丹參有效成分的積累及其與生態(tài)因子的關(guān)系碩士論文.pdf

中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué) 碩士學(xué)位論文 丹參有效成分的積累及其與生態(tài)因子的關(guān)系 姓名：賀玉林 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：生藥學(xué) 指導(dǎo)教師：李先恩 20070601 摘要 摘要 丹參為常用大宗藥材，種植面積大，產(chǎn)地多，范圍廣，藥材質(zhì)量參差不齊。本文 通過多點多品種( 系) 的田問試驗，研究丹參有效成分的積累及其與土壤和氣象因子 之間的關(guān)系，得出結(jié)果如下： 1 、同一產(chǎn)地不同丹參品種( 系) 之間其有效成分迷迭香酸、丹酚酸b 、丹參酮 i 、隱丹參酮、丹參酮i ia 等的含量存在顯著性差異，表明丹參有效成分的積累與遺 傳基因密切相關(guān)。各品種的有效成份含量變異都較大，且脂溶性成分的變異程度大于 水溶性成分。其中水溶性成分迷迭香酸的含量變異程度大于丹酚酸b 。 2 、同一丹參品種( 系) 在不同產(chǎn)地種植其有效成分迷迭香酸、丹酚酸b 、丹參 酮i 、隱丹參酮、丹參酮i i a 等的含量存在顯著性差異，表明丹參有效成分的積累與 產(chǎn)地密切相關(guān)。同一丹參品種( 系) 在不同產(chǎn)地的變異程度不同，其中品種( 系) 9 9 2 、 9 9 4 和s h h 的變異程度大于其它品種( 系) 。不同產(chǎn)地水溶性成分迷迭香酸的含量變 異程度大于丹酚酸b ，脂溶性成分隱丹參酮含量變異程度大于丹參酮i 和丹參酮i i 。 水溶性成份中丹酚酸b 的含量變異程度小于脂溶性成分，迷迭香酸的變異成分程度 和脂溶性成分差異不大。 3 、丹參有效成分的含量與土壤因子的相關(guān)性分析結(jié)果表明，丹參有效成分的積累 與土壤因子之問的關(guān)系存在基因型差異，脂溶性成分與水溶性成分積累與土壤因子的 關(guān)系有明顯的不同。f e 、m o 、c o 、t 1 、a s 和u 等礦質(zhì)元素的含量與9 9 2 、9 9 - 4 、9 9 - 5 、 d s 一2 0 0 0 、s h h 等丹參品種( 系) 的脂溶性成分含量存在顯著正相關(guān)。而與品種( 系) 9 9 3 和0 5 一c h x 相關(guān)不顯著。9 9 2 、9 9 3 、9 9 5 、d s - 2 0 0 0 、0 5 一c h x 、s h h 等丹參品種( 系) 水溶性成份含量與大多數(shù)礦質(zhì)元素含量不相關(guān)，而品種( 系) 9 9 4 與c u 、a s 、m o 、t 1 、 p b 、t h 、u 等礦質(zhì)元素顯著正相關(guān)。 4 、丹參有效成分含量與氣象因子的相關(guān)分析結(jié)果表明，丹參有效成分的積累與氣 象因子之間的關(guān)系存在品種問的差異，品種( 系) 不同，相關(guān)的氣象因子亦有所不同。 9 月份高溫不利于丹參有效成分的積累，而9 月的降雨量、空氣濕度和土壤濕度有利 于丹參有效成分的積累。 關(guān)鍵詞：丹參，土壤因子，氣象因子，生態(tài)因子，基因型 i v a b s t r a c t a b s t r a c t m e d i c i n a lm a t e r i a l si nc o m m o nu s e d , r a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a e ，g r o w si nl a r g e a m o u n ta tm a n ya r e a s b u tt h eq u a l i t yi sn o ti n s t a b i l i t y t h i sp a p e rw a sc o n d u c t e dt o i n v e s t i g a t et h ep e r f o r m a n c eo fs e v e nm e d i c i n a lv a r i e t i e sa tf i v ee c o l o g i c a ls i t e s w es t u d y t h er e l a t i o n so ft h em a i nc o n t e n t so fr a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a ea n ds o i lc o n d i t i o n , a n d b e t w e e nt h em e t e o r o l o - g i c a lf a c t o r s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ： 1 n 他c o n t e n to fr a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a ea tt h es a m eh a b i t a t sw e r em a r k e d l y v a r i o u sf r o md i f f e r e n tg e n o t y p o ，t h i si n d i c a t e st h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ec o n t e n ta n dt h e g e n o t y p eo fr a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a e t h ev a r i a t i o no ff a t - s o l u b l ei n g r e d i e n t sw a s m a r k e d l yd i f f e r e n tf r o me a c ho t h e r t h ev a r i a t i o no fw a t e r - s o l u b l ei n g r e d i e n t sw a sl e s s t h a nt h a to ff a t - s o l u b l ei n g r e d i e n t s ，t h ev a r i a t i o no fr o s m a r i n i ca c i di n g r e d i e n t sw a sl e s s m o r et h a to f s a l v i a n o l i ca c i db 2 t h ec o n t e n to fs a m eg e n o t y p er a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a et h es 鋤ew c l em a r k e d l y v a r i o u si nd i f f e r e n tr e g i o n t h i si n d i c a t e st h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h ec o n t e n ta n dt h e h a b i t a t so fr a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a e t h ev a r i a t i o no ff a t - s o l u b l ei n g r e d i e n t sw a s m a r k e d l yd i f f e r e n tf r o me a c ho t h e r t h ev a r i a t i o no f 9 9 2 j ”9 9 4 ”a n d ”s h h w a sl e s st h a n o t h e r sg e n o t y p e ，t h ev a r i a t i o no f r o s m a r i n i ca c i di n g r e d i e n t sa td i f f e r e n th a b i t a t sw a sl e s s m o r et h a to fs a l v i a n o l i ca c i db ，a n dt h ev a r i a t i o no fe r y p t o t a n s h i n o n ei n g r e d i e n t sw a s m o r ct h a nt h a to ft a n s h i n o n eia n dt a n s h i n o n ei i t h ev 撕a t i o no fr o s m a r i n i ca c i dw a s l e s st h a nt h a to f f a t - s o l u b l ei n g r e d i e n t s n l ev a r i a t i o no f s a l v i a n o l i ca c i db i n g r e d i e n t sw a s i n d i s t i n c t i v ef r o mt h a to fs a l v i a n o l i ca c i db 3 i n v e s t i g a t e dt h er e l a t i o n s h i pl a w sb e t w e e nt h em a i nc o n t e n to fm e d i c i n ep l a n ta n d s o i lc o n d i t i o n t h er e l a t i o n s h i pw e r em a r k e d l yv a r i o u sf r o md i f f e r e n tg e n o t y p e t h e c o r r e l a t i o nb e t w e c l lf a t - s o l u b l ea n ds o i lc o n d i t i o ni sd i f f e r e n tf r o mt h a to fw a t e r - s o l u b l e t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nm i n e r a le l e m e n t s ( f e ，m o ，c o ，t i ，a s ，t r ) a n dt h em a i nc o n t e n to f 9 9 2 ：9 9 - 4 “ , “ 9 9 - 5 j d s - 2 0 0 0 ：”s h h i sm a r k e d l yi nt h ep o s i t i v e ，b u t 9 9 3 “ , “ 0 5 - e h x ” a r co p p o s i t e t h ew a t e r - s o l u b l ei n g r e d i e n t si nd i f f e r e n tg e n o t y p eo fr a d i xs a l v i a e m i l t i o r r h i z a ee x c e p t 9 9 - 4 ，d o n th a v es i g n i f i c a n tw i t ht h em i n e r a le l e m e n t s 4 i n v e s t i g a t e dt h er e l a t i o n s h i pl a w sb c t w e e nt h em a i nc o n t e n to fm e d i c i n ep l a n ta n d m e t e o r o l o g i c a lf a c t o r s 1 1 地r e l a t i o n s h i pw e r em a r k e d l yv a r i o u sf r o md i f f e r e n tg e n o t y p e r a i n f a l la n ds o i lh u m i d i t yi ns e p t e r m b e rw e r ep r o p i t i o u st ot h ea c c u m u l a t i n go ft h em a i n c o n t e n ti nr a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a e v a b s t r a c t k e yw o r d ：r a d i xs a l v i a em i l t i o r r h i z a e ，s o i lc o n d i t i o n ，m e t e o r o l o g i c a lf a c t o r s ， v i e n v i r o n m e n tf a c t o r s ，g e n o t y p e 前言 1 上l 丑舌 ( i n t r o d u c t ) 丹參是我國常用大宗藥材，在我國分布甚廣，由于不同地區(qū)的光照、溫度、水分、 肥力、土壤類型、種植制度、生產(chǎn)水平等因素的不同，即使是同一品種在不同生態(tài)條 件下種植，其品質(zhì)性狀也會發(fā)生較大變化。品質(zhì)生態(tài)學(xué)主要研究品質(zhì)差異與生態(tài)環(huán)境 因子以及與人工控制因子之間關(guān)系。品質(zhì)生態(tài)學(xué)研究已在玉米、水稻、小麥等農(nóng)作物 中廣泛開展，并為不斷提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)提供了新的技術(shù)途徑，而品質(zhì)生態(tài)學(xué)在藥用 植物方面的研究較少，且不夠深入。生態(tài)因素與農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)形成之間的關(guān)系 作了較多的研究，但大多數(shù)工作針對是作物的產(chǎn)量和初生代謝產(chǎn)物( 蛋白質(zhì)、糖和脂 肪等) 。藥用植物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)是次生代謝產(chǎn)物，有關(guān)生態(tài)因素與藥材有效成分( 次 生代謝產(chǎn)物) ) 之間的關(guān)系研究報道較少。 藥材的有效成分由遺傳和生態(tài)環(huán)境( 包括栽培技術(shù)) 兩大因素決定。生態(tài)因子 是藥材品質(zhì)形成的基本條件和重要因素。產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境主要包括氣象因素和土壤因 素，其中氣象因素有年總、年平均及月均氣溫、積溫、日較差、日照時數(shù)和降雨量等， 土壤因素包括土壤質(zhì)地、土壤陰值、土壤有機質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量等。在丹參的整個 生長過程中各生態(tài)因子并不是孤立地發(fā)揮作用，而是彼此之間相互聯(lián)系、相互促進、 相互制約。每個生態(tài)因子在丹參的有效成分積累方面決不是起同等重要的作用，而是 在不同的時段內(nèi)表現(xiàn)為不同的作用強度( 大小) 。在如此眾多的因素中，影響丹參有 效成分積累最主要的生態(tài)因子是什么? 它們之間存在怎樣的量化關(guān)系? 這些問題的 研究有助于揭示丹參有效成分積累的規(guī)律，為調(diào)節(jié)和控制丹參的質(zhì)量及安全利用奠定 基礎(chǔ)。 本研究將利用選育的遺傳穩(wěn)定且性狀相對一致的丹參優(yōu)良品系為品種( 系) ( 不 同產(chǎn)地栽培繁殖用種源) ，在保證種源遺傳背景相對一致( 同一基因型) 的條件下來 研究生態(tài)因子對丹參藥材有效成分積累的影響。擬采用多點( 不同的生態(tài)條件) 田間 試驗設(shè)計，在統(tǒng)一的栽培管理下，根據(jù)不同試驗點( 產(chǎn)地) 的氣候和土壤條件的不同 及所形成的丹參有效成分含量的差異，通過多角度、多層次的分析，揭示生態(tài)因素與 丹參有效成分積累之間的規(guī)律性，為丹參實施生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范( g a p ) 和藥材的質(zhì) 量控制提供理論依據(jù)。 文獻綜述 文獻綜述 第一節(jié)丹參概況 丹參( s a l v i a e m i l t i o r r h i z a b g e ) 為唇形科鼠尾草屬植物，根及根莖入藥。又 名：紫丹參、紅根、血參、大紅袍等。味苦，性微寒。具有祛瘀止痛，活血調(diào)經(jīng)，清 心除煩。用于治療月經(jīng)不調(diào)，經(jīng)閉痛經(jīng)，產(chǎn)后瘀阻腹痛，癰腫腫痛，關(guān)節(jié)酸痛，心煩 不眠；肝脾腫大，心絞痛。近代醫(yī)學(xué)臨床證明，丹參有擴張血管與增進冠狀動脈血流 量的作用，治療冠心病、心絞痛、心肌梗塞、心動過速等癥有顯著的療效；還用來治 療慢性肝炎、早期肝硬化等癥，亦有良好的效果。丹參為醫(yī)藥工業(yè)的重要原料，需求 量大，目前全國各地都有人工栽培。丹參廣泛分布于華北、華東、中南、西北，西南 部分省區(qū)也有分布。野生資源減少的同時，全國許多地區(qū)開展丹參的引種栽培，主產(chǎn) 于四川、河北、山東，山西、安徽、陜西、江蘇等省。 1 本草考證 丹參始載于我國最早的藥書神農(nóng)本草經(jīng)，“主心腹邪氣，腸鳴幽幽如走水，寒 熱積聚；止煩渴，益氣?！北涣袨樯掀贰１蔽簠瞧毡静葺d：“治心腹痛”。表明丹 參自古即用于治療熱癥與腸鳴，瀉除腸內(nèi)積聚物與腹中濕熱之邪氣。列為上品表明它 無毒并作清補之用。以后隨著中醫(yī)實踐的發(fā)展，人們逐漸轉(zhuǎn)向丹參可養(yǎng)血，調(diào)經(jīng)，安 神，并可治風(fēng)邪熱癥。明代本草綱目載：“活血，通心包絡(luò)，治疝痛?！卑磱D人 明理論云：“四物湯治婦人病，不問產(chǎn)前產(chǎn)后經(jīng)水多少，皆可多用，惟一味丹參散， 主治與之相同，蓋丹參能破宿血，補新血，安生胎，落死胎，止崩中帶下，調(diào)經(jīng)脈， 其功大類當(dāng)歸、地黃、芍藥故也。”清代本草逢原記有：“丹參本經(jīng)治心腹邪氣， 腸鳴幽幽如走水等疾，皆積血內(nèi)滯而化為水之候。止煩漫益氣者，淤積去而煩漫愈， 正氣復(fù)也?！奔丛谏褶r(nóng)本草經(jīng)對丹參描述的基礎(chǔ)上進一步強調(diào)了丹參在活血化瘀、 養(yǎng)血、安神、調(diào)婦人經(jīng)血、止崩帶下及治療腫瘤的功效，并記述一味丹參散即可用于 治療婦科疾病。 2 丹參生態(tài)環(huán)境和生長特性 丹參性喜濕潤，適宜種植在土層較厚、土質(zhì)肥沃，疏松、通氣良好的砂質(zhì)土中。 對土壤氣候適應(yīng)性強、喜氣候溫和、陽光充足、空氣濕潤的環(huán)境。如光照不足，氣溫 偏低，幼苗生長緩慢，植株發(fā)育不良。丹參耐旱，怕澇。適宜在年平均氣溫1 7 1 ， 平均相對濕度7 7 的條件下生長發(fā)育良好，在氣溫一5 時，莖葉受凍害；地下根部能 文獻綜述 i i 耐寒，可露天越冬，幼苗期遇到高溫干早天氣，生長停滯或死亡。丹參為深根植物， 在土壤深厚肥沃，排水良好，中等肥力的砂質(zhì)壤土中生長發(fā)育良好。土壤過于肥沃， 根部生長不壯實；在水澇、排水不良的低洼地會引起爛根。土壤酸堿度近中性為好。 過沙或過粘的土壤丹參生長不良。 野生種多見于山坡、草叢、溝邊、林緣、路邊等陽光充足較濕潤的地方，春季地 溫i o 。c 時開始返青，在氣溫低的地區(qū)，植株生長發(fā)育不良，幼苗出土亦慢，溫度2 0 一2 6 ，相對濕度8 0 時生長旺盛，丹參植株返青后，3 - 4 月莖葉生長較快，果實成熟 后植株枯死，倒苗后重新長出新芽和葉片，進入第二次生長，母株一般生3 5 個分株， 從4 月上旬開始分枝，并陸續(xù)抽出花序，秋季花序少，只有春季的三分之一，7 8 月目 照時間長有利根部生長。秋季氣溫降至1 0 以下時，地上部分開始枯萎，丹參耐寒， 在北方能露地越冬，根在一1 5 。c 的情況下可安全越冬，但怕旱又怕澇，低洼積水易引起爛 根種子在1 8 2 2 “ c 時，1 5 天左右可出苗，陳種發(fā)率芽極低，根段在地溫1 5 一1 7 。c 時 開始萌生不定芽，根段上部發(fā)芽發(fā)根均較下部早。 3 丹參主要化學(xué)成分 丹參的化學(xué)成分主要有兩大類：脂溶性的丹參酮類化合物和水溶性的酚酸類化合 物。 3 i 脂溶性成分 屬醌、酮型結(jié)構(gòu)的有：丹參酮( t a n s h i n o n e ) i 、i i 、i i 。、v 、，隱丹參酮 ( c r y p t o t a n s h i n o n e ) ，異丹參酮( i s o t a n s h i n o n e ) i 、i i 、i ib 、異 隱丹參酮( i s o c r y p t o t a n s h i n o n e ) ，羥基丹參酮i i ( h y d r o x y t a n s h i n o n e i i ) ，丹參 酸甲脂( m e t h y l t a n s h i n o n a t e ) ，亞甲基丹參醌( m e t h y l e n e t a n s h i q u n o n e ) ，二氫 丹參酮i ( d i h y d r o t a n s h i n o n ei ) ，丹參新醌( d a n s h e x i n k u m ) a 、b 、c 、d 嘲，二 氫異丹參酮i ( d i h y d r o i s o t a n s h i n o n ei ) 0 1 ，去羥新隱丹參酮 ( d e o x y n e o c r p t o t a n s h i n o n e ) ，代號為r o 一0 9 0 6 8 0 的2 一異丙基一8 一甲基菲一3 ，4 一二 酮( 2 - i s o p r o p l y 一8 一m e t h y ：p h e n a n t h r e n e 一3 ，4 - d i o n e ) “1 ，去甲丹參酮 ( n o r t a n s h i n o n e ) ，丹參二醇( t a n s h i n d i o i ) a 、b 、c ，丹參新酮( m i l t i r o n e ) 等。 3 2 水溶性成分 酚性酸化合物有：丹參素( d a n s h e n s u ) ，丹參酚酸( s a l v i a n o l i ca c i d ) a 、b 、 c 、d 、e 、g ；迷迭香酸( r o s m a r i n i ca c i d ) ，迷迭香酸為丹參素與一分子咖啡酸( c a f f e i c 2 文獻綜述 a c i d ) 結(jié)合而成，丹酚酸a 為丹參素與兩分子咖啡酸縮合而成。丹酚酸b 為三分子丹 參素與一分子咖啡酸縮合而成，丹參酸c 是2 分子丹參素的縮合物。此外，還有迷 迭香酸甲酯( m e t h y lr o s m a r i n a t e ) ，紫草酸單甲脂( m e t h y ll i t h o s p e r m a t e ) ，紫草 酸二甲酯( d i m e t h y ll i t h o s p e r m a t e ) ，紫草酸乙酯( e t h y ll i t h o s p e r m a t e ) ，紫草 酸b ( 1 i t h o s p e r m i ca c i db ) ，原兒茶醛( p r o t o c a t e c h u i ca l d e h y d e ) ，咖啡酸，異 阿魏酸( i s o f e r u l i ca c i d ) 等。 4 丹參的藥理作用 丹參有祛瘀止痛，活血通經(jīng)，清心除煩等功效?，F(xiàn)代藥理學(xué)的研究表明，它有多 方面的藥理作用。( 1 ) 抗氧化作用：張力等報道，丹參素為超氧陰離子( 0 2 - ) 清除劑，其 清除的作用優(yōu)于超氧化物歧化酶( s 0 d ) 嘲；( 2 ) 抗凝及抗血栓作用：丹參具有改善微循 環(huán)障礙及降低血漿乳酸含量，提高機體抗凝和抗纖維化作用，抑制體外血栓形成的作 用”1 ；( 3 ) 抗心腦缺血作用：丹參水提物對丙腎上腺素，氯化鋇及冠狀動脈結(jié)扎所致 大鼠心肌缺血和心律失常均有明顯防治作用伽；( 4 ) 調(diào)血脂抗動脈粥樣硬化的作用： 丹參素具有抑制細胞內(nèi)源性膽固醇合成和抗脂蛋白氧化作用，從而防止氧化脂蛋白對 細胞的損傷嘲；( 5 ) 抗炎及增加免疫功能的作用“：丹參素可顯著延長小鼠耐缺氧時 間，顯著抑制大鼠腹巨噬細胞產(chǎn)生p g e 2 及x b 2 具有免疫增強作用叫；( 6 ) 抗肝纖 維化，對肝、肺、腎損傷的保護作用：肝纖維化是各種病因?qū)е赂斡不幕A(chǔ)，故對 慢性肝病除強調(diào)病因治療外，還應(yīng)加強對纖維化的治療，以減緩或逆轉(zhuǎn)其病理過程。 丹參能提高血液攜氧能力有效地減輕低氧所致的心腦腎等重要臟器的損傷，為高原病 的防治提供了依據(jù)“4 ；( 7 ) 鎮(zhèn)靜作用：丹參素是中樞鎮(zhèn)靜的有效成分之一，對抗苯丙 胺精神運動興奮作用較顯著“”；( 8 ) 其它作用：丹參酮對于菌苗致熱的家兔有解熱的 作用，小鼠實驗表明，丹參酮有較溫和的通過卵巢作用的雌激素活性。丹參還有促進 創(chuàng)傷愈合及抗胃瘍的作用“。 5 丹參的資源應(yīng)用與利用現(xiàn)狀 近年來對丹參的應(yīng)用有較大發(fā)展，如用本品治療腦栓塞、宮外孕、冠心病、風(fēng)濕 病、心臟病、心絞痛、慢性肝病、肝硬化、脈管炎、破皮病等均取得了良好的效果， 且在劑型制備方面，近年又發(fā)展了幾種新劑型，如復(fù)方丹參滴丸、丹參注射液、復(fù)方 丹參片、復(fù)方丹參膠，丹參多相脂質(zhì)體、復(fù)方丹參膏、復(fù)方丹參霧劑、滴劑、復(fù)方丹 參酊等。此外，由于丹參含有維生素及微量元素鋅、銅等，因此能促進毛發(fā)黑色素的 3 文獻綜述 生成，也能改善因微量元素缺乏而造成的白發(fā)、黃發(fā)、頭發(fā)干燥等癥。另外，丹參還 具有美容作用，可將其添加于化妝品中或與其它天然藥物配合應(yīng)用，有止瘁、去屑、 防治脫發(fā)、烏發(fā)、潤發(fā)、增強皮膚彈性等多種功能，可用于研制生產(chǎn)各種養(yǎng)發(fā)、烏發(fā)、 護發(fā)的系列保健產(chǎn)品。此外丹參酮為紅色色素，且清除氧自由基優(yōu)于s o d ，在化妝品 生產(chǎn)方面也有一定開發(fā)潛力。 第二節(jié)藥用植物品質(zhì)與生態(tài)因子關(guān)系的研究進展 藥用植物的藥效活性成分，大多是植物的次生代謝化合物。植物的次生代謝物是 植物在長期進化中與環(huán)境( 生物的和菲生物的) 相互作用的結(jié)果。次生代謝產(chǎn)物在植 物提高自身保護和生存競爭能力、協(xié)調(diào)與環(huán)境關(guān)系方面充當(dāng)重要的角色，其產(chǎn)生和變 化比初生代謝產(chǎn)物與環(huán)境有著更強的相關(guān)性和對應(yīng)性“?！? 。要提高中藥材的產(chǎn)量和品 質(zhì)，一方面要選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病蟲害的優(yōu)良品種，另一方面還要研究主要生態(tài)因 子對中藥材產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，確定藥材適宜生長的區(qū)域，建立優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)基地。 我國歷代醫(yī)家十分重視藥材的品質(zhì)與產(chǎn)地的關(guān)系，古人云“離其本土，則質(zhì)同而 效異”“”，“本土”顯然是指產(chǎn)地的土壤和氣候等生態(tài)環(huán)境，說明藥材的品質(zhì)形成與 生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。藥用植物品質(zhì)與生態(tài)因子關(guān)系研究可以為中藥材優(yōu)質(zhì)栽培、育種 提供理論依據(jù)，為中藥材實施生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范( g a p ) 和藥材的質(zhì)量控制，建立中 藥材優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)基地提供理論依據(jù)。 1 藥用植物品質(zhì)與生態(tài)因子關(guān)系研究 藥用植物品質(zhì)是植物在一定生態(tài)條件和栽培技術(shù)下的綜合表現(xiàn)，不同的生態(tài)環(huán)境 下，具有不同的品質(zhì)表現(xiàn)，除受本身的遺傳因素決定外，還受生態(tài)條件( 諸如光照、 水分、溫度等) 影響，這是內(nèi)因( 基因型、生理生化過程) 和外因( t 態(tài)環(huán)境、農(nóng)藝措施) 綜合作用的結(jié)果。 1 1 藥用植物品質(zhì)與地理因子關(guān)系研究 地形、地貌對中藥資源雖不發(fā)生直接影響，但能制約光照、溫度、水分等自然因 子，所以對藥用植物的生存仍起著決定性作用。地形的變化可引起氣候及其他因子的 變化，從而影響藥用植物資源的種類與分布。原產(chǎn)地的生態(tài)條件影響著品種的進化。 制約著品種選育目標(biāo)、方法；地理緯度、海拔高度及栽培年份及生態(tài)條件是從外界環(huán) 境條件方而影響品種( 基因型) 的表現(xiàn)。地理因子恰是通過內(nèi)因和外因這兩方面而影 4 文獻綜述 響著藥用植物品質(zhì)的表現(xiàn)。 1 2 藥用植物品質(zhì)與氣象因子關(guān)系研究 1 2 1 光照 日照時數(shù)、光照的質(zhì)量和強度是影響植物生長的最重要因素之一。 朱仁斌“”等在對皖西西洋參人參皂甙含量的研究中發(fā)現(xiàn)在海拔5 3 0 8 5 0 米的范 圍內(nèi)，年日照時數(shù)隨海拔高度逐漸增加，總皂苷含量呈線性增加，由6 7 5 上升到最 大值8 7 2 。在海拔8 5 0 1 0 0 0 米的范圍內(nèi)，由于形成了強云霧帶，年日照數(shù)大為減 少，西洋參總皂甙含量下降較快，平均每1 0 0 米下降約1 3 8 。 植物對于光譜中波長范圍約在4 0 0 - 7 0 0 眥之間的區(qū)域非常敏感，該波長范圍內(nèi) 的光被稱促進光合作用的輻射，簡稱p a r 。園藝學(xué)家認(rèn)為4 5 0 h m 的藍光對于植物葉片 和根系的生長具有極其重要的作用，6 0 0 7 0 0 h m 的紅光卻有利莖的生長，并促進植物 的開花和葉綠素的形成。 光強對不同的藥用植物有效成分的積累影響是不同的，有的是促進作用，有的起 抑制作用。張治安“”等研究發(fā)現(xiàn)在2 0 的蔭棚透光率時人參皂苷含量最高，為干重的 4 5 。顛茄在露天栽培時的阿托品含量為0 7 0 3 ，而在蔭蔽條件下則為0 3 8 。 1 2 2 溫度 溫度對植物生長發(fā)育的影響，不僅在于溫度本身，還在于它會引起其它生態(tài)因子 的變化，如濕度、蒸發(fā)、土壤水分等，從而使生態(tài)因子的綜合作用發(fā)生變化，進而影 響植物的生長發(fā)育和產(chǎn)量。 在通常情況下，適溫有利于無氮物質(zhì)如糖、淀粉等的合成，高溫卻有利于生物堿、 蛋白質(zhì)等含氮物質(zhì)的合成。如顛茄、金雞納等植物體內(nèi)生物堿的含量與年平均溫度的 高低呈正相關(guān)性。歐烏頭( h c o n i t u mm a p e l l u s ) 在高溫條件下含烏頭堿，在寒冷低 溫時則變?yōu)闊o毒伽?？梢钥闯觯幱弥参锏纳L及有效成分的積累與溫度關(guān)系很大， 只有一定的溫度范圍才是最適合，過高或過低都不利于植物的生長和有效成分的形 成。 1 2 3 水分 水分在植物生命活動中是必需的，不同水分狀況下，植物體內(nèi)的生理生化過程會 受到不同程度的影響，從而會影響植物體內(nèi)的次生代謝過程，迸而影響有效成分的積 累。在干旱脅迫下，植物組織中次生代謝物的濃度常常上升。對某些耐旱植物的研究， 5 文獻綜述 發(fā)現(xiàn)其脫落酸和脯氨酸含量較高o “”1 。 土壤水分可影響營養(yǎng)物質(zhì)的有效性，土壤的強度、通氣性、細胞膨壓以及地上光 合能力和有機物向根系的分配，因此土壤水分狀況經(jīng)常直接或問接地顯著影響著根系 的生長發(fā)育，是影響根系生長和分布的最重要因素之一o ”。 杜茜。”等研究表明土壤水分在1 2 時甘草中甘草酸含量最低，質(zhì)量最差，低于此 值，含量升高，而土壤水分高過1 4 時反而下降。孟繁瑩等?！敝赋鑫餮髤⑷谕寥?相對含水量為8 0 時，對參根增重最為有利。 1 3 藥用植物品質(zhì)與土壤因子關(guān)系研究 土壤條件影響植物的礦質(zhì)營養(yǎng)、水分以及空氣的供給與植物的生長密切相關(guān)，不 同土壤的物理，化學(xué)性質(zhì)以及所含的各種元素和p h 值對藥材的生長發(fā)育及有效成分 都有很大影響。“。 郭蘭萍等。7 等對不同產(chǎn)地，相同立地環(huán)境下栽培與野生，及不同生長年限栽培蒼 術(shù)根際區(qū)土壤全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀、有機質(zhì)及p h 進行分析發(fā)現(xiàn)存在有顯 著差異。 1 3 1 土壤質(zhì)地 不同類型的土壤具有不同的保水能力和通透性，而不同的藥用植物對土壤保水 性能和通透性的要求有所不同。因而根據(jù)具體的生理需要選擇土壤。土壤的物理結(jié) 構(gòu)影響植物根系的生長發(fā)育，所以在不同土壤中根類藥用植物根系的生長狀況不 同。一般土壤砂性越強，其根系越發(fā)達，這對藥用植物的產(chǎn)量有一定影響。沙土通 透性較好，但保水保肥能力不強，根類藥用植物中北沙參適宜在沙土中生長；粘土 保水保肥能力高，但通透性差，不適于根類藥用植物生長；壤土既改進了沙土的保 水保肥差的特點又去除粘土的通透性差的弊端，對根及根莖類的藥用植物栽培是較 為理想的土壤類型“。 1 3 2 大量元素 中藥材生長所需的營養(yǎng)元素有氮、磷、鉀等l o 多種，缺乏或不足都會影響植物 的生長發(fā)育和內(nèi)外在品質(zhì)。 曹庸等1 對影響虎杖白藜蘆醇含量變化的礦質(zhì)營養(yǎng)8 個元素進行主成分分析，得 出了“鈣因子”、“鈉因子”為影響虎杖白藜蘆醇含量動態(tài)變化的主成分。王文杰m 1 等研究發(fā)現(xiàn)氮肥、磷肥能不同程度地提高伊貝母生物堿的含量，而鉀肥則減少其含量。 6 文獻綜述 韓建萍等?！毖芯勘砻魇┑欣诘a(chǎn)量的增加，施磷有利于丹參素和丹參酮i i 的 積累。 另外，施肥對藥用植物的有效成分含量以及體內(nèi)酶活方面的影響也有報道。如付 開聰?shù)取? 研究發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀缺乏時，嘉蘭植株葉片硝酸還原酶以及秋水仙堿含量都 很低，影響順序為：氮、鉀、磷。 不同的藥材對氮、磷、鉀的需求量不一致。陳震等啪1 在研究浙貝需肥量時發(fā)現(xiàn)， 浙貝對氮肥需要量最大，對鉀肥需要量次之，對磷肥需要量最少；同時也發(fā)現(xiàn)丹參對 氮素營養(yǎng)最敏感，其次是磷，最后是鉀。 施肥不當(dāng)常常導(dǎo)致產(chǎn)量以及有效成分的下降，有關(guān)這方面的報道非常多。 1 3 3 微量元素 土壤中的微量元素不僅影響植物的根系營養(yǎng)及生理代謝活動，而且還是藥用植物 有效成分的構(gòu)成因子。人工栽培時施用微量元素肥料即可促進中草藥生長和提高藥物 中某種元素的含量，進而催化增多某種有機物的合成量。 幾乎所有中藥都含有不同種類和不同比例的微量元素。羅炳鏘等擲1 的研究表明， 每一種地道藥材都有幾種特征性微量元素圖譜。周長征淵等也證明細辛的藥理活性與 道地藥材的微量元素含量有一定的相關(guān)性。楊本明?！闭J(rèn)為，中藥的療效不僅與其有機 成分有關(guān)，而且與它們所含微量元素的種類及含量密切相關(guān)。陳和利等洶對1 7 6 昧中 藥的銅、鋅、鐵、錳等4 種元素進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，不同功效中藥微量元素含量的 比例存在顯著差異，含量比例大小與功效分布之間顯示出有規(guī)律的變化。 不同微量元素對不同藥用植物根中有效成分影響不一樣。在黨參栽培中，施用錳、 鋅、鉬等微肥不僅能有效地提高黨參產(chǎn)量和品級，而且不改變藥材的有效成分嘲。陳 士林，肖小河“”研究發(fā)現(xiàn)，附子品質(zhì)與土壤中的磷、銅、鐵、鋅含量具有極密切的 關(guān)系。王亞琴研究表明，土壤中的微量元素對杜仲葉中有效成分的影響遠大于氣象 因素的影響。 目前，土壤因子對藥用植物品質(zhì)影響的研究多集中在道地產(chǎn)區(qū)與非道地產(chǎn)區(qū)土壤 條件的對比上，未能揭示土壤因子對中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的影響規(guī)律及土壤因子與中藥 材生長發(fā)育、產(chǎn)量、有效成分含量的相互關(guān)系。 有關(guān)大量元素肥料對藥材有效成分含量影響機理的研究還未見報道。但微肥對藥 用植物的作用機理則有一些報道，如徐建中等對這方面進行了一些研究，并對“微 7 文獻綜述 肥促進益母草內(nèi)總生物堿的積累，阻礙其分解”的機理通過推測得到解釋，但并沒有 試驗進行佐證。 2 藥用植物品質(zhì)與生態(tài)因子關(guān)系研究的發(fā)展趨勢 生態(tài)環(huán)境對藥用植物的質(zhì)量有重要影響，近年來許多學(xué)者進行了生態(tài)環(huán)境與道地 性的研究。如陳興?！? 1 通過對味連、白芷、麥冬、款冬花等川產(chǎn)道地藥材道地產(chǎn) 區(qū)生態(tài)環(huán)境( 地理分布、地形地貌、氣候、土壤) 和藥材生長狀況的調(diào)查，揭示了它 們道地產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境的特點。林壽全”1 通過對甘草產(chǎn)地土壤生態(tài)因子和氣象因素調(diào)查 研究，認(rèn)為氣候因素是甘草生存的先決條件，而土壤因素則影響甘草藥材的質(zhì)量優(yōu)劣。 但這些研究還處于定性描述階段，大多數(shù)試驗是短期的、零星的工作研究與研 究之間沒有聯(lián)系和系統(tǒng)性。很多結(jié)果因材料、年份、地理環(huán)境不同，甚至研究者的主 觀因素不同，對同一問題的研究結(jié)果有的相同，有的相距甚遠，難以進行全面的分析。 而生態(tài)因子與藥材質(zhì)量之間的關(guān)系是錯綜復(fù)雜的，定性描述并不能從根本上闡述它們 之間的規(guī)律，關(guān)于生態(tài)因子與藥用植物品質(zhì)關(guān)系的研究還不夠系統(tǒng)和深入。 伴隨著現(xiàn)代生物技術(shù)，現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，遙感技術(shù)，計算機技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計學(xué) 方法的發(fā)展，對藥用植物品質(zhì)與生態(tài)因子之間相關(guān)性的研究，正處于由定性描述向定 量模型分析發(fā)展的階段m 1 。 3 討論 國外關(guān)于植物次生代謝與環(huán)境關(guān)系已開展了大量的研究，但絕大多數(shù)研究都是基 于探討次生代謝產(chǎn)物抵御動物捕食和微生物侵襲，減弱不利生境條件危害提高生存競 爭能力為目的。所研究植物的次生代謝完全是在自然條件下進化產(chǎn)生。其合成積累與 脅迫生境形成了密切的關(guān)系。 而我國的有些傳統(tǒng)中藥材已有很悠久的人工栽培歷史，有些種類在優(yōu)良的栽培條 件下經(jīng)歷了人工馴化和選育。而我國幾千年來藥材的“道地性”局限于藥材的功效與 產(chǎn)地的關(guān)系，對藥材所表現(xiàn)的與環(huán)境的關(guān)系的認(rèn)識還是模糊的、表面的，未能揭示其 本質(zhì)和內(nèi)在的規(guī)律。 目前關(guān)于生態(tài)因子對藥材品質(zhì)的影響主要集中在對最終產(chǎn)品上，而對品質(zhì)形成過 程中關(guān)鍵酶及相關(guān)生化過程的影響研究還相當(dāng)薄弱。今后值得系統(tǒng)深入地研究的方向 是： 加強生態(tài)因子對藥用植物品質(zhì)影響研究的系統(tǒng)性。藥用植物品質(zhì)受多項生態(tài)因子 文獻綜述 影響各因子間存在不同程度的相關(guān)性。僅靠簡單的分析或單因素研究不能全面反映問 題的真實可靠性，必須應(yīng)用多元統(tǒng)計分析方法，不僅分析單因素對品質(zhì)的作用，同時 分析不同因子相互作用對品質(zhì)的影響，加強多因素、定量化和綜合分析的研究。 深入研究生態(tài)因子對藥材品質(zhì)形成過程中關(guān)鍵酶及相關(guān)生化過程的影響研究，為 進一步探討品質(zhì)形成機理奠定基礎(chǔ)。 9 第一章不同產(chǎn)地、不同品種( 系) 間丹參有效成分含量變化的研究 第一章不同產(chǎn)地、不同品種( 系) 間丹參有效成分含量變化的研究 研究表明，不同產(chǎn)地的丹參質(zhì)量差異較大，究其原因，與丹參種源不一致或與不 同產(chǎn)地的土壤理化性質(zhì)、營養(yǎng)狀況及氣候條件有關(guān)，此外，與栽培方法，特別是施肥 種類和施肥量有很大關(guān)系。本實驗在保持栽培方法相對一致的條件下，研究不同品種 ( 系) 、不同產(chǎn)地丹參有效成分的變化規(guī)律。 1 材料與方法 1 1 田問試驗設(shè)計 1 1 1 試驗點設(shè)置 試驗點分別設(shè)在丹參主產(chǎn)區(qū)： 陜西商州市陳桓街道辦事處( 北緯3 4 。、東經(jīng)1 1 0 。) ； 山東莒縣庫山鄉(xiāng)( 北緯3 6 。3 0 、東經(jīng)1 1 8 。3 0 ) ： 安徽亳州十九里鄉(xiāng)( 北緯3 4 。、東經(jīng)1 1 6 。) ； 四川中江縣合興鎮(zhèn)( 北緯3 1 。、東經(jīng)1 0 5 。) ； 北京藥用植物研究所( 北緯4 2 。、東經(jīng)1 1 6 。) 。 1 1 2 試驗材料 為本課題組多年選育的遺傳穩(wěn)定、性狀一致的丹參新品種( 系) ：“9 9 2 ”、 “9 9 4 ”、“9 9 3 ”、“9 9 5 ”、“d s 一2 0 0 0 ”、“0 5 一c h x ”、“s h h ”等。其中“s h h ” 從陜西引種，0 5 一c h x 引自四川，其它品種( 系) 為河北、山東和安徽等地引種，然 后經(jīng)多年選育純化而獲得。 1 1 3 田間試驗設(shè)計 將7 個丹參品種( 系) ，同時種植在5 個丹參產(chǎn)地。田間試驗布置如下： 每試驗小區(qū)長4 5 m ，寬2 0 m ，小區(qū)面積9 o m 2 。每小區(qū)種植四行，株距4 0 c m ， 行距4 0 c m ，各小區(qū)之間開2 0 c m 的排水溝。重復(fù)3 次。 1 2 樣品的采收與處理 在丹參適宜的采收期1 1 月份同時采收，每個小區(qū)多點隨機混合采樣。采收后在 6 0 “ c 下恒溫烘干，用傾斜式高速萬能粉碎機粉碎，過3 號篩。 1 3 丹參有效成分含量測定 丹參有效成分含量測定方法參考中華人民共和國藥典( 2 0 0 5 年版，一部) 。 l o 第一覃不同產(chǎn)地、不同品種( 系) 間丹參有效成分含量變化的研究 試劑和藥品：丹參酮i i 一、丹參酮i 、隱丹參酮、丹酚酸b 和迷迭香酸對照品均 購自中國藥品生物制品檢定所，乙腈和甲醇均為色譜純，水為重蒸水，濃磷酸為分析 純。 色譜系統(tǒng)：w a t e r s6 0 0 高壓液相色譜儀， w a t e r s2 4 8 7 紫外檢測器，e m p o w e r 色譜工作站；v e n u s i la s b - c 1 8 柱( 5 i j m ，2 5 0 m m x 4 6 m m ) ；流速：im l m i n ；進樣 量為1 0 p1 。 對照品溶液的制備：精密稱取丹參酮l 、隱丹參酮和丹參酮i i 對照品各2 o o m g 分別置于2 5 m i 、l o m l 、l o m l 棕色容量瓶中，用甲醇精確定容至刻度線，搖勻，制成 對照品原液，備用。分別精密稱取迷迭香酸和丹酚酸b 對照品2 o o m g 、3 o o m g 置于 l o m l 棕色容量瓶中，用甲醇精確定容至刻度線，搖勻，制成對照品原液，備用。 丹參脂溶性成分樣品供試液的制備：取丹參樣品粉末0 3 9 ，精密稱定，置于具 塞錐形瓶中，精確加入甲醇5 0 m l ，密塞，稱定重量，加熱回流1 小時，放冷，密塞， 再稱定重量，用甲醇補足減失的重量，搖勻，過0 4 5 i i m 濾膜，取濾液，作為各樣品 供試液。 丹參水溶性樣品供試液的制備：取丹參樣品粉末約0 2g ，精密稱定，置于具塞 錐形瓶中，精確加入7 5 甲醇5 0 m l ，密塞，稱定重量，加熱回流0 5 小時，放冷，密 塞，再稱定重量，用7 5 甲醇補足減失的重量，搖勻，過0 4 5 u m 濾膜，取濾液，作 為各樣品供試液。 脂溶性成分：檢測波長為2 7 0 n m ；流動相為甲醇一水( 7 5 ：2 5 ) ； 水溶性成分：檢測波長為2 8 6 n m ；流動相采用乙腈一磷酸水溶液，梯度洗脫，梯 度表如下( 表i - i ) ： 表i i 丹參水溶性成分含量測定流動相梯度表 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作： 分別精密量取丹參酮。丹參酮i 和隱丹參酮標(biāo)準(zhǔn)品原液5 m l 、i m l 和i 5 m l ， 置于l o m l 棕色容量瓶中，用甲酵定容，搖勻，分別進樣2 、4 、8