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干旱脅迫對檉柳肉蓯蓉碳水化合物分配及有效成分含量的影響
引言
管花肉蓯蓉作為一種傳統(tǒng)中藥，它的藥用價值早已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。隨著市場需求的增加肉蓯蓉的人工栽培已經(jīng)在內(nèi)蒙古、新疆等地悄然興起。由于沙漠地區(qū)的環(huán)境條件惡劣加之肉蓯蓉種子本身對萌發(fā)環(huán)境要求苛刻，肉蓯蓉接種困難、產(chǎn)量低已成為制約其規(guī)模發(fā)展的主要因素。目前，針對肉蓯蓉種子形態(tài)結(jié)構(gòu)、萌發(fā)刺激、吸器形成及誘導(dǎo)等方面做了大量的研究[1-3]。最近有報道指出肉蓯蓉寄生后，寄主梭梭生物量減少，生長減弱并最終死亡的現(xiàn)象[4,5]。但是關(guān)于土壤水分對檉柳肉蓯蓉生長、碳水化合物分配及有效成分含量的影響還未見報道。因此，本試驗選取沙漠地區(qū)最稀缺的水資源作為突破口，重點研究不同土壤水分下檉柳－肉蓯蓉的生長狀況、碳水化合物分配規(guī)律和有效成分含量變化。試圖為管花肉蓯蓉栽培的土壤水分控制提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
檉柳扦插苗、管花肉蓯蓉種子作試驗材料。2012 年4 月底采用盆栽檉柳扦插枝條，盆高35cm，口徑25cm。扦插同時每盆撒肉蓯蓉種子1000 粒于盆中部并與土壤混勻，扦插后澆透，以保證扦插苗的成活。待檉柳長出又嫩葉片后，開始控制土壤水分含量。水分控制采用稱重法。每天傍晚5 點將盆載檉柳稱重（精確到1g）并補(bǔ)充每天散失的水分,保持盆內(nèi)土壤水分含量達(dá)到處理的設(shè)定。為防止降雨對盆內(nèi)水分含量的影響，盆栽試驗在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)園玻璃溫室進(jìn)行。
土壤質(zhì)地為粘壤土，經(jīng)測定田間最大持水量為30.2%（質(zhì)量含水量）。本試驗設(shè)置2 個處理：處理Ⅰ（適宜土壤水分）：70%-80%土壤田間持水量，處理Ⅱ（重度干旱）：30%-40%土壤田間持水量。每個處理30 盆，每盆種3 株檉柳。
1.2 測定指標(biāo)和方法
肉蓯蓉、檉柳干重測定，采用烘干稱重法[6]。
可溶性糖、淀粉含量測定，采用硫酸-蒽酮比色法[6]。
松果菊苷、毛蕊花糖苷、半乳糖醇含量測采用ＨＰＬＣ法，由北京大學(xué)中藥現(xiàn)代化研究中心測定，具體方法參見［7］。
1.3 數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS16.0 進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，EXCEL 作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤水分對管花蓯蓉有效成分含量的影響
在本試驗條件下，兩種土壤水分含量處理對管花肉蓯蓉有效成分松果菊苷、毛蕊花糖苷和半乳糖醇含量有不較大影響�？偟内厔菔牵晒哲蘸兔锘ㄌ擒蘸侩S著土壤含水量提高而增加。處理Ⅰ管花肉蓯蓉體內(nèi)松果菊苷和毛蕊花糖苷含量分別為308.75 mg/g和48.39 mg/g，分別是處理Ⅱ松果菊苷和毛蕊花糖苷含量的1.3 倍和1.2 倍。但是半乳糖醇含量變化趨勢與之相反，處理Ⅰ管花肉蓯蓉半乳糖醇含量僅為31.25 mg/g，處理Ⅱ管花肉蓯蓉體內(nèi)半乳糖醇含量則為64.65 mg/g 為處理Ⅰ的2.1 倍。說明土壤干旱條件下更利于肉蓯蓉體內(nèi)半乳糖醇的合成與積累。
2.2 土壤水分對檉柳和管花肉蓯蓉碳水化合物含量及分配比例的影響
管花肉蓯蓉是專性寄生植物，只有與寄主檉柳建立寄生關(guān)系后，才能完成其生活史。經(jīng)濟(jì)系數(shù)則代表了檉柳生物產(chǎn)量向管花肉蓯蓉經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量轉(zhuǎn)化效率。從可見，土壤干旱導(dǎo)致接種率降低，檉柳生物量大幅度下降，經(jīng)濟(jì)系數(shù)變小，管花肉蓯蓉生物量降低。干旱脅迫下肉蓯蓉接種率下降了51.7%。經(jīng)濟(jì)系數(shù)也隨干旱脅迫而下降，處理Ⅰ的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為24.3%，而處理Ⅱ的經(jīng)濟(jì)系數(shù)僅為20.5%。由可知，處理Ⅱ比處理Ⅰ的管花肉蓯蓉可溶性糖和淀粉含量分別降低39.8%和37.7%。干旱脅迫促使處理Ⅱ檉柳枝條、莖、枝、葉、根系內(nèi)的可溶性糖含量分別升高了28.5%、21.7%、34.3%和85.2%；莖段和葉片淀粉含量則分別增加了24.7%和26.2%�？梢钥闯龈珊荡偈箍扇苄蕴恰⒌矸墼谧陨眢w內(nèi)的積累，向肉蓯蓉轉(zhuǎn)運的比例下降。
從干旱脅迫對檉柳非結(jié)構(gòu)性碳水化合物存儲量和分配比率的影響可見：（1）處理Ⅰ中管花肉蓯蓉所占可溶性總糖比例為66.5%，檉柳僅占33.5%；處理Ⅱ管花肉蓯蓉所占可溶性總糖比例僅占22.7%，檉柳占77.3%。（2）從干旱脅迫對非結(jié)構(gòu)性碳水化合物分配比率來看，處理Ⅰ管花肉蓯蓉體內(nèi)碳水化合物占總量的72.1%，檉柳為27.9%。處理Ⅱ管花肉蓯蓉所占碳水化合物的比例僅為19.7%，檉柳為80.3%。由以上分析可以看出，干旱脅迫促使檉柳體內(nèi)的可溶性糖含量增加，淀粉在莖段和葉片積累。肉蓯蓉所獲得的可溶性糖及非結(jié)構(gòu)性碳水化合物分配比例降低，經(jīng)濟(jì)系數(shù)降低。
3 討論
已有研究表明，肉蓯蓉寄生降低了寄主的生物量，造成寄主生長勢變?nèi)鮗4,5]。干旱條件下同化產(chǎn)物由葉子外運的比例會減少、同化產(chǎn)物運輸?shù)姆较蚝捅壤矔l(fā)生改變[9，10，11]。通過調(diào)節(jié)土壤水是否能促進(jìn)寄主生長，并促進(jìn)寄主同化產(chǎn)物向寄生植物轉(zhuǎn)移的研究還未見報道。本試驗結(jié)果表明，在適宜土壤含水量下檉柳生長茂盛，生物量大幅度提高2.17 倍，檉柳體內(nèi)非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向肉蓯蓉分配比例上升，經(jīng)濟(jì)系數(shù)增加，肉蓯蓉產(chǎn)量提高。土壤干旱導(dǎo)致同化產(chǎn)物更多的積累在檉柳的莖段和枝條中，寄主檉柳體內(nèi)非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向肉蓯蓉分配比例減少，經(jīng)濟(jì)系數(shù)降低。在適宜土壤含水量下，檉柳植株可溶性糖分配量為33.5%、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物分配量為27.9%；而干旱脅迫導(dǎo)致檉柳體內(nèi)可溶性糖分配量增加到80.8%，非結(jié)構(gòu)性碳水化合物分配量增加到80.3%。寄生植物肉蓯蓉體內(nèi)可溶性糖儲量由正常條件下的66.5%下降到19.2%；非結(jié)構(gòu)性碳水化合物由正常下的72.1%下降到19.7%。由此可見，干旱脅迫造成肉蓯蓉體內(nèi)碳水化合物含量降低，分配比例減少；肉蓯蓉體內(nèi)同化產(chǎn)物分配比例減少近一步表現(xiàn)為生物產(chǎn)量降低，經(jīng)濟(jì)系數(shù)下降。
然而中藥材生產(chǎn)是一個品質(zhì)合一的過程，干旱脅迫對肉蓯蓉品質(zhì)有何影響也是我們關(guān)注的問題。本研究發(fā)現(xiàn)：適宜的條件下肉蓯蓉體內(nèi)的苯乙醇苷和毛蕊花糖苷含量上升，半乳糖醇含量下降。干旱脅迫促進(jìn)了肉蓯蓉體內(nèi)的半乳糖醇類物質(zhì)合成和積累，可能是對干旱脅迫的一種適應(yīng)。在體內(nèi)可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)下降時，通過提高體內(nèi)半乳糖醇含量來保證其自身具有較低水勢。已有研究表明，寄生植物體內(nèi)積累大量的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，有機(jī)酸、糖、碳水化合物、環(huán)醇等，從而寄生植物具有較低的水勢[8]。但是，同化產(chǎn)物含量及分配比例是如何影響肉蓯蓉有效成分合成及積累的仍需近一步研究。
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