人參內生多黏類芽孢桿菌對農田人參生長和皂苷累積的影響

宋勝男 郜玉鋼 張雪

摘要：采用同時測定20種人參皂苷的高效液相色譜（HPLC）法評價人參內生多黏類芽孢桿菌對農田人參皂苷累積的影響，同時測定其對人參生長勢和發病率的影響。結果表明，人參內生多黏類芽孢桿菌在噴施次數為5次時，人參根中20種皂苷含量之和可達1.549 2%，人參莖葉中20種皂苷含量之和可達到8.754 5%;人參內生多黏類芽孢桿菌噴施5次在促進農田人參皂苷含量增加的同時，對總株數、結果率、地上病情指數、地下病情指數、單株莖葉鮮質量、單株根鮮質量變化均具有正向影響，具體為地上病情指數、地下病情指數顯著降低，其余生長指數顯著提高。表明人參內生多黏類芽孢桿菌對農田人參生長和皂苷累積起著促進作用。

關鍵詞：人參皂苷;生長勢;發病率;多黏類芽孢桿菌;HPLC;皂苷積累

中圖分類號： S567.5+10.1? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）11-0155-06

人參（Panax ginseng C. A. Mey.）是五加科人參屬植物，通常所說的人參是指其干燥根，人參是百草之王，具有多種藥理作用[1-2]，近年來隨著人們保健意識的增強和生活水平的提高，人參的需求量不斷增加，但由于國家天保工程的實施，嚴禁伐林栽參，致使園參的栽培數量急劇下降[3]。由于林下參及園參的價格相對較高，因此農田栽參在人參資源中的比例逐年增加[4]。如何有效提高農田人參的產品質量及生物利用率成為人們日益關注的焦點[5]。因此提高人參皂苷含量及產量，有效提高人參的品質，使人參資源得到更加合理的開發與利用成為重中之重。

人參的主要藥效成分為人參皂苷[6-7]，稀有人參皂苷具有良好的藥用價值[8-9]，其主要在微生物作用下產生[10-11]，人參中皂苷的種類和含量是評價人參質量的重要指標，本研究所用的人參內生多黏類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）分離獲得自人參植株，人參內生多黏類芽孢桿菌不僅在生物防治方面具有很好的應用，而且在促進人參生長和轉化人參皂苷方面也有很好的作用，但未見人參內生多黏類芽孢桿菌在提高農田人參皂苷含量方面的應用報道。本研究利用人參內生多黏類芽孢桿菌作用農田人參，旨在增加人參的皂苷含量，促進人參生長，提高人參質量，進而提升人參的藥用價值，為人參資源的可持續開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料與試劑 對照品人參皂苷Rg1、Re、Rg2、Rg3、Rg5、Rf、F1、F2、Rc、Rd、Rb1、Rb2、Rb3、Rh2、Compound K、20（R）-Rh1、Rk3、Rh4、原人參三醇及原人參二醇質量分數均在98%以上，批號分別為201511、201523、201545、201506、201524、201537、201549、201521、201536、201579、201501、201551、201518、201543、201520、201515、201562、201571、201519、201513（吉林大學天然藥物化學實驗室）;人參內生多黏類芽孢桿菌來自筆者所在實驗室，在中國微生物菌種保藏管理委員會普通生物中心保存，保藏編號為CGMCC：No.7052;乙腈、甲醇（色譜純，美國Fisher Scientific公司）;純凈水（杭州娃哈哈集團有限公司）;其他試劑均為國產分析純。

1.1.2 試驗器材 LC-2010A高效液相色譜儀、AUY220電子分析天平（島津公司）;KQ-250DV超聲波清洗器（昆山舒美超聲儀器有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 田間背景 試驗在吉林省白山市靖宇縣進行，選取三年生人參地，每個小區3 m2，每個處理4次重復，設空白對照小區，隨機排列，具體見表1。在人參展葉期后，對每個小區每次噴施150 mL濃度為106 CFU/mL的多黏類芽孢桿菌，用噴霧器噴灑葉面和土壤，保證多黏類芽孢桿菌均勻分布在人參葉面上，于秋季采集樣品，每個小區采集10株人參莖葉及其根。

1.2.2 人參內生多黏類芽孢桿菌對農田人參生長勢的影響 精密測量采回樣品的總株數、單株根鮮質量、單株莖葉鮮質量等指標;計算地上病情指數、結果率、地下病情指數。

1.2.3 人參內生多黏類芽孢桿菌對農田人參皂苷含量的影響

1.2.3.1 樣品溶液的制備 精確稱取各組人參根及莖葉粉末0.5 g，分別置于10 mL離心管中，逐一加入色譜甲醇溶液5.0 mL，密封稱質量，超聲提取45 min，靜置過夜，補足質量，再次超聲提取45 min，5 000 r/min離心15 min，取上清液過0.45 μm濾膜，備用。

1.2.3.2 測定20種人參皂苷含量 以筆者所在實驗室建立的高效液相色譜（HPLC）條件同時測定20種人參皂苷的含量[12]。即色譜柱為C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）;柱溫為35 ℃，檢測波長為203 nm，流動相乙腈（A）-水（B）梯度洗脫（0～40.00 min，18.00%～21.00% A;40.00～42.00 min，21.00%～26.00% A;42.00～46.00 min，26.00%～32.00% A;46.00～66.00 min，32.00 %～33.80 % A;66.00～71.00 min，33.80%～38.00% A;71.00～77.70 min，38.00%～49.08% A;77.70～78.00 min，49.08%～49.10% A;78.00～82.00 min，49.10% A;82.00～83.00 min，49.10%～50.60% A;83.00～88.00 min，50.60%～59.60% A;88.00～89.80 min，59.60%～64.96% A;89.80～92.00 min，64.96%～65.00% A;92.00～97.00 min，65.00% A;97.00～102.00 min，65.00%～85.00% A;102.00～109.00 min，85.00% A;109.00～111.00 min，85.00%～18.00% A）;流速為1.0 mL/min，進樣量為20 μL。