药食两用黄栀子果实有效成分及其与农艺性状的相关性

杨 艳 ，汤玉喜，唐 洁 ，郭生豫 ，李昌珠 ，李永进 ，吴 敏

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.长沙学院，湖南 长沙 410022）

黄栀子Gardenia jasminoides是茜草科栀子属的小型常绿灌木，具有较强的生命力，属于喜阳植物，在酸性的环境下生长旺盛，在土壤贫瘠的地方也能茁壮生长。黄栀子叶绿如碧，花香四溢，味道鲜美，是很好的蜜源，又是提取精油的理想原料，具有较高的观赏及食用价值[1-4]。黄栀子的枝叶、皮、根、果实以及花等都含有多种化学成分，均可入药，具有清热解毒、保肝护胆、利尿健脾等功能[5-6]。黄栀子的果实中含有丰富的栀子酸、绿原酸以及栀子苷等多种有效成分，是不可多得的天然色素，被广泛应用于食品、医药及化工行业[7-10]。由此可见，黄栀子浑身是宝，是一种多用途生态经济型树种，开发利用前景广阔。

鉴于黄栀子自身的多重功效和优良特性，已被广泛应用于工农业生产领域，引起广大研究学者的高度重视。目前，关于黄栀子的研究多集中在种质资源的繁育与栽培管理，如：夏淑蓉、陈云萍以及阙玉林等人分别对黄栀子的扦插及组培快繁技术进行了研究，构建了黄栀子的无性繁殖体系[3,11-14]；沈莉、卓根、谢立文以及王军荣等人分别开展了不同区域黄栀子的栽培、丰产栽培、无公害栽培以及产业化栽培与管理等方面的研究，为黄栀子的产业化开发利用奠定了基础[15-21]。随着人们对黄栀子功能认识的深入，黄栀子相关活性成分的研究也逐渐被关注。王月英、丁芳林等人分别对栀子中挥发油和色素进行了提取，并对其化学成分和稳定性进行了分析[22-23]；刘永等人[24]对黄栀子色素的热降解动力学进行了研究，探讨了黄栀子色素的稳定性，为黄栀子活性成分深入开发提供了依据。陈美珠等人[25]分析了黄栀子花粉蛋白质、氨基酸、维生素等营养成分，进一步拓宽了黄栀子花粉的开发利用途径。综合以上可以看出，关于黄栀子有效成分分析等方面的研究多集中在黄栀子化学成分提取及稳定性的探讨，而对黄栀子质量性状——果实有效成分的差异性以及有效成分与农艺性状的相关性研究较少。

为有效开发利用黄栀子资源，探明不同品种黄栀子有效成分的差异性以及黄栀子质量性状与农艺性状间的关系，拓宽黄栀子开发利用途径，本研究针对不同品种黄栀子果实中的有效成分含量及差异进行了分析，并探讨了这4种有效成分与农艺性状间的相互关系，以期为黄栀子的良种选育、可持续经营以及多元化利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所需材料为汨罗黄栀子种植基地所收集的4种不同品种的黄栀子（LH、ML、FJ和JX）各30株，对其树体、叶片以及果实等相关性状进行观测，并于树体上、中、下3个部位各采摘2个成熟果实，混合风干粉碎待用。

1.2 农艺性状的测定方法

随机选取每株黄栀子树冠上、中、下各部分正常生长且无病虫害的5颗果实，用游标卡尺测定纵横径并记录果实的生长期；叶片选择办法同果实，用直尺测定叶长和叶宽；用投影法测量冠幅，常规法测量树高[1,26-27]。

1.3 供试样品的制备

分别取各种黄栀子果实粉末0.1 g，4种成分测定需要4份，每份3个重复。将取出的黄栀子果实粉末置入具塞锥形瓶中，加入甲醇25 mL，超声处理20 min，之后摇匀过滤，取过滤液10 mL于25 mL量筒中，加入甲醇稀释至刻度，摇匀[4]。

1.4 仪器与色谱条件

仪器：本试验所用仪器为LC-20AD 高效液相色谱仪（日本岛津）、DAD检测器、Class-vp色谱工作站、自动进样器。

色谱柱：Agilent Eclipse XDB-C18（4.6 mmh 250 mm，5 μm）。流动相A表示乙腈，B表示水溶液，梯度洗脱（0～12 min，A10%～15%；12～ 32 min，A15% ～ 30%；32～ 42 min，A30%～50%；42～52 min，A50%）。检测波长：苷类为238 nm，绿原酸为332 nm，藏红花素为440 nm。柱温：30℃。进样量：10 μL[4]。

2 结果与分析

2.1 黄栀子果实有效成分含量

采用LC-20AD 高效液相色谱仪对不同品种的黄栀子果实有效成分进行分析，通过与标样分析结果的比对，分别得到4个品种的黄栀子果实主要有效成分以及含量，结果见表1。4个品种的黄栀子果实中均含有栀子酸、绿原酸、栀子苷以及藏红花素，但各有效成分含量以及不同品种间具有较大差异。供试黄栀子果实有效成分中，栀子苷含量最高，平均可达10.44 mg/g；其次是藏红花素为9.4 mg/g；绿原酸含量的均值为1.74 mg/g；栀子酸含量最少，平均仅为1.15 mg/g。不同品种间果实有效成分含量均呈极显著差异，其中品种LH果实有效成分含量最高，栀子酸、绿原酸、栀子苷以及藏红花素含量为1.48、2.17、11.73和10.75 mg/g，分别高出平均 值 的28.70%、24.71%、12.36%和14.36%；其次是品种FJ，各有效成分含量均高出平均值的14.78%、13.79%、2.3%和4.68%； 品 种JX和ML果实各有效成分含量均较低，均低于平均值的6.28%以上，其中品种ML栀子酸含量仅为0.84 mg/g，只有LH的50%。

表1 不同品种黄栀子果实主要成分的含量†Table 1 Contents of main ingredients of different varieties of G.jasminoides fruits (mg·g-1)

2.2 黄栀子果实有效成分遗传变异分析

为探讨不同品种黄栀子果实有效成分的变异情况，分析其遗传多样性，对4个品种黄栀子的120棵样株的果实有效成分的变异系数、遗传多样性指数H′以及遗传力进行了分析，结果见表2。

供试的4种黄栀子果实有效成分变异系数均较大，栀子酸、绿原酸和藏红花素的变异系数都在10%以上，栀子苷相对较小，仅为8.18%。变异系数较小的成分说明其具有一定的稳定性，不易受环境条件的影响；变异幅度较大的果实有效成分，如栀子酸、绿原酸以及藏红花素具有一定的遗传分化性，对外界环境条件响应较明显。

供试黄栀子果实有效成分遗传多样性指数H′变幅为1.04～1.369（见表2）。其中栀子苷的多样性指数最大，为1.369；其次是藏红花素（1.178）、绿原酸（1.127）；栀子酸的多样性指数最小，为1.04。综合以上可知，4种有效成分的遗传多样性指数均大于1，表明供试的4种黄栀子变异丰富，具有广阔的遗传改良空间。

表2 黄栀子果实有效成分遗传变异分析Table 2 Analysis on genetic variation of active ingredients of G.jasminoides fruits

遗传力代表着各数量性状的遗传能力和程度。遗传力小的性状表明容易受外界条件的影响，性状表现往往不易预测[28]。供试的4种黄栀子果实有效成分遗传力最大的是绿原酸，仅为39.87%，其它依次是藏红花素（32.26%）、栀子苷（27.15%）和栀子酸（25.34%）。从各有效成分的遗传力来看，供试的黄栀子果实有效成分遗传力都比较小，遗传稳定性比较低，具有较强的遗传分化能力，利于今后多元化良种选育。

2.3 黄栀子果实有效成分与农艺性状相关性分析

为能更好地分析黄栀子果实有效成分与农艺性状间的关系，为黄栀子后期的栽培经营以及特异种质资源良种选育提供参考依据，对黄栀子果实有效成分及其农艺性状进行了相关性分析（见表3）。由表3可知，供试黄栀子果实有效成分与其农艺性状间均存在显著相关性。栀子酸与单株果数（0.847）、果实纵径（0.787）、果实横径（0.841）、叶长（0.881）、叶宽（0.798）以及冠幅（0.883）均达到了极显著相关，相关系数基本都达到了0.78以上；绿原酸与单株果数（0.864）、果实纵径（0.781）、果实横径（0.802）、叶长（0.887）、叶宽（0.777）、株高（0.733）以及冠幅（0.887）均呈极显著相关；栀子苷与单株果数（0.9）、果实纵径（0.908）、叶长（0.938）以 及冠幅（0.951）都具有极显著相关性，且相关系数均达到了0.9以上；藏红花素与单株果数（0.873）、果实纵径（0.840）、果实横径（0.838）、叶长（0.909）以及冠幅（0.905）也呈现出极显著相关性，相关系数均大于0.8。

表3 黄栀子果实有效成分与农艺性状相关性分析†Table 3 Correlation analysis among active ingredients of fruits and agronomic characters of G.jasminoides

3 结论与讨论

黄栀子不仅是优良的观赏植物，同时又是理想的药食两用植物[29]。随着人们生活水平的不断提高，对天然绿色产品钟爱有加，黄栀子因天然色素备受人们关注，规模化种植业也随之兴起，因此，选育出优质高产、高有效成分含量的黄栀子新品种是实现黄栀子产业链可持续发展的关键[1]。鉴于此，本文中对供试的4个黄栀子品种果实的主要有效成分及其差异性进行了分析，结果表明，供试的4个黄栀子品种果实中均含有栀子酸、绿原酸、栀子苷以及藏红花素，但各成分的含量差异较大。其中栀子苷含量最高，平均可达10.44 mg/g；其次是藏红花素，为9.4 mg/g，绿原酸含量的均值为1.74 mg/g；栀子酸含量最少，平均仅为1.15 mg/g。不同品种间由于个体差异或者是不同基因型控制，果实主要有效成分含量也呈现出极显著差异，其中LH的果实有效成分含量最高，其次是FJ，JX和ML果实各有效成分含量均较低，这与孙小芬和廖凯等人的研究结论具有一定的相似性[30-31]。

根据黄栀子果实有效成分的遗传变异分析，供试的4种黄栀子果实有效成分中栀子酸、绿原酸和藏红花素的变异系数都在10%以上，栀子苷变异系数最小，仅为8.18%，但各有效成分的遗传多样性指数均较高，且遗传力均比较小，表明供试的4种黄栀子品种果实有效成分遗传分化能力强，具有丰富的遗传多样性，遗传基础广阔，为黄栀子高活性成分新品种创制、定向良种选育以及多元化开发利用提供理论参考。

黄栀子果实有效成分与农艺性状的相关性分析能够进一步探明黄栀子品质性状与农艺性状的相互关系，找出利于黄栀子品质性状发挥的农艺指标，进而通过后期的品种改良以及相关的经营措施使品质性状得到充分发挥，扩大黄栀子优良资源遗传基础[32]。根据黄栀子果实有效成分与农艺性状的相关性分析可知，供试黄栀子果实的各有效成分与果实表型性状及单株果数、果实生长期、叶片性状以及冠幅均呈极显著正相关，相关系数均高于0.8。果实表型性状及单株果数是黄栀子的产量性状，是黄栀子选优的表观决定因子，单株果实越大，果实数量越多，果实有效成分累积含量就越高，直接关系着黄栀子产量性能。叶片是植物进行光合作用的场合，叶面积及冠幅的大小直接影响着植物光合作用的强弱，同时也间接影响着植物干物质的形成[33]。叶面积和冠幅越大，接收光照越充分，越有利于果实有效成分的积累[34-35]。果实各有效成分与果实生长期具有极显著相关性，但各相关系数具有一定的差异，表明不同的果实有效成分的积累所需时间的长短不一，在实际生产中应根据需要适时地对果实进行采摘，以达到物尽其用的目的，该结论与何国振等人对不同成熟期栀子果实有效成分累积的研究结果相一致[36]，也为今后黄栀子产业化生产经营提供了参考依据。

综上所述，由于农艺性状的表达关系着黄栀子产量的形成，本文重点对黄栀子农艺性状与质量决定因子的果实有效成分进行了相关分析，初步探明了表型性状与黄栀子果实有效成分间的相互关系，对黄栀子的栽培管理以及品质改良具有一定的指导作用。当然，为能深入探究黄栀子种质资源间的差异以及综合评价黄栀子资源，探明果实有效成分综合决定因子，还需进一步从表型及分子水平进行综合分析，同时再结合黄栀子园艺化精准栽培技术的研究，以期能够实现黄栀子资源的高效培育及最大化利用。