牛蒡子生態(tài)適宜性及質(zhì)量規(guī)范化研究.pdf

1、目的：本論文是國家科技部“十一五”攻關(guān)項目“中藥資源可持續(xù)利用與產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研究”之子課題“牛蒡子生態(tài)適宜性分析技術(shù)研究及適宜生產(chǎn)區(qū)區(qū)劃”（子課題編號：2006BAI09802-6）和《中國藥典》2010版一部質(zhì)量標準研究之子課題“牛蒡子及炒制牛蒡子的質(zhì)量標準修訂”（子課題編號：YD101，YD102）的主要內(nèi)容，同時也是國家科技部基礎平臺項目“藥用植物種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享試點”之子課題“牛蒡種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享試點

2、”（項目編號：2005DKA21004）的部分內(nèi)容。本研究包括牛蒡子資源調(diào)查、產(chǎn)地生態(tài)因子分析、藥材品質(zhì)評價、生態(tài)適宜性與TCMGIS產(chǎn)區(qū)區(qū)劃分析、牛蒡子和炒牛蒡子質(zhì)量標準修訂等五方面，為牛蒡子優(yōu)良品種的培育、規(guī)范化栽培、質(zhì)量評價等提供參考。
　　 方法與結(jié)果：按統(tǒng)一規(guī)范標準實地進行牛蒡子資源調(diào)查與樣品采集，使用GPS儀對經(jīng)度、緯度進行測定，并記錄相關(guān)信息，對收集的牛蒡種質(zhì)資源進行保存，置于國家藥用植物種質(zhì)資源庫，并進行網(wǎng)絡共享

3、平臺“中國藥用植物種質(zhì)資源信息共享系統(tǒng)”中牛蒡相關(guān)內(nèi)容的建設。依據(jù)經(jīng)度、緯度坐標在TCMGIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中獲取濕度、日照、年降水量等生態(tài)因子。采用各行業(yè)標準對牛蒡子土壤樣品進行多指標測定分析，對牛蒡根際土壤微生物、牛蒡內(nèi)生菌進行初步分析研究。對牛蒡種質(zhì)進行發(fā)芽率、千粒重、染色體數(shù)目、染色體核型、ITS序列等多指標的分析，對牛蒡子藥材進行HPLC法測定指標性成分牛蒡苷含量等質(zhì)量評價，通過灰色關(guān)聯(lián)分析對其進行質(zhì)量排序，探討種質(zhì)和生態(tài)等不同因

4、素對牛蒡子藥材質(zhì)量的影響。通過統(tǒng)計分析對牛蒡子生態(tài)適宜性進行研究，結(jié)合實際調(diào)查與生態(tài)適宜性的分析結(jié)果，采用TCMGIS系統(tǒng)進行牛蒡子藥材生產(chǎn)區(qū)區(qū)劃，并且制定了關(guān)大力規(guī)范化栽培技術(shù)草案，對2005版藥典中牛蒡子的質(zhì)量標準進行修訂，制定了牛蒡子和炒牛蒡子的質(zhì)量標準，并為2010版藥典所收錄。
　　 結(jié)論：對12個省51個地區(qū)的牛蒡資源進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)牛蒡子藥材以野生獲得為主，有少量栽培，市場價格較低，在野生資源中，分布在東北的“關(guān)大

5、力”蘊藏量最大。牛蒡的根作為保健蔬菜在山東、江蘇等省有大量栽培，出口到日本、韓國、東南亞等地。浙江桐鄉(xiāng)產(chǎn)者稱為“杜大力”，文獻記載質(zhì)量佳，在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)該地區(qū)經(jīng)濟高速發(fā)展，原來曾大量栽培，但由于價格低現(xiàn)已不再生產(chǎn)了。
　　 牛蒡根際土壤真菌分布其常見類群主要有木霉、鐮刀菌、青霉、毛霉等。水培實驗發(fā)現(xiàn)，對牛蒡致害的鐮刀菌F130和F131毒性作用最為明顯，結(jié)合形態(tài)學特征和ITS序列分析，鑒定F130和F131均為Fusarium

6、 solani。鐮刀菌F131接種48天后使牛蒡幼苗發(fā)病，鐮刀菌數(shù)可達5.8×104cfu/g，通過生物防治實驗發(fā)現(xiàn)，海洋枯草芽胞桿菌3512A能夠在牛蒡根際有效定殖并有效抑制鐮刀菌F131，降低發(fā)病率。從牛蒡的根、莖、葉、總苞、果實中分離純化了57株內(nèi)生菌。以牛蒡子干粉為底物，采用高效液相色譜法測定轉(zhuǎn)化培養(yǎng)液中牛蒡苷和牛蒡苷元的含量，篩選得到6株轉(zhuǎn)化牛蒡苷的內(nèi)生菌。其中L2的轉(zhuǎn)化率最高，可達76.9％。利用HPLC-MS等方法對其轉(zhuǎn)化

7、產(chǎn)物牛蒡苷元進行了驗證。L2經(jīng)過形態(tài)觀察、生理生化特征分析及16SrDNA序列分析，鑒定為氧化微桿菌Microbacterium oxydans。
　　 對牛蒡子千粒重、粒數(shù)百分比、重量百分比、發(fā)芽勢、發(fā)芽率等進行測定比較，東北產(chǎn)的“關(guān)大力”質(zhì)量好。細胞學研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地牛蒡體細胞染色體數(shù)目為2n=36。其偽品新疆產(chǎn)毛頭牛蒡體細胞染色體數(shù)目為2n=36，新疆產(chǎn)大翅薊體細胞染色體數(shù)目2n=34，大連產(chǎn)紫穗槐體細胞染色體數(shù)目為2n=

8、410，沈陽產(chǎn)水飛薊體細胞染色體數(shù)目為2n=36。中國牛蒡?qū)僦参镉信］蚺c毛頭牛蒡兩種，其染色體核型均為“2B”型。牛蒡染色體相對長度組成為2n=36=6L+6M2+16M1+8S，核型公式是K（2n）=2X=36=18m+18sm。毛頭牛蒡染色體相對長度組成為2n=36=6L+4M2+20M1+6S，核型公式是K（2n）=2X=36=20m+16sm。毛頭牛蒡的核型不對稱系數(shù)為62.01，比牛蒡的62.62略小。毛頭牛蒡染色體總長和長臂

9、總長比牛蒡略大，而染色體體積比牛蒡的大5.03μm3，毛頭牛蒡18對染色體中m型有10對，占55.56％，sm型有8對，占44.44％，而牛蒡18對染色體中m型有9對，占50％，sm型有9對占50％。
　　 分子生物學研究，成功擴增并測定26個產(chǎn)地牛蒡ITS序列，其序列有14個位點具多樣性，通過建立系統(tǒng)樹26份樣品被分成兩組，以此牛蒡可分為兩種基因型，經(jīng)過SPSS13.0統(tǒng)計分析，在0.05顯著水平下，兩種基因型的牛蒡子藥材中牛

10、蒡苷含量具有顯著性差異。并對牛蒡的偽品10個樣品進行ITS序列測定，通過分析比較，系統(tǒng)樹重建聚類，能夠有效的進行真?zhèn)舞b定，ITS序列可以作為標準序列進行中藥牛蒡子的分子鑒別。
　　 采用HPLC法對不同產(chǎn)地的牛蒡子進行牛蒡苷和苷元的含量測定，測定千粒重、發(fā)現(xiàn)東北產(chǎn)的“關(guān)大力”質(zhì)量好，牛蒡苷含量高?；疑P(guān)聯(lián)分析，表明產(chǎn)于吉林梅河口的牛蒡子藥材樣品質(zhì)量最好。“關(guān)大力”資源最豐富，質(zhì)量評價最好，為牛蒡子中的道地藥材。
　　 牛

11、蒡子藥材質(zhì)量相關(guān)性分析，牛蒡子千粒重和牛蒡苷含量在0.01水平下呈極顯著正相關(guān)（r=0.774**），說明傳統(tǒng)的牛蒡子評價標準與指標性成分的含量評價相符，牛蒡根際土壤、牛蒡營養(yǎng)器官、牛蒡子藥材中12種元素的相關(guān)分析，在0.05水平下牛蒡子藥材與牛蒡營養(yǎng)器官中Mg元素含量呈顯著正相關(guān)（r=0.419*），藥材中的Mg元素含量比根際土壤中的Mg元素含量高，且具有顯著性，牛蒡子藥材中Mg元素平均值為7553.59ug/g，根際土壤中Mg元素平

12、均值為5923.60ug/g，說明牛蒡子有從土壤中富積Mg元素的作用。在0.05水平下牛蒡子藥材與牛蒡營養(yǎng)器官中Ca元素含量呈顯著正相關(guān)（r=0.446*）。在0.05水平下根際土壤與營養(yǎng)器官中Fe元素含量呈顯著正相關(guān)（r=0.407*）。在0.05水平下根際土壤與牛蒡子藥材中Pb元素含量呈顯著正相關(guān)（r=0.476*）。在牛蒡根際土壤、牛蒡營養(yǎng)器官、牛蒡子藥材中Na、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Mn、K等元素的含量無相關(guān)性。

13、　　 “諸藥所生，皆有其境”。經(jīng)統(tǒng)計分析，影響牛蒡子藥材質(zhì)量的主導生態(tài)因子為年降水量、7月最高溫和7月平均溫。“關(guān)大力”品質(zhì)評價以吉林省梅河口市和遼寧省岫巖縣樣品為佳，其生態(tài)適宜性主導因子范圍是年降水量：724～755mm；7月最高溫：26.9～27.0℃；7月平均溫：22.3～22.9℃。全國范圍內(nèi)牛蒡子生態(tài)適宜主導因子范圍是年降水量：700～800mm；7月最高溫為：25.1～28.0℃；7月平均溫為：21.1～24.0℃。

14、>　　 中藥材產(chǎn)地適宜性分析地理信息系統(tǒng)（TCMGIS）是我國首次開發(fā)的以基礎地理信息、氣候、土壤數(shù)據(jù)庫及第3次全國中藥資源普查數(shù)據(jù)庫為后臺支撐的快速分析系統(tǒng)。對牛蒡子藥材適宜產(chǎn)區(qū)區(qū)劃進行分析，包括全國范圍取樣的牛蒡子藥材適宜區(qū)分析、“關(guān)大力”藥材適宜區(qū)分析、“川大力”藥材適宜區(qū)分析，經(jīng)過加權(quán)和非加權(quán)兩種方法進行數(shù)據(jù)運算，經(jīng)過比較認為經(jīng)加權(quán)的分析結(jié)果更為理想。
　　 生態(tài)適宜性分析及生產(chǎn)區(qū)區(qū)劃以科學理論和方法指導中藥材種植地的

15、選擇，是中藥材資源可持續(xù)生產(chǎn)和引種栽培的基礎，對于保證中藥材的質(zhì)量以及實現(xiàn)規(guī)?；⑻厣?、品牌化具有十分重要的意義。但中藥材的生產(chǎn)也受到經(jīng)濟因素、人為因素、歷史因素等的影響，“杜大力”主產(chǎn)區(qū)為浙江桐鄉(xiāng)，該地區(qū)歷史上有較大規(guī)模的栽培，通過資源調(diào)查，現(xiàn)今沒有“杜大力”商品藥材了。經(jīng)TCMGIS分析得到的適宜生產(chǎn)區(qū)還要和當?shù)氐慕?jīng)濟、文化、歷史等多方面因素結(jié)合，制定更好的適宜中藥材產(chǎn)區(qū)區(qū)劃。按我國中藥材GAP要求，制定了遼寧產(chǎn)的“關(guān)大力”規(guī)范化