浙貝母葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析

明幫燕 黃梅 付旭娟 楊青山 周濃 郭冬琴

摘 要 為研究葉綠素儀在浙貝母葉片葉綠素含量測定的準(zhǔn)確性和最佳測定部位確定，以重慶市萬州區(qū)龍駒鎮(zhèn)梧桐村種植的浙貝母為研究對象，用便攜式葉綠素儀測定浙貝母葉片的SPAD值，用丙酮法測定其葉綠素含量，并進行兩者的相關(guān)性分析。結(jié)果：浙貝母葉片的SPAD值與葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量間均呈極顯著相關(guān)性（p<0.01），其相關(guān)系數(shù)分別為0.036 2、0.367 6、0.326 6；葉片中部為浙貝母葉片使用葉綠素儀測定的最佳部位，相關(guān)系數(shù)為0.834 4，呈顯著相關(guān)（p<0.05）。結(jié)果表明使用葉綠素儀測定的SPAD值能夠較好地反映浙貝母葉片的實際葉綠素含量，因此，葉綠素儀測定浙貝母葉綠素相對含量可代替丙酮法測定葉綠素絕對含量，方法簡便快捷，具有推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞 浙貝母；葉片；SPAD值；葉綠素含量；相關(guān)性分析

中圖分類號：S567.23 文獻標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.09.007

浙貝母（Fritillaria thunbergii Miq.）別名浙貝、象貝、大貝、珠貝、元寶貝等，為百合科貝母屬多年生草本植物，通常以地下鱗莖入藥，具有清熱散結(jié)、化痰止咳等功效，是我國種植歷史悠久、生產(chǎn)集約化較高的中藥材[1-4]。葉綠素是葉片光合作用所需的色素，也是葉片葉綠體色素的主要組成成分，在光合作用中起著關(guān)鍵的作用，光照、水分、土壤等生態(tài)因子會影響植物生長期對能量的獲取，從而影響植物的品質(zhì)和產(chǎn)量[5-6]。便攜式葉綠素儀可在田間實時檢測葉片，來確定葉綠素的相對含量，與復(fù)雜、費時的傳統(tǒng)葉片檢測法相比較[7-8]，具有簡便、無損檢測、實時等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于檸檬[9]、沙棘[10]、桃樹[11]、茼蒿[12]等植物相關(guān)檢測中，但在中國藥用植物研究方面應(yīng)用較少，尤其是浙貝母葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性的研究報道極少。本試驗對浙貝母葉片的SPAD值和葉綠素含量進行測定，通過數(shù)據(jù)相關(guān)分析來確定便攜式葉綠素儀測定浙貝母葉片葉綠素含量的準(zhǔn)確性及最佳測定部位，為浙貝母生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗材料

試驗材料浙貝母鮮葉采自重慶市萬州區(qū)龍駒鎮(zhèn)梧桐村種植基地。

1.2 ?試驗方法

2021年4月在浙貝母種植基地隨機采5組鮮葉，采葉部位為浙貝母健康植株的中部，每組選取3株植株，每株采10片葉片，共計150片，從中隨機挑選30片葉片為測定分析樣葉，作為測定檢驗建立回歸模型的樣葉。采摘的浙貝母葉片做好編號標(biāo)記，并低溫保存，立即拿回實驗室應(yīng)用分光光度計測定葉綠素含量。

1.3 ?測定指標(biāo)

葉綠素含量分別采用SPAD便攜式葉綠素儀和丙酮法[13]測定。采用的便攜式葉綠素儀型號為SPAD-502（日本Koni-Caminolta公司生產(chǎn)），來測定浙貝母葉片的SPAD值。因葉綠素含量在藥材葉片不同位置差異較大，故測定葉片前中后3個位置（葉尖、葉中、葉基）的SPAD值，計算其平均值。測定時應(yīng)注意觀察葉片，避開其損傷部位，保持?jǐn)?shù)據(jù)精確性。測定后，取對應(yīng)葉片去掉葉脈，并精確稱取鮮葉1.0 g，用80%丙酮溶液提取葉片的葉綠素，并在避光條件下浸泡24 h，然后用紫外—可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)）進行測定。以80%丙酮提取液為對照，測定645、663 nm波長下的吸光度值，按照下列公式計算葉綠素含量：

[Ca=（12.72D663-2.59D645）×VW×1000] ?（1）

[Cb=（22.88D663-4.68D645）×VW×1000] ?（2）

[Ct=（8.02D663+20.29D645）×VW×1000] ? ?（3）

式中：Ca為葉綠素a含量（mg·g-1），Cb為葉綠素b含量（mg·g-1），Ct為總?cè)~綠素含量（mg·g-1），D663和D645表示在663 nm和645 nm波長下的吸光度值，V為定容體積（mL），W為稱樣重量（g）。

1.4 ?數(shù)據(jù)處理分析

采用Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)整理，SPSS 26軟件進行數(shù)據(jù)的方差分析和相關(guān)性分析， Origin 2018軟件進行繪圖。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?同一植株不同葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析

選擇浙貝母同一植株上長勢相近的10片葉片，采用SPAD便攜式葉綠素儀測定相同葉片葉綠素相對含量，分光光度法測定浙貝母葉片葉綠素絕對含量，并分析葉綠素含量與SPAD值之間是否存在相關(guān)性，結(jié)果詳見表1?？芍恢仓瓴煌~片的SPAD值與葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量之間均呈極顯著相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)依次為0.939、0.932、0.933，這說明SPAD值可間接反映浙貝母葉片中葉綠素含量情況。

浙貝母葉片的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量與SPAD值之間的線性回歸關(guān)系見表2?？芍?，同株浙貝母葉片間的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量與SPAD值之間呈線性函數(shù)（y=ax+b）關(guān)系，并且兩者之間呈極顯著水平，函數(shù)關(guān)系中a表示y隨x的變化速率。結(jié)果表明葉綠素b的變化速率最大，其次為總?cè)~綠素，而葉綠素a的速率系數(shù)最小。以上數(shù)據(jù)表明浙貝母葉片能夠使用便攜式葉綠素儀測定其葉綠素含量。

2.2 ?同一葉片不同部位的SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析

浙貝母同一葉片各部位（葉尖、葉中、葉基）的葉綠素含量和SPAD值之間的線性函數(shù)圖如圖1所示，浙貝母葉片的葉尖部位、葉中部位的葉綠素含量與SPAD值均呈顯著相關(guān)性（p<0.05），葉基部位的葉綠素含量與SPAD值均呈極顯著相關(guān)性（p<0.01），但其變化速率不盡相同，具體表現(xiàn)為葉中（0.834 4）>葉基（0.702 4）>葉尖（0.457 7）。這說明對于浙貝母葉片來說，葉中部位為葉綠素儀測定的最佳葉片位置，且根據(jù)數(shù)據(jù)圖可知，最佳SPAD值在3.8 ～ 4.2。

2.3 ?不同植株間葉片葉綠素含量實測值與回歸方程預(yù)測值分析

為研究SPAD便攜式葉綠素儀測得的葉片SPAD值是否能代替分光光度法測定值，將測得浙貝母不同植株葉片SPAD值分別代入表2線性函數(shù)方程中，計算對應(yīng)葉片的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量的預(yù)測值（見表3）。 由表3可知，不同浙貝母植株對應(yīng)的SPAD值與葉綠素含量實測值均在一定區(qū)間內(nèi)的波動，且葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量的波動程度不同。其總?cè)~綠素含量波動較大，為1.293～1.943 mg·g-1；葉綠素a含量波動幅度較小，為0.127～0.189 mg·g-1；葉綠素b含量波動居中，為1.165～1.754 mg·g-1，SPAD值波動范圍為1.589～3.956。

將浙貝母不同植株葉片的葉綠素實測值與預(yù)測值進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果見表4。由表4可知，浙貝母的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量的實測值與預(yù)測值的數(shù)據(jù)分析，p值分別為0.344、0.132、0.152，均大于0.05，這說明通過線性函數(shù)y = 0.036 2 x + 0.052 4、y = 0.367 6 x + 0.390 8、y = 0.326 6 x + 0.660 6分別得到的浙貝母不同植株葉片葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量的預(yù)測值與實測值間差異不顯著。因此，可以通過線性函數(shù)方程預(yù)測浙貝母葉片中的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的絕對含量。

3 ?小結(jié)

通過將葉綠素儀測得葉綠素相對含量和丙酮法測定的各部位葉綠素絕對含量進行線性函數(shù)與數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)浙貝母葉片的葉綠素含量與SPAD值呈極顯著正相關(guān)，且葉綠素儀測定浙貝母葉片的最佳部位為葉中，試驗結(jié)果為浙貝母葉綠素含量相關(guān)研究提供了理論基礎(chǔ)。SPAD值作為一個無量綱比值，可以在自然環(huán)境下無損地測定植物葉片當(dāng)前的葉綠素相對含量[14]。葉片SPAD值采用的測定儀器是便攜式SPAD葉綠素儀，主要利用了葉綠素光譜吸收峰在藍(lán)光和紅光區(qū)域的特性，通過發(fā)射650 nm和940 nm的光波，計算葉片在這兩處波長處的光透過率之比來表示葉綠素含量相對應(yīng)的參數(shù)SPAD值[15]。

本文研究表明浙貝母葉片的SPAD值與葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量之間均呈極顯著正相關(guān)，這說明使用葉綠素儀能夠較好地反映浙貝母葉片的實際葉綠素含量，該結(jié)果與前人在紅楓[16]、葡萄[17]、桃樹[11]等上的研究結(jié)果一致。王林學(xué)等認(rèn)為葉片中部為葉綠素儀測定玉米最佳部位[18]，而焦穎[19]與潘義宏[20]研究結(jié)論表明葉片葉基部位為葉綠素儀測定的最佳部位。本研究發(fā)現(xiàn)葉片中部為使用葉綠素儀的測定最佳部位。因本次試驗僅采用同一品種的浙貝母，對于不同浙貝母品種葉片各部位（葉尖、葉中、葉基）的葉綠素儀測定SPAD值和葉綠素含量間的規(guī)律是否與本研究存在差異，還需進一步深入研究。研究中的浙貝母葉片均來自重慶市萬州區(qū)龍駒鎮(zhèn)梧桐村種植基地，生長條件均一致，對于不同產(chǎn)地的浙貝母的葉綠素儀測定SPAD值與葉綠素含量間規(guī)律是否與本試驗一致，也需進一步研究。

參考文獻：

[1] ? 張彥南，王康才，張曉倩，等.不同浙貝母栽培品種貝母素甲累積規(guī)律研究[J].中國中藥雜志，2015，40（3）：421-423.

[2] ? 孫劍鋒，王淑玲，李華，等. “浙八味”傳統(tǒng)中藥以及相關(guān)保健食品的研究與展望[J].中國當(dāng)代醫(yī)藥，2017，24（32）： 13-16.

[3] ? 何伯偉，周書軍，陳愛良，等.浙貝母浙貝1號特征特性及栽培加工技術(shù)[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（6）：833-835.

[4] ? 崔迪，崔培章，熊秀萍.不同新型復(fù)合肥在浙貝母種植中的應(yīng)用效果研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2021（10）：55-57.

[5] ? 李思，駱凱文，蔣騫瑋，等.切塊繁殖對浙貝母生理生化特性與藥效成分的影響[J].中成藥，2019，41（6）：1462-1465.

[6] ? 劉紅彬，李慧玲，李雁鳴.施肥對河北荊芥生長生理及產(chǎn)量和藥用品質(zhì)的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，21（2）：157-163.

[7] ? 程斌，徐文偉，俞松林，等.浙貝母化痰效應(yīng)成分指數(shù)的建立與應(yīng)用[J].中國實驗方劑學(xué)雜志，2017，23（20）：71-76.

[8] ? 雨田，練心潔，孫佑玲，等.浙貝母原產(chǎn)地及其遷地引種后含量分析[J].成都大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，37（4）：370-372，383.

[9] ? 楊虹霞，龍春瑞，劉紅明，等.不同檸檬品種葉片SPAD值、氮素含量與葉綠素含量相關(guān)性分析[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，39（8）：22-28.

[10] 南吉斌，楊廣環(huán)，趙玉文，等.江孜沙棘葉片SPAD值與葉綠素含量相關(guān)性研究[J].高原農(nóng)業(yè)，2019，3（1）：9-14.

[11] 李永紅，常瑞豐，王召元，等.桃樹不同區(qū)位葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性[J].河北果樹，2018（6）：14-17.

[12] 陳樹良，程艷，董佳文，等.茼蒿葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析[J].吉林蔬菜，2018（11）：45-47.

[13] 高俊鳳.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[14] 宋廷宇，何自涵，程艷，等.菜心葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析[J].東北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，42（1）：34-37.

[15] 雷祥祥，趙靜，劉厚誠，等.基于PROSPECT模型的蔬菜葉片葉綠素含量和SPAD值反演[J].光譜學(xué)與光譜分析，2019，39（10）：3256-3260.

[16] SIBLEY J L， EAKES D J， GILLIAM C H， et al. Foliar SPAD-502 meter values， nitrogen levels and extractable chlorophyII for red maple selections[J]. Hort Science， 1996， 31（6）：312-475.

[17] 劉洪波，白云崗，張江輝，等.噴水方式對葡萄葉片SPAD值和葉綠素含量及產(chǎn)量的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，57（5）：822-829.

[18] 王林學(xué)，楊義，劉幫銀，等.玉米鮮樣氮磷聯(lián)合診斷方法和測定部位研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2008，14（6）：1212-1218.

[19] 焦穎.葉綠素儀在東北春播玉米營養(yǎng)診斷施肥中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（31）：18-19，22.

[20] 潘義宏，顧毓敏，楊森，等.不同品種中部煙葉SPAD值及其與葉綠素含量的相關(guān)性分析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2017，51（2）：156-162，211.

（責(zé)任編輯：易 ?婧）