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砧穗组合对青钱柳嫁接苗生长及叶片次生代谢物的影响
郭旭辰, 孙操稳, 许润, 尚旭岚, 方升佐
南京林业大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 49 ›› Issue (6) : 181-188.
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砧穗组合对青钱柳嫁接苗生长及叶片次生代谢物的影响
Effects of rootstock-scion combinations on seedling growth and leaf secondary metabolites of Cyclocarya paliurus
【目的】探究不同砧穗组合对青钱柳嫁接苗成活率、生长和次生代谢产物等方面的影响,分析不同砧穗组合青钱柳嫁接苗嫁接完全成活后相关生长指标及叶片有效成分的差异,为青钱柳嫁接苗的科学繁育提供理论支撑。【方法】2023年春季,在南京溧水区南京林业大学白马实验基地以湖北五峰(WF)、广西金钟山(JZS)、陕西略阳(LY)种源青钱柳1年生苗为砧木,以青钱柳2年根1年干无性系LS3、LC4、CR4为接穗进行枝接,测定嫁接苗成活率等生长指标,将叶片烘干粉碎制成提取液,以芦丁为标准品测黄酮含量,以香草醛-冰醋酸比色法测三萜含量,使用福林酚法测多酚含量。【结果】不同青钱柳砧穗组合嫁接苗成活率差异极其显著,WF-CR4和JZS-CR4组合成活率达80%,而以LC4为接穗的嫁接组合成活率仅为30%,不同砧木的嫁接苗成活率差异不显著;不同砧木的嫁接苗各项生长指标均差异显著,其中LY-LC4组合的接穗生长6个月长度最高达106.13 cm,WF-LC4组合的仅为38.56 cm,各接穗在组合间生长指标无显著差异;不同砧穗组合嫁接苗叶片三萜、多酚含量无显著差异,不同接穗组合的黄酮含量差异显著,LC4为接穗的叶片黄酮含量(质量分数)较高,LY-LC4组合的叶片黄酮含量(质量分数)高达19.50 mg/g,JZS-LS3的仅为11.69 mg/g。【结论】青钱柳接穗差异对嫁接苗成活率影响显著,CR4为接穗时嫁接成活率较高;砧木差异对嫁接苗生长状况影响显著,广西略阳(LY)为砧木的嫁接苗生长最旺盛;青钱柳叶片黄酮含量与接穗差异显著相关。以JZS-CR4、WF-CR4组合成活率最高,达80%,是繁育高含量三萜、多酚等叶用林的优良组合。
【Objective】This study aims to investigate the effects of different rootstock-scion combinations on the survival rate, growth performance, and secondary metabolite accumulation in grafted seedlings of Cyclocarya paliurus, and to analyze the variations in related growth traits and bioactive leaf components after successful grafting. The findings are expected to provide a theoretical basis for the scientific propagation of C. paliurus grafted seedlings.【Method】In spring 2023, one-year-old seedlings of C. paliurus from three provenances-Wufeng, Hubei (WF); Jinzhongshan, Guangxi (JZS); and Lueyang, Shaanxi (LY)-were used as rootstocks. Two-year-root, one-year-stem clones ‘LS3', ‘LC4' and ‘CR4' were grafted as scions via branch grafting at the Baima Experimental Base of Nanjing Forestry University in Lishui District, Nanjing. Survival rates and growth parameters of the grafted seedlings were recorded. Dried leaf samples were ground and extracted to determine flavonoid content using rutin as a standard, triterpenoid content via the vanillin-glacial acetic acid colorimetric method, and polyphenol content using the Folin-Ciocalteu assay.【Result】Significant differences were observed in the grafting survival rates among different scion combinations. The combinations WF-CR4 and JZS-CR4 achieved the highest survival rate of 80%, whereas those with LC4 as the scion had the lowest survival rate of only 30%. No significant differences were detected in survival rates among rootstocks. Growth indicators varied significantly among rootstocks. The LY-LC4 combination showed the greatest scion growth length at six months, reaching 106.13 cm, while WF-LC4 showed the lowest, at 38.56 cm. No significant differences were detected among scion combinations in growth metrics. Leaf triterpenoid and polyphenol contents did not differ significantly among rootstock-scion combinations. However, flavonoid content varied significantly with scion type. Grafts with LC4 scions exhibited higher flavonoid levels, with the LY-LC4 combination reaching the highest value of 19.50 mg/g, and JZS-LS3 the lowest, at 11.69 mg/g.【Conclusion】Scion genotype significantly influenced graft survival rate, with CR4 yielding the highest survival rate. Rootstock provenance markedly affected seedling growth, with Lueyang (LY) rootstocks promoting the most vigorous growth. Leaf flavonoid content was strongly associated with scion type. The combinations JZS-CR4 and WF-CR4, with survival rates up to 80%, are recommended as superior combinations for cultivating leaf-oriented plantations aimed at triterpenoid and polyphenol production.
青钱柳 / 砧穗组合 / 嫁接成活率 / 黄酮 / 三萜 / 多酚
Cyclocarya paliurus / rootstock-scion combination / grafting survival rate / flavonoids / triterpenoids: polyphenols
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方升佐, 洑香香. 青钱柳资源培育与开发利用的研究进展[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2007, 31(1):95-100.
<正>采用分子动力学方法分析一维FPU模型的热传导。以研究低维系统的热传导是否遵循Fourier热传导定律。结果表明:只有在两端温度较高的情况下,其温度才能呈现梯度分布,且热导率与链长呈指数关系;而如果两端温度很低,则不能形成梯度分布。
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方升佐. 青钱柳产业发展历程及资源培育研究进展[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2022, 46(6):115-126.
青钱柳为我国特有的单种属植物,是集药用、保健、材用和观赏等多种价值于一身的珍贵树种,有广阔的发展前景。关于青钱柳的研究始于20世纪70年代末,2013年青钱柳叶被国家卫生和计划生育委员会列入新资源食品目录,极大地推动了我国青钱柳产业向前发展。笔者简述了青钱柳的天然分布及其潜在适宜栽培区概况,从青钱柳相关的论文发表、专利申请及社会关注度等视角探讨了青钱柳研究的脉络及青钱柳产业的发展历程;重点关注了青钱柳叶用林资源培育的研究,阐述了青钱柳种质资源收集评价及种群遗传多样性、基因组学与生物活性物质代谢调控、叶生物活性物质的地理变异及叶用林定向培育理论与技术等方面的进展。同时,分析了青钱柳产业发展中存在的主要问题,提出了强化青钱柳定向优良品种创制及其无性系化、优化青钱柳人工林的定向培育模式及“良好农业规范”(GAP)栽培、加强青钱柳活性物质提取与功能研究、重视青钱柳高附加值产品开发及产业化等建议,旨在推动我国青钱柳产业的健康和可持续发展。
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石晨, 舒其榜, 舒任庚, 等. 不同消解方法对青钱柳茶叶中6种有益元素含量的影响[J]. 中国现代应用药学, 2020, 37(17):2057-2060.
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李娜, 朱培林, 丰采, 等. 青钱柳嫁接愈合过程中砧穗生理特性及其与亲和性的关系[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2021, 45(1):13-20.
【目的】采用不同砧木嫁接青钱柳,分析不同嫁接组合接穗和砧木生理指标的差异,探讨砧穗生理特性与嫁接成活的关系,为青钱柳砧穗嫁接亲和性的早期预测和砧木选择奠定基础。【方法】分别以枫杨(F)、薄壳山核桃(B)和青钱柳(Q)作为砧木嫁接青钱柳接穗(3种嫁接组合),采用切接的方法进行嫁接,测定嫁接后0、40、70 d各嫁接组合砧木和接穗的可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉及单宁含量、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,并统计嫁接70 d后的成活率。【结果】青钱柳本砧嫁接成活率为53.49%,显著高于以枫杨和薄壳山核桃为砧木的嫁接组合。嫁接后随着时间的延长,本砧嫁接砧穗中的可溶性糖和淀粉含量均呈现先降低后升高的变化规律;3个嫁接组合单宁含量均表现为先升高后降低趋势,但本砧嫁接组合在两个时段均最低,QB组合均最高;3个嫁接组合砧穗POD活性均表现为先升后降;本砧嫁接砧穗PPO活性先降后升,而QF和QB组合砧穗PPO活性均持续升高。相关分析表明,40 d时测定的砧穗可溶性糖、淀粉、单宁含量及PPO活性与嫁接成活率呈显著负相关(P < 0.05),而POD活性与嫁接成活率呈显著正相关(P < 0.05);70 d时测定的砧穗可溶性糖、单宁含量和PPO活性与嫁接成活率呈显著负相关(P < 0.05),但接穗的POD活性与嫁接成活率呈极显著正相关(P < 0.01)。接穗与砧木的PPO和POD活性差值绝对值分别在40和70 d时与嫁接成活率均呈显著负相关(P < 0.05)。【结论】青钱柳本砧嫁接亲和性较强,而以枫杨和薄壳山核桃为砧木亲和性较弱,可溶性糖、淀粉、单宁含量、POD和PPO活性,以及POD和PPO活性差值绝对值可以作为青钱柳嫁接亲和性的早期评价指标。
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李富民, 谭杰, 聂少平, 等. 青钱柳总黄酮测定方法研究[J]. 江西食品工业, 2006(4):34-37.
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冯茜, 王宇欣, 卜鑫瑞, 等. 超声辅助乙醇提取核桃青皮总黄酮及纯化工艺[J]. 林业工程学报, 2024, 9(6):106-113.
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邓波, 尚旭岚, 方升佐, 等. 超声辅助提取青钱柳叶总三萜化合物的工艺优化[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2012, 36(6):101-104.
为研究青钱柳叶总三萜化合物超声辅助提取的最佳工艺条件,在考察了乙醇浓度、料液比、提取时间、提取温度、提取级数、超声功率、提取溶剂等单因素的基础上,采用L9(34)正交设计确定在多因素条件下青钱柳总三萜提取的最佳工艺。结果表明,最佳提取工艺条件为:70 %的乙醇、料液比1〖DK〗∶40,在400 W条件下超声45 min。采用该提取方法所得青钱柳叶总三萜平均得率为222 %。该优化工艺稳定,适合于青钱柳叶三萜类化合物的提取。
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游见明, 曹新志. 福林酚法测定茶树中茶多酚的分布水平[J]. 湖北农业科学, 2013, 52(10):2417-2419.
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马青, 杨晓慧, 桑贤东, 等. 不同嫁接方式对巨桉成活率及接穗长度的影响[J]. 林业与环境科学, 2023, 39(6):20-26.
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张敏, 蒋国秀, 秦丽萍, 等. 不同嫁接方法对黄枝油杉成活率及生长的影响[J]. 广西林业科学, 2023, 52(4):483-487.
为丰富黄枝油杉(Keteleeria davidiana var. calcarea)繁育方法,以铁坚油杉(Keteleeria davidiana)做为砧木,以黄枝油杉枝条做为穗条,研究不同嫁接方法与嫁接时间对黄枝油杉成活率及生长的影响。结果表明,不同嫁接方法对穗条成活率影响显著,切接法和插皮接法成活率较高,劈接法最低。不同嫁接方法对穗条生长影响不显著。不同嫁接时间对穗条成活率影响显著,2月1日嫁接成活率最高(72.8%),4月1日最低。不同嫁接时间对穗条生长影响显著,2月1日嫁接的穗条新梢长度、新梢粗度最大(37.0和0.45 cm),4月1日最小(28.9和0.38 cm)。适合黄枝油杉嫁接的时间是早春季节,植株尚未萌动前;最适合的嫁接方法是切接法,其次是插皮接法。
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唐艺荃, 王红红, 胡渊渊, 等. 山核桃属种间嫁接亲和性分析[J]. 果树学报, 2017, 34(5):584-593.
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夏腾飞, 冯依欣, 王春梅, 等. 海南油茶种苗高位嫁接适宜砧木筛选[J]. 分子植物育种, 2024, 22(24):8195-8202.
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温如斯, 蔡娅, 周招娣, 等. 4种砧木对普通油茶‘岑软3号'生长发育的影响[J]. 经济林研究, 2018, 36(4):73-79.
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杨锋, 闫忠业, 王冬梅, 等. 苹果砧木根系和砧段组织结构与生理功能差异调控接穗生长的研究进展[J]. 中国果树, 2023(12):1-7.
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韦晓娟, 伍思宇, 张幸, 等. 金花茶优良砧穗组合初选及嫁接亲和力研究[J]. 热带作物学报, 2023, 44(7):1453-1459.
本研究采用7种不同山茶属植物作为砧木,与4种不同金花茶接穗,组成28个组合,进行砧穗组合筛选及嫁接亲和力研究,开展嫁接成活率、保存率、嫁接苗生长性状等嫁接试验指标测定分析,调查嫁接苗移栽18个月后的生长状况,评价嫁接口砧、穗可溶性糖含量与嫁接亲和性关系。结果表明:博白大果油茶与罗斯曼金花茶、中东金花茶接穗的嫁接成活率及存活率均达到90%以上,与普通金花茶接穗的嫁接成活率和存活率均达到80%以上,是嫁接亲和力最好的砧木;茶花黑牡丹仅与罗斯曼金花茶的嫁接苗有6.67%的保存率,与其他3种接穗保存率均为0,作为砧木亲和力最差。中东金花茶和罗斯曼金花茶2种接穗与不同砧木嫁接亲和性较好,中东金花茶与广宁红花油茶、多毛金花茶、黑牡丹、博白大果油茶嫁接成活率均达到90%以上,罗斯曼金花茶与博白大果油茶、越南抱茎茶嫁接成活率达到90%以上,与广宁红花油茶、宛田红花油茶嫁接成活率达到80%以上。嫁接亲和力与砧穗的可溶性糖含量有关,砧穗糖含量越接近,比值越接近1,嫁接成活率就越高。利用主成分分析法开展嫁接亲和力综合评价,根据得分值筛选出5个优良组合,分别为:博白大果油茶/中东金花茶、多毛金花茶/中东金花茶、越南抱茎茶/罗斯曼金花茶、博白大果油茶/罗斯曼金花茶、博白大果油茶/普通金花茶。
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杨一帆, 黄河, 吴海波, 等. 秋季施肥对不同砧木类型红松嫁接苗生长、生理及开花的影响[J]. 森林工程, 2023, 39 (5): 11-21.
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贾瑞瑞, 祝艳艳, 杨秀莲, 等. 不同砧木对楸树嫁接苗生长及光合特性的影响[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2023, 47(5):97-106.
【目的】 分析不同梓树(Catalpa ovata)和滇楸(C. fargesii)嫁接苗第1年各生长指标和光合特性的差异,探究不同砧木对楸树(C. bungei)嫁接苗生长的影响,为初步筛选适宜楸树嫁接的砧木以及楸树良种繁育提供参考。【方法】 以梓树和滇楸为砧木,以‘南林1号’(‘Nanlin 1’)‘洛楸’(‘Luoqiu’)和‘苏楸1号’(‘Su 1’)为接穗,进行芽接,共6个嫁接组合,测定嫁接后128、141、155、174和189 d的叶绿素含量、净光合速率与叶绿素荧光参数,并统计嫁接6个月后的成活率,测定接穗当年的高生长和径生长量及生长1年后嫁接口上下径粗度比。【结果】 6种砧穗组合中‘南林1号’/滇楸的成活率最高,达76.91%,‘苏楸1号’/滇楸成活率最低,仅有32.05%;‘南林1号’/梓树的接穗高生长和径生长量最大,分别为165.51、2.89 cm,‘苏楸1号’/滇楸的接穗高生长和径生长量最小,分别为83.43、1.63 cm。各嫁接组合嫁接口上下径粗度比均小于1,嫁接生长第1年,均未出现“大小脚”现象,但‘苏楸1号’/滇楸亲和性最差。在整个生长测定期,除以‘苏楸1号’为接穗的嫁接组合外,滇砧嫁接组合的叶绿素含量、净光合速率(P<sub>n</sub>)、PSⅡ最大光化学效率(F<sub>v</sub>/F<sub>m</sub>)及PSⅡ潜在活性(F<sub>v</sub>/F<sub>o</sub>)总体上均不同程度地大于梓砧嫁接组合。不同嫁接组合和生长时期均对叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和P<sub>n</sub>产生显著影响。嫁接后155 d,各组合差异显著,P<sub>n</sub>与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈显著正相关(P<0.05),‘南林1号’/滇楸、‘洛楸’/滇楸叶绿素含量较高,其能量转换效率高、光合能力强;P<sub>n</sub>与F<sub>m</sub>(最大荧光)、F<sub>v</sub>/F<sub>o</sub>呈显著正相关,‘苏楸1号’/滇楸和‘苏楸1号’/梓树组合P<sub>n</sub>和F<sub>v</sub>/F<sub>o</sub>较低,F<sub>o</sub>较高,说明其耐强光能力较弱。【结论】 初步判断认为‘南林1号’和‘洛楸’以滇楸作砧木时,发展潜力更大,而‘苏楸1号’以梓树作砧木时,综合表现更好。该研究仅分析各砧穗组合嫁接第1年的生长差异,后期生长状况以及是否出现“大小脚”现象还需进一步探究。
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李含芬, 李鼎立, 王然, 等. 不同矮化中间砧对黄金梨树体生长的影响及嫁接亲和性相关性分析[J]. 浙江农业学报, 2022, 34(6):1175-1182.
为探索不同梨矮化中间砧对树体生长发育的影响,本试验以杜梨为基砧,嫁接23种不同中间砧与黄金梨砧穗组合为试材,于第4个生长季调查了嫁接口周长、中间砧周长、接穗新梢长度、新梢叶片数、以及叶片卷曲度等指标,统计分析结果显示:BA29、OHF97、K6矮化中间砧对黄金梨的致矮效果最好;中间砧嫁接亲和性与砧木周长、枝梢及叶片生长存在一定的相关性,相关性顺序依次为基砧周长>新梢节间长度>上接口周长与接穗周长的比值(D/E)>下接口周长与中间砧周长比值(B/C)>新梢叶片卷曲度>新梢长度,在亲和性早期鉴定中可用新梢叶片卷曲度来判断亲和力的大小,以上接口与接穗周长的比值(D/E)来表示亲和力更准确。
Abstract: In order to explore the effects of dwarfing interstock on pear tree growth, the 23 different interstocks, each of which was combined between Pyrus betulaefolia (as the base stock) and Whangkumbae pear (as the scion), were used as test material. After four years of growth, the indexes of graft union circumference, interstock circumference, length of scion shoot, number of shoot leaves and leaf curl were investigated. Statistical analysis results showed that: BA29, OHF97 and K6 dwarfing interstocks had the best dwarfing effect on Whangkumbae pear. There was a certain correlation between interstock graft-compatibility and rootstock circumference, branch and leaf growth, and the correlation order for the base stock circumference > shoot internode length > ratio of upper graft union circumference to scion circumference (D/E) > ratio of lower graft union circumference to interstock circumference (B/C) > shoot leaf curls > shoots length. The leaf curl was thought to be useful for the early screening of the graft-compatibility, and the ratio of upper graft union circumference to scion circumference (D/E) was more accurate to indicate graft-compatibility. |
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Vascular plants are wired with a remarkable long‐distance communication system. This network can span from as little as a few centimeters (or less) in species like Arabidopsis, up to 100 m in the tallest giant sequoia, linking distant organ systems into a unified, multicellular organism. Grafting is a fundamental technique that allows researchers to physically break apart and reassemble the long‐distance transport system, enabling the discovery of molecular signals that underlie intraorganismal communication. In this review, we highlight how plant grafting has facilitated the discovery of new long‐distance signaling molecules that function in coordinating developmental transitions, abiotic and biotic responses, and cross‐species interactions. This rapidly expanding area of research offers sustainable approaches for improving plant performance in the laboratory, the field, the orchard, and beyond.
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池小娜, 张欢欢, 顾文媛, 等. DNA甲基化调控园艺植物生长发育及非生物胁迫应答研究进展[J]. 植物遗传资源学报, 2023, 24(5):1215-1222.
DNA甲基化作为表观遗传调控的重要机制之一,通常发生在植物胞嘧啶碱基中,包含CG、CHG、CHH三种类型。主要影响染色质结构和基因的转录效率,在植物细胞基因表达调控、基因组稳定性维持等方面起重要作用。非生物胁迫影响植物的生长发育和繁殖最终导致植物死亡。基于已有研究发现,DNA甲基化可诱导非生物胁迫下植物的表型改变。DNA甲基化水平在植物非生物胁迫生长过程存在的变化机制受到甲基化酶和去甲基化酶的影响。甲基化状态上调(启动)或下调(关闭)基因表达以确保自身适应生长及发育,从而使植物在一定程度上适应和抵抗逆境伤害。这些信号转导通路可以引起植物形态、生理和生化的改变以适应逆境。本文对DNA甲基化功能及其在园艺植物的生长发育与非生物胁迫响应方面的研究进行了分析与总结,探讨了DNA甲基化在园艺植物表观遗传研究中存在的问题及展望,为园艺植物遗传改良及抗逆分子机理研究提供参考。
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杜浩, 陈瑶, 吴庆贤, 等. 砧/穗间交流的物质及其嫁接愈合效应[J]. 中国细胞生物学学报, 2024, 46(2):327-335.
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刘伟, 周龙飞, 李会, 等. 沙棘中三萜酸物质的提取及含量测定[J]. 生物加工过程, 2023, 21(1):50-56.
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邓波, 刘桂华, 余云云, 等. 遮荫和种源对青钱柳三萜类化合物积累的影响[J]. 生态学杂志, 2018, 37(2):383-390.
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林源, 陈培, 周明明, 等. 天然居群青钱柳叶主要生物活性物质及抗氧化活性研究[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2020, 44(2):10-16.
【目的】青钱柳是一种集药用、材用、观赏价值于一体的多功能树种,目前市场上多用其叶制成具有保健功效的保健茶。筛选出以药用保健为目的、用于制茶的优良青钱柳种源,以更好地发挥青钱柳叶的保健功效。【方法】采用水提方法,研究33个天然居群青钱柳叶的总黄酮、总三萜和总多酚含量及其抗氧化能力,并分析各活性物质含量与抗氧化能力之间的相关性。【结果】青钱柳叶水提物的总黄酮、总三萜和总多酚含量居群间均有极显著差异。其中,总黄酮含量范围为6.79~20.91 mg/g,总三萜含量范围为15.67~44.63 mg/g,总多酚含量范围为10.53~33.04 mg/g;聚类分析结果表明,在欧氏距离为0~5时,可将青钱柳33个天然居群的总黄酮、总三萜和总多酚含量分别分为3、4和3大类群;相关分析结果表明,总黄酮、总三萜和总多酚含量之间存在极显著正相关,且青钱柳叶中这3类生物活性物质含量与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、2,2'-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除能力和总还原力呈极显著相关。【结论】安徽绩溪(S2)、贵州石阡(S15)、湖北鹤峰(S19)、湖北五峰(S20)为生物活性物质含量较高及抗氧化能力较强的优良药用保健青钱柳居群。
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