水楊酸處理對(duì)野菊葉片腺毛及樟腦類物質(zhì)含量的影響

焦宏彬，瞿文燁，劉洋，王想，劉長(zhǎng)樂(lè)，何淼*

(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，哈爾濱150040；2.大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，遼寧大連116034；

3.黑龍江省林業(yè)科學(xué)院，哈爾濱150081)

?

水楊酸處理對(duì)野菊葉片腺毛及樟腦類物質(zhì)含量的影響

焦宏彬1，瞿文燁2，劉洋1，王想1，劉長(zhǎng)樂(lè)3，何淼1*

(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，哈爾濱150040；2.大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，遼寧大連116034；

3.黑龍江省林業(yè)科學(xué)院，哈爾濱150081)

摘要：以4個(gè)月苗齡的野菊為實(shí)驗(yàn)材料，探究其頭狀腺毛密度在不同葉位的分布情況，并用水楊酸對(duì)野菊葉片進(jìn)行處理，研究其對(duì)腺毛密度及腺毛分泌物中樟腦類物質(zhì)的影響。結(jié)果表明：頭狀腺毛密度的分布規(guī)律為：中部葉的頭狀腺毛密度最大，其次是上部葉和下部葉；單個(gè)葉片的下表皮大于上表皮。水楊酸處理并不能起到增加野菊葉片頭狀腺毛密度的作用。但能夠增加腺毛分泌物中樟腦類物質(zhì)相對(duì)總含量，以低濃度0.05%的處理效果最顯著；相對(duì)含量的動(dòng)態(tài)變化顯示在4h達(dá)到最大值。

關(guān)鍵詞：野菊；腺毛密度；水楊酸；樟腦類物質(zhì)

水楊酸屬于小分子的酚類物質(zhì)，于1878年最早成功合成[1]。對(duì)植物的許多生理過(guò)程都具有一定的調(diào)節(jié)作用，并能夠在一定程度上提高植物的抗鹽[2]、抗旱[3]、抗熱[4]、抗病[5]和抗感染性[6]，促進(jìn)植物生長(zhǎng)等。目前的研究證明已從34種植物器官的再生和葉片中鑒定出水楊酸的存在[7]。

羅明華等[8]以丹參幼苗為試驗(yàn)材料，以0.75mmol/L的水楊酸(SA)噴施了葉面，結(jié)果表明：水楊酸的處理提高了丹參幼苗的抗旱性。此外，郝敬虹等[9]、黃愛(ài)霞等[10]研究了水楊酸處理對(duì)干旱脅迫下黃瓜幼苗氮素同化及其關(guān)鍵酶活性的影響以及對(duì)其抗冷性的影響，結(jié)果表明：水楊酸處理增強(qiáng)了干旱脅迫下黃瓜幼苗的氮還原和同化的能力，并且通過(guò)提高超氧化物酶活性，減緩丙二醛的積累，從而增強(qiáng)了黃瓜幼苗的抗冷能力。

野菊 (Dendranthemaindicum)為菊科藥用植物，具有清熱解毒的功效，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明其具有抗炎[11]、免疫調(diào)節(jié)[12]、抗焦慮[13]、抑菌和抗病毒[14]等多種作用，目前對(duì)于野菊的研究主要集中在藥理學(xué)、花型花色觀賞及化學(xué)成分等的研究上，或多或少的忽略了花香方面的研究，近年來(lái)芳香植物越來(lái)越受到人們的重視，現(xiàn)在人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到花香遺傳改良的重要性。然而，目前關(guān)于花香代謝的研究還處于初級(jí)階段，對(duì)于芳香物質(zhì)的生物合成途徑、生理代謝途徑及遺傳背景還不清楚，所以進(jìn)行這方面的深入研究是非常有必要的。本論文對(duì)野菊以研究植株不同部位的葉片腺毛密度為切入點(diǎn)，利用水楊酸溶液對(duì)野菊植株進(jìn)行處理，研究其對(duì)野菊腺毛密度及分泌物中樟腦類芳香物質(zhì)含量的影響，為野菊的推廣應(yīng)用及進(jìn)一步的研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

本試驗(yàn)所用野菊(Dendranthemaindicum)材料取自遼寧本溪(124°00′47″E， 41°12′33″N)，經(jīng)東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院苗圃基地成功栽培。2014年11月以腳芽方式進(jìn)行扦插，培養(yǎng)至2周后置于溫室中進(jìn)行培養(yǎng)，次年3月初種植在腐殖土與蛭石比例為1∶1的培養(yǎng)土中，移入培養(yǎng)室(20～23℃，800～1000 lx)環(huán)境中。每周澆水1次；至生長(zhǎng)到4個(gè)月時(shí)作為試驗(yàn)材料備用。

熒光顯微鏡藍(lán)色熒光下進(jìn)行觀察：取5盆長(zhǎng)勢(shì)一致且健壯的植株；用刀片分別切取每個(gè)植株的上部葉、中部葉和下部葉；以取好后的每個(gè)葉位的葉片按葉基、葉中、葉尖分成3個(gè)部分。然后依次對(duì)其上、下表皮進(jìn)行觀察拍照，每個(gè)取4個(gè)視野，每個(gè)視野約1.84mm2，取其平均值進(jìn)行腺毛密度統(tǒng)計(jì)。取長(zhǎng)勢(shì)均勻且健壯的植株平均分成4組，每組15盆，以濃度分別為0.05%、0.10%、0.25%和0.50%的水楊酸對(duì)野菊植株進(jìn)行均勻噴施，以不作任何處理的一組為對(duì)照組，為防止水楊酸的揮發(fā)，對(duì)植株進(jìn)行套袋處理，然后置于培養(yǎng)裝置下進(jìn)行培養(yǎng)，每個(gè)視野約1.84mm2。余下的10盆用作對(duì)樟腦類物質(zhì)含量的分析。

取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的植株，濃度為0.25%的水楊酸溶液進(jìn)行噴施，分別在4h、8h、24h、28h以10盆為1組剪下野菊中部葉片(7～9片)，利用二氯甲烷進(jìn)行腺毛分泌物浸提，再利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行腺毛分泌物提取濃縮，進(jìn)行GC/MS分析，以通過(guò)調(diào)整時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化來(lái)分析水楊酸對(duì)樟腦類物質(zhì)含量的影響。

野菊葉片腺毛分泌物的提取方法參照朱曉宇等[15]的方法。每個(gè)樣品共用300mL二氯甲烷進(jìn)行提取。每處理選取20個(gè)葉片。腺毛分泌物分析及鑒定方法：色譜條件：GC條件為色譜柱：HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)彈性石英毛細(xì)管柱，進(jìn)樣量1μL，分流比5∶1，50℃保持30min，升溫速度5℃/min，升到160℃，再以10℃/min升溫至270℃，溶劑延遲3.5min。MS條件采用電離方式：EI模式，電離能量為70eV，四極桿溫度150℃，離子源溫度230℃，電子倍增器電壓2100V，接口溫度280℃，掃描范圍4～500μ，標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù)NIST08L。物質(zhì)分析鑒定是根據(jù)檢測(cè)結(jié)果得出的Cas號(hào)進(jìn)行物質(zhì)成分鑒定，得到相關(guān)數(shù)據(jù)；利用excel軟件進(jìn)行作圖。數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)采用SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示測(cè)定結(jié)果，并用Duncan法對(duì)各測(cè)定結(jié)果進(jìn)行多重比較，采用Excel2010進(jìn)行作圖。

2結(jié)果與分析

2.1野菊葉片腺毛密度的研究

如表1，當(dāng)野菊幼苗培養(yǎng)至4個(gè)月時(shí)，葉片不同葉位下表皮頭狀腺毛密度分別為19.35、27.05、15.40個(gè)/視野，而上表皮則為：0.90、1.20、1.55個(gè)/視野，由此可見(jiàn)，同一苗齡不同部位的葉片頭狀腺毛密度分布規(guī)律體現(xiàn)為：中部葉的頭狀腺毛密度顯示最大值，其次是上部葉和下部葉；同時(shí)單一葉片下表皮的頭狀腺毛密度大于上表皮(圖1)。

表1　4個(gè)月苗齡野菊的頭狀腺毛密度

圖1野菊葉片上、下表皮頭狀腺毛

A.上表皮頭狀腺毛B.下表皮頭狀腺毛

2.2水楊酸對(duì)野菊腺毛密度的影響

為研究不同濃度的水楊酸處理對(duì)野菊植株上、中和下部位葉片的下表皮頭狀腺毛密度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(圖2)，當(dāng)沒(méi)有水楊酸的處理時(shí)對(duì)照組不同葉位葉片的下表皮頭狀腺毛密度分別為：19.35、27.05、15.40個(gè)/視野；當(dāng)水楊酸濃度為0.05%時(shí)，不同葉位的下表皮頭狀腺毛密度分別為：19.35、27.05、15.40個(gè)/視野； 0.10%的處理時(shí)下表皮頭狀腺毛密度分別為：19.35、27.80、15.85個(gè)/視野； 濃度為0.25%的處理時(shí)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)為：20.20、26.60、16.00個(gè)/視野；當(dāng)升至0.50%時(shí)，不同葉位的下表皮頭狀腺毛密度分別為：19.95、26.55、16.15個(gè)/視野；由此看出，隨著水楊酸濃度的增加，野菊葉片下表皮頭狀腺毛密度與對(duì)照相比，差異并不顯著，同樣表現(xiàn)為中部葉的頭狀腺毛密度數(shù)值最大，其次是上部葉和下部葉，即說(shuō)明水楊酸處理并不能起到增加神農(nóng)香菊葉片下表皮頭狀腺毛密度的作用。

圖2　不同濃度水楊酸對(duì)野菊不同葉位

圖3 為不同濃度水楊酸處理對(duì)野菊植株上、中和下部位葉片上表皮頭狀腺毛密度的影響，當(dāng)濃度為0.05%時(shí)，不同葉位上表皮頭狀腺毛密度分別為：0.95、1.15、1.55個(gè)/視野；0.10%的處理時(shí)上表皮頭狀腺毛密度分別為：1.00、1.25、1.30個(gè)/視野；0.25%的處理時(shí)上表皮頭狀腺毛密度分別為：1.00、1.25、1.40個(gè)/視野；濃度升至0.50%的濃度處理得到相關(guān)結(jié)果為：1.10、1.25、1.40個(gè)/視野；由此看出，不同葉位上表皮的頭狀腺毛密度變化隨著水楊酸濃度的增加差異變化并不顯著，對(duì)照組的頭狀腺毛密度分別為0.90、1.20、1.55個(gè)/視野。野菊葉片上表皮頭狀腺毛密度與對(duì)照相比，差異不顯著。即說(shuō)明水楊酸處理并不能起到增加神農(nóng)香菊葉片上表皮頭狀腺毛密度的作用。

圖3　不同濃度水楊酸對(duì)野菊不同葉位

2.3水楊酸對(duì)野菊腺毛分泌物中樟腦類物質(zhì)相對(duì)含量的影響

圖4為不同濃度的水楊酸對(duì)野菊葉片腺毛分泌物中樟腦、龍腦、桉樹(shù)腦相對(duì)總含量以及各成分相對(duì)含量的影響。由圖4可知，當(dāng)水楊酸的處理濃度為0.05%、0.10%、0.25%、0.50%時(shí)，樟腦等物質(zhì)的相對(duì)總含量分別為：25.82%、13.17%、11.59%、7.15%。而對(duì)照組總含量為7.57%。由此說(shuō)明，濃度為0.05%、0.10%、0.25%的水楊酸處理顯著增加了野菊葉片腺毛分泌物中樟腦、龍腦、桉樹(shù)腦物質(zhì)的總含量，尤以0.05%的處理濃度效果更為顯著，且在一定范圍內(nèi)，隨著濃度繼續(xù)增加，相對(duì)總含量呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，當(dāng)濃度達(dá)到0.50%時(shí)，樟腦等物質(zhì)相對(duì)總含量達(dá)到最低值，與對(duì)照相比差異不顯著。

樟腦、龍腦、桉樹(shù)腦相對(duì)含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與物質(zhì)相對(duì)總含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律一致，以低濃度的處理效果最為顯著。

圖4　水楊酸處理后野菊葉片中樟腦等

通過(guò)同一濃度在不同的時(shí)間動(dòng)態(tài)下研究水楊酸對(duì)野菊葉片中樟腦類物質(zhì)相對(duì)含量的影響，結(jié)果如圖5所示：經(jīng)處理后，樟腦等物質(zhì)在4、8、24、28h的相對(duì)總含量分別為：25.9%、12.81%、12.10%、7.50%，而對(duì)照中樟腦等物質(zhì)相對(duì)總含量為7.57%。由此表明，隨著時(shí)間的增加，野菊葉片腺毛分泌物中樟腦類物質(zhì)相對(duì)總含量在4h內(nèi)呈迅速上升的趨勢(shì)，并在4h達(dá)到最大值，而后便呈下降趨勢(shì)，到28h時(shí)含量達(dá)到最低。野菊葉片腺毛分泌物中樟腦、龍腦、桉樹(shù)腦的相對(duì)含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與樟腦等物質(zhì)相對(duì)總含量的變化規(guī)律基本保持一致。

圖5　水楊酸處理后野菊葉片中樟腦等

3結(jié)論

本文以4個(gè)月苗齡的野菊為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)研究其不同葉位葉片的頭狀腺毛密度情況，得知頭狀腺毛密度分布規(guī)律體現(xiàn)為：不同葉位處中部葉腺毛密度為最大值，其次為上部葉和下部葉；單個(gè)葉片的下表皮大于上表皮。以不同濃度的水楊酸對(duì)野菊葉片進(jìn)行處理，探究其對(duì)野菊不同葉位的葉片頭狀腺毛密度的影響，統(tǒng)計(jì)得出其葉片上、下表皮頭狀腺毛密度與對(duì)照組相比差異均不顯著，即說(shuō)明水楊酸處理并不能起到增加野菊葉片頭狀腺毛密度的作用。

水楊酸處理對(duì)葉片腺毛分泌物中樟腦類物質(zhì)相對(duì)含量卻有影響：不同濃度的水楊酸處理能夠增加樟腦類物質(zhì)的相對(duì)含量；當(dāng)濃度為0.05%的處理時(shí)最為明顯；動(dòng)態(tài)變化在4h達(dá)到最大值，隨后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，到28h時(shí)含量降到最低值。同時(shí)野菊葉片腺毛分泌物中樟腦、龍腦、桉樹(shù)腦的相對(duì)含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與樟腦等物質(zhì)相對(duì)總含量的變化規(guī)律基本保持一致。

參考文獻(xiàn)

[1]Klessig D F,MMamy J. The salicylic acid signal in plants[J]. Plant Molecular Biology, 1994, 26:1439-1458.

[2]Raskin I. Role of salicylic acid in plants[J]. Plant Physiol Mol Biol,1992,43:439.

[3]Gunes A, Inal A, Alpaslan M. Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize(ZeamaysL.)grown under salinity.[J] J Plant Physiol ,2007,164:728-736.

[4]Hayat S, Hasan S A, Fariduddin Q. Growth of tomato(Lycopersiconesculentum)in response to salicylic acid under water stress[J]. J Plant Int,2008, 3:297-304.

[5]Huang Y, Xiao B, Xiong L. 2007. Characterization of a stress responsiveproteinase inhibitor gene with positive effect in improving drought resistance in ric[J]. Planta,2007,226: 73-85.

[6]White R.F. Acetylsalicylic acid (aspirin) induces to tobacco mosaic virus in tobacco [J].Virology, 1979, 99: 410-412.

[7]RASKIN I. Salicylic acid,A new planthormone[J]. Plant Physiol, 1992(99): 799-803.

[8]羅明華, 羅英, 王璞. 水楊酸處理對(duì)干旱脅迫下丹參幼苗抗氧化能力的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2010,28(4):102-105.

[9]郝敬虹, 易旸, 尚慶茂,等. 水楊酸處理對(duì)干旱脅迫下黃瓜幼苗氮素同化及其關(guān)鍵酶活性的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào), 2012,39(1):81-90.

[10]黃愛(ài)霞，佘小平. 水楊酸對(duì)黃瓜幼苗抗冷性的影響[J]. 陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2003,31(3):107-109.

[11]Su J Y, Tan L R, Lai P, et al. Experimental study on anti-inflammatory activity of a TCM recipe consisting of the supercritical fluid CO2extract ofDendranthemaindicum,PatchoulioilandZedoaryturmericOil in vivo [J]. J Technopharmacol, 2012, 141(2): 608-614.

[12]Kim J E, Jun S, Song M J, et al. The extract ofDendranthemaindicumLinne inhibits EBVLMP1-induced NF-kappa B activation and the viability of EBV-transformed lymphoblastoid cell lines [J]. Food Chem Toxicol, 2012, 50(5): 1524-1528.

[13]Hong S, Kwon S H, Kim M J, et al. Anxiolytic-like effects ofDendranthemaindicumaqueous extract in mice: Possible involvement of GABA (A) receptors and 5-HT1A receptors [J]. Biomol Therap, 2012, 20(4):413-417.

[14]任愛(ài)農(nóng), 王志剛, 盧振初, 等. 野菊花抑菌和抗病毒作用實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 藥物生物技術(shù), 1999, 6(4): 241-244.

[15]朱曉宇, 姚珊珊, 趙宸楠, 等. DIS過(guò)程中烤煙葉片腺毛形態(tài)結(jié)構(gòu)及分泌物變化[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010, 22(5): 9-11.

Effect of Salicylic Acid on the Trichome Density and the Content of Camphor in Dendranthema indicum

Jiao Hongbin1，Ou Wenye2,Liu Yang1， Wang Xiang1, Liu Changle3, He Miao1*

(1.College of Landscape Architecture Northeast Forestry University, Haerbin 150040;2.Arts and Information Engineering college of Dalian Polytechnic Oniversity,Dulian,liaoning 116034;3.Heilongjiang Academy of Forestry,Harbin 150081)

Abstract:In this paper, with 4-months-old seedings of Dendranthema indicum as experiment materials, we explored the distribution of capitate trichomes density in different leaf positions. We also used salicylic acid to treat with leaves of Dendranthema indicum, in order to study its effect on trichome density and camphor compounds of trichome exudates.The results showed that the trichome density of cutters is biggest, followed by upper leaves and Lower leaves; In single leaf, the trichome density of lower epidermis is bigger than upper epidermis. Salicylic acid treatment have no effect on increasing the density of capitate trichomes of Dendranthema indicum, but it will increase the relative content of camphor compounds. When the Salicylic acid treatment at a low concentration of 0.05% ,the increase is most remarkable ,the dynamic of the relative content shows that it reached its maximum at 4h.

Key words:Dendranthema indicum;Trichome density; Salicylic acid; Camphor

中圖分類號(hào):S682.1+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

*通訊作者：何淼(1975-)，女，博士，副教授，主要從事園林植物種質(zhì)資源方面的教學(xué)科研工作， E-mail：hemiao@nefu.edu.cn。

基金項(xiàng)目：黑龍江省自然基金項(xiàng)目(C2015058)

收稿日期：2016-01-05

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.02.001