人工栽培仙茅药物成分仙茅苷积累的研究

摘要

仙茅（Curculigo orchiodes Gaertn）为石蒜科（Amaryllidaceae）仙茅属（Curculigo Gaertn），多年生草本植物。目前仙茅的药用野生自然资源越来越匮乏，将采集到的自然野生条件下生长的仙茅成规模化栽培种植，对人工栽培的药用仙茅进行研究分析来提高人工栽培的药用价值，通过认识仙茅苷生成规律，阐明仙茅苷合成机制推动仙茅质量控制技术的创新，实现仙茅质量“安全、稳定、可控”的目标。 本论文来源于国家林业公益性行业科研专项项目《仙茅、鸡血藤资源培育及林下种植技术研究》，项目编号201304807。试验探究了人工栽培过程中前体物质苯丙氨酸和氮磷钾施肥及诱导子微量元素和稀土元素对仙茅中仙茅苷积累的影响;对不同种源地的仙茅进行供试试验验材料的筛选，最终选定四川宜宾的仙茅为试验材料。 通过喷施前体物质苯丙氨酸来增加仙茅苷含量，研究表明苯丙氨酸作为酚苷类化合物合成的前体物质之一，可促进仙茅中仙茅苷的合成积累。苯丙氨酸浓度为400 mg/L处理210d时，测的仙茅苷含量为1.642 mg/g，相比对照提高了26.8％，仙茅积累量达到1.0607mg/g，经相关性分析得到在苯丙氨酸处理下仙茅苷含量与仙茅PAL酶活的相关性为正相关但不显著。L-苯丙氨酸浓度达到一定量时仙茅苷的合成积累达到饱和，是否与浓度过高有关，有待进一步研究。 通过施加NPK肥来提高仙茅苷含量，以氮、磷、钾肥三因素二次-D-饱和最优组合设计得出单施上限量钾仙茅苷含量提高了20.1％。氮磷钾配比为(79.41，150，225g/m2)处理显著提高了仙茅植根茎仙茅苷的含量，在210d后仙茅苷含量达到最高为2.241mg/g，仙茅苷积累为1.667mg/g，是对照的1.33倍，并且在20d测的PAL酶活最高为12.613U/g·Fw，通过相关性分析表明，经氮磷钾处理的仙茅苷含量与对应的PAL酶活呈显著性正相关(P＜0.05)，相关系数为0.870。 通过喷施微量元素来增加仙茅苷的含量，微量元素硼、锰有利于仙茅苷的积累以及相关性酶苯丙氨酸解氨酶酶活的增加，锌抑制仙茅苷的积累。当硼浓度为高浓度(0.8％)时仙茅苷的含量为1.570mg/g，提高了38.4％，PAL酶活性在40d时最高为12.56U/g·Fw。当锰浓度为中浓度(0.2％)时仙茅中仙茅苷含量为1.624mg/g，积累量达到1.0607mg/g，相比对照提高了47.8％，微量元素锰对仙茅苷积累具有显著意义。仙茅喷施不同浓度的锌元素后，仙茅中仙茅苷含量明显降低，高浓度(0.6％)锌处理后仙茅中仙茅苷积累降低了71.2％。经相关性分析在微量元素处理下仙茅苷与PAL酶活无显著性相关。 通过喷施稀土元素来增加仙茅苷的含量，低浓度La3+有利于仙茅苷积累，高浓度La3+抑制仙茅苷的积累，La3+浓度为0.1 mmol/L时，仙茅苷的积累量最大为1.963mg/g，相比对照提高了51.1％,具有显著性意义(P＜0.05)。La3+浓度高于0.1mmoL·L-1时，仙茅苷积累受到抑制。喷施低浓度(0.02～0.1 mmol·L-1)La3+使仙茅PAL酶活性增强，在0.1 mmol/L La3+处理时PAL酶活性增加了1.05倍;而在高浓度处理时，PAL酶活性被部分抑制，0.4 mmol/L La3+浓度处理对PAL酶活的抑制程度最大，与对照相比下降了26.3％。经相关性分析在镧处理下仙茅苷含量与PAL呈显著性正相关，相关系数为0.907。Pr3+在喷施过程中浓度要低于0.02mmol/L，Pr3+浓度过高使的仙茅Pr3+中毒导致仙茅中仙茅苷的积累受到抑制，经相关性分析Pr3+处理下仙茅苷合成与PAL呈正相关，但无显著意义。根据相关文献和试验数据可推测稀土元素La3+对PAL酶活性的影响并非直接作用于酶本身，而是通过调控酶的代谢途径实现。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

引言

1．1 仙茅的研究进展

1．1．1 仙茅的药用历史

1．1．2 仙茅的生物学特性、地理分布及生长环境

1．1．3 仙茅生物学鉴定

1．1．4 仙茅化学成分及药理作用的研究

1．1．5 仙茅苷合成的生物途径研究

1．2 药用植物次生代谢产物生成研究进展

1．2．1 氮磷钾对植物次生代谢成分的积累研究

1．2．2 微量元素对植物次生代谢成分的积累研究

1．2．3 稀土元素对植物次生代谢成分的积累研究

1．2．4 施加前体物质对植物次生代谢成分的积累研究

1．3 课题来源及研究意义和主要内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 研究目的及意义

1．3．3 研究内容与技术路线

第二章 试验区的调查与材料的筛选

2．1 试验区基本地理气候概况

2．2 试验区土壤质量结果与评价

2．2．1 试验材料

2．2．3 试验方法

2．2．3 试验结果

2．3 仙茅供试试验材料的筛选

2．4 小结

第三章 前体物质苯丙氨酸对仙茅苷积累的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 供试材料

3．1．2 试验设计

3．1．3 测定项目与方法

3．1．4 数据处理

3．2 结果与分析

3．3 讨论

3．4 小结

第四章 不同元素对仙茅中仙茅苷积累的影响

4．1 不同NPK配比对仙茅药效成分积累的影响

4．1．1 材料与方法

4．1．2 数据处理

4．1．3 结果与分析

4．1．4 讨论

4．1．5 小结

4．2 微量元素B、Zn、Mn对仙茅药效成分的影响

4．2．1 材料与方法

4．2．2 数据处理

4．2．3 结果与分析

4．2．4 讨论

4．2．5 小结

4．3 稀土元素La、Pr对仙茅药效成分的影响

4．3．1 材料与方法

4．3．2 数据处理

4．3．3 结果与分析

4．3．4 讨论

4．4．5 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望与建议

参考文献

附录

致谢