摘要 [目的]以廣東肇慶特色藥食類植物河臺(tái)黃金菊為材料,探究葉及花序的生長(zhǎng)特性和營(yíng)養(yǎng)成分變化。[方法]實(shí)地測(cè)量黃金菊葉和花器官生長(zhǎng)的全過(guò)程,采用相應(yīng)的比色法探究花器官各發(fā)育階段總黃酮等有效成分含量變化。[結(jié)果]河臺(tái)黃金菊從幼葉發(fā)育至成熟葉約168 d,葉發(fā)育過(guò)程形態(tài)變化較大,成熟葉卵形,羽狀淺裂或深裂,葉緣圓鋸齒狀有缺刻;花器官生長(zhǎng)周期約為55 d,初花期到盛花期持續(xù)20 d左右,舌狀花群和管狀花群完整發(fā)達(dá);花直徑可達(dá)4.67~4.89 cm?;ㄆ鞴侔l(fā)育過(guò)程中可溶性蛋白含量總體呈下降趨勢(shì),但總黃酮和可溶性糖含量則持續(xù)增加,兩者在31~40 d的發(fā)育階段含量均維持較高的水平,結(jié)合河臺(tái)黃金菊葉及花序的生長(zhǎng)特性,建議該品種菊花的適宜采摘期在初花期和盛花初期(31~40 d)。[結(jié)論]該研究為廣東省高要區(qū)特色農(nóng)業(yè)(南藥)科技園區(qū)優(yōu)勢(shì)品種的栽培規(guī)范提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞 河臺(tái)黃金菊;生長(zhǎng)特性;總黃酮;可溶性糖;廣東肇慶
中圖分類號(hào) TS201.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2024)14-0144-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.14.031
Study on the Correlation Between the Growth Characteristics and Nutritional Components of Chrysanthemum morifolium HETAI
CHEN Jing-yi,ZHANG Zhi-hui,F(xiàn)ENG Yi-shen et al
(School of Life Sciences,Zhaoqing University,Zhaoqing,Guangdong 526061)
Abstract [Objective]Using Chrysanthemum morifolium HETAI,a characteristic medicinal and edible plant in Zhaoqing,Guangdong,as the material,to explore the growth characteristics and nutritional changes of leaves and inflorescences.[Method]The growth of leaves and floral organs from Chrysanthemum morifolium was measured in the field,and corresponding colorimetric methods were used to explore the content changes of effective components.[Result]The Chrysanthemum morifolium HETAI developed from young leaves to mature leaves for about 168 days,with significant morphological changes during the leaf development process.The mature leaves were oval shaped,feathered with shallow or deep cracks,and the leaf edges were round serrated with notches.The growth cycle of flower organs was about 55 days,and it lasted for about 20 days from the initial flowering period to the full-bloom period.The tongue shaped and tubular flower clusters were fully developed; the flower diameter could reach 4.67-4.89 cm.During the development of flower organs,the content of soluble proteins generally showed a downward trend,but the content of total flavonoids and soluble sugars continued to increase,both contents maintain high levels during the development stage of 31-40 days.Combined with the growth characteristics of leaves and inflorescences, the initial flowering period and early peak flowering period (31-40 days) were the suitable harvest time for this variety of chrysanthemum.[Conclusion]This study provides a basis for the cultivation standards of advantageous varieties in the characteristic agriculture (Nanyao) science and technology park of Gaoyao District,Guangdong Province.
Key words Chrysanthemum morifolium HETAI;Growth characteristics;Total flavonoid;Soluble sugar;Zhaoqing Guangdong Province
基金項(xiàng)目 廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項(xiàng)目(粵教高函〔2021〕29號(hào));肇慶市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2021N024);肇慶學(xué)院質(zhì)量工程及教學(xué)改革項(xiàng)目(zlgc202019);省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(S202110580039)。
作者簡(jiǎn)介 陳靜誼(2000—),女,廣東揭陽(yáng)人,從事藥食兩用類植物種質(zhì)資源保護(hù)利用研究。*通信作者,教授,碩士,從事藥食兩用類植物種質(zhì)資源保護(hù)與利用研究。
鳴 謝 肇慶市高要區(qū)廣東省農(nóng)業(yè)科技園區(qū)、肇慶市高要區(qū)森盛黃金菊種植專業(yè)合作社、肇慶學(xué)院生物與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)學(xué)院、肇慶市南藥種植與資源利用生物工程技術(shù)中心提供科研條件支持,肇慶學(xué)院梁廉老師、陳汶潔、阮敏枝、賴柳瓊等學(xué)生參與研究工作,謹(jǐn)此致謝。
收稿日期 2023-09-24;修回日期 2023-10-19
菊花原產(chǎn)中國(guó),為菊科多年生草本植物菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)的干燥頭狀花序,早在《周禮》中便有“季秋之月,鞠有黃華”記載[1],是我國(guó)傳統(tǒng)名花。我國(guó)對(duì)菊花最早的認(rèn)識(shí)是從藥用、食用開始的,具有散風(fēng)清熱、平肝明目、清熱解毒的功效,用于治療風(fēng)熱感冒、頭暈?zāi)垦?、肝火旺盛等癥[2-4]。2020 年版《中國(guó)藥典》根據(jù)產(chǎn)地和加工方法不同,收載有“亳菊”“滁菊”“貢菊”“杭菊”“懷菊”5種藥材類別,主要以地域命名[5]。市場(chǎng)上除了上述類別外,尚有湖北麻城的“福白菊”、河北安國(guó)的“祁菊”、山東濟(jì)寧的“濟(jì)菊”、四川的“川菊”等類別的菊花,主要用于藥用或茶飲。
河臺(tái)黃金菊原產(chǎn)地為廣東省肇慶市河臺(tái)鎮(zhèn),是藥食兩用菊花,為多年生菊科草本植物,有長(zhǎng)梗,分枝多,花序苞片通常呈白色,管狀花群為黃色。黃金菊原本是一種長(zhǎng)在河臺(tái)山野的野白菊,在當(dāng)?shù)刈孑叴鄠餮永m(xù)種植,至今已有五代相傳,地域適應(yīng)性良好,譽(yù)為山野百姓家庭良藥,具有明顯的道地性。經(jīng)廣州匯標(biāo)檢測(cè)技術(shù)中心應(yīng)用《中國(guó)藥典》通則0512方法檢測(cè),該菊花干燥品有效成分含量分別為綠原酸0.32%(國(guó)標(biāo)0.20%)、木犀草苷0.191%(國(guó)標(biāo)0.080%)、3,5-O-二咖啡酰基奎寧酸1.07%(國(guó)標(biāo)0.70%),均明顯高于國(guó)家藥典標(biāo)準(zhǔn)[6-7],可見其藥用價(jià)值高,具有良好的開發(fā)利用潛力,現(xiàn)為肇慶市高要區(qū)省級(jí)南藥產(chǎn)業(yè)園重點(diǎn)南藥主栽品種之一。鑒于河臺(tái)黃金菊為廣東新興菊花品種,對(duì)其種質(zhì)生長(zhǎng)特性、營(yíng)養(yǎng)成分及質(zhì)量研究尚顯不足,為此,該研究以廣東肇慶河臺(tái)黃金菊為材料,選擇葉及花序等典型器官進(jìn)行研究,通過(guò)兩者生長(zhǎng)特性及花序有效營(yíng)養(yǎng)成分積累的變化,對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行分析,以期為保護(hù)地方藥食兩用優(yōu)勢(shì)種質(zhì)資源,引導(dǎo)規(guī)范種植,提升產(chǎn)區(qū)黃金菊種植水平及菊花類產(chǎn)品開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 試材。河臺(tái)黃金菊取自廣東省肇慶市高要區(qū)河臺(tái)鎮(zhèn)黃金菊生態(tài)園,選擇健壯的植株進(jìn)行生長(zhǎng)性狀跟蹤測(cè)定,采集各階段花器官的新鮮樣品,取回肇慶學(xué)院肇慶市南藥種植與資源利用生物工程技術(shù)中心進(jìn)行相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)成分的檢測(cè)。試驗(yàn)周期為2020年10月至2023年2月。
1.1.2 試劑。
亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、乙醇、草酸鈉、葡萄糖、蒽酮、磷酸、硫酸、考馬斯亮藍(lán) G-250、牛血清白蛋白(BSA)均為分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司;試驗(yàn)用水為蒸餾水。
1.1.3 儀器設(shè)備。高速多功能粉碎機(jī),XT-350型,浙江永康市紅太陽(yáng)機(jī)電有限公司;電子天平,JA2003 型,上海精科儀器有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱,DHG-9145A型,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋,HH-4型,國(guó)華電器有限公司;低速臺(tái)式離心機(jī),TDL-60B型,廣州市深華生物技術(shù)有限公司;粉碎機(jī),DS-Y500A型,上海頂帥電器有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,RE-52AA型,上海亞榮生化儀器廠;紫外可見分光光度計(jì),V-5000型,上海元析儀器有限公司;超聲波清洗機(jī),SB-100DT型,寧波新芝生物科技股份有限公司;單反數(shù)碼相機(jī),D3200型,日本尼康株式會(huì)社;電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺,DLX型,上海九量五金工具有限公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 河臺(tái)黃金菊葉器官與花器官生長(zhǎng)特性的測(cè)定。定期測(cè)量記錄黃金菊葉器官?gòu)娜~芽發(fā)育至成熟葉的生長(zhǎng)全過(guò)程,測(cè)量花器官的發(fā)育進(jìn)程,階段性跟蹤拍照。
1.2.2 河臺(tái)黃金菊花器官總黃酮含量的測(cè)定。
參考崔建強(qiáng)等[8]的方法測(cè)定巴戟天中總黃酮含量。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品,取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL,分別置于25 mL 容量瓶,加 5% 亞硝酸鈉溶液 1.0 mL,混勻放置 6 min,加 10%硝酸鋁溶液 1.0 mL搖勻,放置 6 min,加4% 氫氧化鈉溶液10.0 mL,蒸餾水定容至刻度,放置 15 min后于510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線。
采摘各階段適量的新鮮花器官置電熱鼓風(fēng)干燥箱40 ℃烘干10 h,再45 ℃烘干24 h,最后65 ℃干燥至恒重,粉碎,過(guò)三號(hào)50目藥篩,則為河臺(tái)黃金菊花器官干燥樣品,細(xì)粉置干燥器內(nèi)備用。參照李夢(mèng)杰等[9]的方法,稱取生長(zhǎng)期為0、7、15、31、39、47 d的花器官干燥樣品0.5 g置于100 mL錐形瓶中,加入 85% 乙醇12.5 mL,75 ℃水浴浸潤(rùn)30 min,超聲處理40 min,過(guò)濾掉殘?jiān)?,所得濾液即為樣品總黃酮提取液。精密移取1 mL樣品濾液,按蘆丁對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線制作項(xiàng)下的方法顯色后,于510 nm處測(cè)量吸光度,樣品總黃酮含量(mg/g)=標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)應(yīng)濃度×體積×稀釋倍數(shù)/樣品質(zhì)量。
1.2.3 河臺(tái)黃金菊花器官可溶性糖含量的測(cè)定。以花器官鮮品為樣品,參考《現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南》[10]和李合生[11]的方法,采用蒽酮比色法測(cè)定。稱取干燥葡萄糖100.0 mg,制成含葡萄糖1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。取稀釋為0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液1 mL,加入5 mL蒽酮試劑混合液,100 ℃恒溫水浴10 min,取出流水降為室溫后,于625 nm處測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
取各階段0.5 g的新鮮花器官樣品,用70 ℃蒸餾水研磨成勻漿,倒入燒杯中,在恒溫水浴鍋中加熱(70~75 ℃,0.5 h),冷卻后,混合物連同殘?jiān)D(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,定容過(guò)濾,所得的濾液即為花器官可溶性糖提取液[11]。吸取1 mL 樣品液加5 mL蒽酮試劑于試管中混勻,沸水浴10 min,冷卻至室溫,在625 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,繪制可溶性糖標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算可溶性糖含量。樣品可溶性糖含量(mg/g)=標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)應(yīng)濃度×體積×稀釋倍數(shù)/樣品質(zhì)量。
1.2.4 河臺(tái)黃金菊花器官可溶性蛋白含量的測(cè)定。
以花器官鮮品為樣品,參考李關(guān)榮等[12]的方法,采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定樣品可溶性蛋白含量。取0.1 mg/mL牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品母液100 mLleGwZ216Q6JfYGf6SaKq+bH0b9Bt5a1Wvu9W6MaslBY=,稀釋為0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL蛋白標(biāo)準(zhǔn)液,各量取1 mL溶液與5 mL考馬斯亮藍(lán)溶液混合,顯色10 min,于595 nm測(cè)定其吸光度,繪制牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線。
均勻稱取0.5 g花器官鮮品于研缽中,加適量蒸餾水研成勻漿,然后用4~5 mL的蒸餾水分2次洗滌研缽,混合液移置燒杯中,靜置30 min以充分提取后,以3 500 r/min離心15 min,上清液則為樣品提取液。吸取樣品液1 mL于試管中,再加入5 mL考馬斯亮藍(lán)溶液顯色2 min,在波長(zhǎng)595 nm處測(cè)定吸光度,可溶性蛋白含量(mg/g)=曲線對(duì)應(yīng)濃度×體積×稀釋倍數(shù)/樣品質(zhì)量[13]。
1.3 數(shù)據(jù)處理
使用Excel 2010和SPSS 26.0軟件統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,采用方差分析檢驗(yàn)各處理結(jié)果的顯著性差異。
2 結(jié)果與分析
2.1 河臺(tái)黃金菊葉器官與花器官的生長(zhǎng)特性
2.1.1 葉器官的生長(zhǎng)特性。
從河臺(tái)黃金菊葉器官的葉長(zhǎng)和葉寬生長(zhǎng)曲線(圖1)可以看出,兩者生長(zhǎng)曲線基本一致,0~88 d為快速生長(zhǎng)期,生長(zhǎng)斜率為0.97;96~160 d生長(zhǎng)放緩,生長(zhǎng)斜率為0.94;168 d后,黃金菊的葉長(zhǎng)和葉寬基本達(dá)到最大值,分別為9.20、6.15 cm??梢?,河臺(tái)黃金菊從幼葉到成熟葉的生長(zhǎng)過(guò)程大約需要168 d。黃金菊葉為卵形,葉柄短,葉片有羽狀淺裂或半裂,邊緣有缺刻和鈍鋸齒。葉器官發(fā)育形態(tài)(圖2)顯示,幼葉和成熟葉的形態(tài)差別較大,發(fā)育過(guò)程羽狀淺裂或半裂不規(guī)則,成熟葉葉形較為對(duì)稱。
2.1.2 花器官的生長(zhǎng)特性。
河臺(tái)黃金菊花器官為典型的頭狀花序。由圖3可知,0~30 d為花蕾的孕育期,直徑為0.64~1.53 cm;隨著最外層舌狀花的展開(31~35 d),花器官直徑迅速增大,短短4~5 d完成舌狀花的開花過(guò)程,直徑為1.58~4.60 cm;隨后,黃金菊進(jìn)入盛花期(36~50 d),花芯盤部位的管狀花陸續(xù)開放,花器官直徑為4.65~4.90 cm;47 d后,管狀花全部開放,花器官的發(fā)育進(jìn)入衰老期,51~55 d花器官直徑從4.91 cm急劇減小至2.30 cm,可見,河臺(tái)黃金菊花器官生長(zhǎng)周期約為55 d。根據(jù)其生長(zhǎng)曲線的表現(xiàn),河臺(tái)黃金菊花器官的發(fā)育可分為4個(gè)時(shí)期(圖4),0~30 d為花蕾期,花蕾外層苞片綠色,2~3層,邊緣膜質(zhì)。31~35 d為初花期,舌狀花多層,著生于花序邊緣,色白,先端漸尖,為細(xì)長(zhǎng)條狀;管狀花著生于花序中央花盤,被舌狀花群包裹,綠色。36~50 d為盛花期,此時(shí)舌狀花全部展開,排列緊密,層數(shù)清晰,色潔白;管狀花盤已呈金黃色,逐漸開放,黃金菊菊花的表觀性狀最為典型。51~55 d為衰花期,此時(shí)管狀花和舌狀花進(jìn)入衰老期,結(jié)構(gòu)松散,舌狀花瓣顏色變紫,紫色隨著衰老而擴(kuò)散、加深,花器官漸漸萎蔫。
2.2 河臺(tái)黃金菊各時(shí)期花器官總黃酮含量的比較
從圖5可以看出,河臺(tái)黃金菊花蕾期(0~24 d)總黃酮含量持續(xù)呈倍數(shù)增加,24 d時(shí)達(dá)到75.08 mg/g,為0 d的3.72 倍;初花期(31 d)總黃酮含量增長(zhǎng)放緩;花器官盛花期持續(xù)8 d左右(39~47 d),此時(shí)總黃酮含量是花器官發(fā)育過(guò)程中最高的階段,為92.36~93.63 mg/g;39 d盛花期總黃酮含量是19 d花蕾期的1.43 倍,可見河臺(tái)黃金菊花器官發(fā)育過(guò)程中持續(xù)積累總黃酮。
2.3 河臺(tái)黃金菊各時(shí)期花器官可溶性糖含量的比較 從圖6可以看出,河臺(tái)黃金菊花器官發(fā)育過(guò)程中可溶性糖含量的變化規(guī)律與總黃酮含量不一致,花蕾期(0~24 d)
可溶性糖含量持續(xù)增加,24 d時(shí)含量(80.13 mg/g)是0 d的1.57 倍;初花期和盛花初期(31~39 d),花器官生長(zhǎng)旺盛,可溶性糖含量顯著上升,39 d時(shí)高達(dá)173.52 mg/g;在盛花期的后期(47 d),花器官可溶性糖含量已呈明顯下降的趨勢(shì),但含量顯著高于花蕾期。可見,河臺(tái)黃金菊花器官發(fā)育過(guò)程中可溶性糖含量積累量最高的是在盛花期階段。
2.4 河臺(tái)黃金菊各時(shí)期花器官可溶性蛋白含量的比較 從圖7可以看出,河臺(tái)黃金菊花蕾孕育初期(0~12 d)時(shí),可溶性蛋白含量維持在較高水平,為0.348 6~0.387 4 mg/g;但隨著花蕾的成熟及逐步綻放(經(jīng)歷初花期和盛花期),單位鮮重花組織中可溶性蛋白含量持續(xù)下降,在盛花期的后期(47 d),含量降至0.165 2 mg/g。
3 討論與結(jié)論
目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)藥食類菊花的研究文獻(xiàn)較多,主要集中在菊花種植及其有效物質(zhì)萜類、有機(jī)酸、黃酮類化合物、氨基酸、微量元素和綠原酸含量的測(cè)定[14]。河臺(tái)黃金菊原是生長(zhǎng)于廣東省肇慶山區(qū)丘陵河谷的野菊花,具有明顯的道地性,經(jīng)歷代延續(xù)馴化種植利用,已成為當(dāng)?shù)氐奶厣?jīng)濟(jì)作物,種植規(guī)模不斷擴(kuò)大。河臺(tái)黃金菊莖直立多分枝,鮮花產(chǎn)量高。為更好掌握黃金菊種質(zhì)生長(zhǎng)特性及其菊花的營(yíng)養(yǎng)成分含量,該試驗(yàn)較系統(tǒng)研究了其葉和花器官的發(fā)育進(jìn)程,結(jié)果顯示,河臺(tái)黃金菊幼葉和成熟葉的形態(tài)差別較大,從幼葉到成熟葉的發(fā)育過(guò)程大約需要168 d。成熟葉卵形,綠色,單葉互生,表面不平整,葉柄短,葉片有羽狀淺裂或深裂,邊緣有缺刻和圓鋸齒狀葉緣。黃金菊較長(zhǎng)的葉齡有利于花器官的持續(xù)孕育及綻放?;ㄆ鞴贋榈湫偷念^狀花序,花形大,盛花期花器官直徑為4.65~4.90 cm(36~50 d);舌狀花群和管狀花群完整,發(fā)達(dá),數(shù)量極多,潔白色,內(nèi)外層花瓣長(zhǎng)度相近,先端圓鈍;花盤為管狀花群,極為發(fā)達(dá),色金黃。黃金菊花序生長(zhǎng)周期約為55 d,初花期到盛花期持續(xù)19 d左右(31~50 d),盛花期后花器官全面萎縮,舌狀花群逐漸變紫,凋謝極快。
黃酮類化合物是藥用菊花的主要有效成分,菊花合適的采摘期應(yīng)根據(jù)花器官總黃酮含量而定[15-16]。黃金菊花序發(fā)育過(guò)程中,花蕾期總黃酮含量持續(xù)上升,但其含量高峰期在初花期及盛花期的過(guò)渡階段(31~47 d),且盛花期總黃酮含量是花蕾期的2~3倍,揭示黃金菊在花蕾綻開時(shí)總黃酮含量較高。黃金菊花器官發(fā)育過(guò)程中,可溶性糖含量與可溶性蛋白含量變化則恰好相反。花蕾期(0~24 d)的可溶性蛋白含量較高,可溶性糖含量較低;初花期和盛花期(31~50 d)的可溶性蛋白含量持續(xù)下降,而可溶性糖含量則維持相對(duì)較高水平。可見,河臺(tái)黃金菊在初花期及盛花期的發(fā)育階段,總黃酮含量與可溶性糖含量均維持較高的水平,從營(yíng)養(yǎng)成分上綜合考慮,黃金菊的采摘期建議在初花期和盛花初期(31~40 d)較為合適。
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