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Study on quantified relationship between contents of active components in Forsythia suspense and nutrition of soil

连翘有效成分含量与土壤养分的量化关系研究



全 文 :·研究论文·
连翘有效成分含量与土壤养分的量化关系研究
李卫建1,2,李先恩1
(1中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所,北京 100094;
2农业部 环境保护科研监测所,天津 300191)
[摘要] 目的:筛选影响连翘有效成分的主导土壤因子。方法:采用 HPLC测定老翘和种子中有效成分的含
量,常规方法测定连翘产地土壤养分的含量,应用SPSS统计软件对不同产地连翘有效成分的含量和土壤养分的含
量进行统计分析,计算各土壤养分因子与连翘有效成分含量的偏相关系数,建立连翘有效成分含量与土壤养分因
子的多元回归方程。结果:连翘种子中连翘酯苷含量的最大影响因子是土壤有效磷,其次为土壤有效钾,pH,FACT;
种子中连翘苷含量主要受到有效钾,FACT的影响;影响老翘中连翘酯苷含量的主导因子有全磷、有效钾和FACT;影
响老翘中连翘苷含量的最大因子为土壤pH,其次为土壤有效磷、有效钾和 FACT。结论:土壤养分因子是影响连翘
有效成分的重要因素。
[关键词] 连翘;高压液相色谱法;土壤养分;主导因子
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2005)20157704
[收稿日期] 20050105
[通讯作者] 李先恩,Tel:(010)62810019,Email:xianenli@
sinacom
连翘 Forsythiasuspense(Thunb)为木樨科植物
连翘的干燥果实,是我国传统常用中药材,产量大,
用量多,应用历史悠久。自《中国药典》[1]1990年版
开始收载。具有清热止吐、清肝利胆、除湿退黄、通
调三焦、畅达血脉、保肝护心等作用。连翘野生于海
拨600~2000m的半阴山坡或向阳山坡的疏灌木丛
中,主要分布于河南、山西、陕西、山东、湖北等省[2]。
连翘HPLC指纹图谱研究[3]表明,不同产地连翘苷、
连翘酯苷等有效成分的含量相差较大,药材质量参
次不齐。植物的次生代谢物是植物在长期进化中与
环境相互作用的结果,其产生和变化比初生代谢产
物与环境有着更强的相关性和对应性[4,5]。本研究
对连翘生长土壤的养分与其有效成分(次生代谢物)
含量间的关系进行量化研究,揭示影响连翘有效成
分的主导因子,为合理应用连翘提供依据,对确定连
翘的适生区具有指导意义。
1 材料和方法
11 材料 2003年 10-11月对我国不同生态类
型连翘主产区进行取样调查,收集了来自河南,山西
等地的连翘样品 11份,同时采集 0~30cm层次土
壤样品(表1)。
12 有效成分含量测定 采用 HPLC[3]对不同产
地的老翘与种子进行指纹图谱分析,并对连翘酯苷
和连翘苷进行定量测定。
表1 样品来源
代号 采集地区 采收时间
gp 河南卢氏 20031024
wl 河南卢氏 20031025
gd 河南卢氏 20031024
di 河南卢氏 20031026
da 河南卢氏 20031026
bp 山西古县 20031028
lm 山西安泽 20031027
ny 山西浮山 20031027
zz 山西泽州 20031028
js 山西安泽 20031027
lc 山西陵川 20031029
13 土壤养分测定 土壤样品养分含量测定采用
农业化学常规分析方法[6],测定项目包括土壤 pH
值、全氮、全磷、全钾、有机质、碱解氮、速效磷、有效
钾。
14 数据分析方法 应用 SPSS统计软件[7]对不
同产地连翘有效成分含量进行描述性统计分析;用
简单相关分析土壤各养分因子间的相关性,并进行
主成分分析提取主成分;偏相关分析土壤养分因子
与连翘有效成分含量间的偏相关系数,筛选影响连
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第30卷第20期
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中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol30,Issue 20
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翘有效成分含量的主要土壤养分因子,用多变量线
性逐步回归建立主要土壤养分因子与连翘有效成分
之间的多元回归方程。
2 结果与分析
21 不同产地连翘有效成分含量的比较 连翘有
效成分主要是连翘酯苷、连翘苷,不同产地连翘品质
各异(表 2)。种子中连翘酯苷的含量山西平均为
10119%,河南为 9058%;种子中连翘苷的含量山
西平均为 0123%,河南为 0107%,连翘酯苷山西
变异较小,连翘苷河南变异较小。老翘中连翘酯苷
含量山西平均为 0725%,河南为 0798%;连翘苷
山西平均含量为 0160%,河南为 0095%。不同部
位有效成分含量比较,种子中连翘酯苷的平均含量
高出老翘约12倍,连翘苷的含量老翘和种子差异不
显著。同部位不同产地比较,河南产老翘含连翘苷
较高,山西产老翘含连翘酯苷较高;山西产种子中连
翘酯苷和连翘苷的含量均高于河南。由此可以看
出,不同产地不同成分(次生代谢物)含量差异很大,
从而说明生态因素是控制连翘有效成分的重要因
素。
表2 不同产地连翘种子及老翘中连翘酯苷、连翘苷含量 %
产地
种子 老翘
连翘酯苷 连翘苷 连翘酯苷 连翘苷
河南gd 8776 0132 0799 0124
河南da 10560 0100 0625 0223
河南di 9820 0124 1520 0220
河南gp 8052 0080 0317 0037
河南wl 8084 0100 0366 0195
均值 9058 0107 0725 0160
变异系数 122 196 670 494
山西js 11028 0100 0809 0094
山西ny 9864 0108 0500 0041
山西lm 10096 0044 0327 0061
山西bp 8940 0024 0543 0151
山西lc 10600 0352 1462 0129
山西zz 10184 0112 1147 0091
均值 10119 0123 0798 0095
变异系数 79 959 543 432
22 连翘产地的土壤养分研究 连翘野生于海拨
600~2000m的半阴山坡或向阳山坡的灌木丛中,
同一产地,连翘生长地土壤的养分比较稳定。连翘
产地土壤养分见表 3。分析表明:连翘产地土壤有
效磷变异最大,平均含量为089μg·kg
-1,变异系数
为924%;全氮、有机质、碱解氮变异度相似,土壤
全氮含量为 028~159mg·kg-1,变异系数为
457%,有机质 55~362mg·kg-1,变异系数为
458%,碱解氮 168~1160μg·kg
-1,变异系数为
510%;土壤全钾含量为11~275mg·kg-1,变异系
数为266%,有效钾 55~134μg·kg
-1,变异系数为
281%,pH640~84;变异系数为78%。
土壤养分含量相关分析表明(表 4),土壤中全
氮、有机质、碱解氮之间存在极其显著的正相关。土
壤全氮、有机质、碱解氮之间的存在正相关,是野生
连翘生境土壤的一个重要特征。在分析土壤因素与
连翘有效成分含量的关系时,它们将解释有效成分
含量变异中共同的变化。因此,应对土壤全氮、有机
质、碱解氮进行主成分分析,提取出主成分FACT(表
3),然后以FACT为因子之一进行分析,筛选影响连
翘有效成分含量的主导因子。
23 影响连翘有效成分含量的主导因子分析 偏
相关分析表明(表 5),土壤有效磷是连翘种子中连
翘酯苷含量的最大影响因子,它与种子中连翘酯苷
的含量呈显著负相关,其次为土壤有效钾,pH,
FACT,它们与连翘种子中连翘酯苷的含量呈正相
关;种子中连翘苷的含量主要受到有效钾、FACT的
影响;老翘中连翘酯苷含量的主要影响因子有全磷、
有效钾和FACT;老翘中连翘酯苷的含量与土壤 pH
呈极显著负相关,与土壤有效磷、有效钾呈显著的正
相关。
以全磷(X1)全钾(X2)、有效磷(X3)、有效钾
(X4)、pH(X5)、FACT(X6)为自变量,种子中连翘酯
苷(Y1)、连翘苷(Y2),老翘中连翘酯苷(Y3)、老翘连
翘苷(Y4)的含量为依变量,应用多变量逐步回归剔
除对目标函数影响较小的因子,建立影响连翘各有
效成分含量与主导因子的回归方程:Y1=7376-
0677X3+00306X4,R2=0654;Y2=-00629+
0192X4,R2=0353;Y3=00616-0916X1+
0012X4,R2=0582;Y4=0767+000116X4-
00957X5,R2=0760。
由方程可以得出,影响种子中连翘酯苷含量的
主导因子是土壤有效钾和土壤有效磷,决定系数 R2
为0654,连翘酯苷的含量与土壤有效磷呈显著的
负相关,与土壤有效钾呈显著的正相关;影响种子中
连翘苷含量的主导因子是有效钾,决定系数为
0353,连翘苷的含量与土壤有效钾呈显著的正相
关。影响老翘中连翘酯苷含量的主导因子是全磷、
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中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol30,Issue 20
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表3 不同产地土壤养分
编号 全氮1) 全磷1) 全钾1) 有机质1) 碱解氮2) 有效磷2) 有效钾2) pH FACT
gd 143 0738 177 287 1060 213 113 810 0889
da 120 0718 275 283 1160 211 129 780 0792
dy 143 036 165 290 1050 074 97 710 0890
gp 031 0702 245 68 182 167 63 835 -1510
wl 089 0246 245 218 671 027 55 640 -0109
js 071 0428 150 152 378 000 78 840 -0747
ny 067 0365 147 144 462 005 83 820 -0722
lm 119 0748 190 260 839 000 98 820 0412
bp 028 0050 110 55 168 115 69 760 -1592
lc 101 0213 160 289 951 043 134 785 0476
zz 159 0405 210 362 1010 120 109 830 1220
变异系数 457% 534% 266% 458% 510% 924% 281% 78% -
变异范围 028~159 0050~0748 110~275 55~362 168~1160 000~213 55~134 640~840 -
注:1)单位为mg·kg-1;2)单位为μg·kg
-1
表4 土壤养分含量相关性分析
全氮 全磷 全钾 有机质 碱解氮 有效磷 有效钾 pH
全氮 1
全磷 0314 1
全钾 0232 0551 1
有机质 09672) 0228 0282 1
碱解氮 09352) 0314 0327 09532) 1
有效磷 0165 0424 0416 0110 0258 1
有效钾 06661) 0269 0076 07421) 08031) 0304 1
PH -0067 0464 -0159 -0092 -0155 0125 0269 1
注:1)表示相关性达显著水平;2)表示相关性达极显著水平(表5同)
表5 土壤养分与连翘有效成分含量的偏相关系数
种子 老翘
连翘酯苷 连翘苷 连翘酯苷 连翘苷
全磷 -0217 -0324 -04941) 0021
全钾 01465 0255 -0235 -0132
有效磷 -064771) -0340 0167 04821)
有效钾 058471) 06321) 04971) 04651)
pH 04064 -0075 0158 -08052)
FACT 05721) 05881) 04801) 0423
有效钾,决定系数为 0582,连翘酯苷的含量与土壤
全磷呈显著的负相关,与土壤有效钾呈显著的正相
关;影响连翘苷含量的主导因子是土壤有效钾,pH,
决定系数为 0760,连翘苷的含量与土壤有效钾呈
显著的正相关,与 pH呈显著负相关。不同成分的
主导因子各不相同,且决定系数相差较大。
3 讨论
药用植物通过根系从土壤中吸取起生长发育所
需的水分和营养物质,土壤的物理和化学性质,对植
物的生长发育及药用有效成分的形成和积累都有一
定作用。比较偏相关分析与回归分析筛选的主导因
子,除了回归分析筛选的主导因子中均不含 FACT
因子外,其余的各主导因子都相同。FACT因子与土
壤有效钾等因子间存在一定的相关性,都解释同一
种变化,因此回归分析中未能将 FACT因子选入。
但FACT因子也是影响种子中连翘酯苷、连翘苷,老
翘中连翘酯苷、连翘苷含量的主导因子之一。本研
究仅就土壤养分因子对连翘有效成分含量的影响进
行初步尝试,建立的系列回归方程仅能预测成分变
异的一部分,如土壤 pH和有效钾,共可解释老翘连
翘苷全部变异的760%,而土壤有效钾只能解释种
子连翘苷全部变异的353%,说明除土壤养分因子
外,还存在影响连翘有效成分含量的其他因素,如遗
传因子、气象因子,关于遗传因子和气象因子对连翘
有效成分含量的影响有待进一步研究。由多元逐步
回归分析建立起来的多元线性回归方程,由于 R2
远小于1,且样本量不够充分,不能完全用主导因子
去预测连翘有效成分的含量,但 R2反映了连翘有
效成分含量中能够通过回归方程被土壤养分因子解
释的比例。
[参考文献]
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Studyonquantifiedrelationshipbetweencontentsofactivecomponents
inForsythiasuspenseandnutritionofsoil
Liweijian1,2,Lixianen1
(1InstituteofMedicinalPlantCulture,PekingUnionMedicalColege,ChineseAcademyofMedicalScienes,Beijing100094,China;
2AgroEnvironmentalProtectionInstituteofMinistryofAgricaltureTianjin300191,China)
[Abstract] Objective:TosiftthemainefectivefactorsofactivecomponentofForsythiasuspenseMethod:Theactivecomponentof
FsuspensewasmensuratedbyHPLC,andthecontentsofnutritioninsoilwasdeterminedbyconventionalmethodsTheactivecomponentof
FsuspenseandthenutritionofsoilcolectedfromdiferentregionswasanalyzedbySPSS110forwindowssoftwarepackageAccountedthe
partialcorelationcoeficientsofsoilfactortotheactivecomponentofFsuspense,andestablishedregressionequationsResult:Soilavailable
phosphorusisthemostimportantfactorthatefectedforsythiasidecontentintheseedsofFsuspense,folowedbykalium,pH,FACT;Forsy
thinintheseedsofFsuspenseismainlyefectedbysoilabailablekaliumandFACT;pHistheimportantfactorefectedForsythininin
Fsuspense,folowedbysoilavailablephosphorus,soilavailablekalium,andFACT;andthemainefectivefactorsofforsythiasideinFsus
pensearesoilavailablephosphorus,soilavailablekaliumConclusion:Thecontentsofnutritioninsoilisoneofimportantfactorswhichafect
theactivecomponentofFsuspense
[Keywords] Forsythiasuspense;HPLC;factorofsoil;mainfactor [责任编辑 张宁宁]
[收稿日期] 20031220
[基金项目] 国家科技部科技攻关项目(999290120)
[通讯作者] 周凤琴,Tel:(0531)2613263
山东栽培瓜蒌果皮超微形态的初步研究
郭庆梅1,周凤琴1,杨金玲2,高 慧3
(1山东中医药大学,山东 济南 250014;2中国医学科学院 中国协和医科大学 药物研究所,
北京 100050;3山东枣庄第二卫生学校,山东 枣庄 277500)
[摘要] 目的:为山东11种类型栽培瓜蒌的分类提供果皮表面超微形态的依据。方法:采用扫描电子显微镜
进行观察和比较。结果与结论:山东不同类型的栽培瓜蒌果皮的表面特征具有统一性和多样性,可作为栽培瓜蒌
鉴别和分类的参考依据。
[关键词] 瓜蒌;果皮;扫描电镜
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2005)20158003
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第30卷第20期
2005年10月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol30,Issue 20
October,2005