福建省南方紅豆杉中紫杉醇和10-DAB含量及其影響因子.pdf

1、紫杉醇(taxol)是一種從珍稀植物紅豆杉中獲得的具有獨(dú)特療效的抗癌天然植物產(chǎn)物，10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB)為紫杉醇合成的前體物質(zhì)。本研究以福建省為研究區(qū)域，測定分析了福建省不同地理種源的南方紅豆杉中紫杉醇和10-DAB含量，研究探討了不同胸徑、組織構(gòu)件、性別和采樣季節(jié)對紫杉醇和10-DAB含量的影響，主要研究成果如下： (1)不論是紫杉醇還是10-DAB含量，不同地理種源南方紅豆杉間差異均較大。胸徑14.3～1

2、7.5 cm的南方紅豆杉中梁野山、龍棲山南方紅豆杉樹皮及當(dāng)年生針葉中紫杉醇及10-DAB含量差異不顯著(P>0.05)，其余各點(diǎn)之間的南方紅豆杉中樹皮及當(dāng)年生針葉中紫杉醇及10-DAB含量差異達(dá)到極顯著水平(P<01)。當(dāng)年生針葉中的10-DAB含量與土壤中的鎂元素顯著相關(guān)(P<0.05)。胸徑32cm的南方紅豆杉不論是紫杉醇還是10-DAB含量，不同地理種源間差異均較大，樹皮中紫杉醇含量與土壤中鐵含量顯著相關(guān)(P<0.01)。南方紅豆

3、杉當(dāng)年生針葉中及樹皮中紫杉醇含量與各種源地氣象因子均無顯著的相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。 (2)不同胸徑南方紅豆杉植株當(dāng)年生針葉中紫杉醇和10-DAB含量的平均值分別為0.0013％和0.0081％，樹皮中紫杉醇和10-DAB含量平均值分別為0.0116％和0.0484％。南方紅豆杉紫杉醇含量基本為波動狀態(tài)，并沒有呈現(xiàn)隨胸徑的增長而含量增加。 (3)南方紅豆杉不同組織構(gòu)件(枝條、針葉、樹皮和根)中紫杉醇和10-DAB含量的

4、測定表明，根中紫杉醇和10-DAB含量最高，當(dāng)年生針葉中紫杉醇含量最低。種子中假種皮紫杉醇及10-DAB含量最高，分別占整個種子的95.2％及88％。 (4)不同性別植株中的紫杉醇及10-DAB含量存在差異，雄株當(dāng)年生針葉中10-DAB含量低于雌株，紫杉醇含量高于雌株；雄株樹皮中紫杉醇及10-DAB含量均高于雌株。 (5)天然(10齡)和人工栽培(3齡)南方紅豆杉當(dāng)年生針葉中紫杉醇和10-DAB含量均呈明顯的季節(jié)變化，各

5、個月份之間含量差異顯著，人工栽培和天然南方紅豆杉針葉在生長速度明顯減緩的10月份，紫杉醇和10-DAB的含量均出現(xiàn)一個明顯的峰值。 紅豆杉，是近年來植物界走紅的“明星”和世界上瀕臨滅絕的天然珍惜抗癌藥物。紫杉醇是一種從紅豆杉中獲得的具有獨(dú)特療效的抗癌天然植物產(chǎn)物，現(xiàn)已被多個國家批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床治療卵巢癌和乳腺癌等疾病。南方紅豆杉是紅豆杉屬中分布最廣、生長最快的一類植物，由于該物種在自然界多以偶見種形式存在，其自然繁殖更新能力較低，

6、加之長期以來被作為嚴(yán)重砍伐的對象，使該物種的現(xiàn)存數(shù)量越來越少，目前已處于瀕危狀態(tài)。因此對南方紅豆杉的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文第一部分綜述了國內(nèi)外關(guān)于南方紅豆杉的適宜生境、生態(tài)生物學(xué)特性、瀕危因子分析等各方面內(nèi)容，分析了目前測定紫杉醇及10-DAB的不同方法，探討了紅豆杉中紫杉醇及10-DAB含量的影響因子，并闡述了本文的研究內(nèi)容、目的與意義等。從國內(nèi)外關(guān)于紫杉醇及10-DAB的提取效果來看，固相萃取(Solid Ph

7、ase Extraction，簡稱SPE)技術(shù)，由于其具有高效、可靠、消耗試劑少等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)的液-液萃取而成為樣品前處理的有效手段。由于植物材料中紫杉醇含量很低，且成分復(fù)雜，給提取工作造成了很大的困難，而將此方法用于紫杉醇的提取可以快速除去浸膏中的脂、蠟及色素等雜質(zhì)。高效液相色譜(HPLC)是檢測化合物最常用的方法，在紫杉醇的分析檢測及分離純化的應(yīng)用中也比較廣泛。自然界中的紫杉醇主要存在于紅豆杉樹的全身，以樹皮的含量最高

8、，而其含量依種屬、植物部位、生長環(huán)境、生長年限、采收季節(jié)、儲藏及加工方法的不同而有顯著差異。本部分從氣候條件、季節(jié)變化及土壤營養(yǎng)元素3個方面對紫杉醇及10-DAB含量的影響因子進(jìn)行了闡述，比較全面的說明了影響因子的動態(tài)特征及其與紫杉醇和10-DAB含量之間的相關(guān)關(guān)系。 第二部分介紹了本研究所涉及的實(shí)驗(yàn)方法，包括紫杉醇及10-DAB的提取、紫杉醇及10-DAB含量的測定及土壤中速效磷、速效氮、速效鉀及金屬元素鈣、鎂、鐵、鋅等各元素

9、的測定方法。 第三部分探究了福建省不同地理種源南方紅豆杉中紫杉醇和10-DAB含量及影響因子。研究結(jié)果表明，不論是紫杉醇還是10-DAB含量，不同地理種源南方紅豆杉間差異均較大。(DBH)14.3～17.5 cm的南方紅豆杉中梁野山、龍棲山南方紅豆杉樹皮及當(dāng)年生針葉中紫杉醇及10-DAB含量差異不顯著(P>0.05)，其余各點(diǎn)之間的南方紅豆杉中樹皮及當(dāng)年生針葉中紫杉醇及10-DAB含量差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。當(dāng)年生針

10、葉中的10-DAB含量與土壤中的鎂元素顯著相關(guān)(P<0.05)。(DBH)32 cm的南方紅豆杉不論是紫杉醇還是10-DAB含量，不同地理種源間差異均較大，樹皮中紫杉醇含量與土壤中鐵含量顯著相關(guān)(P<0.01)。南方紅豆杉當(dāng)年生針葉中及樹皮中紫杉醇含量與各種源地氣象因子均無顯著的相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。本研究的結(jié)果也表明，即使年齡(胸徑)相同、采樣時(shí)間相同，采樣組織部位相同，南方紅豆杉由于生長的地理位置和環(huán)境的不同，其紫杉醇和10-D

11、AB含量差異也較大。不同地理種源地的紅豆杉中紫杉醇含量差異較大的原因應(yīng)該說是很復(fù)雜的，需要結(jié)合遺傳、生理生態(tài)等方面的深入的研究才能得出準(zhǔn)確的結(jié)論和解釋。目前，還未見相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。影響紅豆杉中紫杉醇含量的因子很多，既包括植物個體自身代謝能力的差異，也包括一些環(huán)境因素對它的影響，如光照等，對于這種差異的解釋需要更多更深入的科學(xué)研究加以探索。 第四部分分析討論了胸徑、組織構(gòu)件和性別對南方紅豆杉中紫杉醇和10-DAB含量的影響。系統(tǒng)采

12、集了12個胸徑大小的南方紅豆杉樣品，不同胸徑南方紅豆杉植株當(dāng)年生針葉中紫杉醇和10-DAB含量的平均值分別為0.0013％和0.0081％，樹皮中紫杉醇和10-DAB含量平均值分別為0.0116％和0.0484％。本文對不同胸徑的南方紅豆杉中紫杉醇含量的研究表明，南方紫杉醇含量基本為波動狀態(tài)，并沒有呈現(xiàn)隨胸徑的增長而含量增加。當(dāng)年生針葉、樹皮中紫杉醇及10-DAB含量與胸徑相關(guān)性不顯著。南方紅豆杉不同組織構(gòu)件(枝條、針葉、樹皮和根)中紫

13、杉醇和10-DAB含量的測定表明，根中紫杉醇和10-DAB含量最高，當(dāng)年生針葉紫杉醇中含量最低。種子中假種皮紫杉醇及10-DAB含量遠(yuǎn)大于去假種皮的種子，分別占整個種子的95.2％及88％。不同性別植株中的紫杉醇及10-DAB含量存在差異，雄株當(dāng)年生針葉中10-DAB含量低于雌株，紫杉醇含量高于雌株，雄株樹皮紫杉醇及10-DAB含量均高于雌株。 第五部分闡述了天然和人工栽培南方紅豆杉當(dāng)年生針葉中紫杉醇和10-DAB含量的季節(jié)變化

14、規(guī)律。天然和人工栽培南方紅豆杉當(dāng)年生針葉中紫杉醇和10-DAB含量呈明顯的季節(jié)變化，各個月份之間含量差異顯著，對于人工栽培3齡南方紅豆杉，紫杉醇和10-DAB含量均具有2個明顯的峰值，出現(xiàn)的時(shí)間也幾乎一致，紫杉醇的2個峰值分別6月份和10月份，10-DAB則分別個峰值是5月份和10月份。對于10齡的天然南方紅豆杉，紫杉醇和10-DAB含量的最高峰值很明顯，均出現(xiàn)在10月份，但第2個次高峰值不顯著，在盛夏的8月份出現(xiàn)最低值。不論是人工栽培