人参药材中人参皂苷地理变异气候特征研究

The huge influence of the ecological factors on the species quality is evident from Chinese saying'South orange north trifoliate ', the researches show that the main medical components are usually the secondary metabolites originated from the environment stress. Therefore, it is essential to study the climate influence on the medicinal materials quality by means of the climate curve in the whole growth period, But at present, the study of the climate factors effection on medicinal materials quality mostly centralized on the single time-scale climate evaluation. The paper initially research the climate characteristic curve of ginsenoside based on the diverse time-scale of climate curve and cultivated Ginseng from different regions. The main study contents mainly includes: quality evaluation for Ginseng and the correlation between the ginsenoside contents and the climatic factors. Constructing the diverse time-scale climate curve, and study the method and the model of climate similarity evaluation from the aspect of the numerical value and the curve shape. Research on the most optimum climate characteristic for ginsenoside synthesis in view of the pattern recognition. The paper aimed to study the most optimum climate characteristic for ginsenoside in order to explain the influence of the climate on the medicinal materials quality, the results will provide the data for the ex-situ protection, the precision cultivation manage and the high efficient planting pattern of Ginseng.

"南橘北枳"说明生态环境对物种品质影响的重要性，而环境胁迫下的次生代谢产物通常为中药材的主要药效成分。因此研究中药材整个生长期间，生态因子的动态变化对中药品质影响尤为关键，而目前气候因子对中药材品质影响研究多集中在单一尺度下的评价。本课题首次基于不同时间尺度气候曲线，以不同地区的同品种栽培人参为研究对象，研究影响人参皂苷含量的气候特征曲线。研究内容主要包括：不同地区人参品质评价以及与气候因子的相关性研究；构建不同时间尺度的气候曲线，研究在数值和形态上评价气候相似性的方法和模型；基于模式识别方法研究不同气候尺度下人参皂苷形成的最佳气候特征，得到适合人参生长的气候特征窗口。本课题基于不同时间尺度的气候曲线，研究影响人参品质和人参皂苷含量的气候特征，阐明人参皂苷地理变异的气候影响因素，为人参迁地保护、精细栽培管理和高效栽培模式选择提供数据支持。

古人云“离其本土，则质同而效异”。不同地区生态环境不同，则生长的药材品质也有差别。近代研究表明，小环境下的次生代谢产物通常是中药的主要药效成分。因此，气候因子随着时间的年际变化规律对药材品质影响具有更重要的意义。目前，区域气候特征以及气候对药材品质的影响研究多集中在单时间尺度下的静态研究，未能系统揭示区域气候对中药材分布和品质的动态影响规律。.本课题研究内容主要包括：不同地区人参品质评价以及与气候因子的相关性研究；构建不同时间尺度的气候曲线，研究在数值和形态上评价气候相似性的方法和模型；基于模式识别方法研究不同气候尺度下人参皂苷形成的最佳气候特征，得到适合人参生长的气候特征窗口。研究结果如下：.（1）影响人参皂苷积累的主要气候因子是热量、水分和光照，并且热量因子对人参皂苷积累的影响最大。其权重均超过59%，其中七月温度对各皂苷含量影响权重均超过20%，说明高温对各皂苷含量均有极大的限制；.（2）构建人参全球分布点在1-12月份降水量和温度的比值T=月均降水量/月均温度，结果显示4-10月份全球适宜区的比值较稳定，各月变异系数分别为0.48,0.35,0.30,0.26,0.26,0.31, 0.50，而T值在1-3月份和11-12月份变异系数较大。根据药用植物人参的生物学特性，说明药用植物人参在主要物候期4-10月份期间的水热比值比较稳定，最冷月月平均气温应高于-20℃，最热月月平均气温应低于23℃。上述研究结果表明，4-10月份是人参地理分布的特征窗口，其气候特征值可以作为人参适宜生长区的生态特征，是人参主产区的模式识别窗口。.（3）对人参分布贡献率较大的6个生态因子，分别是最暖季度降水量、温度季节性变化标准差、8月月均降水量、7月月均降水量、5月月平均气温、高程，其总贡献率为90.6%。.本课题基于不同时间尺度下研究人参主产区气候因子的动态变化规律以及气候因子间的综合特征，尝试揭示人参皂苷合成的最佳气候特征以及气候需求，有助于多方位阐明人参品质地理区域差异原因和人参皂苷累积规律。