几种药用植物次生代谢物含量变化规律及其影响因子研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 董娟娥 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 陕西 |
| 导师 | 梁宗锁 |
| 学位专业 | 土壤学 |
| 中文摘要 | 中药材治疗疾病的物质基础是药用植物的次生代谢物（Secondary metabolites）。次生代谢物的形成是药用植物长期适应外界环境的结果，成品药材中次生物质含量的高低受自然环境、栽培管理措施、采收、初加工等多种因素的综合影响。次生代谢物含量多变是造成中药材质量不稳定的主要原因。只有在充分认识特定药用植物次生代谢物含量变化规律及其影响因子的基础上，才能在一定程度上调节次生代谢物的合成积累量，使中药材质量“稳定、可控”。目前，在药用植物生产中还存在一系列问题，诸如质量标准体系不够完善、质量控制的关键技术不清楚及检测方法不精确，品种混乱、质量低劣、次生代谢物含量不稳定，最佳产区划定与道地产区不明确，采收、初加工缺乏明确的技术参数，次生代谢物的提取方法和过程缺乏相应的质量管理规范等。因而，无法保障中药材生产的“真实、有效、稳定和可控”。 针对上述问题，本文以木本药用植物杜仲和草本药用植物菘蓝、丹参为研究对象，探讨了药用植物次生代谢物含量变化规律及其影响因子，并对主要次生代谢物的含量检测方法和提取工艺参数进行了研究，试图建立药用植物次生代谢物含量控制的技术体系，通过研究获得以下主要结论：（1）阐明了丹参、白花丹参、鼠尾草和药用鼠尾草等4种药用植物中脂溶性次生代谢物的确切分布部位，根的脂溶性成分分布于周皮，茎、叶的分布于表皮。丹参和白花丹参根中的成分相似度较高，均含有丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ，鼠尾草和药用鼠尾草根中仅含丹参酮ⅡA ，不含丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ。茎和叶中均不含丹参酮ⅡA 、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ。比较水溶性成分的HPLC指纹图谱发现，丹参根、茎和叶中均含有丹酚酸B，但其含量在根、茎和叶中的差异较大。这一结果说明，种质是影响药用植物次生代谢物含量的关键内在因素，并明确了“白花丹参可以作为丹参替代品”，而“丹参地上部分与根有类似药理活性”缺乏科学依据。鉴于丹参地上部分含有较多的水溶性次生代谢物，建议将其作为提取某种单体或混合物的原材料以充分利用资源。（2）在排除个体差异、年龄差异、立地条件差异、采样时间差异等的基础上，比较分析了来自于同一生长地的10个变异无性系的叶型、叶色、叶面积、叶柄长等性状特征和绿原酸、总黄酮等次生代谢物含量。结果认为，杜仲在漫长的进化中形成了多个在形态结构、生理生化上具有稳定差异的变异类型。各变异类型的形态指标差异显著，次生代谢物含量差异也显著。紫叶杜仲、巨叶杜仲和小叶杜仲富含绿原酸和总黄酮，是优良的药用资源。这一结果说明，种内变异也是影响药用植物次生代谢物含量的重要内在因素。（3）阐明了不同区域生长的菘蓝、杜仲中次生代谢物的差异性及其形成的原因。不同产地的菘蓝根、叶中的靛蓝、靛玉红含量差异显著，且不同产地菘蓝根、叶所含次生代谢物的种类也有差异。杜仲叶中总黄酮、绿原酸和京尼平苷酸的含量在不同产地间有较大差异。灰色关联分析结果表明，年日照时数是影响京尼平苷酸含量的关键环境因子、海拔高度是影响黄酮和绿原酸含量的关键环境因子；通径分析结果表明，京尼平苷酸的含量与年日照时数呈极显著的正相关关系，与海拔高度、年平均气温和年降雨量负相关关系；总黄酮和绿原酸的含量与海拔高度、年平均气温和年降雨量呈正相关关系、与年日照时数呈负相关关系。高海拔地区的杜仲中酚类物质含量相对较高是杜仲对强紫外辐射的应答反应。这一结果说明，药用植物生长的环境是影响次生代谢物含量的外部因素，在实际生产中，除考虑药用植物的遗传适应性外，还应重视种植区域的适宜性和道地性。（4）发现了生长在北亚热带的菘蓝根中次生代谢物积累的高峰出现时间比南温带约早1个月的规律。北亚热带的出现在9月中旬，南温带的出现在10月中旬。揭示了菘蓝根次生代谢物合成积累量与植物生长量增量呈显著的负相关关系，积累高峰期出现在植株的营养生长旺盛后的缓慢期或停滞期，与生长/分化平衡假说一致。这一结果说明，影响药用植物次生代谢物含量动态变化的主要因子是物候期。建议杨凌地区板蓝根采收期应在10月中旬至11月上旬，汉阴地区的采收期应在10月初至10下旬。（5）建立了利用150 mm长的色谱柱同时分离和检测杜仲和丹参中多组分次生代谢物的简便、快速、准确的HPLC分析方法。检测杜仲中绿原酸和京尼平苷酸含量的流动相组成为甲醇–水–冰乙酸（24∶75∶1），检测波长240 nm；检测丹参中丹酚酸B、原儿茶酸和原儿茶醛的流动相组成为甲醇–5%冰乙酸水溶液程序梯度洗脱，洗脱程序为0~5 min，甲醇–5%冰醋酸（10∶90），在5~25 min，流动相比例线性改变至（35∶65），25~35 min降到起始流动相（10∶90），检测波长281 nm；HPLC、DWSP和TLCS等分析方法可用于不同精度要求下菘蓝中靛蓝和靛玉红含量的检测。HPLC法优于其他方法，DWSP法由于无法排除提取液中其他杂质成分的干扰而使检测结果偏高，TLCS法适宜于大青叶中靛蓝和靛玉红含量的检测，但不适宜于板蓝根。 （6）明确了干燥温度和提取温度是影响板蓝根、大青叶中次生代谢物含量的关键因子，确定了板蓝根、大青叶干燥的技术参数。60 ℃烘干次生代谢物损失最少，以60 ℃烘干为标准，高温（90 ℃以上）干燥使板蓝根和大青叶中的次生代谢物分别损失40%~60%、30%~60%，自然阴干也显著降低板蓝根和大青叶中次生代谢物的含量，60~80 ℃烘干和晒干是板蓝根、大青叶理想的干燥方法，阴干和100 ℃以上高温干燥的方法不可取。以氯仿为提取溶剂时，80~85 ℃水浴温度较为适宜。建议《中国药典》在大青叶的“供试品溶液的制备”项下应明确规定提取温度。（7）肯定了杜仲再生皮与原生皮的外观品质和内在质量无明显差异。通过对17龄杜仲树的原生皮与4年生再生皮的厚度和所含的绿原酸含量、桃叶珊瑚苷、总黄酮等次生代谢物含量比较分析认为，杜仲17年生原生皮和4年生再生皮的内皮厚度、总皮厚度在统计学上无差异；17年生原生皮与4年生再生皮中的主要次生代谢物的含量在统计学上也无显著差异。 （8）明确了超声波法提取丹参丹酚酸B、大孔树脂法分离杜仲叶中绿原酸、桃叶珊瑚苷和杜仲黄酮的工艺参数。丹酚酸B较佳的工艺参数为利用频率为40 kHz的超声波，以相当于提取材料20倍量的浓度为60%的乙醇-水溶液为提取溶剂，在30 ℃的条件下提取25 min。提示对热敏性的丹酚酸B的提取应采用超声波提取法；适宜于一次性分离杜仲绿原酸、桃叶珊瑚苷和总黄酮的大孔树脂为XDA–1和X–5。上柱液pH6，吸附时间大于10 h，XDA–1树脂采用40%的乙醇洗脱绿原酸和桃叶珊瑚苷，80%的乙醇洗脱黄酮，X–5树脂采用30%的乙醇洗脱绿原酸和桃叶珊瑚苷，70%的乙醇洗脱黄酮。 |
| 公开日期 | 2011-07-01 ; 2011-07-14 |
| 源URL | [http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/4075]  |
| 专题 | 水土保持研究所_水保所知识产出(1956-2013) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 董娟娥. 几种药用植物次生代谢物含量变化规律及其影响因子研究[D]. 陕西. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：水土保持研究所
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