盐度与采收期对百里香、芫荽和莳萝产量及酚类与挥发性成分的影响机制研究

《Scientia Horticulturae》：Impact of salinity and harvest date on the yield, phenolic and volatile contents of thyme ( Thymus vulgaris L.), coriander ( Coriandrum sativum L.) and dill ( Anethum graveolens L.)

本研究探讨了盐度胁迫与采收时间对三种常见香草（百里香、芫荽和莳萝）产量、酚类及挥发性成分的影响。研究人员通过水培实验结合代谢组学分析，发现100 mM NaCl处理显著降低产量但可诱导部分次生代谢物特异性积累，为可控胁迫提升草药功能品质提供了新策略。

　　

随着全球农业面临土壤盐渍化加剧的挑战，盐度已成为影响作物生长的关键非生物胁迫因素。尤其在香草种植领域，盐度不仅制约产量，更可能通过调控次生代谢途径改变其风味和药用价值。近年来，可控盐分胁迫作为一种“逆境激发”策略受到关注，旨在提升香草品质而不显著牺牲产量。百里香（Thymus vulgarisL.）、芫荽（Coriandrum sativumL.）和莳萝（Anethum graveolensL.）作为欧洲消费量最高的香草，其耐盐机制与品质响应规律尚不明确。为此，卢布尔雅那大学的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表了这项深入研究，系统解析了盐度与采收时间对三种香草产量、酚类及挥发性成分的复合效应。

研究采用水培实验体系，在控制条件下设置对照（C）和100 mM NaCl处理组，于三个采收期（每期间隔10天）采集样本。关键技术包括：利用SPAD-502叶绿素仪测定相对叶绿素含量；通过紫外分光光度法（参照Wellburn方法）定量叶绿素a、b和类胡萝卜素；采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）鉴定和定量酚类化合物；借助顶空固相微萃取-气相色谱质谱（SPME-GC-MS）分析挥发性有机物；基于酶动力学方法测定苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POX）活性。所有数据均通过R语言进行统计学分析，采用单因素方差分析（ANOVA）和Dunnett’s检验评估组间差异。

3.1. 水培香草的产量

盐处理显著降低了三种香草的总体产量：百里香减少74.5%，莳萝50.6%，芫荽56.8%。随时间推移，盐胁迫对产量的抑制效应加剧，例如芫荽在第三次采收时产量下降96.8%。干物质百分比在百里香中盐胁迫后上升，莳萝无显著变化，而芫荽在末次采收时下降11%。

3.2. 香草的光合色素

SPAD值和光合色素含量（叶绿素a、b及类胡萝卜素）在盐胁迫下普遍下降，尤其在第二次和第三次采收时显著。叶绿素a受影响最大，百里香、莳萝和芫荽分别下降63.1%、39.5%和63.3%，表明盐胁迫严重破坏光合系统。

3.3. 盐培香草中的酚类化合物

通过LC-MS鉴定出百里香含15种酚类物质（包括羟基苯甲酸衍生物、黄酮醇等），莳萝11种（以羟基肉桂酸衍生物为主），芫荽8种（含黄酮和醛类）。总体酚类含量在盐胁迫下降低，但部分成分如百里香中的鼠尾草酸衍生物和莳萝中的芹菜素己糖苷显著上升（25%~75%），呈现化合物特异性响应。

3.4. 盐培香草中的总挥发性成分和个体挥发性成分

挥发性组分中，百里香以单萜（>80%占比）为主，盐胁迫下其含量下降37.2%，但酯类上升36.7%。关键成分如香芹酚（thyme中上升78.7%）和γ-松油烯（下降21.3%~61%）变化显著。莳萝的单萜在第三次采收时盐处理下上升36.5%，而芫荽的醛类（如2E-癸醛）早期下降但末期上升37%，体现时间动态调节。

3.5. 盐培香草中的PAL和POX活性

苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POX）活性因物种和采收期异变。百里香PAL在盐胁迫初期上升58.3%，而POX在莳萝中显著增强（31.1%~32.8%）。芫荽的POX活性在盐处理下反而降低，提示其抗氧化防御机制较弱。

研究结论表明，100 mM NaCl的 prolonged胁迫虽降低产量，但能特异性增强部分次生代谢物（如某些酚酸和挥发性酯类）的积累。这种效应具有物种和化合物双重特异性，且受采收时间调控。酶活性动态（PAL和POX）进一步印证了盐胁迫通过激发抗氧化通路影响代谢流。该研究为精准调控水培香草品质提供了理论依据，建议在生产中采用短期可控盐胁迫以平衡产量与品质，这对提升香料产业功能价值与应对盐渍化农业挑战具有重要意义。