茉莉酸甲酯對(duì)藥用植物石斛生物活性成分的影響

應(yīng)奇才，馬秀燕，姜青華，王慧中，徐祥彬

（杭州師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310036）

茉莉酸甲酯對(duì)藥用植物石斛生物活性成分的影響

應(yīng)奇才，馬秀燕，姜青華，王慧中，徐祥彬?

（杭州師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310036）

研究利用茉莉酸甲酯持續(xù)處理石斛組培幼苗，分析石斛苗生長(zhǎng)發(fā)育和生物活性物質(zhì)含量變化。與對(duì)照相比，茉莉酸甲酯處理的石斛苗生物量和生物活性物質(zhì)，如石斛多糖、石斛堿和胡蘿卜素，含量明顯升高，證實(shí)茉莉酸甲酯處理對(duì)石斛苗生長(zhǎng)發(fā)育和次生代謝生物合成具有重要調(diào)控作用。

石斛；茉莉酸甲酯；胡蘿卜素；石斛堿；多糖

石斛為蘭科（Orchidaceae）、石斛屬（Dendrobium）多年生附生草本植物，是十分珍貴的藥用和觀賞植物。其中，鐵皮石斛被稱為“救命仙草”“植物黃金”“藥界大熊貓”，具有滋陰潤(rùn)肺、清熱解毒和增強(qiáng)免疫力等重要功能。在中國(guó)，石斛市場(chǎng)年需求量很大，且逐年呈上升趨勢(shì)，因此規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是保證石斛藥用資源的唯一途徑。作為全國(guó)石斛消費(fèi)大省之一，浙江省最早實(shí)現(xiàn)了石斛產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，并形成了一定的規(guī)模，每年石斛類藥品和保健品銷售規(guī)模達(dá)10億元，已形成集科研、種植、加工、銷售為一體的石斛產(chǎn)業(yè)。但是，石斛產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也帶來了一系列問題，尤其是在人工栽培條件下，石斛藥用活性成分含量相對(duì)較少，影響了藥材質(zhì)量，因此，研究定向調(diào)控石斛生物活性物質(zhì)合成積累的技術(shù)和手段，提高人工栽培下石斛藥材質(zhì)量，對(duì)浙江省乃至我國(guó)石斛產(chǎn)業(yè)發(fā)展都具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

茉莉酸甲酯（sigma公司）溶解于10μL乙醇，然后再用無菌水將其配制成濃度為10μmol· L－1溶液備用。

鐵皮石斛組培苗來源于浙江省藥用植物種質(zhì)改良與質(zhì)量控制技術(shù)重點(diǎn)試驗(yàn)室組培室。

1.2 處理設(shè)計(jì)

設(shè)石斛組培苗10μmol·L－1茉莉酸甲酯噴灑處理，每7d處理1次，以噴等量無菌水的石斛組培苗作對(duì)照。置溫室（20℃）分別培養(yǎng)0，30，60，90，120和150d時(shí)取樣。每次取材先用天平稱量石斛組培苗，再用液氮速凍，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 生物活性物質(zhì)含量測(cè)定

1.3.1 可溶性多糖

將石斛材料在80℃烘干，研成粉末，然后稱取0.5g，置于圓底燒瓶中，加入50mL石油醚，在65℃條件下回流60min，經(jīng)過脫脂和過濾，揮發(fā)溶劑。再加入80%乙醇50mL，然后重復(fù)前面步驟1次。再加入蒸餾水20mL回流120min，然后過濾，將1mL濾液滴在Pocket-REFRACTOMETER PAL-1型糖度計(jì)上測(cè)定可溶性多糖濃度，然后計(jì)算石斛中多糖總含量。

1.3.2 石斛堿

將石斛材料在80℃烘干，研成粉末，然后稱取0.5g，置于圓底燒瓶中，加入2mL氨水潤(rùn)濕大約30min后，再加入氯仿50mL。在65℃條件下回流120min，然后減壓揮發(fā)溶劑，再加入甲醇溶解，吸入注射器，

用0.45μm濾膜過濾后注入進(jìn)樣瓶。利用氣相色譜（GC）進(jìn)行石斛堿含量測(cè)定。

1.3.3 β-胡蘿素

將石斛材料在80℃烘干，研成粉末，然后稱取0.5g，置于圓底燒瓶中，加入50mL石油醚∶丙酮70∶30的混合液，55℃回流60min，減壓揮發(fā)溶劑，再加入石油醚溶解，吸入注射器，用0.45 μm微孔濾膜過濾后注入進(jìn)樣瓶。利用WatersE600高效液相色譜儀測(cè)定β-胡蘿素含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 石斛苗生物量

從表1看出，經(jīng)茉莉酸甲酯處理后，石斛組培苗生物量顯著上升。處理90，120和150d后，每株石斛苗生物量分別達(dá)到了4.2435，4.4015和4.7672g，顯著高于對(duì)照，說明茉莉酸甲酯處理加速了石斛苗的生長(zhǎng)。

表1 茉莉酸甲酯處理和對(duì)照石斛苗生物量的變化

2.2 可溶性多糖含量

由表2可知，茉莉酸甲酯處理鐵皮石斛組培苗60d后，石斛苗可溶性多糖含量明顯上升。在處理60，90，120和150d后，每克石斛干重材料多糖含量分別達(dá)到0.1813，0.1933，0.2182和0.2335g，顯著高于對(duì)照石斛苗，說明茉莉酸甲酯處理影響了多糖生物合成過程，提高了其含量。

表2 茉莉酸甲酯處理和對(duì)照石斛苗多糖含量的變化

2.3 石斛堿含量

由表3可以看出，茉莉酸甲酯處理組培苗后，石斛堿含量顯著上升。處理90，120和150d后，每克石斛干重材料的石斛堿含量分別達(dá)0.1673，0.1732和0.1811mg，顯著高于對(duì)照，說明茉莉酸甲酯處理影響了石斛堿生物合成過程，并增加了石斛堿含量。

表3 茉莉酸甲酯處理和對(duì)照石斛苗石斛堿含量的變化

2.4 胡蘿卜素含量

茉莉酸甲酯處理石斛組培苗后，β-胡蘿卜素含量顯著上升。處理90，120和150d后，每克干重石斛材料的β-胡蘿卜素含量分別達(dá)14.8643，15.6657和16.3523μg（表4），顯著高于對(duì)照，說明茉莉酸甲酯處理影響了胡蘿卜素生物合成過程，提高了β-胡蘿卜素含量。

表4 茉莉酸甲酯處理和對(duì)照石斛苗胡蘿卜素含量的變化

3 小結(jié)與討論

作為高等植物內(nèi)源生長(zhǎng)調(diào)控物質(zhì)，茉莉酸及其衍生物茉莉酸甲酯對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和防御反應(yīng)具有重要的調(diào)節(jié)作用，并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。近年來，作為中藥材活性成分合成積累的誘導(dǎo)子，茉莉酸和茉莉酸甲酯應(yīng)用研究也受到越來越多的關(guān)注。研究表明，用茉莉酸甲酯處理紅豆杉懸浮細(xì)胞，會(huì)造成紅豆杉活性成分紫杉醇合成途徑中的牻牛兒基二磷酸合成酶（GGPP）活力迅速上升，同時(shí)也提高了細(xì)胞紫杉烷合成能力［1］。用茉莉酸甲酯或二氫甲基茉莉酮酸酯（HMJA）為誘導(dǎo)子處理中國(guó)紅豆杉懸浮細(xì)胞，能夠有效增加紫杉烷的積累，并顯著提高紫杉二烯合成酶活力［2］。此外，用茉莉酸甲酯處理煙草幼苗，可以顯著提高幼苗木質(zhì)素和羥脯氨酸糖蛋白（HRGP）含量［3］?？梢姡岳蛩峒捌溲苌锬軌騾⑴c植物次生代謝調(diào)控過程，影響活性物質(zhì)含量，從而對(duì)中藥材植物有效成分進(jìn)行調(diào)控。

由本研究結(jié)果可知，用茉莉酸甲酯處理石斛組培苗，在短期內(nèi)石斛苗生物活性物質(zhì)含量并沒有出現(xiàn)明顯變化，但是處理90d后，石斛多糖、石斛堿和β-胡蘿卜素含量顯著上升，顯著高于對(duì)照石斛苗，說明茉莉酸甲酯處理激活了石斛次生代謝過程，提高了生物活性物質(zhì)成分積累。此外，茉莉酸甲酯處理石斛組培苗90d后，還顯著提高了石斛苗生物量，說明茉莉酸甲酯處理對(duì)苗期生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)控作用，其原因可能是茉莉酸甲酯處理提高了苗期抗逆能力，加快了石斛苗生長(zhǎng)發(fā)育。因此，在以后生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)一步利用茉莉酸及其衍生物茉莉酸甲酯調(diào)控石斛苗藥用活性成分積累，提高石斛苗藥用和食用價(jià)值，對(duì)促進(jìn)浙江省石斛產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收具有重要的意義。

［1］ LiST，ZhangP，ZhangM，etal.Transcriptionalprofileof Taxuschinensiscellsinresponsetomethyljasmonate［J］. BMCGenomics，2012，13：295.

［2］ 董浩迪，鐘建江.誘導(dǎo)促進(jìn)中國(guó)紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)中紫杉烷的積累［J］.華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，28（1）：28－31.

［3］ 賓金華，姜?jiǎng)?，黃勝琴，等.茉莉酸甲酯誘導(dǎo)煙草幼苗抗炭疽病與PAL活性及細(xì)胞壁物質(zhì)的關(guān)系［J］.植物生理學(xué)報(bào)，2000，26（1）：1－6.

（責(zé)任編輯：吳益?zhèn)ィ?/p>

S567

A

0528-9017（2014）08-1160-03

文獻(xiàn)著錄格式：應(yīng)奇才，馬秀燕，姜青華，等.茉莉酸甲酯對(duì)藥用植物石斛生物活性成分的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（8）：1160－1162.

2014-05-20

浙江省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目（Y201121442）；杭州市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（20120232B11）

應(yīng)奇才（1965－），男，浙江永康人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，從事藥用植物分子生物學(xué)研究工作。E-mail：yingqicai＠163.com。

徐祥彬（1977－），男，副研究員，博士，從事植物表觀遺傳學(xué)研究工作。E-mail：xbxuibcas＠126.com。