荒漠环境梯度对蒙古扁桃药材品质形成的生理生态机制研究

中药资源生态学是现代生态学、中药资源学的发展与传统中医药理论相互交叉融合形成的研究中药资源与环境之间关系的新兴分支学科。特殊的环境胁迫造成了次生代谢产物结构多样性和生物活性多样性。本项目选取荒漠环境梯度下不同分布区7-9个蒙古扁桃居群为研究对象，对其环境因子（气候、土壤、经纬度海拔）、种群特征、药材外观性状和特性、营养成分、药用活性成分进行全面的研究，揭示生态环境因子对蒙古扁桃药材品质的影响。另一方面研究环境胁迫下次生代谢产物的积累和规律，及与中药资源生长发育的关系是揭示中药资源品质生态学的关键之一。次生代谢产物同时也是植物生态适应性的重要组成部分，在植物抵抗荒漠环境胁迫中发挥着重要作用。通过对荒漠不同环境梯度下和室内人工环境胁迫条件下蒙古扁桃形态结构、生理生化和次生代谢产物的积累规律研究，探讨环境胁迫对中药次生代谢积累及道地药材形成的影响，揭示药用植物长期适应极端荒漠环境的生理适应机制。

选择荒漠环境梯度下蒙古扁桃分布区有代表性的7个蒙古扁桃居群为研究对象，以同属近缘种2个柄扁桃种群为对照，对其资源分布状况、生存环境、种群特征和土壤理化性质，药材外观性状和特性、营养成分、药用活性成分进行研究，结合水分参数、内源激素、抗氧化系统和次生代谢产物等特征对药材品质及形成的生理生态适应机制进行系统的研究。并以室内培育的蒙古扁桃幼苗为材料，用不同浓度的PEG模拟干旱胁迫，探讨叶片和根系抗氧化酶、抗氧化剂和内源激素对干旱胁迫的响应特征。主要结果：1).研究区不同生境蒙古扁桃种群密度、盖度存在显著差异，包头赵长城种群密度和乌海千里沟种群密度最大；宁夏贺兰山种群盖度最大，包头九峰山种群盖度最小。2).研究区蒙古扁桃根际土壤偏弱碱性，有机质含量、吸湿水、营养元素、微量元素含量均很低，体现出贫瘠碱性化的荒漠区土壤特点。将土壤理化性质22个指标进行聚类分析，聚为3类，乌海千里沟种群、阿拉善左旗诺日公种群、阿拉善孪井滩种群被聚为一类，为内蒙古蒙古扁桃分布区的最西缘，包头赵长城种群、包头九峰山种群、包头固阳忽鸡沟种群被聚为一类，均处于内蒙古蒙古扁桃分布区最东缘，宁乡贺兰山种群为一类，恰好和地理分布相一致。3)对蒙古扁桃及柄扁桃种子的外观性状、净度、千粒重、长度、宽度、厚度及表型进行观察和测定，蒙古扁桃中阿拉善孪井滩种子最大，宁夏贺兰山种子千粒重最大；柄扁桃比蒙古扁桃的外形最小且种子没有纹路。叶片显微结构特殊的生理特点是具有旱生植物特性基础。4)建立了蒙古扁桃药材黄酮、多糖、维生素E、微量元素、苦杏仁苷、有机酸、槲皮素的测定方法，对不同产地营养成分和活性成分含量进行比较研究均存在显著差异。5)通过对野生蒙古扁桃的8种内源激素、5种抗氧化酶系统及其渗透调节物质、7个水分参数指标的测定及与柄扁桃的各项指标比较研究，得出内源激素的综合调控、抗氧化酶和抗氧化剂的协同作用，抵抗干旱胁迫诱导的氧化伤害。6)室内研究结果表明，随着胁迫增强，叶片和根系SOD、POD、CAT、GSH值均先升后降，在25%时SOD、CAT、IAA、ZR、IPA、JA-Me和BR达最大值而MDA最低；在30%时MDA最高脂质过氧化程度最严重，(IAA+ZR+GA)/ABA值最低，GSH最高。7) 对蒙古扁桃各化学成分、内源激素、抗氧化系统、土壤理化性质进行了相关性分析，探讨了相关机理。发表文章11篇，培养硕士生3名。