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(guó)家科技部“十一五”攻關(guān)項(xiàng)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(hào)：2006BAI09802-6）和《中國(guó)藥典》2010版一部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究之子課題“牛蒡子及炒制牛蒡子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)修訂”（子課題編號(hào)：YD101，YD102）的主要內(nèi)容，同時(shí)也是國(guó)家科技部基礎(chǔ)平臺(tái)項(xiàng)目“藥用植物種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化整理、整合及共享試點(diǎn)”之子課題“牛蒡種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化整理、整合及共享試點(diǎn)

2、”（項(xiàng)目編號(hào)：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(píng)價(jià)、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(biāo)準(zhǔn)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(píng)價(jià)等提供參考。
　　 方法與結(jié)果：按統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)地進(jìn)行牛蒡子資源調(diào)查與樣品采集，使用GPS儀對(duì)經(jīng)度、緯度進(jìn)行測(cè)定，并記錄相關(guān)信息，對(duì)收集的牛蒡種質(zhì)資源進(jìn)行保存，置于國(guó)家藥用植物種質(zhì)資源庫(kù)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享

3、平臺(tái)“中國(guó)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(shè)。依據(jù)經(jīng)度、緯度坐標(biāo)在TCMGIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取濕度、日照、年降水量等生態(tài)因子。采用各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)牛蒡子土壤樣品進(jìn)行多指標(biāo)測(cè)定分析，對(duì)牛蒡根際土壤微生物、牛蒡內(nèi)生菌進(jìn)行初步分析研究。對(duì)牛蒡種質(zhì)進(jìn)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(biāo)的分析，對(duì)牛蒡子藥材進(jìn)行HPLC法測(cè)定指標(biāo)性成分牛蒡苷含量等質(zhì)量評(píng)價(jià)，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量排序，探討種質(zhì)和生態(tài)等不同因

4、素對(duì)牛蒡子藥材質(zhì)量的影響。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)牛蒡子生態(tài)適宜性進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際調(diào)查與生態(tài)適宜性的分析結(jié)果，采用TCMGIS系統(tǒng)進(jìn)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(duì)2005版藥典中牛蒡子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，制定了牛蒡子和炒牛蒡子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并為2010版藥典所收錄。
　　 結(jié)論：對(duì)12個(gè)省51個(gè)地區(qū)的牛蒡資源進(jìn)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(chǎng)價(jià)格較低，在野生資源中，分布在東北的“關(guān)大

5、力”蘊(yùn)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(guó)、東南亞等地。浙江桐鄉(xiāng)產(chǎn)者稱(chēng)為“杜大力”，文獻(xiàn)記載質(zhì)量佳，在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，原來(lái)曾大量栽培，但由于價(jià)格低現(xiàn)已不再生產(chǎn)了。
　　 牛蒡根際土壤真菌分布其常見(jiàn)類(lèi)群主要有木霉、鐮刀菌、青霉、毛霉等。水培實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)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(xué)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(dá)5.8×104cfu/g，通過(guò)生物防治實(shí)驗(yàn)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(shí)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(cè)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(dá)76.9％。利用HPLC-MS等方法對(duì)其轉(zhuǎn)化

7、產(chǎn)物牛蒡苷元進(jìn)行了驗(yàn)證。L2經(jīng)過(guò)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(duì)牛蒡子千粒重、粒數(shù)百分比、重量百分比、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率等進(jìn)行測(cè)定比較，東北產(chǎn)的“關(guān)大力”質(zhì)量好。細(xì)胞學(xué)研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地牛蒡體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=36。其偽品新疆產(chǎn)毛頭牛蒡體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=36，新疆產(chǎn)大翅薊體細(xì)胞染色體數(shù)目2n=34，大連產(chǎn)紫穗槐體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=

8、410，沈陽(yáng)產(chǎn)水飛薊體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=36。中國(guó)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(duì)長(zhǎng)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(duì)長(zhǎng)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(duì)稱(chēng)系數(shù)為62.01，比牛蒡的62.62略小。毛頭牛蒡染色體總長(zhǎng)和長(zhǎng)臂

9、總長(zhǎng)比牛蒡略大，而染色體體積比牛蒡的大5.03μm3，毛頭牛蒡18對(duì)染色體中m型有10對(duì)，占55.56％，sm型有8對(duì)，占44.44％，而牛蒡18對(duì)染色體中m型有9對(duì)，占50％，sm型有9對(duì)占50％。
　　 分子生物學(xué)研究，成功擴(kuò)增并測(cè)定26個(gè)產(chǎn)地牛蒡ITS序列，其序列有14個(gè)位點(diǎn)具多樣性，通過(guò)建立系統(tǒng)樹(shù)26份樣品被分成兩組，以此牛蒡可分為兩種基因型，經(jīng)過(guò)SPSS13.0統(tǒng)計(jì)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(duì)牛蒡的偽品10個(gè)樣品進(jìn)行ITS序列測(cè)定，通過(guò)分析比較，系統(tǒng)樹(shù)重建聚類(lèi)，能夠有效的進(jìn)行真?zhèn)舞b定，ITS序列可以作為標(biāo)準(zhǔn)序列進(jìn)行中藥牛蒡子的分子鑒別。
　　 采用HPLC法對(duì)不同產(chǎn)地的牛蒡子進(jìn)行牛蒡苷和苷元的含量測(cè)定，測(cè)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。灰色關(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?！瓣P(guān)大力”資源最豐富，質(zhì)量評(píng)價(jià)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(shuō)明傳統(tǒng)的牛蒡子評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)性成分的含量評(píng)價(jià)相符，牛蒡根際土壤、牛蒡營(yíng)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(yíng)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(shuō)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(yíng)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(yíng)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(yíng)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(wú)相關(guān)性。

13、　　 “諸藥所生，皆有其境”。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，影響牛蒡子藥材質(zhì)量的主導(dǎo)生態(tài)因子為年降水量、7月最高溫和7月平均溫?！瓣P(guān)大力”品質(zhì)評(píng)價(jià)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(dǎo)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(guó)范圍內(nèi)牛蒡子生態(tài)適宜主導(dǎo)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(guó)首次開(kāi)發(fā)的以基礎(chǔ)地理信息、氣候、土壤數(shù)據(jù)庫(kù)及第3次全國(guó)中藥資源普查數(shù)據(jù)庫(kù)為后臺(tái)支撐的快速分析系統(tǒng)。對(duì)牛蒡子藥材適宜產(chǎn)區(qū)區(qū)劃進(jìn)行分析，包括全國(guó)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(guò)加權(quán)和非加權(quán)兩種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，經(jīng)過(guò)比較認(rèn)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(xué)理論和方法指導(dǎo)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(chǔ)，對(duì)于保證中藥材的質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、特色化、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(jì)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(guò)資源調(diào)查，現(xiàn)今沒(méi)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(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、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(guó)中藥材GAP要求，制定了遼寧產(chǎn)的“關(guān)大力”規(guī)范化