不同三叶青突变体的品质和抗氧化活性分析
作者: 丁兰 孙健 吴继来 胡春艳 邵香君 业康 王志安 高志伟 郭二彪
摘要 [目的]基于不同三叶青突变体的农艺性状、品质和抗氧化活性,系统分析地下部分、地上部分表型和活性成分,以期通过表型和叶片数据快速筛选优质高产的三叶青品种(系)。[方法]以ZQ1、ZQ2、ZQ3、ZQ4、ZQ5、ZQ6、ZQ7、ZQ8为试验材料,分别测量三叶青突变体叶片数、叶片鲜重、块根产量、块根数量、圆球形数量、块根长>4 cm数量等农艺性状及三叶青突变体叶片和块根中总黄酮、总酚和DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除率,并分析地上部分与地下部分表型、化学成分和抗氧化活性的相关关系。[结果]ZQ2、ZQ7块根产量、叶片数、叶片鲜重均高于ZQ1,块根产量分别为108.7和137.2 g/盆;ZQ2块根性状长条形数量增多;ZQ3叶片颜色变浅,叶缘变银白色;ZQ3块根浸出物含量最高,为11.38%,ZQ6块根总黄酮含量最高,达6.79 mg/g,ZQ5块根总酚含量最高,达14.82 mg/g;ZQ6叶片总黄酮含量最高,为47.87 mg/g,ZQ6叶片总酚含量最高,为37.17 mg/g;ZQ5块根的抗氧化能力最好,ZQ6叶片的抗氧化能力最好,单盆叶片的鲜重、数量与单盆块根产量呈极显著正相关,块根总黄酮含量与抗氧化活性呈显著正相关。[结论]不同三叶青突变体地上部分表型、化学成分、抗氧化活性与地下部分存在相关性,能通过地上部分表型和叶片数据快速筛选优质高产的三叶青品种(系)。
关键词 三叶青;突变体;品质;抗氧化活性;相关性
中图分类号 R 284.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2025)05-0143-06
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.05.030
Analysis of Quality and Antioxidant Activity of Different Tetrastigma hemsleyanum Mutants
DING Lan1, SUN Jian2, WU Ji-lai1 et al
(1.Lin’an District Agricultural and Forestry Technology Promotion Center, Hangzhou,Zhejiang 311399; 2. Zhejiang Institute of Traditional Chinese Medicine Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang 310023)
Abstract [Objective] Based on the agronomic traits, quality and antioxidant activity of different Tetrastigma hemsleyanum mutants, the phenotypes and active components of the underground and aboveground parts were systematically analyzed in order to quickly screen high-quality and high-yield T. hemsleyanum varieties (lines) through phenotype and leaf data. [Method]Using ZQ1, ZQ2, ZQ3, ZQ4, ZQ5, ZQ6, ZQ7 and ZQ8 as experimental materials, agronomic traits such as leaf number, leaf fresh weight, root yield, root number, spherical number and number of tubers with a length greater than 4 cm of T. hemsleyanum mutant were measured, as well as total flavonoids, total phenols, DPPH free radical scavenging rate, ABTS+ free radical scavenging rate in the leaves and roots of T. hemsleyanum mutant. The correlation between aboveground and underground phenotypes, chemical composition and antioxidant activity was analyzed.[Result]The root yield, leaf number and leaf fresh weight of ZQ2 and ZQ7 were higher than those of ZQ1, with root yields of 108.7 and 137.2 g/pot, respectively; the number of elongated tubers in ZQ2 had increased; the color of ZQ3 leaves became lighter, and the leaf edges turned silver white;among them, the extract content of ZQ3 root was the highest at 11.38%, the total flavonoid content of ZQ6 root was the highest at 6.79 mg/g, and the total phenolic content of ZQ5 root was the highest at 14.82 mg/g; the total flavonoid content in ZQ6 leaves was the highest at 47.87 mg/g, and the total phenolic content in ZQ6 leaves was the highest at 37.17 mg/g.Among them, ZQ5 had the best antioxidant capacity in its roots, while ZQ6 had the best antioxidant capacity in its leaves. The fresh weight and quantity of single pot leaves were significantly positively correlated with the yield of single pot roots, and the total flavonoid content of roots was significantly positively correlated with antioxidant activity.[Conclusion]There is a correlation between the aboveground phenotype, chemical component, antioxidant activity and underground part of different T. hemsleyanum mutants, which can quickly screen high-quality and high-yield three leaf green varieties (lines) through aboveground phenotype and leaf data.
Key words Tetrastigma hemsleyanum;Mutant;Quality;Antioxidant activity;Correlation
三叶青(Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg)是葡萄科崖爬藤属多年生常绿草质蔓生藤本植物,为三出复叶,无毛,边缘锯齿较疏且浅,块茎呈椭球形或不规则块状[1]。野生三叶青在驯化选育和种植过程中,各种源农艺性状存在一定的差异,浙江千岛湖、富阳等地块根表现为短椭圆形或颗粒状、江西上饶块根多为长椭圆形或长条形[2]。三叶青中最主要的有效成分总黄酮、总酚、多糖等对细胞、机体的作用机制已被逐步阐明[3-4]。熊艳[5]采用DPPH法、ABTS+法、FRAP法测定三叶青各萃取物的抗氧化活性,结果表明三叶青块根萃取物具有较强的抗氧化活性。现代药理研究表明,三叶青主要药用部位为地下部块根,具有抗炎、镇痛的作用[6],还具有抗肿瘤、抗病毒、保肝和提高免疫力等功能[7],被称为“植物抗生素”。近年来,三叶青因其药用价值和经济价值已成为我国珍贵的药材。随着三叶青进入市场,野生三叶青被过度采挖,导致野生资源变得稀少。目前三叶青采用扦插、块茎等无性繁殖[8],长期无性繁殖使其品种性状退化,严重影响三叶青品质和药效,因此三叶青资源保护开发、品种选育有重要意义。
三叶青富含黄酮和多酚类成分,具有较好的抗氧化活性。然而成分和抗氧化活性的相关关系研究较少。与此同时,三叶青以块根入药,块根性状只有生长3年以上采收时才可以统计,地上表型和地下表型的相关性也研究较少。笔者应用相同遗传背景的三叶青突变株系,分别测量三叶青突变体农艺性状及抗氧化活性,并分析地上部分与地下部分表型、化学成分和抗氧化活性的相关关系,以期通过表型和叶片数据快速筛选优质高产的三叶青品种(系)。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试材。试验材料为三叶青突变体泽青1号(ZQ1)、ZQ2、ZQ3、ZQ4、ZQ5、ZQ6、ZQ7、ZQ8,突变体采用60Co-γ射线辐照ZQ1扦插苗的单个腋芽培育成稳定的无性繁殖株系,幼苗株系于2020年2月栽培在直径30 cm、高40 cm的控根器内,栽培后统一管理。幼苗规格为苗高10 cm左右,有叶片2张,长5 cm以上的须根3~5条。采集日期为2023年10月下旬,采集后拍照,清洗干净块根和地上部全部叶片,去掉污渍、泥沙,用吸水纸轻轻拭干表面水分称重并观察农艺性状。三叶青块根和叶片在50 ℃下干燥后称重、磨粉,-20 ℃冷冻贮藏备用。
1.1.2
试剂。无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、芦丁标准品、没食子酸标准品购于国药集团化学试剂有限公司;维生素E标准品购于美国Sigma-Aldrich公司;ABTS+、DPPH自由基清除能力测定试剂盒均购自苏州格锐思生物科技有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1
浸出物含量测定。取三叶青块根和叶片粉末各约4 g,放于250 mL圆底烧瓶中,加入100 mL蒸馏水,充分混匀,称重,塞紧,放在室温,静置1 h后,连接到冷凝管,调节水浴锅温度,加热至微沸,并保持1 h,放冷后,取下圆底烧瓶,再称定重量,用蒸馏水补足失去的重量,充分摇匀,用干燥滤器过滤,取25 mL滤液置于恒重的蒸发皿中,放在烘箱于105 ℃干燥3 h,取出蒸发皿放在室温冷却30 min,迅速称重,以干燥品计算供试品中浸出物含量(W/W,%),计算公式:浸出物含量=浸出物质量(g)/25 mL×100 mL/取样量(g)×100%。
1.2.2
总黄酮含量测定。
1.2.2.1
标准溶液的配制。用分析天平称取芦丁标准品约10 mg,放入避光烧杯中,加入甲醇溶解,在遮光环境下摇匀定容至10 mL,得到浓度为1 mg/mL的芦丁标准品溶液,避光保存。
1.2.2.2
标准曲线的绘制。吸取芦丁标准品溶液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL分别加入遮光试管中,后依次加入5%亚硝酸钠0.5 mL,充分摇匀,静置5 min,加入10%硝酸铝溶液0.5 mL,充分摇匀,静置5 min,再加入5 mL的4%氢氧化钠溶液充分混合,摇匀,在室温静置15 min后,用蒸馏水定容至10 mL混合,摇匀静置10 min后,在最大吸收波长510 nm处测得吸光度。以质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线。
1.2.2.3
总黄酮含量测定。参考郑瑞昌等[9]的方法并稍微改进:准确称取三叶青样品约0.5 g,置于50 mL离心管中,加入一定体积的甲醇溶液,摇匀,放在250 W、40 kHz的超声仪内,提取30 min后,放入离心机内,7 000 r/min、4 ℃离心20 min,取上清液,滤渣用以上步骤再提取一次,合并2次提取的上清液后,用甲醇溶液定容至10 mL。吸取0.5 mL提取液,依次加入5%亚硝酸钠0.5 mL,充分摇匀,静置5 min,加入10%硝酸铝溶液0.5 mL,充分摇匀,静置5 min,再加入5 mL的4%氢氧化钠溶液混合,充分摇匀,在室温静置15 min后,用蒸馏水定容至10 mL混合,摇匀静置10 min,在最大吸收波长510 nm处测得吸光度。通过以下公式计算出各样品中总黄酮含量(mg/g)。
总黄酮含量=C×V1×V2/m/V3
式中:C为由标准曲线中得出的总黄酮浓度(mg/mL);V1为稀释体积(mL);V2为样品体积(mL);V3为取样体积(mL);m为样品质量(g)。
1.2.3 总酚含量测定。
1.2.3.1
标准溶液的配制。称取0.1 g没食子酸,用蒸馏水溶解,定容至100 mL,得到浓度为1 mg/mL的没食子酸标准品溶液。