黄芪化学成分与生态因子的相关性

　　摘要以主成分分析(PCA)和相关性分析(CA)法研究黄芪中主要有效成分与生态因子的相关性，探究影响黄芪主要成分积累的生态因子．结果表明:山西产地黄芪中的黄芪甲苷、毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、山奈酚和黄芪多糖的含量显著高于内蒙古和甘肃两地．影响黄芪化学成分含量的气候因子主要为年均相对湿度、年日照时数及7月均温．影响黄芪化学成分含量的土壤元素主要为钙，且钙在一定范围内与毛蕊异黄酮苷、山柰酚、芒柄花苷、槲皮素、黄芪多糖的含量呈负相关．

　　关键词黄芪;化学成分;无机元素;气候因子

　　生态因子对药用植物品质影响和道地药材的形成是道地药材研究的重要内容．气候因子能直接或间接影响药用植物的生长、发育、生殖、行为和分布［1－2］，土壤无机元素能够影响植物根系营养及生理代谢活动，促进植物的生长，影响药用植物化学成分积累，最终影响中药材品质［3－4］．阐明生态因子对药用植物化学成分积累的影响对生产实践具有重要的指导意义．研究表明，日照时数、海拔和年降水量是影响羌活(Notopterygiumincisum)化学成分累积的主要因素［5］;温度对人参(Panaxginseng)皂苷活性成分的累积起主要作用［6－7］;土壤类型与铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)多糖含量呈显著正相关，年降水量与金钗石斛(D．nobile)的石斛碱积累呈显著正相关，温度是影响鼓槌石斛(D．chrysotoxum)毛兰素含量的主要因素［8］;西洋参(Panaxquinquefoli-um)化学生态型的形成和分化与其所在的气候地理环境变异相关［9］

　　1材料与方法

　　1.1材料

　　药材为甘肃、内蒙古和山西3个黄芪主产区2年生蒙古黄芪，除去须根和根头，晒干(表1)．采集黄芪药材的同时采集土壤样品，以梅花形布点，用采土器取样，混匀，用4分法缩分，封装于自封袋中．

　　1.2测定项目与方法

　　1.2.1黄芪化学成分的测定采用超高效液相色谱法(UPLC)测定黄芪中毛蕊异黄酮苷、毛蕊异黄酮、山柰酚、芒柄花素、芒柄花苷、槲皮素6种黄酮类成分的含量［13］;采用超高效液相色谱法(UPLC)测定黄芪中黄芪皂苷(黄芪甲苷)的含量［14］;采用苯酚-硫酸法测定黄芪中黄芪多糖的含量［15］(表2)．

　　1.2.2黄芪产地土壤无机元素的测定土壤样品室内自然晾干，研碎过100目筛．参考《电感偶合等离子体发射光谱方法通则标准》(JY/T015—1996)［16］测定土壤无机元素含量．精密称量1g样品于石英消解管中，加入硝酸与盐酸的混酸约4mL，置于石墨加热炉上，60°C消解12h，然后温度提高到120°C赶酸2h，定容到25mL，取约20mL溶液过0．22μm滤膜，进ICP(电感偶合等离子体发射光谱仪)分析，测定全量铜、锌、锰、钙、镁、铁、硒、硼、铝、钠、镍、钡元素含量．取1g土壤样品，加入0．5mol·L－1碳酸氢钠浸提液，25°C震荡浸提1h，取浸提液过滤后稀释，测定有效氮、有效磷和有效钾含量．测定3次，取平均值(表3)．各产地的气候资料来自《中国气象科学数据库》(1971—2000年)［17］，见表4．

　　2结果与分析

　　2.1黄芪化学成分含量分析

　　由表5可知，山西产地黄芪中黄芪甲苷、毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、山奈酚和黄芪多糖含量显著高于内蒙古和甘肃两地，说明山西产地黄芪质量较好．甘肃产地黄芪中毛蕊异黄酮和芒柄花素的含量显著高于内蒙古、山西两地，内蒙古产地黄芪中槲皮素含量显著高于甘肃、山西．由图1可见，山西产地黄芪主要分布在PCA图的上方，即成分1的正值部分，说明分布在PCA图上方的黄芪质量较好，内蒙古产地黄芪与山西产地黄芪分布距离较近，说明内蒙古黄芪与山西黄芪的质量相近，都较好．甘肃产地黄芪与山西产地黄芪距离较远，且甘肃产地黄芪质量较差。

　　2.2黄芪产地土壤无机元素含量

　　由图2可知，分析提取3个主成分．其中，主成分1的方差贡献率为59．7%，主要由元素镍、锌、铜、铁、硒组成;主成分2的方差贡献率为14．6%，主要由钙组成;主成分3的方差贡献率为9．0%，主要由有效钾组成．由表5可知，元素锌、锰、钙、硒、磷在3个黄芪主产地之间有显著差异．主要表现为山西产地土壤中锌、硒、有效磷元素显著高于甘肃和内蒙古两产地．甘肃与山西、内蒙古黄芪产地中土壤无机元素差异较大，且主要表现为钙的差异．山西与内蒙古两地土壤微量元素具有相似性．

　　3讨论

　　山西产地黄芪甲苷、毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、山奈酚和黄芪多糖的含量高于内蒙古和甘肃两地，说明山西产地黄芪质量最好，这与传统认为山西为黄芪的道地产区一致．黄芪甲苷含量与元素铜、锌、铁、硒、钠、镍和有效磷呈显著正相关，山西产地黄芪土壤中元素铜、锌、铁、硒、钠、镍和有效磷高于内蒙古和甘肃两地．内蒙古产区黄芪与山西产地黄芪质量相近．

　　参考文献

　　［1］MengX-C(孟祥才)，YuD-M(于冬梅)，YangG-H(杨国辉)，etal．ActiveingredientsinAcanthopanaxsenticosusrootsandassociatedecologicalfactors．ModernizationofTraditionalChineseMedicineandMate-riaMateria-WorldScienceandTechnology(世界科学技术-中医药现代化)，2009，11(3):423－427(inChi-nese)

　　［2］HuangL-F(黄林芳)，FuJ(付娟)，ChenS-L(陈士林)．Academicstudyonecologicalvariationoftradi-tionalChinesemedicinalmaterials．ChineseTraditionalandHerbalDrugs(中草药)，2012，43(7):1249－1258(inChinese)

　　［3］GuoL-P(郭兰萍)，HuangL-Q(黄璐琦)．EcologicalresearchonresourcesofChineseherbalmedicine．ChinaJournalofChineseMateriaMedica(中国中药杂志)，2004，29(7):9－12(inChinese

　　*杨庆珍1，2王增绘1付娟1刘德旺3黄林芳1＊

《黄芪化学成分与生态因子的相关性》

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