五味子碳同位素组成与活性成分相关性及形成机制

五味子果实是经济价值很高的药食兼用中药材，广泛分布于我国20多个省区。指纹图谱等传统手段可鉴别南五味子和北五味子，但无法区分其具体产地。为此，本课题组将稳定碳同位素组分分析（SCIRA）作为指纹图谱技术的补充手段，用于五味子产地鉴别。我们前期研究发现我国7个省份的五味子果实13C存在显著差异，且五味子果实13C值与果实中活性成分多糖的13C值显著正相关，但具体形成机制尚不明确。因此，本研究拟开展五味子13C与活性成分（多糖和木脂素）的相关性研究，通过开展光照控制试验考察五味子活性成分和碳同位素组成的变化规律，阐明五味子活性成分对果实13C的贡献率，揭示五味子果实13C值地域间差异的形成机制。该研究成果可为中药材质量控制、引种栽培提供理论依据。

中药材产地鉴别是中药质量科学控制和管理十分重要的环节，探索δ13C 值的地域间差异可以为中药材产地鉴别提供依据。本研究表明，五味子叶片和果实的 δ13C 值存在显著的地域间差异，并得到以下主要结论：五味子果实的δ13C介于-29~-25‰之间（北五味子＞南五味子），木脂素和多糖的δ13C介于-28~-24‰之间（p＜0.05），高1-1.5‰ ；果实δ13C 与多糖δ13C 、木脂素δ13C 均呈显著正相关，与多糖δ13C 相关性优于木脂素，果实δ13C与多糖、木脂素含量（百分比）呈弱正相关，说明果实δ13C随活性成分含量升高；南、北五味子木脂素的组成和含量具有明显差异，可能是造成南北五味子木脂素总量差别不大，但木脂素δ13C差别大的原因. 不同器官 δ13C 值间有显著性差异（P＜0.01），果实（-26.345‰）＞果梗（-26.620‰）＞叶片（-28.327‰）。果实发育时期内，五味子果实 δ13C 值介于-26.378‰～-26.314‰，略有升高；果梗 δ13C 值介于-26.791‰～-26.445‰，略有下降，，均不显著（P＞0.05），而叶片 δ13C 值介于-28.581‰～-27.905‰，随时间变化显著降低（P＜0.001），说明光合产物蔗糖的运移和同化过程中存在稳定碳同位素分馏过程。五味子果实 δ13C 、叶片δ13C 、叶片蔗糖13C均与光照强度呈正相关。综合上述结论，初步证实光照强度增加，光合速率相应增加，导致果实发育过程中叶片蔗糖由源向库输送的13C增加，用于合成果实中多糖和木脂素，导致果实δ13C 差异升高。 下一步工作是采用同位素标记方法来验证该推论，从而为稳定同位素技术用于中药材产地溯源和质量控制提供理论依据和技术方法。本研究构建了基于同位素指纹、化学指纹和元素指纹，与判别分析相结合的溯源模型，对五味子的产地来源准确判定率达到100%，甚至对相邻省份的五味子也能准确区分，具有应用前景。