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Variation of ginsenosides in infected roots of American ginseng
(Panax quinquefolium)

罹病西洋参根内主要人参皂苷含量的变化



全 文 :罹病西洋参根内主要人参皂苷含量的变化
高微微,焦晓林,毕 武,何春年
(中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所,北京 100094)
[摘要] 目的:研究根部病害对西洋参根不同部位主要皂苷含量的影响。方法:采集田间同一栽培地发生不
同程度根腐病的西洋参根,采用HPLC测定不同发病程度根韧皮部、木质部中人参皂苷 Rg1,Re,Rb1的含量;结果:
不同程度罹病西洋参根韧皮部及木质部中 Rg1含量均无显著变化;发病严重的根韧皮部 Re含量显著降低(P<
005),而木质部含量显著升高(P<005);Rb1在中度及重度发病西洋参根韧皮部及木质部中含量均显著降低
(P<005)。结论:不同严重程度的西洋参病根中Rg1,Re,Rb1呈现复杂的变化,导致Rg1,Re,Rb1在总皂苷中的比
例发生变化。
[关键词] 西洋参;根腐病;人参皂苷;韧皮部;木质部
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)24290504
[收稿日期] 20080217
[基金项目] 北京市自然科学基金项目(6072025);国家“十一
五”科技支撑计划项目(2006BAI09B03)
[通讯作者] 高微微,Tel:(010)62899737,Email:wwgao@
implad.ac.cn
  西洋参PanaxquinquefoliumL.为五加科多年生
名贵中药。目前国内药用西洋参均系栽培品,在其
栽培过程中,根病发生十分严重,一般发生率在
20%左右,重病地可达到70%以上,主要症状表现
为局部形成不规则的锈腐斑,严重时可造成整根腐
烂。有关西洋参根病的研究大量集中在病原菌鉴
定、发生规律以及诱病因素等方面[13],关于根病与
有效成分之间的关系研究很少。Lina报道[4]引起根
部病害的腐霉属真菌 Pythiumiregulare在离体条件
下可以降解人参皂苷;Mahfuzur报道[5],西洋参根中
表现锈根症状的组织与正常组织相比,6种主要皂苷
(Rg1,Re,Rb1,Rc,Rb2,Rd)含量下降40%~50%。
由于西洋参具有较高的经济价值,轻度及中度
带有病斑的参根往往不会被完全抛弃,流入市场的
现象非常普遍,因此,了解罹病西洋参根中主要皂苷
含量的变化,对于西洋参药材的质量控制具有重要
的参考价值。本实验以北京地区栽培西洋参为材
料,采用HPLC测定田间不同发病程度的西洋参根
内不同位置人参皂苷Rg1,Re,Rb1含量,旨在了解罹
病西洋参内在质量的变化,并探讨皂苷类成分在西
洋参与根病菌的相互关系中所起的作用。
1 材料和方法
1.1 试验材料
正常及罹病西洋参根于2007年3月采自北京
市怀柔区杨宋镇西洋参种植场。
1.2 仪器和试剂
高效液相色谱仪(AgilentTechnologies1200),
人参皂苷Rg1,Re,Rb1对照品购自中国药品生物制
品检定所,正丁醇,甲醇、磷酸为国产分析纯试剂,乙
腈为国产色谱纯试剂。
1.3 样品制备
采自田间的两年生不同程度罹根腐病西洋参
根,根据症状程度不同分成轻度、中度、重度3个水
平。轻度症状:病斑面积 <30%;中度症状:病斑面
积为30%~70%;重度症状:病斑面积 >70%,每个
水平设3次重复平行操作,每个重复10根参根,以
正常根为对照。将待测参根分为韧皮部和木质部两
部分,样品在50℃干燥箱中烘干,分别测定韧皮部
与木质部质量,计算各自比例,粉碎过3号筛,备用。
1.4 含量测定
人参皂苷 Rg1,Re,Rb1含量测定采用《中国药
典》2005年版西洋参项下规定的高效液相色谱方
法[6]进行。
1.4.1 色谱条件 以十八烷基硅烷键合硅胶为填
充剂;以乙腈为流动相A,005%磷酸溶液为流动相
B,按步骤进行梯度洗脱(表 1);检测波长为 203
nm;柱温40℃。理论板数按人参皂苷Rb1峰计算应
不低于5000。
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表1 流动相洗脱过程
时间/min 流动相A/% 流动相B/%
0~25 19~20 81~80
25~60 20~40 80~60
60~90 40~55 60~45
90~100 55~60 45~40
1.4.2 标准曲线绘制 精密称取人参皂苷 Rg1,
Re,Rb1对照品521,1029,521mg,分别置于5mL
量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,为标准液,依次进行2
倍稀释,共5次,分别精密吸取20μL,注入HPLC色
谱仪,同法测定。结果Rg1在0260~8336μg线性
关系良好,回归方程为 Y=2205X-14935(R2=
09944);Re在2572~4116μg线性关系良好,回
归方程为Y=17542X+17301(R2=09999);Rb1
在2515~4024μg线性关系良好,回归方程 Y=
18014X+87165(R2=10000)。
1.4.3 供试品溶液的制备及测定 取待测样品粉
末约1g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入水饱
和的正丁醇50mL,置水浴中加热回流提取15h,
室温自然冷却,用水饱和正丁醇补足减失的质量,摇
匀,滤过。精密量取续滤液 25mL,置蒸发皿中蒸
干,残渣加50%甲醇定溶至10mL,摇匀过滤,得供
试品溶液,精密吸取10μL,注入液相色谱仪测定,
根据标准曲线计算含量。
1.5 数据处理
处理各组数据用 SPSS100软件进行方差分
析,LSD测验进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同罹病程度西洋参根韧皮部中皂苷含量的
变化
在西洋参根韧皮部中,随着病害程度的加重,所
含人参皂苷Rg1,Re,Rb1及三者之和绝大多数逐渐
下降(表2)。与正常无病西洋参根相比,发病西洋
参韧皮部中人参皂苷 Rg1含量变化未达到显著水
平;Re在轻度症状组含量有所上升,中度和重度症
状组下降,重度症状组下降显著(P<005);Rb1含
量均低于正常组,中度和重度症状组达到显著水平
(P<005),分别为正常组的686%,608%;根病
组中人参皂苷Rg1,Re,Rb1含量之和均低于正常组,
中度和重度症状组显著下降(P<005),分别为正
常组的790%,702%。
表2 罹病西洋参根韧皮部中人参皂苷质量分数变化(珋x±s,n=3) % 
组别 人参皂苷Rg1 人参皂苷Re 人参皂苷Rb1 总皂苷
正常CK 019±005a 196±014a 194±026a 409±041a
轻度症状 024±012a 184±016a 186±022a 394±029a
中度症状 018±005a 172±008ab 133±015b 323±009b
重度症状 013±0005a 156±013b 118±012b 287±026b
  注:同一列中相同字母者差异不显著,不同字母者差异显著(P<005);总皂苷含量为人参皂苷Rg1,Re,Rb1含量之和(表3~5同)
2.2 不同罹病程度西洋参根木质部中皂苷含量的
变化
在西洋参根木质部中,根病组人参皂苷 Rg1含
量呈上升趋势(表3),但与正常组相比未达到显著
水平;人参皂苷 Re含量在重度病变组较正常西洋
参根显著升高(P<005);人参皂苷 Rb1含量则随
病害加重逐渐下降,中度和重度症状组显著降低于
正常组,含量为正常组的805%,809%;中度症状
组人参皂苷Rg1,Re,Rb1含量之和显著低于正常无
病组(P<005),其余3组之间无显著差异。
表3 罹病西洋参根木质部中人参皂苷质量分数变化(珋x±s,n=3) % 
组别 人参皂苷Rg1 人参皂苷Re 人参皂苷Rb1 总皂苷
正常CK 012±000a 142±011b 205±012a 359±023a
轻度症状 015±005a 135±003b 209±024a 360±029a
中度症状 014±003a 141±002b 165±011b 320±011b
重度症状 016±007a 167±007a 166±001b 349±012ab
2.3 不同罹病程度西洋参完整根中皂苷的变化
按照各样品韧皮部与木质部的质量比,计算出
完整根西洋参所含皂苷含量,并比较组间差异(表
4)。随病害程度的加重,人参皂苷 Rg1,Re含量均
随之轻微下降,但与正常参根相比未达到显著水平
(P<005)。人参皂苷 Rb1含量随病害加重而逐渐
下降,中度症状和重度症状组显著低于正常无病组
(P<005),分别比对照降低263%,283%。罹病
根中人参皂苷 Rg1,Re,Rb1含量之和与正常无病组
相比均有所降低,根病严重程度在中度以上时差异
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表4 罹病西洋参根中人参皂苷变化(珋x±s,n=3) % 
组别 人参皂苷Rg1 人参皂苷Re 人参皂苷Rb1 总皂苷
正常CK 016±002a 171±016a 198±018a 385±032a
轻度症状 021±010a 162±003a 195±022a 378±027a
中度症状 016±004a 158±002a 146±011b 320±008b
重度症状 014±003a 161±011a 142±010b 318±022b
显著(P<005)。
3种人参皂苷在罹病西洋参根中与总皂苷的比
例均发生变化,其中变化最明显的是 Re。重度病根
中Re在总皂苷中的比例升高621%,而Rb1在总皂
苷中的比例则有所下降(表5)。
表5 罹病西洋参根中不同人参皂苷比例的变化 % 
组别
人参皂苷Rg1
/总皂苷
人参皂苷Re
/总皂苷
人参皂苷Rb1
/总皂苷
正常CK 416 4442 5143
轻度症状 556 4286 5159
中度症状 500 4938 4563
重度症状 440 5063 4465
3 讨论
西洋参根在受到生物及非生物的胁迫情况下,
根的表皮会形成褐色病斑,同时罹病组织内的多种
皂苷含量也会发生变化[4],在表观症状上,病斑基
本局限在西洋参根的韧皮部中,木质部无明显异常。
那么非病变部分中的人参皂苷是否会发生相应变
化?明确这个问题,不仅可以了解去掉病斑后的参
根,其余健康部分药用价值的变化程度,也是探讨皂
苷类成分在西洋参防御反应中所起作用的基础。
本研究将不同严重程度西洋参病根分为韧皮
部、木质部,分别测定其中人参皂苷 Rg1,Re,Rb1的
含量。研究发现:①Rb1受根病的影响最为明显。
无论在病斑发生部位的韧皮部,还是在不表现症状
的木质部,Rb1均随病害程度加重而显著下降,病斑
面积在 30%以上时,Rb1在韧皮部下降的程度在
32%~49%,对应的木质部下降的程度仅为19%。
②Re在病根不同部位变化的情况有所不同。在韧
皮部 Re含量随着根病的加重逐渐下降,病斑面积
在30%以上时,下降的程度仅在10%,而在木质部
重度症状的根中 Re含量反而高于正常对照20%。
Rb1和Re在韧皮部的结果与LinaF的报道相同,只
是下降的程度更为严重,木质部的结果则是新的发
现。③Rg1受根病的影响较小。不同发病程度的参
根韧皮部及木质部中Rg1含量均与正常对照无显著
差异,在LinaF的研究结果中,Rg1在病斑组织中含
量比相邻健康组织减少9%,在他所测定的6个皂
苷中变化最小,由于本试验选用的是两年生西洋参,
Rg1本身含量较低,其差异可能未能显现出来,但也
可以初步判断Rg1在根的病变过程中所起作用及所
受影响相对较小。
实验结果表明,发生根病的西洋参根中人参皂
苷Rg1,Re,Rb1含量之和低于正常参根,根病对西洋
参根中 3种主要皂苷的影响有所不同。属于 20
(S)原人参二醇类的人参皂苷 Rb1含量下降程度与
病害严重程度相关,推测病原菌对其具有降解作用;
而属于20(S)原人参三醇类的人参皂苷与根病的
关系比较复杂,Rg1几乎不受影响,而 Re在重病症
状的木质部中升高的现象可以推测与西洋参的防御
反应有关。
《中国药典》2005年版规定药用西洋参根内人
参皂苷Rg1,Re,Rb1含量之和不得低于20%,本实
验测定的两年生西洋参根内总皂苷含量均高于此标
准,但罹病西洋参根以及去掉病斑部分的参根中20
(S)原人参二醇与20(S)原人参三醇人参皂苷的
比例会发生变化,由于20(S)原人参二醇与20(S)
原人参三醇表现出不同的药理活性[78],这种变化是
否导致药理作用的改变尚待研究。同时,根病对四
年生商品西洋参根中人参皂苷含量的影响也有待进
一步考察。
[参考文献 ]
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Studyonefectofpromotingbloodcirculationdrugscomponentsintreating
unstableanginainpatientswithbloodstasisinflammatorylevels
LIUXian2,LIJI1,YANGGe1,WANGJie1
(1Guang′anmenHospital,ChinaAcademyofChineseMedicinalSciences,Beijing100053,China;
2InstituteofChineseMateriaMedica,ChinaAcademyofChineseMedicinalSciences,Beijing100700,China)
[Abstract] Objective:TodiscussiontheefectsofHuoxuecomponentsofefectivedrugintreatingunstableanginainpatients
withbloodstasisWBC(WBC),Creactiveprotein(CRP),interleukin6(IL6)andtumornecrosisfactorα(TNFα)Method:
onehundredandtwentycasesofunstableanginawererandomlydividedintotheconventionaltherapygroup,componentcompatibility
group,PiecesgroupandXuesaitonggroup4groups,eachwith30cases.Observationofpatientsbeforeandaftertreatmentofclinical
eficacy,bloodlipidindicatorsandtheindicatorschangesResult:Componentcompatibilitygroupaftertreatmentclinicalmarkedim
provementinconditions,andtheWBC,CRP,IL6andTNFα,TC,TGlevelslowerthanbeforetreatment,thereweresignificant
diferences(P<005),andlowerthantheotherthreegroupsAftertreatment(P<005)AndHDLCaftertreatmentthanbefore
treatmentincreased,thereweresignificantdiferences(P<005)Conclusion:Huoxueefectivecomponentcompatibilitycanbeef
fectivetreatmentofunstableanginabloodstasis,andcouldinhibittheinflammatorylevel
[Keywords] componentcompatibility;unstableangina;bloodstasis;levelofinflammatory
[责任编辑 古云侠]
(上接第2907页)
[7] ShiladityaS,TohSA,LyndaAS,etal.Modulatingangiogene
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VariationofginsenosidesininfectedrootsofAmericanginseng
(Panaxquinquefolium)
GAOWeiwei,JIAOXiaolin,BIWu,HEChunnian
(InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekingUnionMedicalColege,
Beijing100094,China)
[Abstract] TostudytheinfectedrootofPanaxquinquefoliumonthecontentsofginsenosides.Method:Thecontentsofthree
majorginsenosidesRg1,ReandRb1weredeterminedbyHPLCcomparedquantitativelybetweenthediferentdegreeinfectedrootsand
normalrootinthephloemandxylem.Result:Rg1inphloemandxylemofvaryingdegreesinfectedrootshowednosignificantdifer
ence,butRb1decreased26.3% and28.3% respectivelyinmediumandseriousinfectedrootscomparingtonormalroot.Reinphlo
emofseriouslyinfectedrootsdecreasedinxylemsignificantly.Conclusion:Theresultsindicatethatthevariationofginsenosidesin
diferentdegreesinfectedrootsexistsandtheproportionofRg1,ReandRb1inthetotalginsenosideschanges.
[Keywords] Panaxquinquefolium;rotroot;ginsenosides;phloem;xylem
[责任编辑 吕冬梅]
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