唐健民，朱成豪,2，谷 睿,3，鄒 蓉，史艷財，熊忠臣，韋 霄，蔣運生**

(1.廣西壯族自治區(qū)中國科學院廣西植物研究所，廣西植物功能物質研究與利用重點實驗室，廣西桂林 541006；2.桂林醫(yī)學院藥學院，廣西桂林 541004；3.桂林理工大學旅游與風景園林學院，廣西桂林 541004)

0 引言

槐米系豆科植物槐樹的干燥花蕾，又名槐花米，是一種富含蘆丁和黃堿素的特色中藥材[1]。據(jù)《中藥大辭典》介紹，槐米味苦、平、無毒，入肝、大腸經(jīng)；其主要有效成分蘆丁具有抗菌消炎、抗病毒、抗脂質過氧化、清除自由基、中樞鎮(zhèn)痛和抗癌等多種藥理作用[2-4]。中國最優(yōu)質的槐米產(chǎn)于廣西桂北，桂北的金槐是從槐樹中選育出的優(yōu)良栽種品種，蘆丁含量一般為28%—40%，比湘南地區(qū)的高5%—8%，是河南、山西等地出產(chǎn)的白槐、青槐、黃槐的1—2倍[5]。

目前，我國槐米生產(chǎn)多為一年一熟，山西有部分槐米一年兩收，南方未見有一年兩收金槐的栽培及研究報道。隨著金槐產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，槐農(nóng)越來越關注金槐的生長狀態(tài)和結米的情況，在金槐種植中，一些槐農(nóng)發(fā)現(xiàn)金槐折斷和第一次采收后均出現(xiàn)了二次結槐米的現(xiàn)象，便由此開始嘗試一年兩收栽培?，F(xiàn)在的兩收金槐基本上是在第一季槐米未結，經(jīng)過打頂處理，再次進行花芽分化獲得二次槐米，以及在第一季采收結果母枝后，再次施肥使樹體恢復，重新開啟一個生長周期，產(chǎn)出第二次槐米。但是采收一季槐米后，二次槐米掛花稀疏、甚至是無法掛米，產(chǎn)量一直很低，且二季槐米的成熟季節(jié)也不一致。因此，開展一年兩收金槐花芽分化機理研究，探尋一年兩收金槐掛花的成因機制，以解決當前一年兩收金槐生產(chǎn)上面臨的重要問題，是擺在科技工作者面前的急迫任務。

植物花芽分化是植物從營養(yǎng)生長向生殖生長的重要轉折點，也是影響植物花果產(chǎn)量的關鍵因素，一般分為生理分化期和形態(tài)分化期，不僅受外界環(huán)境因子的影響，而且植物體內各種因素也相互作用、相互協(xié)調[6]，通過多種因素相互協(xié)作、調控完成，影響植物開花、結果，最終決定產(chǎn)量的多少和品質的好壞。目前，對金槐的研究多數(shù)集中在槐米有效成分的提取工藝[7]、含量測定[8]和藥理[9]等方面，以及遺傳多樣性[10]、種質資源[11]及金槐栽培模式[12]等方面，有關金槐花芽分化的機理研究還未見報道。因此，本研究探討一年兩收金槐花芽分化過程中營養(yǎng)成分的含量變化規(guī)律，以揭示一季和二季金槐掛花的成因機制，為金槐種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論基礎和技術保障。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料采自廣西壯族自治區(qū)中國科學院廣西植物研究所槐樹種植園，該地區(qū)位于東經(jīng)110°18′，北緯25°04′，海拔175 m，年平均日照時數(shù)為1 680 h，年平均氣溫為23.5℃，年平均降雨量1 949.5 mm，年平均無霜期300 d，年平均相對濕度為82%。屬于亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，光照充足[13]。分別在一年兩收金槐第一季和第二季生長周期內采集營養(yǎng)期、花芽期、花蕾期、盛花期和果期的新鮮無病蟲害的葉片，每個時期分別采集3個重復樣品，放入封口袋，冰袋保鮮，送至廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心檢測?；泵椎谝患菊Ｃ劝l(fā)，第二季是在采收完第一季槐米時，通過回縮修剪將枝條頂端抹去3—4片葉子，讓花芽充分萌發(fā)，進行第二次生長周期，第一季槐米的生長周期時間是在4—7月，第二季槐米生長周期是在7—10月。

1.2 方法

粗蛋白采用凱氏定氮法[14](GB 5009.5—2016)測定，粗脂肪采用索氏抽提法[15](GB/T 5009.6—2016)測定，粗纖維和灰分采用重量法(GB/T 8310—2013，GB 5009.4—2016)測定。鈣(Ca)和磷(P)采用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定(GB 5009.268—2016)[16]。

蘆丁測定方法：精密稱取干燥的槐米粉末(過40目篩)約100 mg，置與50 mL 量瓶中，加入甲醇至刻度，浸泡1 h，超聲波處理(功率 250 W，頻率 25 kHz)40 min，放冷至室溫，用甲醇補足減失的量至刻度，搖勻，濾過，精密量取續(xù)濾液2 mL，置于10 mL量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，用微孔濾膜(0.45 μm)濾過得供試品溶液，即測得蘆丁含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS軟件進行原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，Origin 2015軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 營養(yǎng)物質含量變化總體分析

一年兩收金槐在采收時，第一季和第二季金槐花不同時期葉片主要營養(yǎng)物質的含量變化如表1所示，金槐第一季時不同時期干物質含量變化不大，果期略有提升，但是第二季不同時期卻有顯著性差異，其中生殖期均顯著高于營養(yǎng)期(P<0.05)，整體表現(xiàn)為第二季干物質含量低于第一季，粗蛋白含量也表現(xiàn)為第二季低于第一季。第一季營養(yǎng)期和果期粗脂肪含量顯著高于第二季同時期，而第一季花芽、花蕾和盛花期的鈣含量顯著低于第二季同時期，第二季盛花和果期的磷含量也顯著高于第一季同時期(P<0.05)。對二者蘆丁含量測定發(fā)現(xiàn)，第一季花蕾時期蘆丁含量為36.7%，第二季為27.5%，較第一季下降了25.07%。

2.2 干物質含量的變化

金槐花各時期葉片干物質含量在第一季變化趨勢不明顯，僅在果期略有提升;第二季時，干物質含量呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，在花蕾期含量最高(圖1)。說明第二季金槐在掛花的過程中需要積累一定的營養(yǎng)物質來滿足槐米生成的消耗。

2.3 粗蛋白含量的變化

兩次采收時，在金槐花芽分化各時期，即營養(yǎng)枝-花芽-花蕾-盛花-果各時期，葉片粗蛋白含量呈現(xiàn)下降趨勢，說明金槐在槐米生成的過程中需要消耗越來越多的蛋白質來滿足生長發(fā)育需要。其中第二季粗蛋白含量均低于第一季各生長時期，但在一季和二季的生長周期中花芽期含量均最高，第一季花芽期含量為5.99%，第二季花芽期含量為5.35%(圖2)。

表1 金槐兩季不同時期營養(yǎng)物質含量

圖1 金槐花芽分化各時期干物質含量變化

圖2 金槐花芽分化各時期粗蛋白含量變化

2.4 粗脂肪含量的變化

在第一季采收時，各時期葉片中粗脂肪含量變化不大，在果期達到最高，為1.26%，說明粗脂肪的消耗主要發(fā)生在營養(yǎng)枝分化為花芽階段，而果期含量提高，可能是由于種子發(fā)育需要積累營養(yǎng)物質。第二季采收時，各時期粗脂肪含量變化波動明顯，可能是由于經(jīng)過了第一季的生殖生長，消耗了金槐體內儲備的大量粗脂肪，導致花芽發(fā)育所需的粗脂肪供應不穩(wěn)定(圖3)。

圖3 金槐花芽分化各時期粗脂肪含量變化

2.5 粗纖維含量的變化

第二季采收時金槐在花芽-花蕾-盛花-果階段粗纖維含量明顯高于第一季，粗纖維含量最高時期為第二季的花蕾期，達到9.11%(圖4)，這表明第二季時金槐葉片老化和木質化程度增高，導致粗纖維含量升高。

圖4 金槐花芽分化各時期粗纖維含量變化

2.6 灰分含量的變化

與粗纖維含量變化結果相似，第二季葉片灰分含量在花芽-花蕾-盛花階段高于第一季。其中第一季果期的灰分含量最高，達3.77%。第二季的灰分含量整體上要略高于第一季，這可能跟第二季粗纖維含量要高于第一季有關(圖5)。

圖5 金槐花芽分化各時期灰分含量變化

2.7 鈣含量的變化

金槐花葉片的鈣含量亦表現(xiàn)出第二季花芽-花蕾-盛花階段高于第一季，而營養(yǎng)期和果期則低于第一季的現(xiàn)象(圖6)。第一季果期鈣含量最高，為1.35%。由第一季的變化趨勢看出，金槐在第一季營養(yǎng)枝-花芽階段其鈣含量明顯下降，說明第一季金槐在此階段要消耗大量的鈣離子，而后通過相關代謝提升鈣含量來滿足生長需要。而第二季花芽分化階段，其鈣含量變化趨勢不大，鈣的消耗與生成可能處于平衡狀態(tài)。

圖6 金槐花芽分化各時期鈣含量變化

2.8 磷含量的變化

在第一季采收時，磷含量變化呈現(xiàn)一直降低的趨勢，由盛花到果階段時有輕微升高。第二季前3個階段，即營養(yǎng)枝-花芽-花蕾階段，磷含量低于第一季，而盛花到果階段磷含量顯著高于第一季，其中第二季時磷含量最高為0.126%，處于第二季的盛花期(圖7)，這表明在花芽分化前期需要消耗大量的磷，花芽分化結束磷含量開始提升。因此在金槐花芽分化之前需適當補充磷肥以滿足花芽分化需要。

圖7 金槐花芽分化各時期磷含量變化

3 討論

3.1 不同時期葉片干物質、灰分、蘆丁含量特征

金槐花干物質、灰分含量在整個生長期內不斷增加，第一季的干物質含量在果期達到最高，而第二季為花蕾期。第二季的生長后期干物質含量下降，可能是由于隨著二次分化生長和生物量的增加，主要營養(yǎng)物質的含量開始下降，粗纖維含量增加，導致其第二季生殖生長的后期莖葉營養(yǎng)價值降低，灰分含量升高。第二季的蘆丁含量顯著低于第一季，可能由于第二季的營養(yǎng)物質整體低于第一季，無法滿足其活性成分即蘆丁含量的累積。

3.2 不同時期葉片粗脂肪、粗纖維、粗蛋白含量特征

前人研究發(fā)現(xiàn)，一些營養(yǎng)物質與花芽分化密切相關。郭金麗等[17]對蘋果梨花芽分化時蛋白質、淀粉代謝的研究表明，蛋白質大量積累是成花的重要物質基礎，高水平的可溶性蛋白質含量是植物花芽和花器官形態(tài)分化的重要因素。本研究中第二季采收時各時期葉片粗蛋白含量均低于第一季采收各時期，而每一季隨著花蕾的生成，其粗蛋白含量呈現(xiàn)下降趨勢，可能是因為植株進入生殖生長，需要消耗大量營養(yǎng)物質來形成花蕾，從而導致粗蛋白含量下降；粗脂肪含量在第一季金槐花營養(yǎng)期-花芽期-花蕾期-盛花期呈現(xiàn)下降趨勢，可能是由于植株為開花和生殖生長消耗了較多脂肪，反而在果期得到積累，第二季的粗脂肪含量在誤差范圍內略低于第一季。粗纖維含量在第二季明顯高于第一季，說明植株的二次生殖生長會出現(xiàn)纖維化、木質化、果實變硬等情況。

3.3 不同時期葉片鈣、磷含量特征

礦質元素在果樹生理中具有重要的調節(jié)作用，不僅影響樹體的營養(yǎng)生長，而且嚴重影響花芽分化和果實生長[18]。已有一些報道表明，鈣可能參與一些植物的花芽分化過程，如鈣參與草莓的花芽分化，更確切地說與草莓花序原始體的分化有關[19]。但也有相反的研究結果表明，部分果樹枝條中的含鈣量與花芽分化呈負相關關系[20]。本試驗中鈣含量在整個花芽分化階段逐漸升高，可能是由于鈣作為花芽形態(tài)分化過程中細胞內外的第二信使，會觸發(fā)一些細胞反應，使植物體大量合成鈣來調控花芽分化。磷是核酸組分，也是蛋白質、膜、ATP的組分，在花芽分化過程中具有非常重要的作用，Bukovac發(fā)現(xiàn)缺磷會引起細胞分裂素的降低，從而抑制花芽分化[21]。金槐在第一季花芽分化階段磷含量一直呈現(xiàn)降低的趨勢，表明分化期需要消耗大量的磷，這說明磷可能對花芽分化有很大的促進作用，而第二季分化后期磷含量開始升高，可能是由于磷有利于新的花芽形態(tài)的形成。形態(tài)分化是一個極其復雜的過程，需要合成大量營養(yǎng)物質，磷可能參與了此過程。

4 結論

本研究對比分析金槐一季和二季花芽分化時其體內營養(yǎng)物質的變化規(guī)律，結果發(fā)現(xiàn)干物質含量在第一季采收時變化趨勢不大，在果期略有提升(含量最高為37.2%)。第二季采收時粗蛋白含量均低于第一季采收各時期，此外均在花芽期含量最高，第二季粗脂肪含量除了花芽和盛花期略高于第一季外，其他時期都低于第一季。第二季采收時金槐在花芽-花蕾-盛花階段粗纖維、灰分和鈣含量明顯高于第一季，第二季磷含量在營養(yǎng)期-花芽-花蕾階段要低于第一季，但是盛花到果階段要顯著高于第一季，其中第二季時磷含量最高為盛花期0.126%。在對兩季蘆丁含量測定中發(fā)現(xiàn)，其第二季顯著低于第一季，其中第二季花蕾期蘆丁含量為27.5%，但第一季花蕾期蘆丁含量卻達到36.7%。

綜上，探討金槐花不同時期葉片營養(yǎng)物質含量的變化，揭示其營養(yǎng)期至生殖生長期營養(yǎng)水平的變化趨勢，可為花芽分化及其各生長周期及時提供營養(yǎng)補助。在第一季中，花芽分化會顯著消耗營養(yǎng)元素，影響第二季花芽分化的因素與第一季有所不同，所以在第一季對金槐花蕾的采收結束之后，要及時補充磷肥，以保證第二季金槐花芽分化時營養(yǎng)物質的需要。由于植物營養(yǎng)物質本身穩(wěn)定性差、量少，屬于內因且無法精準測量，此外金槐的修剪、除草、病蟲害等也會對其營養(yǎng)物質和藥效成分含量的變化造成影響，因此可借助相關分子生物技術進一步揭示營養(yǎng)因子在成花調控中的作用機制，以及外界生態(tài)因子對金槐花芽分化的影響機制。