CN114402837A - 一种利用led红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法 - Google Patents

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丁双双
侯金艳
王大成
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Abstract

本发明公开了一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，将杜仲种子表面消毒后进行催芽，经育苗后定植获得杜仲幼苗，将杜仲幼苗于红光和蓝光配比为3:1的LED光照处理一段时间。本发明通过提供特定配比的红蓝LED对杜仲幼苗光照处理一段时间后，杜仲幼苗叶中绿原酸含量最高提高了76％，总酚含量最高提高了78％，总黄酮含量最高提高2倍，并且杜仲幼苗生长情况不受影响，该方法安全有效，投入成本低，提高了杜仲经济价值。

Description

一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法
技术领域
本发明涉及农林业种植技术领域，涉及珍贵中草药植物高品质培育方法，特别适用幼苗期的品质调控，具体涉及一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法。
背景技术
杜仲Eucommia ulmoides Oliv.是我国特有的单属科、单种属珍稀植物，是一种以药用为主并具有生产杜仲胶、杜仲油、杜仲饲料等多种用途的经济树种，属于国家二级珍贵保护树种。在我国杜仲的用药历史已有2000多年，研究表明，杜仲的皮、叶、花、种子等多个部位中含有多种药用化学成分，主要为木脂素类、环烯醚萜类、酚酸类、黄酮类、萜类、甾体类、多糖类等。酚酸类化合物是杜仲中比较活跃的抗氧化剂，具有抗炎和抗肿瘤的作用。绿原酸是杜仲叶中含量最多的一种酚类物质，同时也是杜仲研究最多的一种成分，具有抗菌消炎、降血压，保护神经，抗癌防癌等功效。2005年版《中国药典》将杜仲叶单独收载为一种中药材，并将绿原酸含量作为杜仲叶的质量控制和检测指标，并沿用至今。黄酮类化合物也是杜仲叶中重要活性成分之一。杜仲中的黄酮可以清除大多数氧自由基，提高过氧化物酶的活性，对治疗冠心病、高血压等疾病有显著效果，且具有降“三高”、抗炎、抗病毒、抗癌等作用。
在农业种植中将发光二极管(LED)作为植物生长灯为植物生长已经得到大范围的应用，如申请号为202110705125.4的专利公开一种基于LED光质调控的杜仲高效再生方法。LED植物生长灯具有发光效率高、热耗散少、寿命长、光强可调、光谱可调、可定制光源等优点。近年来，利用LED光照提高名贵中草药药用成分含量，进而提高其经济效益成为了热门话题。例如通过对药用菊花进行红色LED光照可提高绿原酸、木犀草苷及3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸的质量含量都明显提高，利用特定LED光源可有效提高金线莲中水仙苷和多糖含量。
杜仲传统药用部位是指杜仲皮，但杜仲皮的过度采用势必会对树种产生伤害和损伤。随着对杜仲其他部位有效成分的研究，杜仲叶逐渐成为受关注的入药部位。如何通过改变种植技术提高杜仲叶中有效成分含量是急需解决的问题，有利用提高杜仲产业的经济效益但目前对于利用LED光照提高杜仲幼苗叶中药用化学成分含量尚未报道。本发明利用LED光照提高杜仲叶中总酚、总黄酮和绿原酸含量，为杜仲产业发展提供新的技术支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何解决通过改变种植技术提高杜仲叶中有效成分含量的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，将杜仲种子表面消毒后进行催芽，经育苗后定植获得杜仲幼苗，将杜仲幼苗于红光和蓝光配比为3:1的LED光照处理一段时间。
本发明通过提供特定配比的红蓝LED对杜仲幼苗光照处理一段时间后，杜仲幼苗叶中绿原酸含量最高提高了76％，总酚含量最高提高了78％，总黄酮含量最高提高2倍，并且杜仲幼苗生长情况不受影响，该方法安全有效，投入成本低，提高了杜仲经济价值。
优选地，所述的表面消毒是指将杜仲种子经10％次氯酸钠浸泡消毒30min后用蒸馏水冲洗并浸泡12h。
优选地，所述的育苗指的是待80％以上种子露白时播种于营养土中进行育苗。
优选地，所述的幼苗长至2叶1心时定植于盆中，每盆一棵苗。
优选地，所述的红光波长为660nm，蓝光波长为450nm。
优选地，所述的光照处理的光照强度为160±5μmol·m-2·s-1。
优选地，所述的光照处理的光照周期为明期16h，暗期8h。
优选地，所述的光照处理的时间为21天或28天。
优选地，所述的催芽、育苗和光照处理均在生长室内进行。
优选地，所述的生长室内环境温度为白天21±2℃，晚上16±2℃，湿度为75-80％。
本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过提供特定配比的红蓝LED对杜仲幼苗光照处理一段时间后，杜仲幼苗叶中绿原酸含量最高提高了76％，总酚含量最高提高了78％，总黄酮含量最高提高2倍，并且杜仲幼苗生长情况不受影响，该方法安全有效，投入成本低，提高了杜仲经济价值。
2、利用LED光照提高杜仲叶中有效成分含量是一项简单有效的新技术，具有很好的推广和应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的不同光照处理28后杜仲幼苗生长状态。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
本发明的方法适用于包括但不限于幼苗在内的杜仲苗木的应用。
实施例1
试验于2021年3-6月在中国科学院合肥物质科学研究院一步入式植物生长室内进行，试验用材料为杜仲。
杜仲种子经10％次氯酸钠浸泡消毒30min后用蒸馏水冲洗并浸泡12h，然后用湿润纱布包裹催芽，待80％以上种子露白时播种于营养土中进行育苗；幼苗长至2叶1心时定植于长*宽*高为32*23*3cm的黑色塑料盆中，每盆一棵苗；定植后在白光照射下缓苗3天后转移至不同LED光照下进行光照处理一段时间；催芽、育苗和后期培养均在生长室内进行；生长室内环境温度为白天21±2℃，晚上16±2℃，湿度为75-80％；试验中以白色LED光质为对照(CK)，设5个光照处理，分别为单色红光(R)，单色蓝光(R)，红光和蓝光配比为1(R/B＝1)、3(R/B＝3)和5(R/B＝5)的3种红蓝复合光，光照处理见表1；每处理定植30棵苗，将各处理的杜仲幼苗放置在安装有不同LED生长灯的种植架上，种植架共计2组，每组设置3个分层，可供芽苗菜在单独控制的光照下进行培养；培养过程中，光照强度为160±5μmol·m-2·s-1，光照周期为16h光照/8h黑暗，光照处理一段时间。
表1为不同光照处理中红光和蓝光所占的光量子通量密度
Figure BDA0003466450840000051
实施例2
将实施例1中的芽苗菜在单独控制的光照下进行培养，培养过程中，光照强度为160±5μmol·m-2·s-1，光照周期为16h光照/8h黑暗，光照处理21天后，每处理随机选取10株杜仲苗进行样品采集和检测分析，分析检测项目为绿原酸、总酚和总黄酮含量，测试项目均用杜仲叶片，生物量统计和每个检测项目均做3次重复。
表2为不同光质LED处理21天时杜仲叶中有效成分含量(mg/g)
Figure BDA0003466450840000052
Figure BDA0003466450840000061
由表2可知，与对照白光处理相比，杜仲幼苗叶中单质红光光照下绿原酸、总酚和总黄酮含量最低，而红蓝光质配比为3:1时绿原酸、总酚和总黄酮含量均最高，分别为10.5mg/g、27.6mg/g和62.1mg/g，比白光处理下分别提高了76％、78％和84％，效果非常明显。
实施例3
将实施例1中的芽苗菜在单独控制的光照下进行培养，培养过程中，光照强度为160±5μmol·m-2·s-1，光照周期为16+8h，光照处理28天后，每处理随机选取10株杜仲苗进行样品采集和检测分析，并统计生物量，分析检测项目为绿原酸、总酚和总黄酮含量，测试项目均用杜仲叶片。
表3为不同光质LED处理28天时杜仲叶中有效成分含量(mg/g)
Figure BDA0003466450840000062
由表3中结果可知，不同光照处理28天时，不同光照处理对杜仲叶中有效要用成分含量不同，对照组白光光照下，杜仲叶中绿原酸、总酚和总黄酮的含量分别为10.8mg/g、27.7mg/g和51.0mg/g，与对照相比，红色单质光照下杜仲叶中绿原酸、总酚和总黄酮含量最低，而在红蓝光配比为3:1时杜仲叶中绿原酸、总酚和总黄酮含量最高，分别为14.38mg/g、38.0mg/g和105.0mg/g，与对照相比分别提高了13％、37％和106％，效果明显。
表4为不同光质LED处理28天时杜仲幼苗生长情况
Figure BDA0003466450840000071
由表4的结果可知，与对照相比，红蓝光配比为3:1时，杜仲幼苗株高、地上部鲜重、叶鲜重和茎粗均没有显著差异；因此可以得出，红蓝配比为3:1的光质照射不仅可以提高杜仲叶中有效成分含量，而且不影响杜仲幼苗的生长。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：将杜仲种子表面消毒后进行催芽，经育苗后定植获得杜仲幼苗，将杜仲幼苗于红光和蓝光配比为3:1的LED光照处理一段时间。
2.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的表面消毒是指将杜仲种子经10％次氯酸钠浸泡消毒30min后用蒸馏水冲洗并浸泡12h。
3.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的育苗指的是待80％以上种子露白时播种于营养土中进行育苗。
4.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的幼苗长至2叶1心时定植于盆中，每盆一棵苗。
5.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的红光波长为660nm，蓝光波长为450nm。
6.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的光照处理的光照强度为160±5μmol·m-2·s-1。
7.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的光照处理的光照周期为明期16h，暗期8h。
8.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的光照处理的时间为21天或28天。
9.根据权利要求1所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的催芽、育苗和光照处理均在生长室内进行。
10.根据权利要求9所述的一种利用LED红蓝光照提高杜仲叶中有效成分含量的方法，其特征在于：所述的生长室内环境温度为白天21±2℃，晚上16±2℃，湿度为75-80％。
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