川党参质量及影响其质量的遗传和环境因素研究

论文摘要

川党参(Codonopsis tangshen Oliv.)有悠久的药用历史和栽培记载,主要分布在重庆东部、湖北西部、陕西南部和贵州北部,因其质地优良,远销海外。由于产地环境差异,市场上川党参形成了不同商品名称,质量有差异。川党参的质量控制缺乏系统研究,影响川党参质量的因素尚未见文献报道。本文通过29个产地川党参药材的检查和化学成分含量测定,建议川党参药材的水分不得过8.7%、总灰分不得过6.5%、酸不溶性灰分不得过2.5%、醇溶性浸出物(热浸法)含量不得低于55.0%、党参炔苷不得少于0.53‰、党参多糖不得少于14.7%、党参总皂苷不得少于7.3%。在所测定化学成分的基础上,首次用多指标综合评价法(TOPSIS法)对各产地川党参药材质量进行力了量化评,不同权重分配方法评价结果基本一致,说明该法评价药材质量具有可行性。29个产地川党参药材HPLC指纹图谱分析表明,各川党参药材与对照色谱指纹图谱的相似度均在0.92以上,相似性较好;指纹图谱主成分聚类可将大多数产地的川党参药材聚为1类;同时,川党参化学成分含量和HPLC共有峰面积比值的主成分分析结果表明,多数供试样品的位置相对集中,可聚为一类。川党参根生物量积累主要集中在4月下旬至7月上旬,种苗大小对生物量积累有显著影响;川党参化学成分易受环境条件的影响,水分和温度为主要限制因子。测定了27个不同产地川党参土壤的16个养分指标,统计分析表明,土壤养分分布存在偏斜。通过主成分分析将16个评价指标降为六个主成分,主成分得分的系统聚类可将多数土壤样品可归为一类,说明川党参产地土壤质量基本接近。川党参植株元素含量的变异系数低于其土壤中相应元素含量的变异系数,且相同产地不同地点川党参元素间的相关性与不同产地的川党参元素间的相关性达显著水平,表明川党参对养分的吸收具有自身的规律性。川党参种源遗传多样性丰富,基于SRAP和ISSR分子标记的遗传距离聚类分析表明,18个不同产地供试材料可聚为3支或2支,聚类结果与地理分布无明显相关性,Mantel检验两种分子标记的遗传距离矩阵相关性极显著,表明SRAP和ISSR标记均可用于川党参的遗传多样性研究。通过多年多点的田间试验表明,所测定性状在不同栽培年份和不同地点的差异不显著,其遗传性状基本稳定。川党参品质受遗传因素和环境因素的共同作用,但川党参产量和品质受遗传效应和环境效应大小需要进一步研究。首次将川党参生长环境的土壤养分、土壤pH、海拔和生长时间视为一个系统,用灰色关联分析法分别研究了27个产地川党参总灰分、酸不溶性灰分、浸出物、党参炔苷、党参多糖和总皂苷受环境因素的影响程度。研究结果表明,所测化学成分受环境因素影响的程度总体趋势基本相似,即土壤pH值、海拔、碳氮比、生长时间以及土壤铁、锰和钾对各化学成分的影响程度大,土壤镁、钙和磷对各化学成分的影响程度较小。本研究在实地调查川党参主产地的环境数据、实地采集产地土壤、川党参药材和DNA提取材料及进行田间川党参生长发育动态变化研究、多年多点试验的基础上,系统地比较分析研究了川党参的产地环境差异、质量差异、品质形成规律、遗传多样性、种质稳定性和质量影响因素。首次提出了药材化学成分多指标量化评价方法,为中药质量评价提供了新的分析方法;首次阐明了遗传和环境因素对川党参质量的影响程度,这些方法的提出为中药材生产的产地环境选择、栽培措施管理提供了方法和依据。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1. 引言
• 2. 文献综述
• 2.1 中药材遗传多样性与中药材品质的研究
• 2.2 环境因素与中药材品质的研究
• 2.3 中药材质量评价研究
• 2.4 党参有关研究
• 3. 川党参药材质量研究
• 3.1 试验材料、仪器、试剂及试药
• 3.2 川党参药材的水分含量测定
• 3.3 川党参药材的总灰分和酸不溶性灰分含量测定
• 3.4 川党参药材的重金属和有害元素含量定
• 3.5 川党参药材的浸出物含量测定
• 3.6 党参炔苷含量的HPLC测定
• 3.7 多糖的含量测定
• 3.8 总皂苷的含量测定
• 3.9 川党参药材质量多指标化学成分综合评价
• 3.10 化学成分含量主成分分析法评价
• 3.11 不同产地的川党参HPLC指纹图谱研究
• 3.12 讨论
• 4. 川党参品质形成研究
• 4.1 川党参生长规律研究
• 4.2 川党参植物生长期内元素含量特征
• 4.3 川党参生长期内化学成分变化研究
• 4.4 小结
• 5. 川党参居群遗传多样性的分子标记研究
• 5.1 材料和方法
• 5.2 结果与分析
• 5.3 讨论
• 6. 川党参种植环境因素研究
• 6.1 不同产地川党参土壤养分主成分分析和聚类分析
• 6.2 川党参产地农艺措施调查和同一块种植地土壤养分分析
• 6.3 小结
• 7. 环境因素对川党参质量的影响
• 7.1 川党参生长期内土壤养分与有效成分含量的关系分析
• 7.2 水分和温度胁迫对川党参化学成分的影响
• 7.3 种植地不同点川党参有效成分含量与土壤养分的关系分析
• 7.4 不同产地川党参化学成分含量与环境因素关系分析
• 7.5 不同产地川党参元素含量特征研究
• 7.6 小结
• 8. 川党参遗传因素与品质的关系
• 8.1 遗传对川党参品质的影响
• 8.2 川党参遗传多样性与质量的关系
• 8.3 小结
• 9. 结论
• 致谢
• 主要参考文献
• 在读期间公开发表的学术论文、专著及科研成果
• 承担科研项目
• 附图