谭永佳 高翠芳 陈学林

(西北师范大学生命科学学院，兰州 730070)

细叶亚菊(Ajaniatenuifolia(Jacq.) Tzvel.)为菊科(Asteraceae)亚菊属(Ajania)的多年生草本植物。分布于我国甘肃、四川、西藏及青海，生于海拔2 000～4 580 m的山坡草地[1]。藏医常用其来治疗痈疖、肾病、肺病、虫病、咽喉病、溃疡病、炭疽病，药用部位为该植物的地上部分[2]，主要药用成分为绿原酸，用于抗肿瘤、抗菌消炎、抗心血管疾病、抗氧化降血糖[3～4]。近年来随着研究的不断深入，发现细叶亚菊在抗氧化、抗紫外辐射损伤、抗白色念菌方面有效，其乙醇提取物具有良好的抗氧化生物活性，其挥发油具有生化他感作用可分离出多种他感化合物，可对周边植物的生长发育产生抑制作用，除此以外细叶亚菊挥发油还具有多种抗菌消毒、镇咳平喘功能的大量香料[2,5～8]。细叶亚菊挥发油的主要成分为樟脑，桉叶油素，α-蒎烯，莰烯，(-)-4-萜品醇等[5,7]，均具有广泛的应用前景。α-蒎烯，(-)-4-萜品醇是一种香气成分，可用于食用香精的调配[9～10]。已有文献报道樟脑具有兴奋，强心，消炎，镇痛，抗菌，促渗等多种作用，可用于心脏衰弱，虚脱等疾病突发时的急救，也可用于关节痛，神经疼痛及跌打损伤，还可作为经皮给药的促渗剂、趋避剂、抗满药物等[11]。桉叶油素，α-蒎烯，莰烯，(-)-4-萜品醇是具有杀虫作用的活性单体，可作为杀虫剂使用[12～13]。研究发现不同发育期的细叶亚菊挥发油的成分和含量有很大差异[5]，但关于不同海拔细叶亚菊挥发油成分及含量的比较研究未见报道。因此，本研究采集甘肃省不同地区海拔差异较大的5个均为花期的居群，用水蒸馏法提取挥发油，通过GC-MS分析成分和含量，探究在不同海拔区生长的细叶亚菊挥发油之间成分和含量的差异及海拔对挥发油成分的影响，为合理的开发甘肃省细叶亚菊资源提供理论依据。

1 材料

材料：2018年9月分别在碌曲县郎木寺镇(S1)、景泰寿鹿山(S2)、榆中兴隆山(S3、S4)、平凉六盘山(S5)采集细叶亚菊地上部分，经西北师范大学生命科学学院陈学林教授鉴定为亚菊属植物细叶亚菊，海拔间隔为200～500 m，采集地点及海拔经纬见表1。

表1 不同海拔地区样品采集地点

实验仪器：安捷伦7890B气相色谱仪(美国安捷伦技术公司)与安捷伦5977A质量检测器(美国安捷伦技术公司)；电子天平FA2004B(上海精科物理光学仪器有限公司)；水蒸馏装置；DRT-TW型调温电热套(郑州长城科工贸有限公司)。

2 方法与结果

2.1 挥发油的提取

采集新鲜细叶亚菊植物地上部分，阴干2 d，剪碎，称取100 g置于1 000 mL圆底烧瓶中，通过水蒸气蒸馏法提取其中挥发油，蒸馏6 h后在油水分离器中得到油状液体，冷却0.5 h后读取挥发油体积并收集于玻璃瓶内，低温保存备用。

2.2 挥发油化学成分分析

色谱条件：HP-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；注射器温度为250℃；初始温度60℃保持1 min，然后将柱温以42℃·min-1升高至180℃并保持1 min；最后将柱温以20℃·min-1升高至260℃并保持15 min。将样品(1 μL，用正己烷稀释)注入气相色谱仪，分离比为1∶10。载气：氦气，流速为1.0 mL·min-1。质谱条件：离子源温度为230℃，光谱扫描范围为20～550 m/z，扫描速度为2次/s。数据处理与质谱检索：用EI质谱和保留数据与标准物或Wiley Mass.al Database(2001年版)中的化合物进行比较，以鉴别化合物的成分。经峰面积归一法计算各组分的质量分数。

2.3 挥发油的物理性质

细叶亚菊经水蒸气蒸馏得到透明的油状液体，具有浓郁香味。随海拔从低到高，挥发油的颜色依次为深蓝色、浅蓝色、浅黄色、浅绿色、淡绿色。

2.4 挥发油得率与海拔高度的关系

植物精油的含量受多种因素影响。在一些其他的研究中，有的海拔高度和精油的产油率和产量呈负相关[14]；有的海拔高度和精油的产油率和产量呈正相关[15～16]。祁连圆柏挥发油得率随海拔高度的升高而呈现先增加后降低的趋势[17]。本研究中5个海拔细叶亚菊挥发油得率依次为0.8%，0.7%，0.2%，1.0%，0.5%，含量随海拔高度的升高总体呈先降低再升高再降低的趋势。在张毕阳[5]的研究中，成长期6月与花果期9月的细叶亚菊所含挥发油分别为0.949%、0.619%，不同生长时期挥发油含量不同。本研究中细叶亚菊均为开花期采摘，但采集地区海拔不同，挥发油得率差异较大，最高为1%最低为0.2%。本实验5个挥发油得率与张毕阳的研究结果相比差异有统计学意义，这种差异可能是由采集地海拔、日照、土壤、降雨量不同造成的，挥发油是植物次生代谢物质，从生态角度来讲环境因素可对植物次生代谢产生一定的影响，挥发油组分及含量会随着环境变化而变化。

表2 挥发油的化学成分及相对含量

2.5 挥发油的成分分析

由表2可知5个海拔高度下细叶亚菊挥发油共鉴定出了49种化合物，各海拔分别鉴定出25，28，24，24，21种化合物。各海拔相同的成分有5种，5个海拔挥发油中有4个含有的组分有9种，3个含有的化合物有7种。5个海拔任意2个海拔挥发油成分的共有成分数量的区间为10～16种。已有其他研究者在细叶亚菊挥发油中分别鉴定出了49、38种化合物[5,7]。这7个不同地域采集的细叶亚菊挥发油所鉴定的化合物相同的仅有4种，樟脑、α-蒎烯、(-)-4-萜品醇和桉叶油素，本实验所测得α-蒎烯、(-)-4-萜品醇的含量均低于甄润德[7]所测含量，桉叶油素含量均高于其他人的研究结果，樟脑含量均高于张毕阳[5]所测含量。挥发油成分在不同海拔含量不同，且随海拔升高部分成分含量变化没有规律性，但随着海拔高度的增加挥发油中的一些成分的含量，如桧烯、桃金娘烯醛、乙酸龙脑酯的含量逐渐下降，β-水芹烯的含量逐渐升高。一些成分在不同海拔含量差异较大，如冰片的含量最高值是最低值的16.8倍，α-水芹烯为23倍；樟脑为25.8倍。可以看出细叶亚菊挥发油成分和含量受环境因素的影响较大。挥发油成分及含量的这些差异可能是不同地区海拔下，光照、温度、湿度不同造成的。

5个海拔的挥发油均含有单萜类、含氧单萜类、倍单萜类成分，除了最高海拔(3 540 m)其他4个海拔挥发油均含有含氧倍单萜类成分，其中含氧单萜类成分占主要成分，主要为桉叶油素和樟脑。与其他海拔相比中海拔(2 804 m)和最高海拔的含氧单萜类成分含量较低，中海拔的单萜类成分、倍单萜类成分、含氧倍单萜类成分含量高于其他海拔，但这两个海拔主要成分中的邻-异丙基苯、4-(异丙基)-1-甲基环己-2-烯-1-醇、辣薄荷醇不属于这4类成分。已有很多研究表明萜类成分有良好的应用前景，如单萜的气管扩张和抗变态反应作用及化感作用[18～19]，环状含氧单萜良好的透皮吸收促进作用[20]等。

本研究5个海拔相对含量2%以上的化合物分别有7、9、9、8、8种，占挥发油总量的83.76%、84.41%、77.55%、91.53%、84.07%。在其他测定细叶亚菊挥发油成分的研究中，甄润德[7]鉴定的化合物相对含量在2%以上的化合物共有8种，占挥发油总量的82.782%，张毕阳[5]鉴定的化合物相对含量在2%以上的化合物共有11种，占挥发油总量的40.039%。这种差异可能是采摘地生态环境不同造成的。

由表3可知，共有成分在各海拔含量各异，α-蒎烯在中高海拔(3 026 m)含量最高，β-蒎烯和桉叶油素在最高海拔(3 540 m)含量最高，(-)-4-萜品醇在最低海拔(2 171 m)含量最高，樟脑在中低海拔(2 419 m)含量最高。共有成分相对含量之和各占其挥发油总量的49.85%、62.84%、28.13%、77.89%、48.06%，中高海拔含量最大值为中海拔最小值的2.7倍，含量差异较大，但最高海拔与最低海拔含量接近，中高海拔与中低海拔含量接近。

表3 不同海拔高度挥发油的共有成分

Table 3 Common constituents of volatile oils at different altitudes

海拔高度Altitude(m)共有化合物相对含量Common compound relative content(%)α-蒎烯α-Pineneβ-蒎烯β-Pinene桉叶油素Eucalyptol(-)-4-萜品醇(-)-Terpinen-4-ol樟脑Camphor合计Total(%)21710.470.6135.34.838.6449.8524191.390.4417.491.6341.8962.8428040.951.713.531.1310.8128.1330263.180.9531.13.1538.5177.8935401.462.2939.293.41.6248.06

由表4可知，5个海拔的主要成分分别有3、3、5、2、3种，总含量占挥发油总量的68.21%、65.51%、64.99%、69.61%、67.24%，其中相同的只有桉叶油素，邻-异丙基苯是中海拔挥发油的独有且含量最高的成分，辣薄荷醇为最高海拔挥发油的独有成分。本研究5个不同挥发油中含量最高的化学物质按海拔低到高依次为桉叶油素(35.3%)、樟脑(41.89%)、邻-异丙基苯(24.75%)、樟脑(38.51%)、桉叶油素(39.29%)，其中最高海拔与最低海拔成分相同且含量接近，中高海拔与中低海拔成分相同且含量接近。对于这些挥发油的部分主要成分已有大量的研究表明其具有广泛的应用前景。桉叶油素具有良好的杀虫活性，可用于杀虫剂的配制[12]。α-水芹烯是一种香气成分，且具有显著的趋避活性，可用于食用香精及驱虫剂的制备[21～22]。樟脑和-(-)α-侧柏酮分别具有抗菌，消炎，镇痛，强心等作用[11,23]，冰片可抗菌抗炎止痛、促进血脑屏障开放、保护脑缺血[24]，在临床上均具有广泛的应用价值。

表4 挥发油中相对含量5%以上的化合物

Table 4 Chemical constituents with relative content over 5% among the volatile oils

海拔高度Altitude(m)化合物Compound相对含量Relative quantity(%)合计Total(%)2171桉叶油素 Eucalyptol35.30樟脑 Camphor8.6468.21冰片 (-)-Borneol24.272419桉叶油素 Eucalyptol17.49(-)-α-侧柏酮 (-)-α-Thujone6.1365.51樟脑 Camphor41.892804α-水芹烯 α-Phellandrene9.44邻-异丙基苯 o-Cymene24.75桉叶油素 Eucalyptol13.5364.99樟脑 Camphor10.81大牛儿烯D Germacrene D6.463026桉叶油素 Eucalyptol31.10樟脑 Camphor38.5169.613540桉叶油素 Eucalyptol39.294-(异丙基)-1-甲基环己-2-烯-1-醇ρ-Menth-2-en-1-ol17.2767.24辣薄荷醇 Cis-piperitol10.68

2.6 相关性分析

运用SPSS 22.0软件对5个挥发油中共有成分作含量与海拔高度的相关性分析，α-蒎烯含量与海拔高度的相关系数为-0.008，P=0.995>0.05；β-蒎烯含量与海拔高度的相关系数为0.730，P=0.479>0.05；桉叶油素含量与海拔高度的相关系数为0.923，P=0.252>0.05；(-)-4-萜品醇含量与海拔高度的相关系数为0.952，P=0.199>0.05，樟脑含量与海拔高度的相关系数为-0.548，P=0.631>0.05。说明这5种成分的含量与海拔高度并无显著相关性。

3 讨论

本实验中细叶亚菊挥发油的颜色、产率、组分及其含量在不同种源之间差异显著。5个海拔挥发油共鉴定出了49种化合物，各海拔分别鉴定出25，28，24，24，21种化合物，这5个海拔植物挥发油主要成分相同的只有桉叶油素，且只有5个共有成分分别为樟脑、α-蒎烯、β-蒎烯、桉叶油素、(-)-4-萜品醇，含量有较大差异。挥发油提取率在0.2%～1.0%。挥发油成分除了最高海拔不含有含氧倍单萜类成分，其他海拔挥发油成分均含有单萜类、含氧单萜类、倍单萜类成分、含氧倍单萜类成分，其中含氧单萜成分含量最大，主要成分为桉叶油素和樟脑。在最低海拔、中低海拔、中高海拔中这些成分占挥发油总量的绝大部分(89.27%～92.89%)，而中海拔和最高海拔这些成分占挥发油总量比其他海拔少(57.74%、61.84%)。挥发油成分为次级代谢产物，它受到酶和基因以及初级代谢调节[25]，有很多研究表明光照、温度、土壤、水分和性质等环境因素可对植物挥发油的组分跟含量造成一定的影响[26～29]。湿度也是影响植物挥发油成分及含量的重要因子[30]。这些差异可能是由这些生态因素造成的。

本文挥发油从含量来看，海拔对共有成分含量无规律性影响。中低海拔和中高海拔地域细叶亚菊挥发油共有成分含量之和相近且含量较高，其地区采集的两种植物挥发油成分中含量最高的均为樟脑；最低海拔和最高海拔次之，其地区采集的两种植物挥发油成分中含量最高的均为桉叶油素；中海拔地域共有成分含量最低，其含量最高的成分为邻-异丙基苯，且为独有成分，但研究结果并没有显示出细叶亚菊挥发油的共有成分的含量与海拔之间有显著的相关性。细叶亚菊挥发油的成分及含量受环境影响较大，本文研究发现海拔与共有成分含量之间的相关性并不显著，具体影响因素及海拔高度与成分含量之间的规律还需进一步的研究。本文通过研究不同海拔地区的细叶亚菊挥发油的成分和含量的差异，以及挥发油中共有成分含量与海拔的相关性，为以后细叶亚菊的进一步研究和开发提供参考。