栽培黃芩中CHS和UBGAT表達(dá)和黃酮類(lèi)成分積累的季節(jié)性變化及其調(diào)控機(jī)制.pdf

1、黃芩為唇形科黃芩屬植物。其根為常用大宗藥材，具有殺菌、抗炎、抗過(guò)敏、降血壓、降血脂和抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)等多種功效。黃酮類(lèi)化合物一黃芩苷、漢黃芩苷以及它們的苷元(黃芩素、漢黃芩素)為黃芩中主要活性成分。黃芩是一個(gè)廣布種，從俄羅斯的貝加爾湖到我國(guó)秦嶺南坡(北緯31?！?1。)都有分布，我國(guó)野生黃芩資源主要集中在華北北部的部分省區(qū)。河北承德和內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)是歷史上的黃芩道地產(chǎn)區(qū)，素有“熱河黃芩”之美譽(yù)。長(zhǎng)期的過(guò)度采挖使得野生黃芩資源遭到嚴(yán)重破壞，

2、目前我國(guó)藥用黃芩藥材以栽培為主，山東、河北、內(nèi)蒙、山西都有很長(zhǎng)的栽培歷史，尤其是山東，其產(chǎn)量目前已占全國(guó)總產(chǎn)量的80％以上。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，山東栽培黃芩的種質(zhì)資源來(lái)源于河北承德一帶的野生黃芩，但栽培黃芩中黃芩苷等有效成分含量遠(yuǎn)高于同一時(shí)期取樣的野生黃芩，這一結(jié)果提示產(chǎn)地環(huán)境因素或栽培方式對(duì)黃芩藥材質(zhì)量具有重要影響。 為闡明影響黃芩藥材質(zhì)量的決定因素，本研究在山東省臨朐縣建立黃芩栽培實(shí)驗(yàn)樣地，從2005年4月至10月按月采集

3、黃芩樣品，運(yùn)用RT-PCR和實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法分析黃芩根部黃酮類(lèi)合成關(guān)鍵酶CHS和UBGAT表達(dá)水平變化。同時(shí)，運(yùn)用HPLC法分析黃芩根中黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素和漢黃芩素的含量變化，并結(jié)合這一階段黃芩根部生物量的變化情況以及當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，得出如下結(jié)論： 1．栽培黃芩根部CHS和UBGAT的表達(dá)水平從4月～6月處于上升階段，而7月份是黃芩營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的高峰同時(shí)植物開(kāi)始進(jìn)入花期(繁殖生長(zhǎng))，由于生長(zhǎng)性調(diào)控的原因，CHS

4、和UBGAT表達(dá)水平明顯下降。8月是CHS和UBGAT的表達(dá)的最高峰，而自9月以后，伴隨著植株枯萎，CHS和UBGAT表達(dá)水平逐漸降低，直至消失。 2．黃芩根部黃酮類(lèi)成分含量與CHS和UBGAT表達(dá)水平呈現(xiàn)正相關(guān)性，但在時(shí)間上并不完全吻合。4月～8月黃酮類(lèi)成分含量總體上呈上升趨勢(shì)，但在六月時(shí)有輕微下降。8月是黃酮類(lèi)含量最高的時(shí)期，此后直至10月底采收黃酮類(lèi)成分持續(xù)下降。 3．結(jié)合黃芩根部生物量變化情況考慮，單株黃芩中黃酮

5、類(lèi)總量積累是持續(xù)增加的，6月～7月是栽培黃芩根部黃酮類(lèi)成分積累最快的時(shí)期。 4．環(huán)境因素中，日照、降水和氣溫綜合影響栽培黃芩根部CHS和UBGAT的表達(dá)，其中日照和降水與CHS和UBGAT的表達(dá)正相關(guān)，而氣溫則與它們的表達(dá)呈一定負(fù)相關(guān)性。 5．碳源的供應(yīng)與分配是栽培黃芩根中CHS和UBGAT表達(dá)生長(zhǎng)性調(diào)控與氣象因素調(diào)控的本質(zhì)。而能否在植物生長(zhǎng)期間保證碳源的充足供應(yīng)是決定藥材質(zhì)量的關(guān)鍵，這也是目前栽培黃芩質(zhì)量高于野生黃芩的