全 文 ：收稿日期:2015-06-08
基金项目:植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室省 2014 年发改委服务平台研究项目;湖南省高校科技创新团队支持计划项目
(201208Z01);湖南省重点学科建设项目(JSU0713);吉首大学生物与食品类专业大学生创新项目(JDCX201509，JDCX201520)
作者简介:贺建武(1985-)，男，实验师，研究方向:药物资源与生态学;Tel:0743-8565008，E-mail:hejsu@ jsu. edu. cn。
·资源·
气候因子对湘西地区菝葜主要药效成分含量的影响
贺建武1，2，曾赣宾3，陈功锡2，田向荣1，2，刘祝祥1，2，谭志鹏1，黄 琳1
(1. 吉首大学生物资源与环境科学学院，湖南 吉首 416000;2. 吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校
重点实验室，湖南 吉首 416000;3. 湘西苗族土家族自治州气象局，湖南 吉首 416000)
摘要 目的:研究气候因子对湘西地区菝葜主要药效成分含量的影响，为指导菝葜引种驯化栽培和规范种植
提供依据。方法:采用高效液相色谱法测定湘西地区 8 个县市野生菝葜药材主要药效成分黄杞苷和落新妇苷的含
量，并以此为因变量，以各样地的年均温、1 月均温、7 月均温、≥10 ℃有效年积温、年最高温、年最低温、年降水量、
年日照量、无霜期和相对湿度 10 个指标为自变量，进行偏最小二乘法回归分析(PLS)。结果:相对湿度、年最低温
和年降水量是影响菝葜主要药效成分含量的主导因子。年最低温、年均温和≥10 ℃有效年积温与菝葜品质呈正相
关，而相对湿度、年降水量和无霜期与菝葜品质呈负相关。结论:气候因子与药效成分相关性的基础工作为菝葜资
源的保护、引种驯化栽培及资源的可持续利用提供了科学依据。
关键词 气候因子;菝葜;药效成分;相关性;偏最小二乘法回归分析
中图分类号:Ｒ284. 1 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2015)12-2483-04
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2015. 12. 007
Effects of Climatic Factors on Contents of Major Medical Components in
Smilax china from Different Ｒegions in Western Hunan
HE Jian-wu1，2，ZENG Gan-bin3，CHEN Gong-xi2，TIAN Xiang-rong1，2，LIU Zhu-xiang1，2，TAN Zhi-peng1，HUANG Lin1
(1. College of Biology and Environment Sciences，Jishou University，Jishou 416000，China;2. Key Laboratory of Plant Ｒesources Con-
servation and Utilization，College of Hunan Province，Jishou University，Jishou 416000，China;3. Meteorological Administration of Xian-
gxi Tujia and Miao Autonomous Prefecture，Jishou 416000，China)
Abstract Objective:To study the impact of climatic factors on the major medical component in Smilax china，and to supply a sci-
entific and standard operation protocol on the introduction and cultivation. Methods:Detect the content of major medical components，
such as baicalin and astibin，in Smilax china from eight counties of Xiangxi Autonomous Prefecture. And establish their relationship with
annual average temperature，Jan average temp，Jul average temp，valid accumulative temp(≥10 ℃)，annual maximum temp，annual
minimum temp，annual precipitation，annual sunshine amount，non-frost period and relative humidity by using the methods of partial
least squares regression analysis(PLS). Ｒesults:Ｒelative humidity，annual minimum temp and annual precipitation are the dominant
factors. Annual minimum temp，annual average temp and valid accumulative temp were significantly correlated to the content of major
medical components，thus，relative humidity，annual precipitation and non-frost period were negatively related to them. Conclusion:This
study provides a scientific basis for resources protection，introduction and cultivation of Smilax china.
Key words Climatic factors;Smilax china L.;Medical component;Correlation;Partial least squares regression analysis
百合科植物菝葜 Smilax china L. ，为我国传统
中药材，以干燥根茎入药，具有利湿法浊、祛风除痹、
解毒散瘀等功效，用于小便淋浊、带下量多、风湿痹
痛、疔疮痈肿等〔1〕。唐慎微和李时珍及后世医药学
家曾对菝葜的药用价值进行评价〔2，3〕。目前市场上
以菝葜原料药材研制的中药制剂有金刚藤糖浆、金
刚藤颗粒、金刚藤片、金刚藤胶囊、三金片、金鸡胶囊
等，主要用于治疗附件炎、附件炎性包块及妇科多种
炎症等，市场年销售量达 5 ～ 10 亿元人民币。目前
在菝葜药材质量控制评价和鉴别中，主要以薯蓣皂
苷元、落新妇苷、黄杞苷等为检测指标〔4，5〕。
菝葜作为广布种，其品质与生态环境呈现一定
的相关性〔6〕，在我国多地均有分布，且出现多产地、
多道地现象，表现出生态型的多样性〔4，7〕。药材资
源分布的地域性表明生态环境对药材产量和质量的
重要影响，且存在明显的尺度效益，不同层次尺度下
某种中药材次生代谢产物的生态主导因子也有可能
不同〔8〕，因此生态环境的适宜性对药材的道地性具
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有重要影响〔9〕。从气候、土壤、地形地貌、群落生态
等方面寻找影响药材有效成分的主导因子和限制因
子的研究成为现代中药研究热点领域之一〔10〕。本
研究参照 2010 年版中国药典方法，将菝葜药材主要
药效成分含量指标作为因变量，各气候因子作为自
变量，进行偏最小二乘回归(PLS)分析，研究湘西地
区气候因子对菝葜药材主要药效成分含量的影响。
1 仪器与材料
岛津 LC-20 AD高效液相色谱仪、岛津 AUY120
型电子天平(日本岛津公司);HH-2 数显恒温水浴
锅(国华电器有限公司);KQ-250E 型超声波清洗器
(昆山市超声仪器有限公司)。落新妇苷(批号:
111798-200901)、黄杞苷(批号:111906-201001)对
照品购自中国食品药品检定研究院。甲醇、磷酸等
试剂均为国产分析纯;液相色谱流动相所用试剂为
国产色谱纯;实验用水为超纯水。
菝葜样品于 2014 年 9 月下旬采自武陵山区湘
西自治州所辖各县市 8 个野外林地，样品均在郁闭
度较小的向阳林地选取多年生植株，挖取地下二年
生以上的块茎，用封口袋包装后带回实验室，表面清
洗后低温干燥，切片后粉碎过二号筛，得菝葜粉末。
样品经笔者陈功锡教授鉴定为百合科植物菝葜
Smilax china L. 的块茎。
2 方法与结果
2. 1 有效成分测定
2. 1. 1 色谱条件:采用十八烷基硅烷键合硅胶色
谱柱(250 mm × 4. 6 mm，5 μm);保护柱:C18预柱
(45 mm ×4. 6 mm);流动相为甲醇-0. 1%磷酸溶液
(25∶ 75);流速为 1 mL /min;柱温为 30 ℃;检测波长
为 290 nm;进样量 10 μL。以落新妇苷峰计算理论
板数大于 10 000，分离度大于 1. 5，拖尾因子符合本
实验要求。
2. 1. 2 对照品溶液的制备:取落新妇苷、黄杞苷对
照品适量，精密称定，加甲醇制成浓度均为 20 μg /
mL的混合对照品溶液，即得。
2. 1. 3 供试品溶液的制备:精密称取菝葜样品粉
末(过二号筛)约 0. 5 g，置具塞锥形瓶中，加入甲醇
25 mL，密塞，称定重量。超声(250 W，40 kHz)处理
45 min，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失的重量，
摇匀，滤过，取续滤液，即得。
2. 1. 4 线性关系考察:精密称取落新妇苷对照品
3. 92 mg和黄杞苷对照品 3. 86 mg，置同一 25 mL量
瓶中，用甲醇定容。精密移取 1. 0、2. 0、3. 0、4. 0、
5. 0、6. 0、7. 0 mL 置 10 mL 量瓶中，用甲醇定容，即
得待测对照品溶液。在“2. 1. 1”项色谱条件下测定
峰面积，分别以落新妇苷峰面积(Y1)和黄杞苷峰面
积(Y2)为纵坐标对进样量(X)进行线性回归，得到
回归方程，Y1 = 8237. 5X － 9. 1429，r = 0. 9999;Y2 =
7537. 9X + 0. 2857，r = 0. 9999。结果表明落新妇苷
进样量在 0. 1568 ～ 1. 0976 μg，黄杞苷进样量在
0. 1544 ～ 1. 0808 μg 范围内与峰面积线性关系良
好。
2. 1. 5 精密度试验:精密吸取同一供试品溶液重
复进样 5 次，分别测得落新妇苷峰面积的 ＲSD 为
0. 55%，黄杞苷峰面积的 ＲSD 为 0. 67%，表明仪器
精密度良好。
2. 1. 6 稳定性试验:取同一供试品溶液，放置 0、2、
4、6、8、10、20、22、24 h，在“2. 1. 1”项下色谱条件测
定，落新妇苷峰面积的 ＲSD 为 1. 02%，黄杞苷峰面
积的 ＲSD 为 0. 96%，表明供试品溶液在 24 h 内稳
定性良好。
2. 1. 7 湘西不同产地菝葜主要药效成分含量差
异:取湘西自治州所辖各县市野外林地同一时期采
集的菝葜药材 8 批次，按“2. 1. 3”项下方法制备供
试品溶液，在“2. 1. 1”项色谱条件下测定，计算菝葜
中黄杞苷和落新妇苷的含量。结果见图 1。
图 1 湘西不同产地菝葜主要药效成分含量
S1. 龙山县 S2. 永顺县 S3. 保靖县 S4. 花垣县 S5.
古丈县 S6. 吉首市 S7. 泸溪县 S8. 凤凰县
不同县市的菝葜主要药效成分黄杞苷和落新妇
苷的含量呈现出一定的差异，总含量顺序为:泸溪县
＞龙山县 ＞保靖县 ＞吉首市 ＞永顺县 ＞凤凰县 ＞古
丈县 ＞花垣县。泸溪县出产的菝葜主要药效成分可
达 1. 79%，而花垣县仅为 1. 22%，差异较为明显，表
明地域差异可能对菝葜主要的药效成分富集存在一
定程度的影响。
2. 2 气候因子数据 气候因子相关数据来自湘西
自治州气象局对 2010 年 1 月份至 2014 年 12 月份
观测的气象资料，主要包括年均温、1 月均温、7 月均
温、≥10 ℃有效年积温、年最高温、年最低温、年降
水量、年日照量、无霜期和相对湿度 10 个指标，详细
数据见表 1。
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表 1 湘西地区菝葜不同产地的气候因子
样品编号 采集地
年均温
/℃
1 月均温
/℃
7 月均温
/℃
≥10 ℃有效
年积温 /℃
年最高
温 /℃
年最低
温 /℃
年降水量
/mm
年日照量
/h 无霜期
/d 相对湿度
/%
S1 龙山县 16. 5 4. 0 27. 6 5201. 60 21. 0 13. 4 1205 1267 281 75. 9
S2 永顺县 16. 5 4. 3 27. 8 5410. 40 22. 2 13. 2 1343 1298 300 73. 8
S3 保靖县 16. 6 4. 2 28. 0 4989. 40 21. 3 13. 5 1311 1131 293 76. 4
S4 花垣县 16. 5 4. 1 28. 2 4487. 60 21. 3 13. 3 1321 1255 295 78. 8
S5 古丈县 16. 4 4. 1 27. 9 4934. 60 21. 6 13. 2 1312 1382 286 80. 0
S6 吉首市 17. 2 4. 8 28. 6 5588. 20 21. 8 13. 8 1447 1190 300 76. 5
S7 泸溪县 16. 9 4. 5 29. 0 5133. 20 21. 5 14. 0 1288 1460 298 72. 9
S8 凤凰县 16. 4 3. 9 28. 3 4388. 70 21. 1 13. 3 1350 1256 286 78. 8
2. 3 菝葜主要药效成分与生态因子 PLS 分析 以
菝葜中黄杞苷和落新妇苷的总含量为主要指标组成
因变量，将湘西地区气候生态因子作为自变量，进行
PLS分析。以气候因子自变量的正负值来表示与菝
葜主要药效成分含量的正负相关。通过变量投影重
要性指标(VIP)来测量自变量对含量影响的重要程
度。通过 Simca-p 11. 0 软件进行分析，结果见图 2
所示。
图 2 湘西地区菝葜主要药效成分与气候因子的 PLS分析
通过 PLS降维处理，可以明显看出年最低温与
菝葜主要药效成分的富集呈现显著的正相关，其次
为有效年积温，还有≥10 ℃年积温、年日照量、1 月
均温和 7 月均温对菝葜品质均呈正相关。而相对湿
度、年降水量和无霜期与菝葜品质呈现负相关。VIP
直方图表明相对湿度(1. 486)、年最低温(1. 395)和
年降水量(1. 149)的权重系数 ＞ 1，是影响湘西地区
菝葜主要药效成分积累的主要因素。
图 3 菝葜产地 T2 椭圆形图(A)和主要药效成分含量 w21 r1 /w
2
2 r2 平面图(B)
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由于湘西地形较为复杂，气候因子相互之间差
异不是特别显著，为了排除因样地设置问题带来的
误差，有必要对不同样地的因子进行识别特异点检
查，通过降维处理进行主成分分析，通过 Simca-p
11. 0 软件自动拟合得到两个主成分 comp. 1 和
comp. 2，绘制 T2 椭圆形图，从图看出八个采样点分
布在椭圆形内，不存在特异点，验证了 PLS 的结果。
湘西不同产地菝葜含量受气候因子的影响效果从
w21 r1 /w
2
2 r2 平面图上可以直观显示出来，位于第 1 象
限的年最低温与菝葜主要药效成分积累呈现高度正
相关，而位于第三象限的相对湿度呈现高度负相关。
说明低温和干燥环境对于菝葜块茎中黄杞苷和落新
妇苷的生成有促进作用。
3 讨论
3. 1 菝葜药材在湘西地区的分布 菝葜在湖南湘
西地区的各县市均有分布，从湘西不同产地菝葜的
主要药效成分质量检测数据来看，各县市出产的二
年生野生菝葜黄杞苷和落新妇苷的总含量在
1. 22% ～1. 79%之间，虽然表现出一定的差异性，但
是均符合中国药典标准对于该类药材的含量要求。
菝葜的市场需求量不断扩大，而目前菝葜的规范化
种植相对滞后，研究湘西地区菝葜资源分布和质量
情况对于建立规范化种植基地有比较可靠的参考价
值。
3. 2 菝葜药材的气候特征 气候因子是直接影响
药用植物分布和质量的重要因素〔11〕，湘西菝葜药材
的品质呈现出一定的地区差异，从菝葜主要药效成
分与生态因子的 PLS 分析结果来看，相对湿度、年
最低温和年降水量是影响菝葜主要药效成分的主导
因子，在影响因子中，年最低温、年均温和≥10 ℃有
效年积温与菝葜品质呈正相关，而相对湿度、年降水
量和无霜期与菝葜品质呈现负相关。这些基础工作
为菝葜资源的保护、引种驯化栽培及资源的可持续
利用提供了科学依据。
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