唐古特大黄"环境因子-有效成分-道地性"耦合关系及综合利用

Rheum tanguticum Maxim. ex Balf as certified products collected of China Pharmacopoeia(2005) is endemic species, vital genuine medicinal herb,and mainly distributed in Qinghai province. At present the contradiction between resource exhaustion and market demands increasing of Rheum tanguticum, scientific appraisement of resource medicinal herb geoherbalism and science planting become particularly stringency. These project conformity HPLC etc. span subject techniques and multiple data analytical methods, analyze the coupling relations of "medicinal ingredients-geoherbalism-environmental factors " of Rheum. tanguticum and resolve 4 problems: geoherbalism objective evaluation standard, incidence and key factors between environmental factors and major medicinal ingredients, optimum coupling relations among "medicinal ingredients-geoherbalism-environmental factors", optimal geoherbalism planting conditions, integrate highly active utilization in introduction planting of Rheum. tanguticum and reveal quantify evaluation criteria of Rheum. tanguticum geoherbalism, approach the relation between medicinal ingredients content and environmental factors, present major ecological impact factors to major drug effect components, provide theory basis of geoherbalism appraisement, carry out science plant and integrate highly active utilization in Rheum. tanguticum Maxim. ex Balf., enhance the objectivity and scientificalness in the planting Rheum. tanguticum Maxim. ex Balf..

唐古特大黄作为中国药典（2005）收载正品大黄，是我国特有种和重要道地药材，主要分布于青海省。目前，唐古特大黄资源性枯竭与市场需求之间矛盾日益突出，使药材科学种植、综合利用、及道地性科学评价尤为迫切。本项目采用生态学、中药资源学、中药化学、分子生物学、数理统计学等多学科方法，研究野生和种植唐古特大黄"环境因子-有效成分-道地性"的耦合关系，试图阐释 "生物与非生物因子对唐古特大黄主要药效成分的影响程度与关键因子；如何进行唐古特大黄综合高效利用；界定唐古特大黄"环境因子－有效成分－道地性"之间的关系；量化唐古特大黄道地性的客观评价标准"4个问题，探讨有效成分含量与环境因子的关系，给出唐古特大黄主要药效成分的主要生态影响因子，为唐古特大黄道地性评价、GAP规范种植与综合高效利用提供理论依据，增强唐古特大黄人工栽培利用的客观性、科学性。

项目依托于国家自然基金支持，对种植和野生唐古特大黄展开如下研究内容：1.生态因子数据收集测定；2.蒽醌、鞣质类成分含量测定；3.元素含量测定；4.分析比较不同生境、土壤元素、海拔经纬度、气候条件与药材道地性之间的相关性；5.有效成分器官特异性比较；6.野生唐古特大黄遗传多样性相关研究。研究结果表明：1.在不同种植地，5种蒽醌类成分随植物生长发育节律波动，且表现出基本一致的动态变化规律，湟源大黑沟为西宁周边较适宜种植地；结合生物量及蒽醌综合因素，栽培唐古特大黄最佳采收时间为7月初，其次为10月初。月平均相对湿度、月均蒸发量是影响唐古特大黄部分蒽醌类次生代谢产物（芦荟大黄素和大黄素）季节变化的主导因子。2.没食子酸和儿茶素从5月到10月呈递增趋势，到地上部分完全枯萎的时期（10月）达到最高。月日照时数、月平均相对湿度是影响栽培唐古特大黄没食子酸和儿茶素次生代谢产物季节变化的主导因子。3.蒽醌类次生代谢物质的分布具有时间和空间上的异质性，根和根茎是5种蒽醌类次生代谢产物贮藏和积累的主要部位。栽培和野生唐古特大黄以大黄酸含量高、大黄素在各个器官广泛分布为特征。4.蒽醌和鞣质次生代谢产物含量特征是不同生境代表的温度、湿度、光照条件、土壤构成以及海拔、经纬度代表的环境条件综合作用的结果，其中生境条件尤为典型。5.唐古特大黄对元素具有明显选择性吸收特征，并随海拔、经度、纬度或不同生境条件而变化。Mg、Mn、Zn、Cr、K、Ni等元素含量模式可以作为鉴定唐古特大黄质量和道地性的重要指标，引种栽培中增施P肥、通过有目的选择（增施）特定元素成分、pH等，可有效提高药材的质量。根部Ni、Cu、Cr三种元素的含量可以作为唐古特大黄质量标准及道地药材鉴定的重要参考指标。6.基于matK和rbcL条形码，对唐古特大黄遗传特征和有效成分比较看出：总蒽醌和5种蒽醌类成分含量最小的均为分布有单倍型H2的班玛县路边的样本，总蒽醌、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素、大黄酸含量最大的均为分布有单倍型H5的玛沁县拉加镇样本，大黄素、没食子酸和儿茶素含量最大的均为含单倍型H1的湟中群加样本。遗传结构分析上，除P5玛沁大武外，不同样点遗传差异与成分差异相一致。系统发育分析上，湟中群加、玛沁大武镇、玛沁军功山顶、玛沁拉加军样点与其他样点样本亲缘关系较远，除玛沁大武镇外，与含量差异相一致。