基于BBCH尺度的纳塔尔瓶刷木（Greyia radlkoferi）物候生长阶段与抗酪氨酸酶活性的综合研究

本文系统描述了纳塔尔瓶刷木（Greyia radlkoferi）完整的生命周期物候阶段（基于BBCH尺度），并分析了不同物候期及叶龄叶片提取物的抗酪氨酸酶（IC50）活性。研究发现，冬季（花蕾期与花期）采集的幼叶（1-4月龄）表现出最强的酪氨酸酶抑制活性，为开发天然美白剂提供了关键的采收时间窗口。研究结合热量单位（GDD）计算，为该药用植物的标准化栽培与可持续利用提供了科学依据。

　　

基于BBCH尺度的纳塔尔瓶刷木物候生长阶段与抗酪氨酸酶活性研究

引言

纳塔尔瓶刷木（Greyia radlkoferi）是一种具有药用潜力的南非本土植物，其叶片提取物因其抗酪氨酸酶活性而备受关注，该活性在皮肤美白产品开发中具有应用价值。物候学研究对于理解植物生命周期、优化采收时间以及实现可持续利用至关重要。本研究首次应用扩展的BBCH（Biologische Bundesanstalt, Bundessortenamt und Chemische Industrie）通用编码系统，详细描述了G. radlkoferi的完整物候生长阶段，并探讨了不同物候期和叶龄对其叶片提取物抗酪氨酸酶活性的影响，同时计算了各生长阶段所需的热量单位。

物候生长阶段的BBCH尺度描述

研究在2018年至2020年间对G. radlkoferi的物候期进行了系统观察。其生长周期涵盖了BBCH尺度中的7个主要生长阶段（共9个），包括芽发育（阶段0）、叶发育（阶段1）、花序抽出/抽穗（阶段5）、开花（阶段6）、果实发育（阶段7）、果实和种子成熟（阶段8）以及衰老休眠开始（阶段9）。观测表明，营养生长（叶发育）始于春季（9月），持续至秋季（3月）。花蕾在秋季（5月）开始形成，开花盛期出现在冬季（7月至10月）。果实发育和成熟发生在冬末至春初（9月至11月），随后叶片在秋季（4月）开始变色，冬季（6月至7月）完全脱落进入休眠期。气候因素，特别是温度和降水，显著影响物候表现。例如，在降水较少的2018年，植株产生的花序较短，花蕾数量也较少。

热量单位需求

研究采用生长度日（GDD）模型，以15°C为基准温度（T_base），计算了各物候阶段所需的热量积累。结果表明，叶发育阶段（阶段1）持续时间最长（180天），所需积累的热量单位最高（2880 GDD），而芽发育阶段（阶段0）所需热量积累最低（732 GDD）。这反映了不同生长阶段对温度需求的差异，长周期和高温度阶段需要更多的热量积累。

抗酪氨酸酶活性与物候期、叶龄的关系

抗酪氨酸酶活性分析显示，植物次生代谢物的积累受到物候阶段和叶片年龄的显著影响。

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  物候期的影响：在不同物候期采集的叶片提取物中，抗酪氨酸酶活性（以半数抑制浓度IC₅₀表示，值越低活性越高）存在显著差异。花期（冬季）采集的叶片提取物活性最强（IC₅₀ = 19.50 μg/mL），显著优于营养生长期（夏季）的叶片（IC₅₀ = 27.88 μg/mL）。花蕾期（秋季）的叶片活性（IC₅₀ = 23.91 μg/mL）介于两者之间。这表明冬季（花蕾期和花期）是采收高活性叶片材料的最佳时期。
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  叶龄的影响：在营养生长期内，叶龄对活性也有显著影响。成熟叶片（4月龄）和幼叶（1月龄）的提取物活性（IC₅₀分别为21.83 μg/mL和22.85 μg/mL）显著高于老叶（6月龄，IC₅₀ = 29.49 μg/mL）。这表明叶片中的活性成分随着叶片的衰老而减少。

结论

本研究首次成功地将BBCH尺度应用于描述G. radlkoferi的物候生长阶段，为其栽培管理、病虫害防治及采收时机提供了精确的指导。研究明确了气候条件，特别是温和的温度与适量降水，对植物生长和繁殖的成功至关重要。最重要的是，研究揭示了植物抗酪氨酸酶活性与物候期及叶龄的密切关系，确定冬季（花蕾期至花期）采收的1至4月龄叶片具有最高的酪氨酸酶抑制潜力。这一发现为G. radlkoferi作为一种天然皮肤美白成分的可持续开发和高质量原料生产提供了关键的科学依据，对化妆品和药用植物开发领域具有重要意义。