玄參特征性次生代謝物變異與環(huán)境及遺傳關系的研究.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。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)境溫度的正相關性;并通過溫度控制試驗進一步證實哈巴俄苷的高溫響應特性，揭示其響

2、應特征，探討栽培群體及其起源的野生群體的熱響應機制的異同，以及導致差異的可能進化過程;通過同質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。主要研究結果如下:
　　 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，并在不同器官間存在差異。成分含量和生物量之間的相關性分析結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相關，且不同部位活性成分的變動具有一定相關性。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，表明其可能具有高溫響應功能;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防御水平有關。

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，但相關抗氧化酶及滲透調節(jié)物質脯氨酸發(fā)生了生理響應。在玄參栽培群體中，哈巴俄苷也是高溫響應的生理變化之一，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生理變化可能以自由基清除酶體系為主。認為哈巴俄苷的高溫響應可能是玄參栽培馴化過程中，適應溫度強度和變化幅度、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器官，而根部可能是其貯藏器官?；ㄆ谑侵参飳Νh(huán)境高溫較敏感的時期，也是植株自我保護的關鍵階段。
　　 3)進一步通過同質園試驗，在浙江磐安立地條件下分析不同種質玄參群體（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)不同群體間化學成分的變異與遺傳種質有關。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，綜合考慮各個群體的生長特征及活性成分含量的分析結果，認為栽培種質中湖南龍山（HNL）和重慶金山鎮(zhèn)(CQJ)種質群體優(yōu)于其它種質，且湖南(HNL)種質的生長性狀穩(wěn)定性較好，可作為選育的重點對象;野生種質中認為浙江磐安(WPA)、江西冷水(WJX)和湖南平江(WHN)的種質較好，可以利用這些種質進行