無機(jī)元素對(duì)中藥材品質(zhì)的多重影響研究.pdf

1、本課題以野生藥材(黃芩)、栽培藥材(川芎)以及受控試驗(yàn)培育藥材(青蒿、菘藍(lán)、荊芥)為試驗(yàn)材料，通過測(cè)定藥材和根際土壤中無機(jī)元素含量、藥材化學(xué)成分含量以及受控實(shí)驗(yàn)培育藥材抗氧化系統(tǒng)的變化趨勢(shì)，就無機(jī)元素對(duì)中藥材的影響進(jìn)行系統(tǒng)研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：土壤無機(jī)元素對(duì)野生中藥材無機(jī)元素及藥效成分的影響；栽培中藥材不同生長(zhǎng)階段的無機(jī)元素積累規(guī)律；水培條件下鎘脅迫對(duì)青蒿的傷害機(jī)理及其抗氧化系統(tǒng)和青蒿素的變化趨勢(shì)研究；土培條件下不同重金屬脅迫(鎘和鉛

2、)對(duì)菘藍(lán)和荊芥的傷害機(jī)理及其抗氧化系統(tǒng)和靛玉紅的變化趨勢(shì)研究。研究結(jié)果如下：
　　 ⑴居群內(nèi)，黃芩根際土壤中無機(jī)元素對(duì)黃芩藥材中的無機(jī)元素含量影響小，總分布區(qū)內(nèi)，根際土壤無機(jī)元素對(duì)藥材中的無機(jī)元素含量有明顯影響，尤以Ca、Fe、Mg、Mn、P顯著。黃芩根際土壤和藥材中各無機(jī)元素含量的相對(duì)大小，以及黃芩對(duì)各無機(jī)元素的吸收能力受產(chǎn)地影響小，并且根際土壤中的含量的相對(duì)大小與藥材一致。提示黃芩中各無機(jī)元素含量可能以一定的比例存在，而這種

3、比例同樣受到土壤中元素配比的影響。黃芩藥材中的無機(jī)元素對(duì)自身化學(xué)成分的合成和積累的影響與化學(xué)組分的極性和元素種類有關(guān)。所測(cè)10種元素中，大部分元素可能不利于中等極性或強(qiáng)極性化學(xué)組分的合成和積累(苷類)，但有利于弱極性組分的合成和積累。K、Mg與大部分組分含量呈正相關(guān)。
　　 ⑵川芎不同部位無機(jī)元素的積累特征隨生長(zhǎng)階段的變化趨勢(shì)源于川芎各部位生長(zhǎng)發(fā)育的元素需求。川芎莖葉中大部分無機(jī)元素含量、分配比例以及莖葉對(duì)無機(jī)元素的吸收能力均在

4、苗期和抽莖期較高，且顯著高于根莖。而根莖中大部分元素含量在收獲期達(dá)到最高，且部分元素的根莖分配比例在收獲期高于莖葉。但川芎根莖和莖葉對(duì)不同元素吸收能力的相對(duì)大小以及對(duì)元素的富集作用比較穩(wěn)定，受生育期和部位影響小。川芎根莖和莖葉對(duì)Cd均有富集，莖葉在苗期和抽莖期還對(duì)Pb有富集。川芎莖葉對(duì)Pb的吸收能力始終大于根莖，對(duì)Cd的吸收能力在收獲期小于根莖。隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，川芎對(duì)Cd、Pb的總吸收量減少，但在根莖中的分配比例增加，從而使得川芎根

5、莖中Cd、Pb含量隨生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。
　　 ⑶水培條件下，青蒿莖葉中Cd含量隨脅迫濃度和脅迫時(shí)間的增長(zhǎng)而增加。與之對(duì)應(yīng)的青蒿色素和細(xì)胞膜損害情況以及青蒿抗氧化防御系統(tǒng)的反應(yīng)情況為：隨脅迫濃度和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，青蒿色素含量下降，且Chlb對(duì)Cd脅迫的敏感程度大于Chla；電導(dǎo)率對(duì)Cd脅迫敏感，其上升速度和最大值隨Cd脅迫濃度的增加而提高，而MDA所受影響小；POD酶只有當(dāng)Cd脅迫達(dá)到一定程度時(shí)才被激活，且脅迫濃度越大，反應(yīng)越

6、快，活性越高。而CAT酶應(yīng)答速度和程度較高，在大部分脅迫時(shí)間里保持較高活性；ASA含量無顯著變化，而GSH含量顯著增加，與GSH是抗Cd的主要物質(zhì)的觀點(diǎn)相符；Cd脅迫對(duì)于青蒿素的合成和積累有促進(jìn)作用，尤以低濃度組和高濃度組明顯。Cd脅迫后期，各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)都出現(xiàn)異常，如電導(dǎo)率顯著低于對(duì)照，MDA顯著高于對(duì)照，POD活性大幅提高，青蒿素含量顯著下降等，可能是Cd毒性加劇的表現(xiàn)。
　　 ⑷菘藍(lán)對(duì)Cd、Pb的吸收和富集特性以及Cd、Pb

7、對(duì)菘藍(lán)的影響機(jī)理相似處多，差異點(diǎn)少：菘藍(lán)對(duì)Cd、Pb的吸收能力強(qiáng)，對(duì)Cd還有很強(qiáng)的富集能力。菘藍(lán)根、葉中Cd、Pb含量隨Cd、Pb脅迫濃度的提高而增加，而其對(duì)Cd、Pb的吸收能力隨脅迫濃度的提高先增后降；Cd、Pb處理均抑制菘藍(lán)生長(zhǎng)，且抑制強(qiáng)度隨脅迫濃度和脅迫時(shí)間的增長(zhǎng)而加大；Cd脅迫顯著降低菘藍(lán)Chl含量，但對(duì)類胡蘿卜素?zé)o影響，而Pb脅迫對(duì)兩者含量的提高程度隨脅迫濃度和時(shí)間而增加；電導(dǎo)率對(duì)Cd、Pb脅迫敏感，隨脅迫濃度的提高而增加，而

8、MDA含量?jī)H在脅迫后期增加；POD活性在Cd、Pb脅迫初期受到抑制，后期恢復(fù)，但Pb脅迫下的恢復(fù)速度和幅度大于Cd脅迫。Cd脅迫下，CAT活性有一定增加，Pb脅迫下，CAT活性變化趨勢(shì)與POD一致；APX活性在Cd、Pb脅迫程度較低時(shí)增加，脅迫程度較高時(shí)受到抑制；Cd脅迫下靛玉紅含量降低，Pb脅迫下增加。由此推測(cè)，菘藍(lán)在Cd、Pb毒性達(dá)到極度和很強(qiáng)的土壤中還能存活，可能其對(duì)過氧化脅迫有較強(qiáng)的耐受能力。
　　 ⑸荊芥對(duì)Cd、Pb的

9、吸收和富集特性以及Cd、Pb對(duì)荊芥的影響機(jī)理為：對(duì)Cd、Pb吸收能力較菘藍(lán)弱，且隨Cd、Pb脅迫濃度的增加，荊芥對(duì)Cd的吸收能力顯著下降，對(duì)Pb的吸收能力先增后降，且荊芥僅在土壤中Cd含量較低時(shí)才對(duì)Cd有富集作用。荊芥莖葉中Cd、Pb含量隨Cd、Pb脅迫濃度的提高而增加；Cd脅迫初期促進(jìn)荊芥生長(zhǎng)，脅迫后期，由促進(jìn)轉(zhuǎn)為輕微抑制。Pb抑制荊芥生長(zhǎng)，隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，其抑制作用有所緩解；Cd、Pb脅迫對(duì)荊芥Chl和類胡蘿卜素均表現(xiàn)為隨脅迫濃度

10、和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制；Cd、Pb脅迫下，荊芥電導(dǎo)率隨脅迫濃度的提高而增加，隨脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。MDA含量在脅迫初期增加，脅迫后期降低；Cd脅迫下，中濃度顯著促進(jìn)荊芥POD活性，高濃度顯著抑制荊芥POD活性，Pb脅迫下，POD酶變化趨勢(shì)相反。Cd、Pb脅迫下，荊芥CAT活性均隨脅迫濃度和脅迫時(shí)間的增長(zhǎng)顯著增加；各個(gè)Cd、Pb脅迫水平均對(duì)荊芥APX活性有促進(jìn)作用。由此推測(cè)，荊芥對(duì)體內(nèi)Cd含量有較強(qiáng)的平衡能力，加上其抗氧化系統(tǒng)能