不同栽培品种甘薯叶片多糖的含量差异及抗氧化活性比较

引言：在植物资源开发与利用的研究领域中，甘薯因适应性强、栽培范围广且营养成分丰富，始终是研究热点之一。传统研究多聚焦于甘薯块根的淀粉、膳食纤维等成分，而对其叶片的开发利用关注较少。事实上，甘薯叶片作为甘薯植株的重要营养器官，不仅含有蛋白质、维生素等基础营养物质，还蕴含多糖、黄酮、酚酸等多种活性成分，其中多糖因具有无明显毒副作用、抗氧化活性显著等特点，成为天然活性物质研究的重点方向。

不同栽培品种的甘薯，受遗传背景差异的影响，在形态特征、生理代谢途径上表现出显著不同，这直接导致其叶片中多糖的合成与积累过程存在差异。同时，多糖的抗氧化活性与其自身结构紧密相关，而品种差异会进一步影响多糖的结构特征，进而导致不同品种甘薯叶片多糖的抗氧化能力呈现出明显区别。因此，深入分析不同栽培品种甘薯叶片多糖的含量差异及抗氧化活性，对于挖掘甘薯叶片的应用价值、推动甘薯产业的多元化发展具有重要意义。

一、不同栽培品种甘薯叶片多糖含量差异的形成机制

（一）遗传特性对多糖合成关键酶的影响

多糖的生物合成是一个由多种酶协同调控的复杂过程，其中磷酸葡萄糖异构酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、蔗糖合成酶等关键酶的活性，直接决定了多糖的合成效率与积累量。不同栽培品种的甘薯，其基因组中调控这些关键酶合成的基因序列存在差异，导致酶的表达量与活性各不相同。例如，部分品种中尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性较高，能够高效催化尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的生成，而 UDPG 作为多糖合成的核心前体物质，其含量增加会直接促进多糖的积累，最终使该品种甘薯叶片的多糖含量显著高于其他品种；反之，若某品种中磷酸葡萄糖异构酶活性较低，会导致葡萄糖-6-磷酸向果糖-6-磷酸的转化过程受阻，进而影响多糖合成的碳源供应，造成叶片多糖含量偏低。

（二）生理代谢途径的品种特异性

甘薯叶片中多糖的合成依赖于光合作用产生的碳水化合物，而不同栽培品种甘薯的光合效率、碳水化合物分配机制存在明显的品种特异性。高光合效率的品种能够在相同生长条件下合成更多的光合产物，为多糖合成提供充足的碳源基础；同时，部分品种具有“优先向叶片分配碳水化合物”的代谢特性，即光合产物更多地用于叶片中多糖、蛋白质等物质的合成，而非向块根运输，这一特性会进一步促进叶片多糖的积累。此外，不同品种的呼吸代谢强度也会影响多糖含量，呼吸代谢较弱的品种，其碳水化合物的消耗速率较低，更多的碳源能够被留存用于多糖合成，从而使叶片多糖含量维持在较高水平。

二、不同栽培品种甘薯叶片多糖的抗氧化活性差异

（一）自由基清除能力的品种差异

自由基（如 DPPH 自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基）是导致机体氧化损伤的主要物质，而多糖通过提供氢原子或电子，能够与自由基结合并使其失去活性，从而发挥抗氧化作用。不同栽培品种甘薯叶片多糖的自由基清除能力存在显著差异，这种差异主要源于多糖的结构特征。分子量较大的多糖分子可能因空间结构复杂，与自由基的结合位点更多，从而表现出更强的 DPPH 自由基清除能力；而富含葡萄糖醛酸等酸性单糖的多糖，其分子中含有更多的羧基，能够通过与羟基自由基发生反应，高效清除该类自由基，因此该类品种的多糖在羟基自由基清除实验中表现更优。

例如，部分糯性甘薯品种的叶片多糖，其单糖组成中葡萄糖醛酸含量较高，在相同浓度下，其羟基自由基清除率可达 60% 以上，显著高于非糯性品种；而一些高淀粉型甘薯品种的叶片多糖，因分子量较大且分支度高，DPPH 自由基清除率明显优于其他品种。这种自由基清除能力的品种差异，为根据具体应用需求（如针对不同类型氧化损伤的抗氧化产品开发）筛选适宜的甘薯品种提供了重要参考。

（二）抑制脂质过氧化能力的品种区别

脂质过氧化是指生物膜中的脂质分子在自由基作用下发生氧化分解的过程，会导致细胞膜结构破坏与功能丧失，而多糖能够通过抑制脂质过氧化反应的启动或终止过氧化链式反应，保护细胞膜的完整性。不同栽培品种甘薯叶片多糖在抑制脂质过氧化能力上的差异，与多糖的硫酸化程度、糖链分支结构密切相关。硫酸化程度较高的多糖，其分子表面带有更多的负电荷，能够与脂质分子中的正电荷基团结合，形成稳定的复合物，从而阻止自由基与脂质分子的接触，有效抑制脂质过氧化的发生；而分支度高的多糖，能够更快速地与过氧化链式反应中的中间产物结合，终止反应的进一步进行。

在实际研究中发现，部分地方特色甘薯品种的叶片多糖，其硫酸化程度显著高于常规栽培品种，在大豆卵磷脂脂质体过氧化模型中，该品种多糖的抑制率可达 55%～70% ，而常规品种的抑制率多在 30%～45% 之间。这种差异表明，不同品种甘薯叶片多糖在保护生物膜、延缓氧化衰老方面的能力存在明显区别，为筛选具有高脂质过氧化抑制活性的甘薯品种提供了理论支撑。

结语：不同栽培品种甘薯叶片多糖在含量与抗氧化活性上的差异，本质上是品种遗传特性通过调控多糖合成关键酶活性、生理代谢途径，进而影响多糖结构特征所导致的结果。遗传背景优良的品种，不仅能够积累更高含量的叶片多糖，其多糖还因特定的分子量、单糖组成与化学修饰（如硫酸化），表现出更强的自由基清除能力与脂质过氧化抑制能力。未来研究可进一步结合分子生物学技术，挖掘调控甘薯叶片多糖合成与结构的关键基因，通过基因编辑、分子标记辅助育种等手段，培育高多糖含量、高抗氧化活性的甘薯新品种；同时，可深入探索多糖的抗氧化作用机制，为甘薯叶片多糖在功能食品、保健品、化妆品等领域的产业化应用提供更坚实的理论支持，推动甘薯资源的全株化、高值化利用。

参考文献：

[1]刘仰生，刘洋，蔡立平，等.不同水分条件下有机无机肥配施对甘薯生理生化特性及产量的影响[J].山东农业科学，2025，57（08）：117-124.

[2]蒋杨影，唐铭均，张林茜，等.生长前期光照强度对甘薯叶片光合生理和 结薯的影响[J].作物学报，2024，50（10）：2575-2585.

作者信息：

沈建萍（2005-），汉族，云南省宣威市，本科，研究方向：园林朱青秋（2005-），土家族，湖北省恩施州，本科，研究方向：园林孙楚怡（2005-），汉族，湖北省随州市，本科，研究方向：中医徐钰涵（2006-），汉族，江西抚州，本科，研究方向：园林杨婷棋（2005-），汉族，湖北省荆州市，本科，研究方向：城乡规划湖北民族大学大学生创新创业训练计划项目：X202410517244