玄參化學多樣性及其與遺傳變異和環(huán)境因子之間的關系研究.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，玄參在中國有著1000多年的栽培歷史，然而對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)境因子關系尚無人報道?；诖?，本研究從遺傳和環(huán)境兩個方面入手，對玄參的化學多樣性開展了相關研究

2、，分析各因素對藥材化學多樣性的貢獻率，探討玄參品質(zhì)的成因，為玄參質(zhì)量評價和品種選育提出科學的建議，為玄參藥材的可持續(xù)發(fā)展奠定研究基礎。主要研究結果如下：
　　 (1)利用HPIC-DAD分析技術和多變量數(shù)據(jù)處理方法構建了玄參化學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)定量分析相結合的化學多樣性評價體系，為本文后續(xù)研究及玄參藥材質(zhì)量評價提供了技術手段。
　　 (2)基于ISSR標記的玄參的種

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低于野生群體，而且栽培群體內(nèi)的遺傳分化較大。認為造成該現(xiàn)象的原因在于栽培群體長期的人工選育和克隆繁殖，群體間缺乏基因流。同質(zhì)園實驗揭示了玄參的栽培群體和野生群體之間在營養(yǎng)生長、生物量分配和化學多樣性上均出現(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，認為與其在自

4、然環(huán)境中的繁殖方式有一定的關系。野生玄參的化學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，與栽培群體相對比較接近，因此從生產(chǎn)的角度來看，可作為品種選育和雜交的優(yōu)選野生種質(zhì)。
　　 (3)對于栽培玄參來說，溫度和海拔是影響其化學多樣性最主要的

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。對浙玄參四種活性成分季節(jié)變化的研究也證實了安格洛苷C、哈巴俄苷對溫度存在一定的響應。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)對來自五個主產(chǎn)地的栽培玄參藥材樣品進行了化學多樣性評價后發(fā)現(xiàn)浙玄參已經(jīng)在化學組成上形成了一個比較特殊的群體，并且相似度分析也表明了浙江磐安產(chǎn)區(qū)的玄參藥材在化學指紋相似度基本上大

6、于95％，揭示其化學成分較穩(wěn)定。并且相對于其他四個栽培群體來講，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)認為浙產(chǎn)玄參為道地玄參的觀點。結合種質(zhì)遺傳分析和同質(zhì)園實驗結果，作者認為在長期的人工栽培過程中，浙玄參已經(jīng)適應了浙江地區(qū)的氣候環(huán)境特點，形成了一個具有一定遺傳基礎的化學型。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、較長的日照時數(shù)等)有著更為密切的關系。
　　

7、 (5)通過對浙玄參的生長、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)藝操作對浙玄參的生長、生物量分配以及藥用部位的化學多樣性影響不大，而不同的加工處理方法則會極大地影響玄參的化學成分組成和含量，認為在傳統(tǒng)藥材加工的過程中，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關鍵的因素。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物的情況下