無機元素對中藥材品質(zhì)的多重影響研究.pdf

1、本課題以野生藥材(黃芩)、栽培藥材(川芎)以及受控試驗培育藥材(青蒿、菘藍(lán)、荊芥)為試驗材料，通過測定藥材和根際土壤中無機元素含量、藥材化學(xué)成分含量以及受控實驗培育藥材抗氧化系統(tǒng)的變化趨勢，就無機元素對中藥材的影響進(jìn)行系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容包括：土壤無機元素對野生中藥材無機元素及藥效成分的影響；栽培中藥材不同生長階段的無機元素積累規(guī)律；水培條件下鎘脅迫對青蒿的傷害機理及其抗氧化系統(tǒng)和青蒿素的變化趨勢研究；土培條件下不同重金屬脅迫(鎘和鉛

2、)對菘藍(lán)和荊芥的傷害機理及其抗氧化系統(tǒng)和靛玉紅的變化趨勢研究。研究結(jié)果如下：
　　 ⑴居群內(nèi)，黃芩根際土壤中無機元素對黃芩藥材中的無機元素含量影響小，總分布區(qū)內(nèi)，根際土壤無機元素對藥材中的無機元素含量有明顯影響，尤以Ca、Fe、Mg、Mn、P顯著。黃芩根際土壤和藥材中各無機元素含量的相對大小，以及黃芩對各無機元素的吸收能力受產(chǎn)地影響小，并且根際土壤中的含量的相對大小與藥材一致。提示黃芩中各無機元素含量可能以一定的比例存在，而這種

3、比例同樣受到土壤中元素配比的影響。黃芩藥材中的無機元素對自身化學(xué)成分的合成和積累的影響與化學(xué)組分的極性和元素種類有關(guān)。所測10種元素中，大部分元素可能不利于中等極性或強極性化學(xué)組分的合成和積累(苷類)，但有利于弱極性組分的合成和積累。K、Mg與大部分組分含量呈正相關(guān)。
　　 ⑵川芎不同部位無機元素的積累特征隨生長階段的變化趨勢源于川芎各部位生長發(fā)育的元素需求。川芎莖葉中大部分無機元素含量、分配比例以及莖葉對無機元素的吸收能力均在

4、苗期和抽莖期較高，且顯著高于根莖。而根莖中大部分元素含量在收獲期達(dá)到最高，且部分元素的根莖分配比例在收獲期高于莖葉。但川芎根莖和莖葉對不同元素吸收能力的相對大小以及對元素的富集作用比較穩(wěn)定，受生育期和部位影響小。川芎根莖和莖葉對Cd均有富集，莖葉在苗期和抽莖期還對Pb有富集。川芎莖葉對Pb的吸收能力始終大于根莖，對Cd的吸收能力在收獲期小于根莖。隨著生長時間的延長，川芎對Cd、Pb的總吸收量減少，但在根莖中的分配比例增加，從而使得川芎根

5、莖中Cd、Pb含量隨生長時間的延長而增加。
　　 ⑶水培條件下，青蒿莖葉中Cd含量隨脅迫濃度和脅迫時間的增長而增加。與之對應(yīng)的青蒿色素和細(xì)胞膜損害情況以及青蒿抗氧化防御系統(tǒng)的反應(yīng)情況為：隨脅迫濃度和脅迫時間的延長，青蒿色素含量下降，且Chlb對Cd脅迫的敏感程度大于Chla；電導(dǎo)率對Cd脅迫敏感，其上升速度和最大值隨Cd脅迫濃度的增加而提高，而MDA所受影響小；POD酶只有當(dāng)Cd脅迫達(dá)到一定程度時才被激活，且脅迫濃度越大，反應(yīng)越

6、快，活性越高。而CAT酶應(yīng)答速度和程度較高，在大部分脅迫時間里保持較高活性；ASA含量無顯著變化，而GSH含量顯著增加，與GSH是抗Cd的主要物質(zhì)的觀點相符；Cd脅迫對于青蒿素的合成和積累有促進(jìn)作用，尤以低濃度組和高濃度組明顯。Cd脅迫后期，各項指標(biāo)數(shù)據(jù)都出現(xiàn)異常，如電導(dǎo)率顯著低于對照，MDA顯著高于對照，POD活性大幅提高，青蒿素含量顯著下降等，可能是Cd毒性加劇的表現(xiàn)。
　　 ⑷菘藍(lán)對Cd、Pb的吸收和富集特性以及Cd、Pb

7、對菘藍(lán)的影響機理相似處多，差異點少：菘藍(lán)對Cd、Pb的吸收能力強，對Cd還有很強的富集能力。菘藍(lán)根、葉中Cd、Pb含量隨Cd、Pb脅迫濃度的提高而增加，而其對Cd、Pb的吸收能力隨脅迫濃度的提高先增后降；Cd、Pb處理均抑制菘藍(lán)生長，且抑制強度隨脅迫濃度和脅迫時間的增長而加大；Cd脅迫顯著降低菘藍(lán)Chl含量，但對類胡蘿卜素?zé)o影響，而Pb脅迫對兩者含量的提高程度隨脅迫濃度和時間而增加；電導(dǎo)率對Cd、Pb脅迫敏感，隨脅迫濃度的提高而增加，而

8、MDA含量僅在脅迫后期增加；POD活性在Cd、Pb脅迫初期受到抑制，后期恢復(fù)，但Pb脅迫下的恢復(fù)速度和幅度大于Cd脅迫。Cd脅迫下，CAT活性有一定增加，Pb脅迫下，CAT活性變化趨勢與POD一致；APX活性在Cd、Pb脅迫程度較低時增加，脅迫程度較高時受到抑制；Cd脅迫下靛玉紅含量降低，Pb脅迫下增加。由此推測，菘藍(lán)在Cd、Pb毒性達(dá)到極度和很強的土壤中還能存活，可能其對過氧化脅迫有較強的耐受能力。
　　 ⑸荊芥對Cd、Pb的

9、吸收和富集特性以及Cd、Pb對荊芥的影響機理為：對Cd、Pb吸收能力較菘藍(lán)弱，且隨Cd、Pb脅迫濃度的增加，荊芥對Cd的吸收能力顯著下降，對Pb的吸收能力先增后降，且荊芥僅在土壤中Cd含量較低時才對Cd有富集作用。荊芥莖葉中Cd、Pb含量隨Cd、Pb脅迫濃度的提高而增加；Cd脅迫初期促進(jìn)荊芥生長，脅迫后期，由促進(jìn)轉(zhuǎn)為輕微抑制。Pb抑制荊芥生長，隨脅迫時間的延長，其抑制作用有所緩解；Cd、Pb脅迫對荊芥Chl和類胡蘿卜素均表現(xiàn)為隨脅迫濃度

10、和脅迫時間的延長由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制；Cd、Pb脅迫下，荊芥電導(dǎo)率隨脅迫濃度的提高而增加，隨脅迫時間的延長而下降。MDA含量在脅迫初期增加，脅迫后期降低；Cd脅迫下，中濃度顯著促進(jìn)荊芥POD活性，高濃度顯著抑制荊芥POD活性，Pb脅迫下，POD酶變化趨勢相反。Cd、Pb脅迫下，荊芥CAT活性均隨脅迫濃度和脅迫時間的增長顯著增加；各個Cd、Pb脅迫水平均對荊芥APX活性有促進(jìn)作用。由此推測，荊芥對體內(nèi)Cd含量有較強的平衡能力，加上其抗氧化系統(tǒng)能