梁娟+易濤+葉漪

摘要：采用盆栽不同遮陰的試驗方法，分析不同遮陰處理（全光照CK及遮陰50%、70%、90%）對珍稀瀕危藥用植物七葉一枝花（Paris polyphylla）光合特性和主要有效成分皂苷積累的影響，為人工栽培中光照管理提供依據(jù)。結(jié)果表明，隨著遮陰程度增加，七葉一枝花葉綠素含量、最大光合速率、光飽和點、光合速率日變化平均值等均逐步升高，70%遮陰下各個值達到最大；而隨著遮陰程度繼續(xù)增加，各個值均顯著下降。根莖體內(nèi)總皂苷含量同樣隨遮陰程度的增加先上升后下降，70%遮陰時皂苷含量最大（7.33%）。因此，全光照和過度遮陰均不利于七葉一枝花的光合作用及體內(nèi)有效成分皂苷含量積累。70%左右的遮陰有利于七葉一枝花的生長及有效成分積累，是其栽培的適宜光度。

關(guān)鍵詞：七葉一枝花；遮陰；光合特性；皂苷含量；人工栽培

中圖分類號： S567.23+9.04

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0265-03

七葉一枝花，別稱蚤休、重樓，百合科重樓屬多年生草本植物，屬華中珍稀瀕危植物[1]，生長于海拔700～1 100 m地帶的山谷、溪澗邊、闊葉林下陰濕地，喜在涼爽、陰濕、水分適度的環(huán)境中生長，喜斜射或散光，忌強光直射，屬典型的陰性植物。七葉一枝花以根莖入藥，主要用于治療各種瘡毒、癰疽和毒蛇咬傷等[2]。現(xiàn)代藥理研究表明，七葉一枝花具有止血、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等作用，有著巨大的藥用價值，而皂苷是其發(fā)揮藥用價值的主要有效成分[3-4]。七葉一枝花的利用以野生資源為主，隨著需求量日益增加，野生資源逐漸匱乏，人工栽培是解決七葉一枝花供需矛盾和保護野生資源的有效途徑。目前關(guān)于七葉一枝花人工栽培的研究不多，且僅停留在人工栽培條件下的選地、遮陰、施肥、病蟲害防治等簡單田間管理上[5-6]，尚無栽培技術(shù)的整體和深入研究，而關(guān)于不同生態(tài)因子對七葉一枝花生理特性影響的研究，筆者未見國內(nèi)（外）有文獻報道。光照是影響植物光合作用、生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的重要因素[7]。遮陰可以有效降低光照度、氣溫、葉面溫度和土壤溫度，并提高土壤水分含量、空氣濕度等，從而影響植物的光合特性。研究表明，遮陰提高了茶樹、絞股藍等的凈光合速率[8-10]，降低了崖柏、虎耳草等植物的光補償點[11-12]。而植物的光合特性又與植物的次生代謝產(chǎn)物密切相關(guān)，因此，遮陰同時還影響藥用植物有效成分的積累。如生長在蔭棚透光率為20%條件下的人參中皂苷含量最高[13]，對東北鐵線蓮進行適度遮陰，既能保證其藥材的質(zhì)量，又能提高其藥材的產(chǎn)量[14]。

本試驗通過不同遮陰處理，研究不同光照條件對七葉一枝花光合特性和主要有效成分皂苷含量積累的影響，探討適宜其生長和有效成分積累的光照條件，為人工栽培七葉一枝花時光照的科學(xué)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

5月初將長勢均一的七葉一枝花野生植株栽入到上口徑21 cm、下口徑14 cm、高19 cm的花盆中，基質(zhì)為壤土，每盆3.5 kg，各盆農(nóng)藝管理一致。6月初選取40盆，隨機分為4組進行不同遮陰處理。遮陰網(wǎng)設(shè)在離地面約1.5 m處，通過增加遮陰網(wǎng)的層數(shù)來調(diào)整遮陰程度，并用LI-250A照度計（LI-COR公司產(chǎn)）進行精確測定，設(shè)置的遮陰處理分別為：對照CK（全光照，透光100%）、50%（遮陰50%，透光50%）、70%（遮陰70%，透光30%）、90%（遮陰90%，透光10%）。處理60 d后進行各指標的測定。

1.2 葉綠素含量的測定

隨機選取長勢基本一致的、健康的葉片，參照Arnon的方法[15]，95%乙醇提取葉綠素，用紫外可見分光光度計（DU-800，USA）測定葉片葉綠素含量。

1.3 光合特性的測定

采用 LI-6400便攜式光合測定系統(tǒng)（LI-COR，USA），使用開放氣路于陽光充足的晴天，從07：00—17：00每隔2 h 對不同遮陰條件下七葉一枝花葉片凈光合速率（Pn）進行測定，獲得光合速率日變化趨勢。

利用LI-6400便攜式光合測定系統(tǒng)自帶的自動測定程序測定光合-光強曲線（Pn-PAR）。光響應(yīng)曲線測定設(shè)置13個光強梯度：0、20、50、100、200、300、500、700、1 000、1 200、1 400、1 600、2 000 μmol/（m2·s），由儀器配備的紅藍光源（6400-02B LED光源）產(chǎn)生。根據(jù)Pn-PAR曲線的初始斜率[PAR<250 μmol/（m2·s）]計算出表觀量子效率（AQY）。參照Bassman等的方法[16]計算光飽和點（LSP）、光補償點（LCP）及最大凈光合速率（Amax）等。

1.4 皂苷含量的測定

采用香草醛-冰醋酸-高氯酸紫外顯色測定七葉一枝花根莖中總皂苷含量。皂苷含量標準曲線的方程為：y=0.000 2x-0.003 8，其中x為皂苷含量（μg/μL），y為560 nm處吸光度。

計算方法：樣品皂苷含量=（C×V總）/（m×V測×106）×100%。其中C為在標準曲線上查到的皂苷含量（μg/μL），V總為提取液總體積（mL），V測為測定時提取體積（mL），m為樣品質(zhì)量（g），106為樣品質(zhì)量單位由g換算成μg的倍數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均通過Excel進行整理，并利用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件進行分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 遮陰對七葉一枝花葉片光合色素含量的影響

葉綠素是光合作用中最重要和最有效的色素，其含量在一定程度上能反映植物同化物質(zhì)的能力，葉綠素含量的增加有助于光合作用的進行。從表1可知，光合色素含量在對照全光照下最低，隨著遮陰程度的增加，葉綠素a、葉綠素b均先增加后降低，70%遮陰下葉綠素含量顯著高于其他4個處理（P<0.05）。但過度遮陰（遮陰90%）時，葉綠素含量顯著降低。這說明了適當遮陰能提高七葉一枝花葉綠素含量，以緩解光照不足給植株生長和光合作用帶來的不利影響，葉綠素b含量上升較多更有利于植株吸收弱光下的藍紫光，保持較強的光合能力。

2.2 遮陰對七葉一枝花葉片光合作用的影響

2.2.1 遮陰對七葉一枝花葉片光合-光響應(yīng)曲線的影響 不同遮陰處理下七葉一枝花葉片光合對光強的響應(yīng)趨勢基本一致（圖1）。隨著遮陰程度的增加，光合速率、光飽和點、表觀量子效率均表現(xiàn)為先增加后降低；而光補償點則先降低，后又有所增加。70%遮陰時，光合速率最大，光飽和點最高，光補償點最低，光照過強（CK）或光照過弱（90%遮陰）時，光補償點增加、光飽和點下降，有效光照范圍變窄，光合速率降低。這說明光照度對七葉一枝花葉片光合作用影響顯著，適度遮陰有利于其光合作用。另外，不同遮陰處理下七葉一枝花的光補償點與光飽和點均偏低，例如70%遮陰處理下七葉一枝花光飽和點和補償點分別為491.2、10.6 μmol/（m2·s）（表2）。

2.2.2 遮陰對七葉一枝花葉片凈光合速率日變化的影響 光照度是影響光合作用主要環(huán)境條件之一。圖2表明，全光照、50%遮陰下七葉一枝花凈光合速率日變化呈明顯的雙峰曲線，具有明顯的“午休”現(xiàn)象，Pn高峰均出現(xiàn)在11：00和15：00，而70%、90%遮陰處理則呈單峰曲線，Pn高峰出現(xiàn)在11：00。CK、50%、70%和90%處理日平均Pn分別為1.32、1.71、2.23、0.40 μmol/（m2·s），各處理間差異顯著（P<0.05）。

2.3 遮陰對七葉一枝花根莖皂苷含量積累的影響

皂苷是七葉一枝花中有效成分的重要組成部分，其含量高低直接影響到七葉一枝花的品質(zhì)及藥用價值。圖3顯示，不同遮陰處理下，根莖體內(nèi)皂苷含量差異較明顯。隨著遮陰程度的增加，植株根莖體內(nèi)皂苷含量先升高后降低。70%遮陰處理植株根莖體內(nèi)皂苷含量最大，達到了7.33%，對照全光照處理以及90%遮陰處理下皂苷含量較低，分別為4.51%、4.80%。可見，光照度對七葉一枝花根莖體內(nèi)有效成分皂苷含量影響較大，光照度過高或過低都不利于其主要有效成分皂苷含量的積累。

3 討論

3.1 不同遮陰處理對七葉一枝花葉片光合特性的影響

葉綠素作為植物體內(nèi)最重要的光合色素，具有吸收和傳遞光量子的功能。隨著光照度降低，葉綠素含量增加，尤其是葉綠素b的增加有利于提高植株的捕光能力，增強對弱光的利用率[17]。本研究結(jié)果表明，隨著光強度減弱，七葉一枝花葉綠素a、葉綠素b均逐步增加，70%遮陰下葉綠素含量最高，說明七葉一枝花在弱光環(huán)境下的光能捕獲能力增強。但是過度遮陰時（遮陰90%），葉綠素含量較低，原因是光照太弱，不利于葉綠素的合成。因此，光照過強或過低都不利于植株葉綠素的合成，適當遮陰能提高七葉一枝花葉綠素含量，以緩解光照不足給植株生長和光合作用帶來的不利影響。

植物光補償點和光飽和點的高低直接反映了植物對弱光的利用力，是植物耐蔭性評價的重要指標[18]?？偟膩碚f，不同遮陰處理下七葉一枝花的光補償點與光飽和點均偏低，說明七葉一枝花利用全日光照的強光能力不強，對較強光環(huán)境的適應(yīng)性不好，適合在弱光下生長，這與其喜陰的生態(tài)習(xí)性是完全吻合的。

與葉綠素變化規(guī)律一致，七葉一枝花最大光合速率、光飽和點、光合速率日變化平均值等均隨遮陰程度的增加逐步升高，70%遮陰下各個值達到最大，但隨著遮陰程度的繼續(xù)增加，各個值均顯著下降。這說明光照過強或過低均不利于植株的光合作用，不利于植株地上部分的生長，七葉一枝花適合生長在一定遮陰的生境中。

不同遮陰下七葉一枝花光合特性差異一方面與植株葉綠素含量有關(guān)，因為葉綠素含量直接影響到植物光合能力的強弱，在一定范圍內(nèi)，增加葉綠素含量可以增強葉綠體對光能的吸收和轉(zhuǎn)化，增強光合速率[19]。對照全光照以及90%遮陰條件下七葉一枝花葉綠素含量較低，這是導(dǎo)致植株葉片光合速率較低的重要原因。另一方面，70%遮陰條件下七葉一枝花凈光合速率較其他處理高，與其所處的微環(huán)境有關(guān)。70%遮陰處理降低了光照度，并在一定程度上降溫增濕，極大改善了七葉一枝花的微環(huán)境，緩解水分脅迫，有效消除了葉片凈光合速率的“午休”現(xiàn)象。全光照下七葉一枝花因光照度過大，表現(xiàn)出明顯的“午休現(xiàn)象”，而深度遮陰又由于光照度太低，導(dǎo)致光合效率低。

3.2 不同遮陰處理對七葉一枝花根莖有效成分含量的影響

光照度除影響藥用植物的光合特性外，還和光質(zhì)、光照時間共同影響其有效成分的含量。研究表明，適宜的光照度能促進植物同化產(chǎn)物的積累，從而有利于次生代謝產(chǎn)物的合成；光照度的減弱誘導(dǎo)生物堿的積累，而使植物組織中生物堿含量增加[20]。如適當遮陰，絞股藍中總皂苷[21]、喜樹幼苗葉片中喜樹堿[22]、忽地笑鱗莖中石蒜堿和加蘭他敏[23]等次生代謝產(chǎn)物的含量均有不同程度的提高。因此，在生產(chǎn)實踐中，可通過控制光照度來提高藥用植物有效成分的含量。

本研究結(jié)果表明，70%遮陰環(huán)境條件下七葉一枝花根莖體內(nèi)皂苷含量顯著高于全光照和過度遮陰，說明光照是影響七葉一枝花根莖體內(nèi)皂苷含量積累的主要環(huán)境因子之一。次生代謝產(chǎn)物在植物體內(nèi)的合成和積累是在植物具有相關(guān)基因的基礎(chǔ)上，一定環(huán)境條件誘導(dǎo)作用的結(jié)果[24]。皂苷是一種廣泛存在于高等植物中特殊的糖類化合物，全光照和過度遮陰條件下，植株葉綠素含量低，光合速率低，嚴重影響了還原糖的生成，進而影響了七葉一枝花根莖體內(nèi)皂苷的含量。

綜上所述，七葉一枝花為陰性植物，全光照和過度遮陰均不利于七葉一枝花的光合作用，不利于有效成分皂苷含量的積累，70%左右的遮陰有利于七葉一枝花的生長及有效成分的積累，是其栽培的適宜光照度。

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