不同脅迫處理對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響

馮 如，李澤宏，袁紅慧，程水源

(武漢輕工大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430023)

不同脅迫處理對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響

馮 如，李澤宏，袁紅慧，程水源

(武漢輕工大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院，湖北 武漢 430023)

以2年生盆栽銀杏苗為研究材料，通過人工紫外、干旱及不同濃度的矮壯素、赤霉酸對(duì)銀杏葉片進(jìn)行處理，探索外部脅迫對(duì)銀杏葉片中萜內(nèi)酯含量的影響。結(jié)果表明，經(jīng)紫外、干旱及不同濃度的矮壯素、赤霉酸處理，銀杏葉片中白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C和總萜內(nèi)酯含量顯著高于對(duì)照。隨著紫外處理時(shí)間的增加，萜內(nèi)酯含量先增加后減少并趨于平穩(wěn)；在干旱和赤霉酸處理?xiàng)l件下，萜內(nèi)酯含量呈“先增加后減少”趨勢(shì)；在矮壯素處理?xiàng)l件下，萜內(nèi)酯含量持續(xù)增加。多重脅迫共同對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響有待進(jìn)一步研究。

銀杏；萜內(nèi)酯；脅迫

1 引言

銀杏(Ginkgo biloba)為銀杏科銀杏屬落葉喬木，是我國現(xiàn)存特有種子植物中最古老孑遺植物，具有很高藥用價(jià)值，其主要有效成分為黃酮苷和銀杏內(nèi)酯類化合物[1- 2]。銀杏萜內(nèi)酯主要包括銀杏內(nèi)酯A，B，C和白果內(nèi)酯(即GA，GB，GC，BB)，銀杏葉萜內(nèi)酯類成分是血小板活化因子(PAF)的特異性受體拮抗劑，預(yù)防血栓形成、支氣管縮小和抑制過敏反應(yīng)，有對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、缺血損傷的保護(hù)作用，被廣泛應(yīng)用于臨床[3-4]。

藥用植物的藥效成分通常都是次生代謝產(chǎn)物，不少研究證實(shí)了逆境會(huì)促進(jìn)這類次生代謝產(chǎn)物的增加。紫外輻射增強(qiáng)對(duì)植物黃酮、黃酮醇、花色苷，以及烯萜類化合物的增加有一定的影響[5]。干旱可以影響植物體次生代謝產(chǎn)物含量的變化，促進(jìn)葉內(nèi)黃酮苷和萜類內(nèi)酯含量的增加[6-7]。矮壯素(chlorocholine chloride，CCC)是一種影響植物生長的調(diào)節(jié)劑，能夠有效地使植物矮化，莖稈粗壯，提高植物體次生代謝產(chǎn)物的積累。赤霉素(gibberellin)能夠促進(jìn)植株生長、發(fā)芽、開花、結(jié)果，能刺激果實(shí)生長，提高結(jié)實(shí)率[8-9]。

由于銀杏中萜內(nèi)酯含量比較低，本實(shí)驗(yàn)擬用紫外、干旱及不同濃度的矮壯素(CCC)、赤霉酸(GA3)對(duì)其葉片進(jìn)行處理，經(jīng)過HPLC-ELSD進(jìn)行萜內(nèi)酯含量分析[10-14]，探索外部環(huán)境對(duì)銀杏萜內(nèi)酯含量的影響，為在銀杏萜內(nèi)酯的生產(chǎn)應(yīng)用方面提供理論依據(jù)。

2 材料

2.1 儀器

高效液相色譜儀(Agllent 1260Infinity)；蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(Alltech)；恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；電子分析天平(METTLER TOLEDO)；超純水(milli-Q)

2.2 材料與處理

2.2.1 材料

白果內(nèi)酯、銀杏內(nèi)酯A、B、C標(biāo)準(zhǔn)品(均≥98%，上海源葉生物科技有限公司);銀杏葉片(武漢輕工大學(xué)種植園)，柱層析硅膠(西亞試劑)，乙醇(色譜純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，甲醇(色譜純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，四氫呋喃(色譜純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，乙酸乙酯(分析純，天津市天力化學(xué)試劑有限公司)，石油醚(分析純，天津市天力化學(xué)試劑有限公司)。

2.2.2 處理

(1)將3株長勢(shì)相同的銀杏苗放入掛有紫外燈密閉箱內(nèi)紫外處理，于12 h，24 h，36 h，48 h，72 h后進(jìn)行采摘，每株采收5片生長良好的葉片，從葉柄基部剪去葉片立即以液氮速凍，并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室于-80 ℃冰箱中保存。

(2)將3株長勢(shì)相同的銀杏苗進(jìn)行重度干旱脅迫處理(土壤相對(duì)含水量為50%左右)，于15 d，30 d，45 d后進(jìn)行采摘，每株采收5片生長良好的葉片，從葉柄基部剪去葉片立即以液氮速凍，并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室于-80 ℃冰箱中保存。

(3)將CCC溶液處理設(shè)置為4個(gè)梯度濃度，即0(對(duì)照組)、0.05 mg/mL、0.1 mg/mL、0.2 mg/mL(含有0.01%Tween20)，本實(shí)驗(yàn)處理方式如下：對(duì)銀杏苗全株葉片噴施，包括葉片正反面，使全部葉片表面濕潤，每個(gè)處理組設(shè)3株重復(fù)。每個(gè)處理組于1 d，2 d，3 d，7 d后進(jìn)行采摘，每株采收5片生長良好的葉片，從葉柄基部剪去葉片立即以液氮速凍，并迅速帶回實(shí)驗(yàn)室于-80 ℃冰箱中保存。

(4)將GA3溶液處理設(shè)置為4個(gè)梯度濃度，即0(對(duì)照組)、0.02 mg/mL、0.04 mg/mL、0.06 mg/mL(含有0.01%Tween20)，本實(shí)驗(yàn)處理方式如下：對(duì)銀杏苗全株葉片噴施，包括葉片正反面，使全部葉片表面濕潤，每個(gè)處理組設(shè)3株重復(fù)。每個(gè)處理組于1 d，2 d，3 d，7 d后進(jìn)行采摘，每株采收5片生長良好的葉片，從葉柄基部剪去葉片立即以液氮速凍，并迅速

3 方法

3.1 色譜條件

色譜柱：Agllent C-18柱(5 μm，4.6 mm×250 mm)；流動(dòng)相：甲醇：四氫呋喃：水=20：8：72；流速：1 mL/min；柱溫：40 ℃；蒸發(fā)光散射檢測(cè)器檢測(cè)；漂移管溫度90 ℃；載氣為氮?dú)猓粴怏w流速2.5 L/min；增閾值：4；進(jìn)樣量：20μL。

3.2 對(duì)照品溶液的制備

分別精密稱取白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A，銀杏內(nèi)酯B，銀杏內(nèi)酯C為1.9 mg，1.0 mg，1.0 mg，0.9 mg，加1 mL甲醇溶解，作為對(duì)照品溶液。

3.3 供試品溶液的制備

稱取3份銀杏葉片(每份約3 g)，剪碎后放入圓底燒瓶內(nèi)，分別加入1/2的浸提溶液(60%乙醇水溶液，料液比為1∶150(g/mL))置于加熱磁力攪拌器中， 60 ℃加熱1 h后加入剩余部分浸提溶液并繼續(xù)加熱1 h，浸提完后趁熱過濾，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸發(fā)濃縮后上硅膠柱，用洗脫劑石油醚：乙酸乙酯=1∶2(V/V)一次性洗脫，待燒瓶液體蒸干后加入2 mL甲醇充分溶解，經(jīng)HPLC-ELSD檢測(cè)內(nèi)酯含量取平均值。對(duì)照品和供試品高效液相色譜圖如圖1、圖2所示。

1-銀杏內(nèi)酯C; 2-白果內(nèi)酯;3-銀杏內(nèi)酯A ;4-銀杏內(nèi)酯B圖1 對(duì)照品高效液相色譜圖

1-銀杏內(nèi)酯C;2-白果內(nèi)酯;3-銀杏內(nèi)酯A ;4-銀杏內(nèi)酯B圖2 供試品高效液相色譜圖

3.4 線性關(guān)系考察

分別吸取對(duì)照品溶液并稀釋為0.2 mg/mL，0.4 mg/mL，0.6 mg/mL，0.8 mg/mL，1 mg/mL，按照上述色譜條件測(cè)定，以對(duì)照品濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，做線性回歸方程，得銀杏內(nèi)酯C：y=11039x-915.77，R2=0.9991；白果內(nèi)酯BB：y=16457x-3533.3，R2=0.9990；銀杏內(nèi)酯A：y=14548x-1532.7，R2=0.9990；銀杏內(nèi)酯B：y=10657x-1063.8，R2=0.9996。結(jié)果表明：四種內(nèi)酯在0.18 mg/mL—1.9 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

3.5 精密度考察

精密吸取對(duì)照品溶液20μL，連續(xù)進(jìn)樣5次，測(cè)定相應(yīng)峰面積。結(jié)果銀杏內(nèi)酯C RSD為1.2%，白果內(nèi)酯BB RSD為1.8%，銀杏內(nèi)酯A RSD為1.4%，銀杏內(nèi)酯B RSD為1.7%，表明精密度良好。

3.6 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

取同一供試品溶液，分別于0，4 h，8 h，12 h，24 h，36 h，48 h注入高效液相檢測(cè)，每個(gè)供試品溶液檢測(cè)3次，取平均值并計(jì)算白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C的RSD值，分別為1.4%，0.91%，0.81%，0.87%，結(jié)果表明樣品溶液在48 h內(nèi)穩(wěn)定。

3.7 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

取同一批銀杏葉片樣品5份，按照供試品溶液制備方法制得供試品溶液，每個(gè)供試品溶液測(cè)定3次，取平均值并計(jì)算白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C的RSD值，分別為1.2%，0.44%，0.67%，0.53%，結(jié)果表明方法重復(fù)性良好。

3.8 回收率實(shí)驗(yàn)

精密稱取5份已知含量的同一批銀杏葉片，按照供試品溶液制備方法制得供試品溶液，分別加稀釋成0.2 mg/mL的對(duì)照品溶液適量，每個(gè)供試品溶液測(cè)定3次，取平均值并計(jì)算對(duì)照品的平均加樣回收率，結(jié)果表明白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C加樣回收率為92.54%，98.62%，95.55%，97.31%。白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C的RSD值，分別為1.4%，0.81%，0.92%，0.87%。

4 結(jié)果與分析

4.1 紫外處理對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響

紫外對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響如表1所示。從表1中可以看出白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C及總內(nèi)酯隨著紫外處理時(shí)間的增加，先增加后減少并趨于平穩(wěn)，萜內(nèi)酯在24 h和36 h之間積累量最大，總內(nèi)酯相對(duì)于對(duì)照組提高了18.92%。

表1 紫外對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響

紫外/h銀杏內(nèi)酯C白果內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯A銀杏內(nèi)酯B總內(nèi)酯0(對(duì)照)0．190．880．570．211．85120．211．010．510．282．01240．231．120．560．292．2360．221．090．520．272．1480．170．730．390．161．45720．170．720．380．181．45

4.2 干旱處理對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響

干旱對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響表如表2所示。從表2中可以看出白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C及總內(nèi)酯隨著干旱處理時(shí)間的增加，先增加后減少，其變化幅度并不明顯，內(nèi)酯含量明顯高于對(duì)照組說明適當(dāng)?shù)母珊的艽龠M(jìn)銀杏葉萜內(nèi)酯的積累。

表2 干旱對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響

干旱/d銀杏內(nèi)酯C白果內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯A銀杏內(nèi)酯B總內(nèi)酯0(對(duì)照)0．190．880．570．211．85150．190．920．590．221．92300．221．020．630．272．14450．210．970．60．262．04

4.3 CCC處理對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響

CCC對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響，如表3所示。從表3中可以看出白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C及總內(nèi)酯明顯高于對(duì)照組，且隨時(shí)間、濃度的增加呈上升趨勢(shì)。

表3 CCC對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響

CCC/(mg/mL)Time/d銀杏內(nèi)酯C白果內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯A銀杏內(nèi)酯B總內(nèi)酯0(對(duì)照)0．190．880．570．211．850．05，10．221．040．610．262．130．05，20．221．040．610．272．140．05，30．221．030．620．272．140．05，70．231．050．620．292．190．1，10．221．050．640．292．20．1，20．221．050．640．292．20．1，30．231．050．660．32．240．1，70．231．060．660．312．260．2，10．251．060．650．332．290．2，20．251．070．660．332．310．2，30．261．070．680．342．350．2，70．271．080．680．362．39

4.4 GA3處理對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響

GA3對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響如表4所示。從表4中可以看出白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C及總內(nèi)酯隨GA3處理時(shí)間的增加，先增加后減少，萜內(nèi)酯在3d處積累量最大，0.04 mg/mL GA3處理后銀杏葉片中萜內(nèi)酯含量明顯高于其他兩組。

表4 GA3對(duì)銀杏葉片GC、BB、GA、GB和總內(nèi)酯含量的影響

CCC/(mg/mL)Time/d銀杏內(nèi)酯C白果內(nèi)酯銀杏內(nèi)酯A銀杏內(nèi)酯B總內(nèi)酯0(對(duì)照)0．190．880．570．211．850．02，10．190．930．610．211．940．02，20．190．930．660．232．010．02，30．190．950．680．232．050．02，70．210．960．620．242．030．04，10．230．980．630．192．030．04，20．230．990．740．172．130．04，30．250．980．710．202．140．04，70．261．010．670．222．160．06，10．190．900．570．221．880．06，20．210．920．730．192．050．06，30．221．070．580．262．130．06，70．270．880．590．302．04

5 討論

銀杏葉片中所含的萜內(nèi)酯主要是白果內(nèi)酯，銀杏內(nèi)酯A、B、C均為銀杏植物所特有的，但是由于葉中萜內(nèi)酯含量極低，提取損失較大，因此銀杏萜內(nèi)酯的藥用資源受到極大限制。本研究以紫外、干旱及不同濃度的矮壯素、赤霉酸對(duì)其葉片進(jìn)行處理，探索外部環(huán)境對(duì)銀杏萜內(nèi)酯含量的影響。

本研究表明適當(dāng)?shù)淖贤饷{迫能夠促進(jìn)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的積累。而隨著紫外脅迫時(shí)間的延長，白果內(nèi)酯、銀杏內(nèi)酯A、B、C和總內(nèi)酯含量反而急劇下降并趨于平穩(wěn)，這與冷平生等的研究結(jié)果相似，光質(zhì)對(duì)銀杏萜內(nèi)酯含量有顯著影響，紫外處理下尤為突出[15]。長時(shí)間紫外處理導(dǎo)致萜內(nèi)酯含量減少，表明長時(shí)間紫外處理抑制了銀杏苗正常光合作用，使機(jī)體無法提供較多次生代謝產(chǎn)物前體，同時(shí)又增強(qiáng)了次生代謝產(chǎn)物的分解，使銀杏葉片中萜內(nèi)酯含量減少。

適度的干旱可以增加銀杏葉片中萜內(nèi)酯含量，但長時(shí)間干旱，萜內(nèi)酯含量反而有所減少。在適度的干旱脅迫下，將同一代謝途經(jīng)中相關(guān)基因結(jié)合在一起，有效隔絕了合成途徑中產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散，有利于酶促反應(yīng)及底物與酶有效結(jié)合，減少細(xì)胞中毒傷害，從而刺激銀杏萜內(nèi)酯合成及保護(hù)銀杏苗生長發(fā)育。長時(shí)間干旱會(huì)使得銀杏光合作用受限，且植物首先盡可能進(jìn)行初生代謝而不是此生代謝。本實(shí)驗(yàn)組在干旱處理組中未設(shè)輕度干旱及重度干旱，對(duì)此還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)完善。

CCC、GA3處理能顯著提高銀杏葉萜內(nèi)酯含量，有助于萜內(nèi)酯的積累。CCC、GA3處理能顯著提高銀杏光合作用，碳水化合物含量增加進(jìn)而促進(jìn)銀杏次生代謝產(chǎn)物的合成，使銀杏葉片中萜內(nèi)酯含量增加。許峰等實(shí)驗(yàn)顯示CCC能顯著誘導(dǎo)銀杏內(nèi)酯合成途徑中4個(gè)關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，暗示了除了在生理水平外，CCC在分子水平上也可以調(diào)控銀杏萜內(nèi)酯合成[16]。筆者認(rèn)為經(jīng)外源GA3的噴施，抑制銀杏體內(nèi)GA3的合成，可能使合成萜內(nèi)酯的前體物質(zhì)朝銀杏萜內(nèi)酯的合成方向轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)萜內(nèi)酯含量積累。

經(jīng)紫外、干旱及不同濃度的矮壯素、赤霉酸對(duì)銀杏葉片進(jìn)行處理，銀杏葉片中萜內(nèi)酯均有不同程度積累。然而銀杏葉片中萜內(nèi)酯含量不是受單一因素的影響，經(jīng)紫外、干旱及不同濃度激素多重因素共同對(duì)銀杏葉片萜內(nèi)酯含量的影響有待進(jìn)一步研究。

[1] 朱俊,許鋒,廖詠玲,等. 銀杏萜內(nèi)酯調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2007,07:301-305.

[2] 葉敏,果德安. 銀杏萜內(nèi)酯的研究概況[J]. 世界科學(xué)技術(shù),2003,01:33-38.

[3] Ganzera M, Zhao J I. Analysis of Terpenelactones in Ginkgo biloba by High Performance Liquid Chromatography and Evaporative Light Scattering Detection[J]. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 2001, 49(9):1170-3.

[4] 呂連媛,張黎明,王艷喬,等. 銀杏萜內(nèi)酯A、B、C和白果內(nèi)酯的熱特征分析[J]. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011,05:9-12.

[5] 薛慧君,岳明. UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)陸地植物次生代謝的影響[J]. 西北植物學(xué)報(bào),2004,06: 131-137.

[6] 朱燦燦,曹福亮,汪貴斌,等. 干旱脅迫對(duì)銀杏葉萜內(nèi)酯年動(dòng)態(tài)變化的影響[J]. 林業(yè)科技開發(fā),2011,06:15-20.

[7] 張成軍,郭佳秋,陳國祥,等. 高溫和干旱對(duì)銀杏光合作用、葉片中黃酮苷和萜類內(nèi)酯含量的影響[J]. 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,2005,03:11-15.

[8] 張國華,張艷潔,叢日晨,等. 赤霉素作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 西北植物學(xué)報(bào),2009,02:412-419.

[9] 張鳳銀,陳禪友,張萍. 乙烯利和赤霉素對(duì)苦瓜種子發(fā)芽力及幼苗生長的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,05: 304-305.

[10] 李保民,宋亞冰,袁橙,等. 銀杏萜內(nèi)酯提取分離工藝研究[J]. 化工時(shí)刊,2007,12:21-24.

[11] 韓林濤,黃芳. HPLC法測(cè)定銀杏葉片中萜類內(nèi)酯的含量[J]. 湖北中醫(yī)雜志,2009,09:74-76.

[12] 肖飛,譚永霞,王永平,等. 高效液相色譜—蒸發(fā)光散射檢測(cè)法測(cè)定銀杏葉片中4種萜類內(nèi)酯含量[J]. 醫(yī)藥導(dǎo)報(bào),2010,05: 75-77.

[13] 劉會(huì),黃繩武,郭瑩,等. HPLC法測(cè)定不同廠家銀杏葉提取物中黃酮醇苷和萜類內(nèi)酯含量[J]. 中華中醫(yī)藥雜志,2015,02:98-101.

[14] 韓金玉,顏迎春,常賀英,等. 銀杏萜內(nèi)酯提取與純化技術(shù)[J]. 中草藥,2002,11:99-102.

[15] 冷平生,蘇淑釵,王天華,等. 光強(qiáng)與光質(zhì)對(duì)銀杏光合作用及黃酮苷與萜類內(nèi)酯含量的影響[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2002,01:1-4.

[16] 許鋒,張威威,孫楠楠,等. 矮壯素對(duì)銀杏葉片光合代謝與萜內(nèi)酯生物合成的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào),2011,12: 253-260.

The effect of different stresses on terpene lactones contents of Ginkgo biloba

FENG-Ru，LIZe-hong，YUANHong-hui，CHENGShui-yuan

(School of Biology and Pharmaceutical Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023 China)

The effect of external stresses on terpene lactones contents of Ginkgo biloba grown in different conditions of artificial ultraviolet,droughts,chlormequat,gillerellic acid were investigated.The results showed the contents of bilobalide BB,ginkgolide GC,GA,GB and total terpene lactones in different growing conditions of artificial ultraviolet,droughts,chlormequat,gillerellic acid were significantly increased compared with the control group.Theterpene lactones contents were increased first and then declined，at last changed to level off under artificial ultraviolet stress; the terpene lactones contents were increased first and then declined under droughts or gillerellic acid stress;the terpene lactones contents continued to increase under chlormequat stress.The effect of multiple stress on the terpene lactones contents of Ginkgo biloba is expected for further research.

Ginkgo biloba;terpene lactones;stresses

2017-01-09.

馮如(1992-)，男，碩士研究生，E-mail：799809864@qq.com.

程水源(1965-)，男，博士，E-mail：s_y_cheng@sina.com.

國家自然科學(xué)基金(31400556/C1610)；湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目(2011CDA117).

2095-7386(2017)01-0034-05

10.3969/j.issn.2095-7386.2017.01.007

Q 945.78

A