韩晓勇等

摘要：以浙江紫莳药蓣引紫006为材料，根据山药生长发育特性，在山药发育进程中测定山药单株干物积累、皂苷积累量、含量及不同器官皂苷分配动态。结果表明：紫莳药生长发育早期，皂苷快速积累，随后迅速下降，之后进入缓慢积累期，这与植株干物质量变化趋势一致，但与不同器官皂苷积累量变化趋势不一致。山药生长发育早期，茎叶中皂苷积累量及分配比例均高于块茎，之后块茎中皂苷积累量及分配比例呈增长趋势。

关键词：紫莳药；皂苷；山药

中图分类号： S632.101文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0217-02

收稿日期：2014-08-11

紫莳药（Dioscorea alata）是普通山药的地方品种，别称紫山药，是山药中的珍品，因其肉质、表皮红中带紫而得名。紫山药营养价值高，含有多种营养成分，如淀粉、蛋白质、多糖、尿囊素、氨基酸、山药碱、皂苷等。 其中山药皂苷可以用于治疗心血管、风湿、淋巴白血病、细胞性脑炎、皮肤病、癌症[1]等疾病。我国是皂苷元的主要生产国，年产量约3 000 t，占世界总产量的60%，其中三分之二的薯蓣皂苷元直接用于出口[2]。目前我国薯蓣皂苷元生产面临原料短缺、环境污染两大问题，对我国薯蓣皂苷元产业可持续发展产生了巨大影响。山药是一种含少量薯蓣皂苷的药食兼用根茎类作物，具有很高的价值。研究表明，紫山药薯蓣皂苷元含量达2.14%，可以作为薯蓣皂苷元提取的优质原料[3-4]。研究紫山药中皂苷时空分布信息及源库关系，阐明紫山药中皂苷分布、运输、积累动态对促进我国山药产业发展具有重要意义。目前，有关薯蓣皂苷在植物体内的合成、积累、分配动态主要集中在人参、盾叶薯蓣、黄姜及穿龙薯蓣等作物，关于山药研究很少。桂淮5号生长发育中期皂苷含量高于后期，桂淮16生长发育后期皂苷含量低于中期但总体上前期含量低于后期[5]。本研究探讨紫山药发育过程中皂苷积累动态变化特性，揭示紫山药皂苷积累的生理机制，旨在为研发紫山药优质高产生产技术提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料为浙江紫莳药蓣引紫006（编号为Yzi006，紫肉），2013年4月中旬种植于江苏省农业科学院经济作物研究所试验基地，4月底开始出芽，分别在出芽后35、50、65、95、110、125、165、180 d取单株叶、茎、块茎鲜样，烘干后称质量，同时测定其皂苷含量。

1.2皂苷含量测定及积累量计算方法

采用硫酸显色法[6]测定皂苷含量。皂苷积累量（Q1）计算公式如下：

Q1=Q×m1。

式中：m1代表器官干质量，g；Q代表皂苷含量，%。

2结果与分析

2.1紫莳药及各器官干物质积累动态特征分析

由图1可知，紫莳药生育期单株干物质量呈持续增长的趋势，生长发育期早期变化缓慢，出苗50 d左右单株干物质量有1个峰值，之后略降，随后缓慢增长，95 d后进入快速增长期。由图2可知，紫莳药生育期单株叶干物积累量波动起伏，有2个积累高峰期，分别在出苗后50 d、110～125 d；茎干物积累量呈持续几乎均匀的低速增长趋势，且始终低于叶片干物质量；110 d前块茎干物积累量增长缓慢，125 d后转入快速增长期。由此可知，出苗后至110 d之前，紫莳药干物积累以营养体叶片为主，125 d后转为以块茎为主。

2.2紫莳药山药皂苷积累量动态特征分析

由图3可知，紫莳药生长发育早期皂苷快速积累，出苗后50 d出现峰值，随后迅速下降，之后再次进入皂苷积累量增长期。由图4可知，茎、叶山药皂苷积累量均出现2个峰值，第1个峰值出现在山药播种后50 d，叶片第2个峰值出现在

播种后110 d，茎出现在播种后165 d；播种后125 d之前块茎山药皂苷积累较为缓慢，之后进入快速积累期。由此可知，紫莳药茎叶的山药皂苷积累量占比例较高，由于块茎是主要经济器官，块茎的皂苷积累增长高峰期在后期，因此后期的皂苷积累是紫莳药栽培关注的重点。

由图5可知，随着山药生育进程的推进，出苗后50 d，茎、叶山药皂苷含量增加，之后叶片、茎皂苷含量呈下降趋势，茎皂苷含量在125 d后再次增加。块茎的皂苷含量则一直处于较低水平，除早期较高，之后的生育过程中块茎山药皂苷含量几乎维持不变。紫莳药茎叶皂苷含量高，块茎含量低，这可能与幼嫩茎叶的比例有关，推测幼嫩器官可能是紫莳药皂苷的主要合成器官。

2.3紫莳药山药皂苷的分配动态特征分析

由图6可知，随着山药生育进程的推进，叶片中皂苷分配比例表现为：出苗后110 d之前维持在60%～70%，之后逐渐减少；茎中皂苷分配比例变化趋势为：出苗后95 d前维持在30%～40%，之后呈现先降后升最后再降的动态特征；块茎中

皂苷分配比例呈逐渐上升趋势，出苗后125 d后开始进入快速增长时期。因此紫莳药皂苷分配表现为前期以茎叶为主的趋势，后期以块茎为主的趋势。

3结论与讨论

山药皂苷的合成、积累是复杂的动态过程，其中物质积累及皂苷在各器官的分配比例随着块茎发育进程而改变。本研究结果表明，紫莳药生长发育早期，皂苷快速积累，随后迅速下降，之后进入缓慢积累期，这与植株干物质量变化趋势一致，但与不同器官皂苷积累量变化趋势不一致，说明植株干物质量变化是导致皂苷快速积累的主要原因。山药生长发育早期，茎叶山药皂苷积累量及分配比例均高于块茎，之后块茎中积累量及分配比例呈增长趋势，这与前人研究结论[5]一致，推测紫莳药生长发育前期皂苷积累是由茎叶皂苷积累形成的，之后主要是块茎积累形成的。块茎是山药营养物质贮藏、积累的主要器官，其形成发育过程涉及各种物质成分的积累以及相关酶活性变化。如何改变源-库关系，提高块茎中皂苷积累和分配比例是研究重点。王建安研究发现，黄姜种植过程中使用膨大素、多效唑、烯效唑、2-4D、NAA 5种植物生长调节剂对黄姜生长、皂素含量提高均有促进作用，但效果不如氮、磷、钾肥料，在黄姜种植过程中使用目前常用的生长调节剂，对黄姜产量、皂素含量的提高作用有限，合理施肥是提高皂素含量的有效手段[7]。侯艳在西洋参发根培养研究中发现，培养基中添加低浓度的6-BA、L-亮氨酸、MJA、JA有利于西洋参发根中总皂苷的积累[8]。殷剑美等应用秸秆栽培技术促进浙江紫莳药块茎皂苷含量显著提高[9]。因此通过调整膨大肥施用技术，增加有机肥施用和后期氮磷钾元素的合理供给，是提高紫莳药块茎皂苷含量的有效途径。

参考文献：

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[2]郑良永，罗文扬，林家丽，等. 我国黄姜生产现状及其可持续发展对策[J]. 广西热带农业，2006，105（4）：35-36.

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[9]殷剑美，闫瑞霞，韩晓勇，等. 秸秆套网袋栽培对紫山药产量及品质的影响[J]. 浙江农业学报，2014，26（1）：61-66.杨亦扬，胡雲飞，李荣林，等. 不同茶树品种的碧螺春茶适制性[J]. 江苏农业科学，2015，43（9）：219-221.