不同產(chǎn)地多花黃精生態(tài)因子與品質(zhì)形成的相關(guān)性分析△

章小雨，秦倩，田磊，鐘國躍，張壽文

江西中醫(yī)藥大學(xué)，江西 南昌 330000

黃精為百合科植物滇黃精Polygonatum kingianumColl.et Hemsl、黃精P.sibiricumRed.或多花黃精P.cyrtonemaHua 的干燥根莖，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎的功效[1]。黃精為我國傳統(tǒng)藥材，擁有悠久的食用及藥用歷史[2]，被廣泛用于保健食品的開發(fā)[3-4]。研究表明，黃精主要含有多糖、黃酮、甾體皂苷、蒽醌類及生物堿等化合物，還含有揮發(fā)油和微量元素等，具有抗炎、抗腫瘤、預(yù)防骨質(zhì)疏松及強(qiáng)心作用[5-8]。相關(guān)研究表明，多花黃精質(zhì)量較好且野生資源分布范圍廣，不同產(chǎn)地藥材品質(zhì)差異較大[9-13]。特定的生態(tài)氣候環(huán)境是藥材品質(zhì)形成的重要因素。經(jīng)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，黃精的相關(guān)研究主要集中在有效成分含量測定、藥理研究、炮制方法及栽培技術(shù)等方面[14-17]，而對其生態(tài)特征與品質(zhì)形成的相關(guān)性研究較少。

本研究對不同產(chǎn)地多花黃精植株形態(tài)（株高、葉長、葉寬、葉片數(shù)量、根莖直徑及根莖鮮質(zhì)量）和內(nèi)在質(zhì)量（多糖及總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)）進(jìn)行比較，并與各地生態(tài)因子進(jìn)行相關(guān)性分析，明確多花黃精品質(zhì)形成的主要生態(tài)因子，以期為多花黃精藥材規(guī)范化種植布局、引種栽培及資源可持續(xù)利用提供參考。

1 材料

1.1 儀器

BP211D 型萬分之一電子天平（德國Sartorius公司）；UV-1800型紫外-可見分光光度計(jì)（日本島津公司）；KQ300E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試藥

對照品D-無水葡萄糖（純度：99.9%，批號：110833-201707）、蘆?。兌龋?8%，批號：153-18-4）均購自北京中科質(zhì)檢生物技術(shù)有限公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、蒽酮、無水乙醇、濃硫酸均為分析純。

1.3 樣品

從浙江、福建、安徽、江西、湖南、湖北6 省共31 個(gè)產(chǎn)地收集野生多花黃精植物樣品，每個(gè)產(chǎn)地多花黃精植株至少30 株，經(jīng)江西中醫(yī)藥大學(xué)葛菲教授鑒定為百合科植物多花黃精Polygonatum cyrtonemaHua。樣品信息見表1。

2 方法

2.1 氣候因子

各產(chǎn)地氣候因子數(shù)據(jù)從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)站（https://data.cma.cn/）獲得，氣候?qū)傩灾蛋昃鶞亍⒛杲邓俊? 月均溫、7 月均溫、日照時(shí)數(shù)、≥10 ℃積溫、無霜期（表2）。

表2 多花黃精產(chǎn)地氣候因子

2.2 植株形態(tài)

在不同產(chǎn)地多花黃精植株中，選擇并標(biāo)記具有良好生長的多花黃精植株，每個(gè)種質(zhì)資源選擇30株，使用固定葉片確定每種植物的特征值。株高：直尺測量多花黃精植物莖的根部到葉頂?shù)母叨?，測定結(jié)果精確到0.01 cm；葉片長度：直尺測量多花黃精莖基部向上第三輪葉片的長度，精確到0.01 cm；葉片寬度：用游標(biāo)卡尺確定多花黃精莖基部向上第三輪葉片最寬處寬度，結(jié)果精確到0.01 cm；葉總數(shù)：在收獲期多花黃精植物葉片的數(shù)目；根莖直徑：收獲期用游標(biāo)卡尺測量多花黃精根狀莖的直徑，結(jié)果精確到0.01 cm；鮮質(zhì)量：收獲期用電子天平測多花黃精根莖鮮質(zhì)量，結(jié)果精確到0.01 g。

2.3 多糖含量測定

將各樣品根莖60 ℃烘干，粉碎，過六號篩，4 ℃保存。按《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）2020年版方法測定[1]。

2.4 總黃酮含量測定

2.4.1對照品溶液的制備 精密稱取蘆丁對照品10 mg，置于50 mL量瓶中，用60%乙醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得質(zhì)量濃度為0.2 mg·mL-1的蘆丁對照品溶液。

2.4.2供試品溶液的制備 稱取多花黃精粉末0.5 g，加入60%乙醇20 mL，60 ℃超聲提取60 min，濾過，取續(xù)濾液，60%乙醇定容至25 mL。

2.4.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 分別精密吸取蘆丁對照品溶液0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mL 于25 mL 量瓶中，加入5%亞硝酸鈉溶液0.7 mL，搖勻，放置6 min，再加入10%硝酸鋁溶液0.7 mL，搖勻，放置6 min，再加入4%氫氧化鈉溶液5 mL，用60%乙醇定容至刻度，搖勻，放置15 min，以60%乙醇作為參比溶液，于分光光度計(jì)波長510 nm 處測定吸光度值。以吸光度為縱坐標(biāo)（Y），蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X），進(jìn)行回歸處理，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[18]。結(jié)果表明，蘆丁對照品質(zhì)量濃度在0.004～0.048 mg·mL-1與吸光度線性關(guān)系良好，回歸方程為Y=11.372 0X+0.027 7（r=0.999 9）。

2.4.4精密度試驗(yàn) 精密吸取供試品溶液1 mL，置具塞試管中，按2.4.3 項(xiàng)下方法操作，測定吸光度值，連續(xù)測6 次，RSD 為3.89%，表明儀器精密度良好。

2.4.5穩(wěn)定性試驗(yàn) 取供試品溶液1 mL，按2.4.3項(xiàng)下方法處理，每隔10 min 測定吸光值，60 min 內(nèi)RSD為1.93%，表明供試品溶液1 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.4.6重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取同一樣品粉末6 份，按2.4.2項(xiàng)下方法進(jìn)行處理，蘆丁含量RSD為1.13%，表明方法重復(fù)性良好。

2.4.7加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取已知含量多花黃精粉末樣品6 份，每份0.5 g，分別加入蘆丁對照品溶液，按2.4.2 項(xiàng)下方法制備供試品溶液，測定吸光度值，計(jì)算加樣回收率，結(jié)果見表3。

表3 多花黃精中蘆丁加樣回收率試驗(yàn)

2.5 土壤養(yǎng)分分析

土壤樣品采用五點(diǎn)取樣法，在植株邊緣正下方0～20 cm 土壤深混合土樣，除去石塊等雜質(zhì)，5～10個(gè)采樣點(diǎn)的土壤混合均勻后用四分法留取1 kg 左右樣品1 kg 左右?guī)Щ貙?shí)驗(yàn)室，經(jīng)自然風(fēng)干后過60 目篩，放入4 ℃冰箱保存。土壤pH 用電位法測定[19-20]，土壤有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀外加熱法，有效磷測定采用鉬銻抗分光光度法，水解性氮測定采用堿解擴(kuò)散法，速效鉀測定采用火焰光度法，全氮測定采用重鉻酸鉀-硫酸消化法[21]。

2.6 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 23.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析及皮爾遜相關(guān)性分析。

3 結(jié)果

3.1 不同產(chǎn)地多花黃精形態(tài)特征及有效成分含量測定結(jié)果分析

多花黃精形態(tài)特征、多糖和總黃酮含量測定結(jié)果見表4。葉片是植物生長過程非常重要的器官之一，根莖是藥材質(zhì)量的直觀體現(xiàn)，葉片的表型特征和根莖的大小反映了對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性，是十分重要的參考指標(biāo)[22]。如表4所示，江西鄱陽、銅鼓和靖安產(chǎn)黃精植株高大、根莖粗壯、根莖鮮質(zhì)量較大，相對而言，安徽銅陵、青陽、金寨，湖北咸寧、黃石、宜昌，湖南綏寧，江西萬載、會昌、尋烏植株較矮小、根莖較細(xì)，浙江及福建黃精植株適中。31個(gè)野生多花黃精種質(zhì)多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到《中國藥典》2020年版要求，平均值為13.53%，且不同產(chǎn)地多花黃精多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其中，安徽金寨的多花黃精多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到19.84%，湖南安化的多花黃精多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為7.07%，以地區(qū)來看，多花黃精多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)湖北＞安徽＞浙江＞江西＞湖南＞福建。多花黃精總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其中，安徽歙縣的多花黃精總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為0.84 mg·g-1，浙江武義的多花黃精總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為3.88 mg·g-1，以地區(qū)來看，多花黃精總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)浙江＞湖南＞湖北＞安徽＞福建＞江西。

表4 不同產(chǎn)地多花黃精有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及形態(tài)特征（, n=3）

表4 不同產(chǎn)地多花黃精有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及形態(tài)特征（, n=3）

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示P＜0.05。

3.2 不同產(chǎn)地多花黃精土壤養(yǎng)分分析

土壤的化學(xué)性質(zhì)對中藥材的品質(zhì)有不同程度的影響，土壤pH大小、營養(yǎng)元素缺乏或不足都會影響植物生長和內(nèi)外在品質(zhì)形成[23]。不同產(chǎn)地多花黃精土壤養(yǎng)分情況見表5。如表5 所示，各產(chǎn)地土壤pH總體偏酸性，浙江天臺土壤pH 最高，安徽銅陵土壤pH 最低；浙江武義土壤中有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為5.44 mg·kg-1，江西鄱陽土壤中有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為279.00 mg·kg-1；安徽黃石溪土壤中速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為76.99 mg·kg-1，湖北宜昌土壤中速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為580.80mg·kg-1；湖北咸寧土壤中水解性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為46.94 mg·kg-1，安徽金竹山土壤中水解性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為419.60 mg·kg-1；浙江武義土壤中全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為0.57 g·kg-1，安徽天堂寨土壤中全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為6.25 g·kg-1；安徽黃石溪土壤中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為4.36 g·kg-1，湖南綏寧土壤中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為164.32 g·kg-1。

表5 不同產(chǎn)地多花黃精土壤養(yǎng)分情況

3.3 多花黃精植株性狀、質(zhì)量與生態(tài)因子的相關(guān)性分析

將不同產(chǎn)地多花黃精有效成分含量與形態(tài)特征分別和生態(tài)因子進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。如表6 所示，緯度和多花黃精葉寬呈顯著正相關(guān)，r為0.516。海拔和多花黃精株高、葉長、葉寬、根莖直徑及鮮質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)，r分別為-0.419、-0.406、-0.387、-0.398 和-0.391，株高與土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)，r為0.457，葉長與土壤水解性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，r為-0.461，根莖直徑、鮮質(zhì)量與土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)，r為0.365 和0.386。年均溫與多花黃精葉寬呈負(fù)相關(guān)，r為-0.416。7 月均溫和多花黃精多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)，r為0.394。多花黃精葉片數(shù)量和日照時(shí)數(shù)呈顯著性負(fù)相關(guān)，r為-0.465，與積溫、無霜期及土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)，r分別為0.372、0.545 和0474。多花黃精鮮質(zhì)量與株高、葉長、葉寬、葉片數(shù)量、根莖直徑和年降水量呈顯著正相關(guān)，r分別為0.806、0.650、0.361、0.449、0.968 和0.361。

表6 多花黃精植株性狀、質(zhì)量與生態(tài)因子相關(guān)性分析

4 討論

中藥材品質(zhì)優(yōu)劣和療效差異受氣候生態(tài)因子和人工培育方式的影響，藥用植物生長環(huán)境因子與藥材質(zhì)量的相關(guān)性研究可以為中藥材生態(tài)育種、優(yōu)良品種選育和優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地黃精形態(tài)特征差異較大，31 個(gè)野生多花黃精多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到《中國藥典》2020 年版要求，可見野生多花黃精資源質(zhì)量普遍較好，可廣泛用于優(yōu)良品種的選育，與相關(guān)研究一致[25]。

黃精形態(tài)特征與產(chǎn)地生態(tài)因子相關(guān)性分析結(jié)果表明，海拔是影響黃精形態(tài)特征的主導(dǎo)因子，與黃精株高、葉長、葉寬和根莖鮮質(zhì)量呈顯著負(fù)相關(guān)。孫哲[26]通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黃精生長海拔不宜過高，多集中于海拔600～1000 m 的陰坡；緯度和葉寬呈顯著正相關(guān)，年均溫與葉寬呈負(fù)相關(guān)，7 月均溫和多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)有顯著正相關(guān)，葉片數(shù)量和日照時(shí)數(shù)有顯著性負(fù)相關(guān)，與積溫及無霜期有顯著正相關(guān)。7月均溫是影響不同產(chǎn)地黃精多糖含量的主導(dǎo)因子。有文獻(xiàn)報(bào)道，高溫氣候可能通過提高植物生理生化指標(biāo)而促進(jìn)糖類成分積累，提高藥材品質(zhì)[27]。

黃精生長地土壤偏酸性，與畢研文等[28]報(bào)道的黃精類植物適宜在偏酸性土壤生長一致。磷、鉀是植物生長必需的營養(yǎng)元素，研究發(fā)現(xiàn)黃精對磷、鉀的吸收量高[29]，土壤中有效磷、速效鉀有利于黃精株高增加、根莖和葉片的生長，且地上部分與地下根莖產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，黃精地上部分的大小直接影響黃精產(chǎn)量。綜上所述，在進(jìn)行黃精引種栽培過程中，除了注意產(chǎn)地，還應(yīng)該注意引種地的海拔、溫度、無霜期等相關(guān)地理生態(tài)因子，土壤應(yīng)該呈弱酸性，在黃精規(guī)范化種植過程中應(yīng)合理施用磷肥和鉀肥，有利于植株和根莖部分成長，也可以適當(dāng)提高生長期溫度，有利于有效成分的合成和積累。