远志资源生态化学评价及道地性分析

摘要

中药资源是国家战略性资源，在日益突出的保护与开发矛盾中，如何拓展资源供给量和提升资源利用效率，构建中药资源健康可持续发展模式已成为中医药生存和发展的关键。远志（Polygalae Radix）为大宗常用中药材，被列入三级保护野生药材名录。《中国药典》规定正品为远志科植物远志Polygala tenuifolia Willd.或卵叶远志P. sibirica L.的干燥根。在民间，同属植物瓜子金P. japonicaHoutt.的根也可代替远志使用。本研究采用中药资源化学和药用植物生态学方法，对远志、卵叶远志和瓜子金中水溶性成分、脂溶性成分和无机成分进行了系统评价，比较了3种药用植物根和地上部分所含3大类指标成分的地理分布规律，分析了3大类成分与产地气候和土壤因子的关系，预测了在全球气候变化背景下3种药用植物未来适生区的变迁趋势。此外，对栽培远志的不同产区、不同发育期、不同部位和商品规格也进行了综合分析。主要结果如下：　　1. 对远志、卵叶远志和瓜子金21省（区）41县（市）45个产地野生居群材料进行了含量测定和地理分布研究，结果表明：　　（1）远志根富含 3, 6′-二芥子酰基蔗糖和皂苷，地上部分富含芒果苷。位于北纬34-36°区域的山东、河南、山西、陕西和甘肃部分地区，远志根中3, 6′-二芥子酰基蔗糖、远志(口山)酮Ⅲ和远志皂苷等水溶性指标含量较高，该区域为远志主产区或道地产区；卵叶远志和瓜子金的相应成分高含量区域集中在青藏高原东部边缘（甘肃、西宁、四川和陕西毗邻区域）。远志地上部分以陕西耀县最具潜力（含芒果苷高达3.07%）。　　（2）远志根中共检出 8 种主要脂肪酸，包括棕榈酸、十六碳一烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸和花生一烯酸；3种药用植物根和地上均富含油酸、亚油酸和棕榈酸，地上部分尚含较多量的花生酸和花生一烯酸。　　（3）远志富含K和Ca元素，且根＜地上（p＜0.05），K和Fe元素含量远志显著低于卵叶远志和瓜子金（p＜0.05），Ca元素含量3个种间无显著差异（p＞0.05）。山东费县远志根中富含Fe（1701.45 μg/g），地上部分富含Mn（114.88 μg/g），是值得关注的远志微量元素种质资源地。　　（4）远志水溶性、脂溶性和无机元素 3 大类部分指标成分含量之间具有显著相关性。远志根中富集Fe元素与3, 6′-二芥子酰基蔗糖含量正相关，富集Ca元素与总皂苷含量正相关。地上部分芒果苷含量与十六碳一稀酸显著负相关，随着芒果苷含量从0.02%（根）提高到3.07%（地上），十六碳一稀酸相对含量从2.87%（根）降到0.00%（地上）。　　（5）远志根中3, 6′-二芥子酰基蔗糖、亚油酸、Fe元素和Zn元素含量野生品高于栽培品（p＜0.05）；而油酸和K元素含量栽培品高于野生品（p＜0.05）；总皂苷含量山西产栽培品高于野生品（p＜0.05）。远志地上部分资源性成分芒果苷含量栽培品高于野生品（p＜0.05）。　　（6）远志、卵叶远志和瓜子金中，苯丙素类衍生物含量根＞地上（p＜0.05），无种间差异（p＞0.05），而根中3, 6′-二芥子酰基蔗糖和地上部分芒果苷含量之比3个物种差异显著（p＜0.05），其中远志1∶1，卵叶远志3∶1，瓜子金9∶1。这两个主要成分的化学分类价值及代谢调控机制值得进一步研究。　　2. 对远志 5 个主产区大田栽培材料进行 3 大类多指标成分时空动态积累和分布分析，结果表明：（1）山西运城和平遥远志根中3, 6′-二芥子酰基蔗糖、远志(口山)酮Ⅲ和皂苷含量较高，最佳采收期为果后期（10月），以2-3年生为佳；河北安国和陕西合阳地上部分芒果苷、总黄酮和多酚含量较高，适宜利用地上资源，最佳采收期为花果期（6月），1-3年生均可。（2）远志根中富含油酸（相对含量＞70%），地上部分富含甲苯（相对含量70.40%），种子富含花生一烯酸（相对含量52.67%）；根和地上部分油酸相对含量逐年升高（3年＞2年＞1年）（p＜0.05），而硬脂酸则逐年下降（1年＞2年＞3年） （p＜0.05）；（3）远志K元素含量根＜地上（p＜0.05），均逐年递减（1年＞2年＞3年） （p＜0.05），Cu元素在根和地上部分相互转运总量不变（p＞0.05）。5个主产区中，陕西合阳8种无机元素含量均处于中下水平，而河北安国多数元素含量较高。　　3. 对远志、卵叶远志和瓜子金3大类指标成分与10个气候因子和14个土壤因子值进行相关性分析，结果表明：（1）在气候因子中，经度和1月均温是影响远志分布的主导因子，1 月均温和年降水是影响卵叶远志分布的主导因子，年均温、1 月均温和年降水是影响瓜子金分布的主导因子；（2）相对湿度、年降水量与远志根中3, 6′-二芥子酰基蔗糖、总皂苷和K元素含量均显著正相关；年日照时数与远志根中3, 6′-二芥子酰基蔗糖和亚麻酸含量显著正相关，而与总皂苷含量显著负相关；经度与远志地上芒果苷含量呈负相关；3种植物中各指标成分对气候因子的响应不尽相同；（3）远志根际土以粉壤土为主（占远志根际土壤类型的88.46%），pH 6.86-8.98。pH值与远志根中总皂苷含量显著正相关，硝态氮和水溶性钙与远志地上芒果苷含量显著正相关，有效铁与远志地上油酸相对含量呈极显著负相关。3种植物富集矿质元素具有种间特异性，根和地上无机元素含量与土壤中相应矿质元素之间无显著相关性，但部分元素之间存在吸收促进或抑制效应。　　4. 依据远志、卵叶远志和瓜子金中国分布区的19个生物气候变量，预测3种药用植物未来（2020~2080年代）适生区的变化趋势，结果表明：（1）远志现今分布格局中，植物中度适生区（陕西、山西、河北、山东、河南、甘肃、内蒙古）与药材主产区一致，而高度适生区（陕西、山西、河北、山东）与药材道地产区吻合。随着全球气候变化，远志高度适生区不断向山西、陕西（秦岭以北）及相邻内蒙古集中；（2）卵叶远志高度适生区集中在甘肃南部，提示该区域适宜开展卵叶远志的引种驯化工作；瓜子金现今和未来高度适生区主要在陕西秦岭一带，目前陕南及秦岭北坡分布非常广泛。

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