氮肥对千层塔腺毛分布及挥发油组分的影响

陈 娜，陶兴魁，程 磊，于 娇，王 杰，徐平生

1.亳州职业技术学院,安徽中医药科学院亳州中医药研究所，亳州，236800;2.宿州学院生物与食品工程学院,宿州，234000；3.岳西林业站，岳西，246600



氮肥对千层塔腺毛分布及挥发油组分的影响

陈 娜1，陶兴魁2，程 磊1，于 娇1，王 杰1，徐平生3

1.亳州职业技术学院,安徽中医药科学院亳州中医药研究所，亳州，236800;2.宿州学院生物与食品工程学院,宿州，234000；3.岳西林业站，岳西，246600

[目的]研究氮肥对罗勒变种千层塔腺毛和挥发油组分的影响。[方法]应用扫描电镜技术对千层塔的腺毛进行观察;同时，采用GC-MS技术对施加氮肥与未施氮肥的千层塔的挥发油组分进行测定与分析。[结果]施加氮肥的千层塔植株相比未添加氮肥的健壮，节间距小，叶片色泽偏暗绿，挥发油组分和混合物的比例也有很大差别：施加氮肥，挥发油中主要成分醇类的比例由36.78%增加到50.03%，而酯类的比例由38.7%下降到35.52%；在醇类和酯类化合物中，占比例最高的芳樟醇由22.22%上升为28.68%，肉桂酸甲酯由33.83%下降到27.78%。[结论]施加适量的氮肥，利于千层塔植株的生长，同时改变了千层塔中挥发油的组分，尤其是提高了挥发油中桉油精和芳樟醇的比例。

千层塔；氮肥；腺毛；扫描电镜；挥发油

千层塔(Ocimumbasilicumvar.majus)是唇形科罗勒属植物罗勒的大型变种,一年生草本植物,茎、叶和花穗上密布腺毛，腺毛能分泌大量的挥发油[1]。近年来，随着罗勒及其精油作为天然食品防腐剂、抗氧化剂、保健食品的开发利用，罗勒精油的研究越来越受植物化学家的重视。鉴于有关施加氮肥对罗勒挥发油成分的影响尚未见报道，故本文以罗勒原变种千层塔为材料，比较施肥前后罗勒的叶片和腺毛，并对施肥前后千层塔挥发油的组分进行GC-MS测定，以期优化千层塔的农业栽培技术，为提高千层塔的品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与来源

罗勒大型变种千层塔，由亳州职业技术学院刘超祥博士提供，经亳州职业技术学院方成武教授鉴定为唇形科罗勒属罗勒大型变种千层塔(Ocimumbasilicumvar.majus)。

1.2 方 法

室内种植千层塔，当植株长出4～5片叶时，分两组进行实验，一组施氮肥，记为N+组，喷施浓度控制在1.0～2.0%[2]，每周一次；另一组不添加氮肥，记为N0组。60 d后，取两组植株中上部(顶芽往下第四、第五对叶片)成熟健康的叶2～4片，清洗干净，沿叶中脉剪取5×5 mm的正方形，用25%戊二醛固定液固定后，酒精脱水，醋酸异戊酯过渡后，CO2临界点干燥，喷镀，SEM-500 Philips扫描电镜观察[3-4]，拍照。

1.3 挥发油提取与GC-MS测定

将千层塔的全草取下，洗净，晾干称重，剪碎茎叶，水蒸气蒸馏法提取挥发油，乙醚常温下萃取，用无水硫酸钠吸取多余水分，乙醚挥发后进行GC-MS测定。

色谱条件：Thermo ISQ 1300气质联用仪，DB-5MS柱，进样口250℃，程序升温 50℃(3 min)，10℃·min-1，280℃(5 min)，载气He 1 mL·minc。

质谱条件：EI离子源，离子温度250℃，扫描范围33～450 amu的条件下进行测定[5-6]。

2 结果与分析

2.1 施肥处理对千层塔植株性状的影响

两组千层塔植株所表现出来的性状如株高、叶片色泽、节间距、腺毛的类型与分布都存在很大的差异。N+组千层塔植株健壮，节间距小，叶片色泽偏暗绿；N0组千层塔植株瘦弱，叶片发黄，节间距大(图(1)(2))。两组植株叶片表面腺毛也存在一定的差别，扫描电镜结果表明千层塔叶片表面的腺毛分为盾状和头状两种类型(图(3)(4))。N0组在营养生长后期叶片上盾状腺毛的头部大多凹陷；现花后，盾状腺毛分布稀疏且有部分腺毛头部的角质层破裂；N+组在营养生长后期相同部位的叶片表面有少部分腺毛头部凹陷，大部分腺毛未发育成熟。现花后，N+组盾状腺毛分布紧密，头部角质层凹陷少有破裂(图(5)～(8))。

图1 千层塔植株与其花期叶片上的腺毛

2.2 氮肥处理对千层塔挥发油组分及其含量变化

图2 千层塔挥发油总离子流色谱图(N0组)

提取得到的千层塔挥发油呈淡黄色，经测定，主要成分为醇类和酯类,醇类和酯类中含量最高的分别为芳樟醇和肉桂酸甲酯。挥发油中烃类和萜类也占有一定的比例，而醛类、酮类和醚类三种组分的比例较小。这与袁旭江[7]的研究结果一致。

图3 千层塔挥发油总离子流色谱图(N+组)

GC-MS测定结果表明：施加氮肥后，挥发油中醇类的比例由36.78%增加到50.03%，而酯类的比例由38.7%降为35.52%，烃类由7.53%降为0.22%。在醇类和酯类化合物中，占比例最高的芳樟醇由22.22%上升到28.68%，肉桂酸甲酯由33.83%下降到27.78%。两组植株挥发油的成分和比例发生了较大的变化，挥发油总离子流色谱图(图3、4)和各组分含量变化如表1 。

表1 千层塔挥发油成分含量分析

3 结论与讨论

氮是植物生长的三大营养元素之一，影响着植物的生长发育。用氮肥处理前后的罗勒生长性状和挥发油组分比例差异较为明显。卢丽兰[8]的研究表明：氮肥的配施有利于广藿香叶绿素的提高，有利于茎叶中广藿香酮和广藿香醇含量的提高，本研究结论与其一致：施加一定量的氮肥利于千层塔植株生长繁茂、腋芽变多，节间距变短，叶片墨绿色，叶片表面腺毛的分布紧密，盾状腺毛增多，发育延迟，延缓了千层塔的衰老，有利于形成优质的挥发油。

唇形科植物的挥发油为萜类衍生物、脂肪族和芳香族化合物的混合物[9]，不同采收期、干燥方式、罗勒挥发油含量存在差异[10]。不同的外源物质能不同程度地影响罗勒根的生长和次生代谢产物的积累，但是生物量的生长和次生代谢产物的增长倍数并不同步[11]。

综上所述，栽培技术和外源物质对罗勒挥发油各组分的积累都有一定影响。本研究中，施加一定量的氮肥后，改善了千层塔植株的生物学性状，不同程度地提高了挥发油中醇类和烃类化合物比例，降低了酯类化合物的比例，这与刘金亮和莫小路[12-13]的研究结果一致。施加氮肥与千层塔叶片表面腺毛的变化和挥发油组分的变化存在一定的联系，各组分相互转化的具体机理尚不清楚,还需进一步研究。

[1]中国植物志编委会．中国植物志：第18卷[M].北京：科学出版社,1999:50-51

[2]张文军,骆翔,郭玉海，等.氮、磷、钾对荆芥产量及挥发油含量的影响[J].中草药，2010(16):194-196

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[4]王春丽，梁宗锁，李殿荣，等.水杨酸和茉莉酸甲酯对丹参幼苗叶片显微结构、光合及非结构糖积累的影响[J].植物科学学报,2012,30(5):501-510

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[6]王兆玉，郑家欢，施胜英，等.超临界CO2萃取与水蒸气蒸馏提取疏柔毛变种罗勒挥发油成分的比较研究[J].中药材，2015,38(11):2327-2330

[7]袁旭江，林励，谭翠明.两地产罗勒挥发油化学成分比较[J].中国实验方剂学，2012,18(11):121-124

[8]卢丽兰.氮磷钾水平及其配合施用对广藿香生长及药效成分影响的研究[D]．西安：西北农林科技大学资源环境学院，2016:27-31

[9]贺莉娟.唇形科植物挥发油化学成分的研究[D]．长沙：中南大学化工学院，2007:56-57

[10]沈宇峰,沈晓霞,王婵妍,等.影响南方引种罗勒挥发油含量因子研究[J].中药材,2011,34(11):1682-1683

[11]杨世海,杨慧洁,闻玉莉.罗勒发根的诱导及不同因子对发根生长及次生代谢产物的影响[J].中草药,2012,43(9):1841-1845

[12]刘金亮.氮磷钾肥配施对川芎生长、产量和药效成分含量的影响[D]．四川：四川农业大学农学院，2011:41-42

[13]莫小路，汪小根，邱蔚芬,等.组培广藿香的形态特征及挥发油成分分析[J].热带亚热带植物学报,2008,16(4):382-385

(责任编辑：汪材印)

2017-01-20

安徽省高校自然科学研究重点项目“不同外源激素对罗勒形态发育和品质构成的影响研究”(KJ2015A397)；安徽省质量工程项目“中药材种苗繁育校企合作实验教育基地”(2016sjjd055)；宿州学院特色种植业苗种生产工程技术研究中心开放课题(2014XKF19)。

陈娜(1982-)，女，安徽淮北人，硕士，讲师，研究方向：药用植物发育学。

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.03.032

R284

A

1673-2006(2017)03-0121-04