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人参内生多黏类芽孢杆菌对农田人参生长和皂苷累积的影响

2019-07-22宋胜男郜玉钢张雪

江苏农业科学 2019年11期
关键词:发病率

宋胜男 郜玉钢 张雪

摘要:采用同时测定20种人参皂苷的高效液相色谱(HPLC)法评价人参内生多黏类芽孢杆菌对农田人参皂苷累积的影响,同时测定其对人参生长势和发病率的影响。结果表明,人参内生多黏类芽孢杆菌在喷施次数为5次时,人参根中20种皂苷含量之和可达1.549 2%,人参茎叶中20种皂苷含量之和可达到8.754 5%;人参内生多黏类芽孢杆菌喷施5次在促进农田人参皂苷含量增加的同时,对总株数、结果率、地上病情指数、地下病情指数、单株茎叶鲜质量、单株根鲜质量变化均具有正向影响,具体为地上病情指数、地下病情指数显著降低,其余生长指数显著提高。表明人参内生多黏类芽孢杆菌对农田人参生长和皂苷累积起着促进作用。

关键词:人参皂苷;生长势;发病率;多黏类芽孢杆菌;HPLC;皂苷积累

中图分类号: S567.5+10.1  文献标志码: A  文章编号:1002-1302(2019)11-0155-06

人参(Panax ginseng C. A. Mey.)是五加科人参属植物,通常所说的人参是指其干燥根,人参是百草之王,具有多种药理作用[1-2],近年来随着人们保健意识的增强和生活水平的提高,人参的需求量不断增加,但由于国家天保工程的实施,严禁伐林栽参,致使园参的栽培数量急剧下降[3]。由于林下参及园参的价格相对较高,因此农田栽参在人参资源中的比例逐年增加[4]。如何有效提高农田人参的产品质量及生物利用率成为人们日益关注的焦点[5]。因此提高人参皂苷含量及产量,有效提高人参的品质,使人参资源得到更加合理的开发与利用成为重中之重。

人参的主要药效成分为人參皂苷[6-7],稀有人参皂苷具有良好的药用价值[8-9],其主要在微生物作用下产生[10-11],人参中皂苷的种类和含量是评价人参质量的重要指标,本研究所用的人参内生多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)分离获得自人参植株,人参内生多黏类芽孢杆菌不仅在生物防治方面具有很好的应用,而且在促进人参生长和转化人参皂苷方面也有很好的作用,但未见人参内生多黏类芽孢杆菌在提高农田人参皂苷含量方面的应用报道。本研究利用人参内生多黏类芽孢杆菌作用农田人参,旨在增加人参的皂苷含量,促进人参生长,提高人参质量,进而提升人参的药用价值,为人参资源的可持续开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料与试剂 对照品人参皂苷Rg1、Re、Rg2、Rg3、Rg5、Rf、F1、F2、Rc、Rd、Rb1、Rb2、Rb3、Rh2、Compound K、20(R)-Rh1、Rk3、Rh4、原人参三醇及原人参二醇质量分数均在98%以上,批号分别为201511、201523、201545、201506、201524、201537、201549、201521、201536、201579、201501、201551、201518、201543、201520、201515、201562、201571、201519、201513(吉林大学天然药物化学实验室);人参内生多黏类芽孢杆菌来自笔者所在实验室,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通生物中心保存,保藏编号为CGMCC:No.7052;乙腈、甲醇(色谱纯,美国Fisher Scientific公司);纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司);其他试剂均为国产分析纯。

1.1.2 试验器材 LC-2010A高效液相色谱仪、AUY220电子分析天平(岛津公司);KQ-250DV超声波清洗器(昆山舒美超声仪器有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 田间背景 试验在吉林省白山市靖宇县进行,选取三年生人参地,每个小区3 m2,每个处理4次重复,设空白对照小区,随机排列,具体见表1。在人参展叶期后,对每个小区每次喷施150 mL浓度为106 CFU/mL的多黏类芽孢杆菌,用喷雾器喷洒叶面和土壤,保证多黏类芽孢杆菌均匀分布在人参叶面上,于秋季采集样品,每个小区采集10株人参茎叶及其根。

1.2.2 人参内生多黏类芽孢杆菌对农田人参生长势的影响 精密测量采回样品的总株数、单株根鲜质量、单株茎叶鲜质量等指标;计算地上病情指数、结果率、地下病情指数。

1.2.3 人参内生多黏类芽孢杆菌对农田人参皂苷含量的影响

1.2.3.1 样品溶液的制备 精确称取各组人参根及茎叶粉末0.5 g,分别置于10 mL离心管中,逐一加入色谱甲醇溶液5.0 mL,密封称质量,超声提取45 min,静置过夜,补足质量,再次超声提取45 min,5 000 r/min离心15 min,取上清液过0.45 μm滤膜,备用。

1.2.3.2 测定20种人参皂苷含量 以笔者所在实验室建立的高效液相色谱(HPLC)条件同时测定20种人参皂苷的含量[12]。即色谱柱为C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱温为35 ℃,检测波长为203 nm,流动相乙腈(A)-水(B)梯度洗脱(0~40.00 min,18.00%~21.00% A;40.00~42.00 min,21.00%~26.00% A;42.00~46.00 min,26.00%~32.00% A;46.00~66.00 min,32.00 %~33.80 % A;66.00~71.00 min,33.80%~38.00% A;71.00~77.70 min,38.00%~49.08% A;77.70~78.00 min,49.08%~49.10% A;78.00~82.00 min,49.10% A;82.00~83.00 min,49.10%~50.60% A;83.00~88.00 min,50.60%~59.60% A;88.00~89.80 min,59.60%~64.96% A;89.80~92.00 min,64.96%~65.00% A;92.00~97.00 min,65.00% A;97.00~102.00 min,65.00%~85.00% A;102.00~109.00 min,85.00% A;109.00~111.00 min,85.00%~18.00% A);流速为1.0 mL/min,进样量为20 μL。

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