玄參特征性次生代謝物變異與環(huán)境及遺傳關(guān)系的研究.pdf

1、玄參（ScrophulariaeRadix）是傳統(tǒng)藥材“浙八味”之一，為玄參科植物玄參（Scrophularianingpoensis）的塊根，其主要活性成分是環(huán)烯醚萜苷類（如哈巴俄苷）和苯丙素苷類（如毛蕊花糖苷和安格洛苷C）等化合物。我們的前期研究揭示了哈巴俄苷含量與環(huán)境溫度顯著正相關(guān)。本研究通過玄參次生代謝物含量的個體發(fā)育動態(tài)分析，驗證玄參哈巴俄苷含量與環(huán)境溫度的正相關(guān)性;并通過溫度控制試驗進(jìn)一步證實(shí)哈巴俄苷的高溫響應(yīng)特性，揭示其響

2、應(yīng)特征，探討栽培群體及其起源的野生群體的熱響應(yīng)機(jī)制的異同，以及導(dǎo)致差異的可能進(jìn)化過程;通過同質(zhì)園試驗分析哈巴俄苷等次生代謝物在群體間的遺傳變異，并挖掘和評價了優(yōu)質(zhì)種源及其優(yōu)良性狀，為玄參的新品種選育和品種改良提供了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　 1)利用HPLC分析研究玄參4種次生代謝物含量的物候變化，發(fā)現(xiàn)玄參根、莖、葉、花果各個器官中均含有這4種成分，其中哈巴俄苷（0.3～16.0mg/g）、毛蕊花糖苷(1～25mg/g)的含

3、量最高，安格洛苷C其次（0.2～7mg/g），而肉桂酸含量較低（0～1.2mg/g）。這些成分的合成積累動態(tài)與物候期密切相關(guān)，并在不同器官間存在差異。成分含量和生物量之間的相關(guān)性分析結(jié)果表明玄參次生代謝物的積累與其營養(yǎng)生長和繁殖呈顯著負(fù)相關(guān)，且不同部位活性成分的變動具有一定相關(guān)性。玄參植株尤其是地上部分的哈巴俄苷含量與環(huán)境溫度顯著正相關(guān)，表明其可能具有高溫響應(yīng)功能;2種苯丙素苷類成分很可能與開花盛期維持植株整體性化學(xué)防御水平有關(guān)。

4、>　　 2)通過對玄參栽培群體及其可能起源的野生群體的溫度控制試驗，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度升高5℃(30℃vs.35℃)沒有造成顯著的高溫脅迫或損傷，對生物量的積累也沒有顯著影響，但相關(guān)抗氧化酶及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸發(fā)生了生理響應(yīng)。在玄參栽培群體中，哈巴俄苷也是高溫響應(yīng)的生理變化之一，而且其僅在高溫下開花時發(fā)揮作用;野生群體的高溫響應(yīng)生理變化可能以自由基清除酶體系為主。認(rèn)為哈巴俄苷的高溫響應(yīng)可能是玄參栽培馴化過程中，適應(yīng)溫度強(qiáng)度和變化幅度、頻度更

5、大的栽培環(huán)境的一種生理變化。葉片是哈巴俄苷的主要熱響應(yīng)器官，而根部可能是其貯藏器官。花期是植物對環(huán)境高溫較敏感的時期，也是植株自我保護(hù)的關(guān)鍵階段。
　　 3)進(jìn)一步通過同質(zhì)園試驗，在浙江磐安立地條件下分析不同種質(zhì)玄參群體（8個栽培群體、5個野生群體）藥用部位根中哈巴俄苷等次生代謝物的含量。發(fā)現(xiàn)不同群體間化學(xué)成分的變異與遺傳種質(zhì)有關(guān)。野生群體的4種次生代謝物含量總體高于栽培群體，其中栽培群體中湖南龍山（HNL）和重慶金山鎮(zhèn)(CQJ

6、)群體的含量相對較高，野生浙江磐安(WPA)群體在所有群體中的含量最高。通過比較13個種質(zhì)玄參群體的株高、莖基徑、塊根數(shù)量和大小及生物量等特點(diǎn)，綜合考慮各個群體的生長特征及活性成分含量的分析結(jié)果，認(rèn)為栽培種質(zhì)中湖南龍山（HNL）和重慶金山鎮(zhèn)(CQJ)種質(zhì)群體優(yōu)于其它種質(zhì)，且湖南(HNL)種質(zhì)的生長性狀穩(wěn)定性較好，可作為選育的重點(diǎn)對象;野生種質(zhì)中認(rèn)為浙江磐安(WPA)、江西冷水(WJX)和湖南平江(WHN)的種質(zhì)較好，可以利用這些種質(zhì)進(jìn)行