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野生与栽培阿尔泰独尾草蒽醌类物质含量的比较

2012-11-02高茸茸马淼蒋雯雯左伟郭艳

关键词:阿尔泰类物质蒽醌

高茸茸,马淼,蒋雯雯,左伟,郭艳

(石河子大学生命科学学院,石河子832003)

独尾草属植物隶属于百合科(Liliaceae),以根入药,具有祛风除湿、补肾强身之功效[1],已有悠久的民间食用和药用历史[2]。其主要成分为大黄素、大黄酚、大黄酸、芦荟大黄素等蒽醌类及多糖类物质[3-4],具有良好的杀菌、抑菌、消炎、解毒、抗紫外线辐射、提高人体免疫机能等功能,并对肿瘤细胞和艾滋病病毒具有良好的抑制作用[5]。阿尔泰独尾草(Eremurus altaicus),在我国仅分布于新疆天山和阿尔泰山海拔1600~2500m的山地阳坡、草甸。采挖野生阿尔泰独尾草根,不仅不能满足药材原料的充足供应,而且会对山地草甸植被造成严重破坏。因此,对其根替代品的研究和实现人工栽培是发展阿尔泰独尾草规模化开发和利用的前提。然而有关阿尔泰独尾草其他器官是否可以作为根的替代品,以及人工种植条件下其蒽醌类物质含量的研究均未见报道。

本研究采用高效液相色谱法测定并比较了野生和栽培阿尔泰独尾草不同器官中4种蒽醌类物质的含量,以期为该药用植物的合理开发与利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1试验材料在花期采集生长一致的野生与栽培阿尔泰独尾草各10株,分出根、花序轴、叶及花器官材料,叶片依长度平均分成3段采集(叶先端、叶中部与叶基部)。采集后的材料在冷藏条件下迅速运回实验室,阴干至恒重,用电子天平称量干重,粉碎后备用。

1.1.2试剂芦荟大黄素、大黄素、大黄酚、大黄酸标准品由中国药品生物制品检定所提供,批号分别为 110795201007、110756200110、110796200513、0757200206,甲醇为色谱纯,水为重蒸水,其余所用试剂均为分析纯。

1.1.3仪器Agilent1200型高效液相色谱分析仪;KQ-300型超声波清洗器;GL-20G-Ⅱ高速冷冻离心机;植物样品粉碎机;EB-280电子分析天平。

1.2 实验方法

1.2.1高效液相色谱条件色谱柱:Diamonsil®C18(2)柱(250mm×4.6mm,5μL);甲醇∶0.1%磷酸(85∶15)[6];检测波长:280nm;流速:1.0mL/min;柱温:25℃;进样量:10μL。

1.2.2标准品溶液的制备精密称取芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚标准品各10mg,配成混合液。其中大黄素、大黄酸、大黄酚的浓度梯度依次为0.1、0.5、1、5、10、20、40μg/mL;而芦荟大黄素则被配置成浓度依次为10、20、40、80、160、320、480μg/mL的溶液系列。

1.2.3样品制备准确称取试验材料5.00g,加乙醇90mL,60℃超声波提取15min。趁热过滤,以少量乙醇洗涤残渣,药渣用玻棒挤压,调整药液量定容至100mL,保存于4℃冰箱中备用[7]。

1.2.4样品测定分别吸取不同浓度的标准品及样品溶液,绘制标准曲线,得回归方程,以外标法计算样品中芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚的含量。

1.2.5数据分析对所有试验数据都进行了统计分析,用Excel计算平均值与标准差,用SPSS 10.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 标准品和样品色谱

标准品和样品色谱见图1。

图1 标准品和阿尔泰独尾草样品色谱图Fig.1 Chromatograms of reference substances and Eremurus altaicus samples

2.2 4种蒽醌类成分标准品回归方程

由表1可见,芦荟大黄素浓度为10~480μg/mL时呈现良好的线性关系,大黄酸、大黄素以及大黄酚亦为0.1~40μg/mL时呈现良好的线性关系。

表1 四种蒽醌衍生物标准品回归方程Tab.1 Calibration curve of four anthraquinones regressive equation

2.3 野生与栽培阿尔泰独尾草个体生物量比较

栽培个体的生物量远大于野生个体,栽培植株的叶中上部、花、花序轴与根的生物量分别为野生植株的2.46倍、1.15倍、2.32倍和2.7倍(表2)。

表2 野生与栽培个体的生物量 gTab.2 The comparison of the biomass between cultivated and wild individual

2.4 野生与栽培阿尔泰独尾草不同器官蒽醌类物质含量比较

由表3可见,4种蒽醌类物质在野生与栽培阿尔泰独尾草个体的不同器官中均有分布,其中以芦荟大黄素的含量为最高,占蒽醌类物质总量的92%以上,且野生阿尔泰独尾草各器官中4种蒽醌类物质的含量均显著高于栽培个体(P<0.05)。

野生阿尔泰独尾草各器官中蒽醌类物质的含量顺序为:叶中上部>花>根>花序轴>叶基部,而栽培个体各器官中蒽醌类物质的含量顺序为:花>叶中上部>花序轴>根>叶基部。在野生与栽培个体叶中,4种蒽醌类物质含量均出现叶先端> 叶中部> 叶基部的空间差异(P<0.05)。

表3 野生与栽培阿尔泰独尾草不同器官蒽醌类成分的含量 mg/gTab.3 The contents of anthraquinones in the organs of cultivated and wild Eremurus altaicus

3 讨论

对野生与栽培阿尔泰独尾草不同器官中蒽醌类物质的测定结果显示野生与栽培阿尔泰独尾草的花、花葶、叶等器官均含有较高含量的蒽醌类物质,均可作为根的替代品入药。由于每年只采摘植株的地上部分而不伤害到地下的根及根茎,因此翌年春天地下部分依然可以萌发出年苗,从而可以保证药材的稳定供应。同时,对山地植被的保护更具有十分积极的意义。鉴于叶中蒽醌类物质含量存在叶先端>叶中部> 叶基部的差异格局,建议利用叶片入药时,可只采摘叶片的上部和中部区段,被保留占全长1/3的叶片基部依然能进行光合作用,这将有助于根中储藏性营养物质的积累,对植株的安全越冬和翌年苗的茁壮成长具有重大意义。

相同质量的待测样品中,尽管野生个体各器官中蒽醌类物质的含量普遍高于栽培个体,野生植株叶中上部、花、花序轴及根中的4种蒽醌类物质的含量分别是栽培材料含量的2.0、1.11、1.0和1.87倍,但后者的生物量却显著的高于前者,栽培植株的叶中上部、花、花序轴与根的生物量分别为野生植株的2.46、1.15、2.32和2.7倍(表2)。因此,就蒽醌的总含量而言,人工栽培的阿尔泰独尾草具有更好的应用前景。

药用植物的有效成分多为植物的次生代谢产物,这些次生代谢物质在不同药用植物体内的合成和积累是药用植物在一定环境条件下长期生存选择的结果,其形成和积累除了由遗传特性所决定外,还与生态环境因素密切相关[8]。人工栽培的阿尔泰独尾草生活在干旱的平原沙地上,除冬季降雪和少量的春夏季降雨以外,无任何额外的水分补给,这说明在干旱区发展阿尔泰独尾草的免灌栽培技术是完全可行的。由于人工栽培种群与野生种群相比,土壤水分条件严重不足,因此探索不同水、肥条件下人工栽培阿尔泰独尾草各器官中有效成分含量的消长规律会更有意义,有待于进一步研究。

[1]云南药材公司.云南中药资源名录[M].北京:科学出版社1993:70.

[2]李新生,杨培君,李会宁.陕西地区石参资源的调查[J].氨基酸和生物资源,2002,24(3):1-2.

[3]李冲,张应鹏,张承忠.独尾草中的蒽醌类成分[J].中国中药杂志,1999,24(9):549-551.

[4]张应鹏,张承忠,陶保全,等.独尾草化学成分研究[J].中国中药杂志,2000,25(6):355-357.

[5]刘全德,唐仕荣,宋慧,等.芦荟蒽醌类化合物的超声提取及其抗氧化性研究[J].食品与机械,2011,9(5):68-71.

[6]曹纬国,刘志勤,陶燕铎,等.青海省道地药材唐古特大黄中4种蒽醌衍生物的含量测定[J].西北植物学报,2004,24(11):2140-2142.

[7]相颖,李梅,王航宇,等.新疆沙生独尾草中蒽醌类成分提取工艺的优化[J].中成药,2008,4(4):608-610.

[8]鲁守平,隋新霞,孙群,等.药用植物次生代谢的生物学作用及生态环境因子的影响[J].天然产物研究与开发,2006,18(6):1027-1032.

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