jié)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

香菜種（品種名稱：速生油綠大葉香菜，常規(guī)種，純度95.0%，發(fā)芽率80%）購(gòu)自長(zhǎng)春市雙豐農(nóng)業(yè)開發(fā)研究所；氯化鈉（NaCl，分析純，含量不少于99.5%）、丙酮（C₃H₆O）、無(wú)水乙醇（C₂H₅OH，分析純），購(gòu)自北京化工廠。

主要儀器設(shè)備：花盆，購(gòu)于長(zhǎng)春當(dāng)?shù)鼗B魚蟲市場(chǎng)；容量瓶（500、1 000 ml）；廣口瓶（500 ml）；試管（20、50 ml）；離心管（5、50 ml）；移液管（10 ml）；量筒（100 ml）；燒杯（100 ml）；微量移液器（100、1 000 μl）；電子天平（感量0.000 1 g，型號(hào)：AL204），梅特勒-托利多儀器上海有限公司；恒溫水浴鍋（型號(hào)：HH-S6），金壇市醫(yī)療儀器廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱（型號(hào)：GZX-9070 MBE），上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（型號(hào)：U-2800），日本日立集團(tuán)。

1.2 方法

1.2.1 香菜的種植、培育。

香菜種子購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，首先使用研缽進(jìn)行破種，采用溫湯浸種方法進(jìn)行預(yù)處理。先將種子用潔凈紗布包扎好，放在25 ℃的恒溫水箱中浸泡24 h。根據(jù)節(jié)氣、濕度和天氣情況，將種子進(jìn)行播種，距離土壤表面約2 cm處，適度澆水，保持土壤松軟。控制溫度、水分、光照等條件。香菜種子第3天發(fā)芽，10 d后長(zhǎng)出最初的2片子葉，將土壤放入相同規(guī)格的花盆中待移植。

4片真葉時(shí)，將生長(zhǎng)狀況基本相同的香菜苗進(jìn)行標(biāo)記，根據(jù)氣溫濕度情況，在傍晚將小苗進(jìn)行分盆培養(yǎng)，間距3～4 cm，在室溫進(jìn)行培養(yǎng)。

用電子天平分別稱取2.925、5.850、11.700、17.550 g NaCl固體，將稱量好的NaCl分別放在燒杯中，用少量蒸餾水溶解。取一個(gè)1 000 ml容量瓶，檢查是否漏水。然后把溶液轉(zhuǎn)移到1 000 ml容量瓶中，用蒸餾水多次洗滌燒杯，并把洗滌液全部轉(zhuǎn)移到容量瓶里，轉(zhuǎn)移時(shí)用玻璃棒引流，加入適量蒸餾水，振搖。當(dāng)加入蒸餾水液面離標(biāo)線0.5～1.0 cm時(shí)，用滴管小心滴加，直到液面的凹面正與標(biāo)線相切，塞緊瓶蓋，混合均勻。將不同濃度的鹽溶液倒入4個(gè)1 000 ml廣口瓶中，分別標(biāo)記1～4。

待分盆后的小苗生長(zhǎng)情況穩(wěn)定后，進(jìn)行分組，一共分為5組，每組有6棵香菜苗。在每天的同一時(shí)刻，對(duì)1～5組分別用濃度為0、50、100、200、300 mmol/L的鹽水進(jìn)行灌溉，每棵苗灌溉約33 ml鹽水，每組共灌溉200 ml鹽水。保持適宜的溫度、光照條件，處理20 d。

1.2.2 紫外分光光度法測(cè)量葉綠素。

每組取生長(zhǎng)狀態(tài)良好的香菜3株，每株取1個(gè)葉片，將葉片清洗干凈、去除大葉脈，平均分為2組，每組0.2 g。分別剪碎置于相應(yīng)試管中，分組標(biāo)記。用純丙酮溶液作提取劑，每個(gè)試管加入乙醇10 ml、丙酮10 ml，置于無(wú)光低溫環(huán)境中，直至殘?jiān)鼰o(wú)色。置紫外分光光度計(jì)上測(cè)645、662和470 nm波長(zhǎng)下的吸光度，每個(gè)試管中的溶液測(cè)3次。再用Arnon法計(jì)算出葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素和色素的含量。

2 結(jié)果與分析

利用紫外分光光度計(jì)，測(cè)量香菜中的葉綠素在470、645和662 nm波長(zhǎng)下的吸光度，通過(guò)Arnon法計(jì)算出葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總量及色素含量的濃度，進(jìn)而利用SPSS軟件單因子方差分析方法整理葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總含量和色素含量的數(shù)據(jù)，得表1。

2.1 不同鹽濃度下香菜的葉綠素a含量

由表1和圖1可以看出，NaCl濃度為100 mmol/L的條件下葉綠素a的含量最高，與對(duì)照組相比葉綠素a的含量在50～200 mmol/L的濃度范圍均有增加，只有300 mmol/L濃度的NaCl溶液抑制了葉綠素a的生成，且各個(gè)組間的差異顯著。從這組試驗(yàn)可以看出，低濃度NaCl溶液可以促進(jìn)香菜的生長(zhǎng)，而高濃度會(huì)抑制香菜生長(zhǎng)。香菜的生長(zhǎng)、葉綠素的合成都離不開酶的作用，低Na+濃度時(shí)，增強(qiáng)了酶的活性，加速了植物的生理代謝，積累有機(jī)物；而過(guò)高的Na+濃度超過(guò)了酶的活性限度，破壞了物質(zhì)的循環(huán)途徑、生產(chǎn)代謝，抑制了香菜的生長(zhǎng)，鹽濃度過(guò)高會(huì)使香菜滲透壓失衡，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成失水枯萎，不能進(jìn)行正常的生理活動(dòng)。

3 討論

在NaCl的脅迫下，香菜的生長(zhǎng)狀況、光合色素的積累均受到不同程度的影響。該試驗(yàn)用紫外分光光度法測(cè)定了葉綠素在470、645和662 nm波長(zhǎng)下的吸光度。試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽溶液的濃度對(duì)香菜葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、類胡蘿卜素、光合色素的合成有不同程度影響作用，NaCl濃度為100 mmol/L時(shí)葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量最高，且各個(gè)組間差異顯著。綜上所述，鹽濃度為100 mmol/L時(shí)，最適合植株的生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的貯存，最有利于香菜中葉綠素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成和積累，若應(yīng)用目的為獲得大量的葉綠素，應(yīng)采用100 mmol/L的NaCl溶液進(jìn)行處理，可以作為提取葉綠素等物質(zhì)的原材料。試驗(yàn)中檢測(cè)葉綠素的紫外分光光度法具有測(cè)量相對(duì)偏差小、分析速度快、靈敏度較高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是檢測(cè)植物微量元素的理想方法。

基于目前研究進(jìn)展表明，葉綠素具有改善便秘、降低膽固醇、抗衰老、排毒消炎、脫臭、抗癌抗突變等功能，該試驗(yàn)利用紫外分光光度計(jì)來(lái)測(cè)量香菜在不同鹽濃度下香菜中葉綠素的含量，增加了香菜的開發(fā)方向和應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)人們飲食和健康具有重大意義。

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