摘要
「道地藥材」是指傳統中草藥在一定的產地及環境之下所生產的藥材,其具 有中國古書所指特定基因型與療效等特性,因此適地適作是生產優質中草藥的關 鍵因素之一。本試驗所選用的虎杖為台灣原生種,並於台灣埔里、台北、春陽、
梅峰不同海拔的四個試驗區栽培,研究不同採收時間、栽培年限、採收部位的白 藜蘆醇含量變化以及鮮乾重的變化,可做為台灣生產虎杖的栽培與採收參考。研 究結果顯示,虎杖栽培時限應以二年較一年為佳,採收部位以地下部有較多的白 藜蘆醇含量。
二年生地上部不同部位的生長量和白藜蘆醇含量以側枝較主枝佳,以側枝的 Part5(第 4~6 節)和 Part6(第 7 節以上)最高。各處理間比較,試驗地點影響顯著大 於其他。評估白藜蘆醇總產量,地上部於梅峰所產植株於七月時採摘Part6 部位 最多(1.98 mg/part),地上部整體採收的結果與分級採收的趨勢相同,以春陽所產 於八月份採收為最多(5.02 mg/plant)。
地下部則以種植於梅峰者生長情形最佳,每株地下部鮮重為401.8 g,乾重 為140.7 g。白藜蘆醇含量以台北最高有 3.33 mg/g DW。採收時期為八月時各試 驗區地下部皆有最高採收乾重118.83 g,白藜蘆醇含量也於八月達最高 3.19 mg/g DW。採收目標為地下部時應以梅峰所產於八月採收最佳(561.35 mg)。
前言
虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc.)為蓼科多年生灌木狀草本,為傳統
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中醫使用藥材,一般以地下根莖為主要使用部位。
藥材的採收時間,對藥材的產量和品質有密切關係。因為不同的藥用部分有 著一定的成熟時期,有效成份的量各不相同,藥性的強弱也隨之有很大的差異,
甚至有「當季是藥,過季是草」的俗諺,說明了適時採收對保證中藥質量的重要 性(張等,2008)。
白藜蘆醇是虎杖中含量較多的二次代謝物之一,由於採收時間、栽培年齡的 不同,其白藜蘆醇含量會有很大的差異(曹等,2004)。
有效成分含量不同也造成藥效變化,採取山東、四川、安徽、江西四地生產 的虎杖,以大腸桿菌、金黄色葡萄球菌、枯草桿菌、四聯球菌、產氣桿菌為實驗 菌株進行抑菌研究,結果顯示四川產的虎杖含高量大黃素,抑菌效果最佳;而山 東產的大黃素較低,因而抑菌效果較差 (公等,2008)。
以生產角度來看,根據不同季節與環境狀況選取適當的虎杖作為原料可以有 效提高產品中的白藜蘆醇含量並且避免浪費。比較栽培年限不同的植株可以判斷 適當的栽培時間,減少時間和管理成本的花費進而達到最為經濟的生產方式。並 且能透過比較不同部位的二次代謝物含量差異,選取較適當的部位進行加工以提 升產品價值。
材料與方法
一 、試驗材料
本研究之虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc.)植株源自梅峰地區,經明 道大學篩選出之高白藜蘆醇含量組培繁殖051111 選系。將此品系種植於國立台 灣大學精密溫室,待植株成熟後依前章試驗結果進行扦插,生產出的扦插苗作為 試驗材料。
二、試驗方法
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試驗區分為4 個地點,依照海拔高度排列為台北、埔里、春陽、梅峰。虎杖 植株栽植於60×40×20 ㎝ 3 塑膠盆中,以根基旺 3 號為介質,分別置於各試驗區 之露地。各區栽種虎杖扦插苗30 株,於 2010 年三月開始栽種,四月為馴化期,
於五月開始採樣。經兩年栽培可得到一年生與二年生虎杖於各月份的樣本。
(一) 各試驗區生長量調查
生長量調查指標以一年生與二年生植株的地上部與地下部的鮮重和乾重,分 四個不同試驗區及五月到十月一共六個月,一年生植株每月採樣5 株進行試驗,
二年生植株取樣3 株,探討不同環境下於不同月份的生長影響。
一年生地上部與地下部,二年生地下部皆採取整株。唯二年生地上部由五月 到八月,依照形態調查結果以側枝生長節位為基準,將主枝分為Part1(第 0~3 節)、
Part2(第 4~6 節)、Part3(第 7 節以上),側枝也分為 Part4(第 0~3 節)、Part5(第 4~6 節)、Part6(第 7 節以上)作為不同的採收部位,九月與十月因休眠無法分級而採 取整株。
(二)採收後處理方法
地上部於採收時秤取鮮重,地下部先以清水洗去介質後秤取鮮重。地上部與 地下部以信封分別包裝標號,於烘箱中以50℃ 乾燥處理至乾重不再有變化後秤 取乾重。
(三) trans-resveratrol 的萃取方法設計與分析
依照前章虎杖中的白藜蘆醇萃取最佳條件的試驗結果進行分析,分析地上部 時進樣量改為5μl,trans-resveratrol 標準品溶分別稀釋成 1、5、10、20、25 mg/L 測得標準曲線後做為地上部樣品的檢量線。
三、統計分析
本試驗採複因子設計(factorial experiment)地上部以不同部位、試驗地點與月 份作為變因,設計4x4x6 複因子試驗。地下部以試驗地點與月份設計 4x6 試驗。
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數據以平均值和標準偏差表示,利用CoStat 6 進行分析,顯著水準 p≦0.05 以下 經最小顯著差異法(least significant difference test, LSD)統計各處理的差異顯著性,
並計算一年生與二年生植株乾重和白藜蘆醇含量的相對生長速率(relative growth rate, RGR)以及地上與地下部乾重比。結果以 Sigmaplot 10 繪圖軟體做圖。
結果
(一) 一年生虎杖植株地上部 (1) 鮮重和乾重:
不同的試驗區與採收時期以複因子變方分析顯示,兩因子對於虎杖鮮重和乾 重的影響極為顯著,結果如(表 7)所示。種植於春陽鮮重為 35.3 g,乾重 10.2 g 為表現最佳的地區,梅峰和埔里間未達顯著差異,台北的鮮重和乾重為最低(10.6 和2.4 g)。採收時期以八月份有最重鮮重 32.9 g,八月和九月的乾重差距未達顯 著(9.37 和 7.8 g),萌芽期的五月和休眠期的十月則鮮重和乾重皆為所有月份中最 低。若以單因子變方分析(表 9)來看,春陽的九月有最重鮮重 54.3 g 和乾重 18 g。
(2) 白藜蘆醇含量
不同試驗區對於一年生地上部的白藜蘆醇含量影響未達顯著水準,採收時期 影響則極顯著,結果如(表 7)所示。於五月至七月和十月採收者含量無顯著差異,
其中五月和十月的白藜蘆醇含量平均值最高為0.16 mg/g DW,皆高過八月與九 月採收者。以單因子變方分析(表 9)來看,台北的五月和六月(0.19 和 0.13 mg/g DW)、春陽的六月和十月(0.16 和 0.2 mg/g DW)、埔里的五月(0.21 mg/g DW)、梅 峰的七月和十月(0.16 和 0.23 mg/g DW)白藜蘆醇含量顯著較高但各組間未達顯 著。
(3) 地上部白藜蘆醇總產量
複因子變方分析顯示不同試驗區與採收時期對總產量的影響皆極為顯著,結
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果如(表 7)所示。春陽最高(0.68 mg),梅峰和埔里之間未達顯著,台北地上部白 藜蘆醇總產量最低(0.11 mg)。七月採收的總產量最高(0.72 mg),八月和九月最低 (0.14 和 0.08 mg)。以單因子變方分析(表 9)來看,台北的五月和六月(0.19 和 0.13 mg/g DW)、春陽的六月和十月(0.16 和 0.2 mg/g DW)、埔里的五月(0.21 mg/g DW)、
梅峰的七月和十月(0.16 和 0.23 mg/g DW)總產量未達顯著。
(4) 試驗因子間的交感關係
在鮮重、乾重和白藜蘆醇總產量中兩因子存在交感關係且極顯著,但在白藜 蘆醇含量上僅達顯著。
(二) 一年生虎杖植株地下部 (1) 鮮重和乾重
不同試驗區與採收時期以複因子變方分析顯示,兩因子對地下部的鮮重和乾 重影響皆極顯著,結果如(表 8)所示。最重為春陽,鮮重和乾重為 82.87 和 23.28 g,梅峰次之為 47.75 和 14.05 g,接著是埔里為 30.45 和 8.2 g,台北最低 10.15 和2.72 g。採收期以九月有最重鮮重和乾重 88.75 和 24.66 g,八月的鮮重和乾重 (59.41 和 14.94 g)與十月(60.75 和 19.5 g)未達顯著,五月、六月和七月生長量最 低。單因子變方分析(表 10)來看,春陽的九月有最重的鮮重 180.53 和乾重 49.37 g,乾重與十月者未達顯著。
(2) 白藜蘆醇含量
不同試驗區與採收時期以複因子變方分析顯示,兩因子對地下部的白藜蘆醇 含量影響皆極顯著,結果如(表 8)所示。較低海拔的埔里和台北有較高的白藜蘆 醇含量(1.7 和 1.41 mg/g DW),高海拔的春陽和梅峰則較低(0.85 和 0.97 mg/g DW)。
採收時期五月、九月和十月間未達顯著(1.42、1.62 和 1.56 mg/g DW)。單因子變 方分析(表 10)顯示,種植於台北於五月採收有最高的白藜蘆醇含量 2.48 mg/g DW,
與台北的十月(1.63 mg/g DW),埔里的五月、七月、九月、十月(1.55、2.19、2.4 和2.3 mg/g DW)和梅峰的九月(1.65 mg/g DW)之間無顯著差異。
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(3) 地下部白藜蘆醇總產量
複因子變方分析顯示結果正好與白藜蘆醇的含量相反,結果如(表 8)所示。
春陽有最高的總產量22.66 mg,九月為最佳的採收時期。單因子變方分析(表 10) 顯示,於春陽的九月有最高的白藜蘆醇總產量59.5 mg,與埔里的九月(41.28 mg),
春陽的十月(39.82 mg)和梅峰的九月(47.15 mg)之間無顯著差異。
(4) 試驗因子間的交感關係
地點和月份對各項指標的影響皆極顯著;在鮮重、乾重和白藜蘆醇含量中兩 因子存在交感關係且極顯著,但在白藜蘆醇總產量未存在交感關係。
(三)二年生虎杖植株地上部
二年生虎杖地上部依上述分級結果進行試驗,另外也調查九月與十月,計算 整體總生長量與白藜蘆醇含量。
(1)整體鮮重和乾重
複因子變方分析顯示試驗區與採收時期對影響二年生地上部的鮮重和乾重 影響極顯著,結果如(表 11)所示。梅峰有最高的鮮重和乾重表現(252.51 和 65.92 g),其次是春陽(158.13 和 45.65 g),埔里和台北最少但兩者間未達顯著。七月為 最佳採收時期,同時有最高的鮮重和乾重(178.78 和 48.58 g),九月則最低(75.53 和18.87 g)。單因子變方分析(表 13)顯示,梅峰的七月鮮重和乾重為 453.15 和 108.44 g 為較理想的二年生地上部採收時期。
(2)整體白藜蘆醇濃度
複因子變方分析顯示試驗區對影響白藜蘆醇含量只達顯著,採收時期影響為 極顯著,影響程度剛好與鮮重和乾重的表現相反,結果如(表 11)所示。春陽有最 高含量(0.05 mg/g DW)但與台北間(0.04 mg/g DW)未達顯著差異。五月至七月皆 為適當的採收時期,月份間未達顯著差異,以五月最高(0.06 mg/g DW)。單因子 變方分析(表 13)顯示,春陽的六月有最高總產量 0.08 mg/g DW。
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(3)整體地上部白藜蘆醇總產量
複因子變方分析顯示試驗區對白藜蘆醇總產量影響達極顯著,採收時期影響 達顯著,結果如(表 11)所示。總產量最高為春陽(2.95 mg)但與梅峰(2 mg)間未達 顯著差異。八月有最高白藜蘆醇總產量(2.3 mg)但與五月、六月、七月(2.08、1.78 和2.26 mg/g DW)間未達顯著差異。單因子變方分析(表 13)顯示,春陽的六月(4.44 mg)和梅峰的七月和八月(4.35 和 4.22 mg)皆為適宜的採收地點與時期。
(4) 試驗因子間的交感關係
雙因子試驗的結果顯示在各項指標中兩因子未存在交感關係。
雙因子試驗的結果顯示在各項指標中兩因子未存在交感關係。