玄參化學(xué)多樣性及其與遺傳變異和環(huán)境因子之間的關(guān)系研究.pdf

1、玄參為玄參科植物玄參(Scrophularia ningpoensis Hemsl.)的干燥根，為傳統(tǒng)的“浙八味”中的一種，其性微寒，味甘、苦、咸，具有涼血滋陰，瀉火解毒等功效，其中主要的活性化學(xué)成分為環(huán)烯醚萜類和苯丙苷素類。作為傳統(tǒng)中藥，玄參在中國(guó)有著1000多年的栽培歷史，然而對(duì)于玄參次生代謝的研究并不多，尤其是綜合研究其與遺傳變異因素和環(huán)境因子關(guān)系尚無(wú)人報(bào)道?；诖?，本研究從遺傳和環(huán)境兩個(gè)方面入手，對(duì)玄參的化學(xué)多樣性開展了相關(guān)研究

2、，分析各因素對(duì)藥材化學(xué)多樣性的貢獻(xiàn)率，探討玄參品質(zhì)的成因，為玄參質(zhì)量評(píng)價(jià)和品種選育提出科學(xué)的建議，為玄參藥材的可持續(xù)發(fā)展奠定研究基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)利用HPIC-DAD分析技術(shù)和多變量數(shù)據(jù)處理方法構(gòu)建了玄參化學(xué)指紋圖譜與四種主要活性成分(即毛蕊花糖苷、安格洛苷C、哈巴俄苷和肉桂酸)定量分析相結(jié)合的化學(xué)多樣性評(píng)價(jià)體系，為本文后續(xù)研究及玄參藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了技術(shù)手段。
　　 (2)基于ISSR標(biāo)記的玄參的種

3、質(zhì)遺傳分析揭示了玄參栽培群體和野生群體之間已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的遺傳分化，栽培群體的遺傳多樣性遠(yuǎn)低于野生群體，而且栽培群體內(nèi)的遺傳分化較大。認(rèn)為造成該現(xiàn)象的原因在于栽培群體長(zhǎng)期的人工選育和克隆繁殖，群體間缺乏基因流。同質(zhì)園實(shí)驗(yàn)揭示了玄參的栽培群體和野生群體之間在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生物量分配和化學(xué)多樣性上均出現(xiàn)了明顯的分化，野生群體普遍在地上部分的生長(zhǎng)上要優(yōu)于栽培群體，在地下部分根的生物量分配上要小于栽培群體，在花果器官上的生物量分配較大，認(rèn)為與其在自

4、然環(huán)境中的繁殖方式有一定的關(guān)系。野生玄參的化學(xué)多樣性受遺傳因素的影響較大，而栽培玄參則受環(huán)境的影響較大，作者認(rèn)為這是野生和栽培群體的遺傳多樣性不同造成的。江西冷水(WJX)、湖南平江(WHN)和浙江磐安(WPA)的野生玄參群體在同質(zhì)園下表現(xiàn)出莖稈粗壯，抗倒伏性好，地下部分產(chǎn)量較高，與栽培群體相對(duì)比較接近，因此從生產(chǎn)的角度來(lái)看，可作為品種選育和雜交的優(yōu)選野生種質(zhì)。
　　 (3)對(duì)于栽培玄參來(lái)說(shuō)，溫度和海拔是影響其化學(xué)多樣性最主要的

5、原因，其中環(huán)烯迷萜苷類成分哈巴俄苷的含量與溫度因子呈正相關(guān)。對(duì)浙玄參四種活性成分季節(jié)變化的研究也證實(shí)了安格洛苷C、哈巴俄苷對(duì)溫度存在一定的響應(yīng)。建議在規(guī)范化栽培中選擇較低的海拔或溫度適宜的地區(qū)作為玄參種植地區(qū)有利于高含量活性成分的玄參的生產(chǎn)。
　　 (4)對(duì)來(lái)自五個(gè)主產(chǎn)地的栽培玄參藥材樣品進(jìn)行了化學(xué)多樣性評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)浙玄參已經(jīng)在化學(xué)組成上形成了一個(gè)比較特殊的群體，并且相似度分析也表明了浙江磐安產(chǎn)區(qū)的玄參藥材在化學(xué)指紋相似度基本上大

6、于95％，揭示其化學(xué)成分較穩(wěn)定。并且相對(duì)于其他四個(gè)栽培群體來(lái)講，浙玄參在哈巴俄苷和安格洛苷C的平均含量上也是最高的，支持傳統(tǒng)認(rèn)為浙產(chǎn)玄參為道地玄參的觀點(diǎn)。結(jié)合種質(zhì)遺傳分析和同質(zhì)園實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作者認(rèn)為在長(zhǎng)期的人工栽培過(guò)程中，浙玄參已經(jīng)適應(yīng)了浙江地區(qū)的氣候環(huán)境特點(diǎn)，形成了一個(gè)具有一定遺傳基礎(chǔ)的化學(xué)型。但浙玄參藥材道地性的形成與浙江產(chǎn)地特殊的地理氣候環(huán)境(如較低的海拔高度、較高的月均和年均溫度、較長(zhǎng)的日照時(shí)數(shù)等)有著更為密切的關(guān)系。
　　

7、 (5)通過(guò)對(duì)浙玄參的生長(zhǎng)、生物量分配規(guī)律及活性成分的季節(jié)變化研究，確定了11月中下旬為浙玄參的最佳采收期。發(fā)現(xiàn)去花去果農(nóng)藝操作對(duì)浙玄參的生長(zhǎng)、生物量分配以及藥用部位的化學(xué)多樣性影響不大，而不同的加工處理方法則會(huì)極大地影響玄參的化學(xué)成分組成和含量，認(rèn)為在傳統(tǒng)藥材加工的過(guò)程中，玄參根部本底水平的次生代謝物可能經(jīng)歷了一些降解和轉(zhuǎn)化，而加工溫度則是一個(gè)關(guān)鍵的因素。建議以毛蕊花糖苷、安格洛苷C、哈巴俄苷和肉桂酸四種成分為主要活性目標(biāo)物的情況下