基于UPLC的羊踯躅花瓣类胡萝卜素分析方法的建立

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20240455

浙江农业科学 ›› 2025, Vol. 66 ›› Issue (12): 3019-3025.DOI: 10.16178/j.issn.0528-9017.20240455

基于UPLC的羊踯躅花瓣类胡萝卜素分析方法的建立

孟羽¹(), 胡国伟², 邹荣娴¹, 滕新蕾¹, 陶楚冰¹, 肖政¹^,^*(), 赵宏波¹^,^*()

1.浙江农林大学风景园林与建筑学院/浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室/南方园林植物种质创新与利用国家林业和草原局重点实验室,浙江杭州 311300
2.物产中大长乐林场有限公司,浙江杭州 311100

收稿日期:2024-06-03 出版日期:2025-12-11 发布日期:2025-12-17
通讯作者: 赵宏波(1979—),男,浙江武义人,教授,博士,主要从事园林植物种质资源和遗传育种、植物景观及其生态效益、美丽乡村与村镇景观等方面研究,E-mail:zhaohb@zafu.edu.cn;肖政(1984—),男,福建三明人,副教授,博士,主要从事观赏植物分子生物学研究,E-mail:xzforestry@163.com。
作者简介:孟羽(1998—),女,山东滨州人,硕士研究生,研究方向为园林植物与观赏园艺,E-mail:3065332941@qq.com。
基金资助:
浙江省农业新品种选育重大科技专项(2021C02071-2);浙江农林大学科研发展基金项目(2022LFR079)

Establishment of an analytical method for carotenoids in Rhododendron molle petals using UPLC

MENG Yu¹(), HU Guowei², ZOU Rongxian¹, TENG Xinlei¹, TAO Chubing¹, XIAO Zheng¹^,^*(), ZHAO Hongbo¹^,^*()

1. College of Landscape and Architecture, Zhejiang A&F University/Zhejiang Provincial Key Laboratory of Germplasm Innovation and Utilization for Garden Plants/Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration on Germplasm Innovation and Utilization for Southern Garden Plants, Hangzhou 311300, Zhejiang
2. Wuchan Zhongda Changle Forest Farm Company, Hangzhou 311100, Zhejiang

Received:2024-06-03 Online:2025-12-11 Published:2025-12-17

摘要/Abstract

摘要：

羊踯躅是杜鹃花属中重要的黄花观赏物种。本研究以羊踯躅为材料,旨在优化其类胡萝卜素的提取方法并建立超高效液相色谱(UPLC)分析体系,进而对羊踯躅花瓣中4种主要类胡萝卜素(叶黄素、玉米黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素)进行定性和定量分析。结果表明:以丙酮为提取剂,经过未皂化处理,在避光条件下超声辅助提取30 min,可获得良好提取效果;分析过程中采用ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱,以乙腈-甲醇(体积比9∶1)为流动相等度洗脱,流速0.4 mL·min^-1,检测波长465 nm,柱温27.5 ℃,进样量2 μL,可在6 min内实现类胡萝卜素的有效分离。进一步分析显示,β-胡萝卜素含量变化与花瓣颜色变化趋势一致,是决定羊踯躅花色的关键色素成分。本研究结果为进一步解析羊踯躅花色形成的分子调控机制奠定了重要的物质基础,也为杜鹃花花色育种提供了技术参考。

关键词: 超高效液相色谱, 羊踯躅(Rhododendron molle), 类胡萝卜素, β-胡萝卜素

Abstract:

Rhododendron molle is an important yellow-flowered ornamental species within the genus Rhododendron. In order to optimize the extraction method for its carotenoids and establish an ultra-performance liquid chromatography (UPLC) analysis system for the qualitative and quantitative analysis of 4 major carotenoids (lutein, zeaxanthin, α-carotene, and β-carotene) in the petals. The results showed that good extraction efficiency was achieved using acetone as the extractant, followed by unsaponification treatment and ultrasound-assisted extraction for 30 min under dark conditions. For the analysis, effective separation of carotenoids was accomplished within 6 min using an ACQUITY UPLC BEH C18 column with an isocratic elution of acetonitrile-methanol (volume ratio of 9∶1) as the mobile phase, a flow rate of 0.4 mL·min^-1, a detection wavelength of 465 nm, a column temperature of 27.5 ℃, and an injection volume of 2 μL. Further analysis revealed that the change in β-carotene content was consistent with the variation in petal color, indicating that β-carotene might be the key pigment component determining the flower color of R. molle. The results of this study provide an important material basis for further elucidating the molecular regulatory mechanism of flower color formation in R. molle and also provide technical references for flower color breeding in Rhododendron.

Key words: ultra-performance liquid chromatography (UPLC), Rhododendron molle, carotenoid, β-carotene

中图分类号:

S685.21

孟羽, 胡国伟, 邹荣娴, 滕新蕾, 陶楚冰, 肖政, 赵宏波. 基于UPLC的羊踯躅花瓣类胡萝卜素分析方法的建立[J]. 浙江农业科学, 2025, 66(12): 3019-3025.

MENG Yu, HU Guowei, ZOU Rongxian, TENG Xinlei, TAO Chubing, XIAO Zheng, ZHAO Hongbo. Establishment of an analytical method for carotenoids in Rhododendron molle petals using UPLC[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2025, 66(12): 3019-3025.

图/表 7

图1 羊踯躅花不同发育时期的形态 S1—花蕾期;S2—膨大期;S3—初花期;S4—盛花期;S5—末花期。

Fig.1 Morphology of Rhododendron molle flowers at different developmental stages

图2 不同流动相对4种类胡萝卜素的分离效果 a~d依次展示乙腈和甲醇体积比为6∶1、7∶1、8∶1、9∶1时的结果。1—叶黄素;2—玉米黄质;3—α-胡萝卜素;4—β-胡萝卜素。

Fig.2 Separation of 4 carotenoids under different mobile phases

表1 羊踯躅中4种类胡萝卜素的标准曲线回归方程与检出限

Table 1 Standard curve regression equations and detection limits of four carotenoids from Rhododendron molle

物质	回归方程	线性范围/ (μg·mL^-1)	决定系数	检出限/ (μg·mL^-1)
叶黄素	y=8 952.5x-13 348.0	0.5~250	0.999 8	0.084
玉米黄质	y=7 433.1x-2 052.4	0.1~1 000	0.999 6	0.029
α-胡萝卜素	y=8 183.2x+5 554.7	0.5~500	0.999 9	0.073
β-胡萝卜素	y=9 079.5x+33 665.0	0.5~250	0.999 7	0.021

图3 羊踯躅花瓣中类胡萝卜素经皂化和未皂化处理的UPLC色谱图 a—皂化处理;b—未皂化处理。1—叶黄素;2—玉米黄质;3—α-胡萝卜素;4—β-胡萝卜素。

Fig.3 UPLC chromatograms of carotenoids from Rhododendron molle petals under saponified and unsaponified conditions

图4 不同提取剂对羊踯躅花瓣中类胡萝卜素提取效果的影响柱上无相同小写字母的表示差异显著(p<0.05)。下同。

Fig.4 Effects of different extraction solvents on carotenoid extraction from Rhododendron molle petals

图5 不同提取时间对羊踯躅花瓣中类胡萝卜素提取效果的影响

Fig.5 Effects of different extraction time on carotenoid extraction from Rhododendron molle petals

表2 羊踯躅花瓣各生育时期的不同类胡萝卜素组分含量

Table 2 Content of carotenoid composition in Rhododendron molle petals in different developmental stages 单位:μg·g-1

时期	叶黄素含量	玉米黄质含量	α-胡萝卜素含量	β-胡萝卜素含量
花蕾期(S1)	293.19±7.72 a	449.13±7.54 a	373.37±6.76 a	322.59±5.34 e
膨大期(S2)	284.74±4.97 b	380.69±6.57 b	268.17±4.18 e	481.35±8.51 c
初花期(S3)	281.05±5.46 b	356.89±5.23 c	317.78±5.07 d	663.92±9.14 b
盛花期(S4)	267.30±8.16 d	295.83±4.95 e	338.43±3.36 c	472.43±6.23 d
末花期(S5)	275.13±6.95 c	322.54±6.82 d	369.14±6.13 b	1 079.24±14.04 a

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Establishment of an analytical method for carotenoids in Rhododendron molle petals using UPLC

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