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Investigation on Ecological Environment and Quantitative Analysis of Artemisinin of Sweet Wormwood (Artemisia annua)

黄花蒿优质种质资源的研究



全 文 :黄花篙优质种质资源的研究△
中国药科大学 (南京 2 1 0 0 38)
四川省中药研究所
钟国跃 水 周华蓉
胡 鸣 赵萍萍
摘 要 黄花篙资源品质 (青篙素含量)具有显著的生态地域性 , 可能是黄花篙的不同生态型之间
的生理生化特性上的差异的表现 。 作者从植物生态学的角度 , 对华中地区中亚热带常绿阔叶林北
部亚地区 山峡武陵山地所属的川东南 、鄂西 、湘西及黔东北各地进行了黄花篙的生态环境调查及
青篙素含量测定 。 结果表明实验区域内黄花篙的青篙素含量普遍较高 , 平均在 4 . 847 %。一8 . 853 编
之间 , 最高可达 1 0 . 221 喻 , 说明该区域的生态环境对黄花篙中青篙素成分的生物合成与转化有利 。
关键词 黄花篙 生态环境 青篙素含量
疟疾是一种恶性流行性疾病 , 全世界每
年死于疟疾的人数在 1 50 一 2 70 万人之间〔‘〕 。
其中恶性疟原虫是导致重症疟疾和死亡的主
要虫种 , 而恶性疟原虫对多种药物的抗药性
的增加是 目前疟疾临床治疗上最棘手的 问
题 。 青篙 (黄花篙 A r te m is ia a n n u a L . )是中
医传统使用的抗疟药 , 其抗疟活性成分青篙
素是一种具有过氧桥基的倍半菇内醋 , 由于
在抗疟机理上不 同于 以往使用的氯唆 、 甲氟
哇等 〔2〕 , 目前尚未发现有抗药性 。这对解决恶
性疟原 虫的抗药性问题非常有效 , 因之受到
了广泛的重视 。 目前我国生产的青篙素衍生
物制剂篙 甲醚 、青篙酷钠等已在许多国家投
入临床使用〔3〕。然而以往的研究表明 , 尽管黄
花篙系世界广布种 , 但其青篙素的含量随产
地不同差异极大 。除我国少数地区外 , 世界绝
大多数地区生长的黄花篙中的青篙素含量都
很低 (1 %。或以下 ) , 且在近缘的植物中也未发
现含有青篙素 以 , 5〕 ,使得青篙素的天然资源相
对贫乏 。 虽然在 80 年代青篙素的人工合成 、
生物合成即已成功 , 但因收率低 、成本高而难
以投入工业化生产 。 目前青篙素及其衍生物
的生产仍需依赖于天然来源 。
根据植物生理及生态学的原理 , 同种植
物分布和生长在不同环境中时 , 由于对不同
的环境生态 因子的长期的趋异适应的结果 ,
就形成了各自具有稳定的形态或生理生态特
征的不同的个体群 (即生态型 ) , 而生态型的
多少则与该种的生态幅成正 比 。 生态型在本
质上是属于种内变异 , 各生态型之间在外观
形状上不一定有明显的区分界线 , 它们更多
的是表现在生理生化特性上的差异 〔6 , ’〕。黄花
篙系世界广布种 , 我国从海拔 50 m 的沿海
地带至海拔 3 65 O m 的青藏高原均有分布 ,
具有多种生态型 。黄花篙资源品质 (青篙素含
量 )的生态地域性可能即是不同生态型之 间
的生理生化特征差异的表现 。 以往的研究虽
然发现了这种现象 , 但并不清楚其原因 ,这对
黄花篙的引种栽培与品种选育极为不利 。 为
了搞清黄花篙资源品质生态地域性的本质 ,
为有效地利用我国青篙素天然资源优势 , 扩
大青篙素生产提供科学依据 , 我们对黄花篙
的青篙素含量与气候 、土壤诸生态 因子的相
关性及其优质种质资源进行了研究 。 我们首
先报道黄花篙的生态 生物学特性及川 、鄂 、
湘 、黔各地黄花篙的青篙素含量测定结果 。
△国家中医药管理局青年基金资助项目

2 6 4
.
1 实验样地的确定 划分的共同点是都包含了川东南、鄂西 、湘西
据四 Jl’省中药研究所对该省 32 个县地 一 及黔东北武陵山区 , 说明上述各行政地区在
生长的黄花篙的青篙素含量分析 , 川东南地 自然生态环境上是一个整体区域 。 根据植物
区的黄花篙的青篙索含量一般较高 , 说明川 生态学的原理可以预测在该自然区域内有希
东南地区的生态环境对黄花篙中青篙素的生 望寻找到青篙素含量高的优质黄花篙种质资
物合成与转化有利 。 该地区按中国自然地理 源 (可能即是某种生态型 ) 。 据此选定以中亚
区域的划分属西南地区的云贵高原部分阁 , 热带常绿阔叶林北部亚地区为实验样地区
按中国植被的划分属中亚热带常绿阔叶林北 域 , 共计 13 个取样点 , 并选择该实验区域以
部亚地区的山峡 、武陵山地即 , 按植物区系地 外的重庆市 、武汉市 、华容县 (湖南省 ) 、北京
理 的划分属华中地区rl0 , , 上述 3 种 自然区域 市等作为对照点 (表 1 ) 。
表 1 各地黄花篱的青篙素测定
青篙素
含量 (% )


青篙素
含量 (% )
青篙素
含量(% )
编号一2930145678样

编号样点
6
7
8
9
10
1 1
1 2
1 3
0
.
4 5 7 5
0
.
3 4 6 0
0
.
7 0 7 2
0
.
2 6 1 5
0
.
6 0 3 4
0
.
5 8 78
0
.
6 3 8 5
0
.
6 6 2 3
0
.
7 1 9 1
0
.
6 4 9 7
0
.
8 0 1 9
0
.
8 7 0 5
0
.
9 8 3 4
恩施
宜昌
巴东
武汉
华容
大庸
0
.
5 4 5 2
0
.
5 5 0 6
0
.
3 5 8 2
0 3 0 2 5
0
,
2 8 3 8
0
.
1 0 3 0
0
.
5 0 5 0
0
.
6 4 7 4
0
.
6 6 6 9
0
.
8 1 3 4
0
.
3 3 0 1
0
.
6 7 0 7
0
.
17 4 2
0
.
5 52 3
0
.
7 6 7 1
保靖
黔阳
‘ 铜仁
思南
北京
0
.
7 9 4 7
0
.
5 5 2 9
0
.
4 3 6 4
0
.
6 3 0 0
0
.
5 58 5
0
.
64 9 1
1
.
0 2 2 1
0
.
7 8 7 8
0
.
7 6 9 1
0
.
5 1 7 6
0
.
2 5 2 6
0
.
1 5 0 8
0
.
1 1 4 8
0
.
0 5 7 0
编号一1456789203
庆节山柱江阳重奉巫石黔酉
2 黄花篱生态环境调查
2
.
1 实验样地区域生态环境概况 :该区域所
属山地 主要有巫山 、方斗山 、齐岳 山 、武陵山
及雪峰山等 , 系一 系列 东北一西南走 向的 山
脉 , 海拔一般应为 50 0 一 1 o0 m , 山峰大多
在 1 0 0 0 ~ 1 SO0 m 之 间 , 高峰可达 2 0 0 0 m
左右 。 主要河流有长江 、沉江 、资江 、青江 , 所
经之地构成河谷盆地 。 植被区属常绿阔叶林
拷类 、润楠林区 , 在丘陵盆地主要为农田经济
林 (油茶 、油桐 、乌柏林 ) , 山地主要为马尾松
林 , 间有部分以禾本科植物构成的草甸牧区 。
一般山间盆地及低山多已垦殖为农田 , 旱地
面积大于水 田面积 。 气候系贵州高原与江南
丘陵的过渡类型 , 其特点是温和湿润 、雨水均
匀 、阴雨天多 。 由于地形复杂 , 气候变化较大 ,
年均温 1 5 ℃ ~ 2 0 ℃ , 年日照 1 1 0 0 一 1 7 0 0 h ,
年降雨量 1 0 0 0 ~ 1 4 0 0 m tn , 年 ) 1 0 ℃累积
积温 4 6 0 一 5 7 0 。 其中酉阳县及附近周围
地 区的气候较为特殊 :平均气温较低 、 降水
多 、 日照时数少 、积温低 , 构成了一个较为特
殊的气候小区 。由于本区湿润 , 土壤以黄壤化
为主 。 海拔 50 0 m 以下多为黄壤和红壤 (紫
色土 ) , 5 0 0一 1 o o o m 多为山地黄壤 , 1 0 0 0 ~
1 s o o m 则为山地黄棕壤 , 1 so o m 以上为山
地灰棕壤和草甸土 。
2
.
2 黄花篙的生态生物学特性 : 黄花篙 系 1
年生草本植物 。 自然下种繁殖 , 生长期约 25 0
d
, 3 月上旬一 中旬 出苗 , 4 ~ 7 月植株营养生
长 旺盛 , 其中 5 一 6 月时抽苔分枝最快 , 7 月
下旬一 8 月上旬孕蕾 , 8 月中旬 ~ 9 月中旬开
花 , 9 月下旬一10 月下旬结实 , n 月倒苗 。 多
生长于海拔较低 (3 0 0 一50 O m )的河谷谷地 、
《中草药 》1 9 9 8 年第 29 卷第 4 期 · 2 6 5 -
丘陵及低山地区的草本植物群落中 。 性喜开
阔向阳的湿润环境 , 宜排水良好 、微偏酸性的
少宿根性草本植物的黄壤 、冲积土和紫色土 。
如旱耕地 、公路 、村舍旁 ,江河塘库 、工地旁的
新垦露土和坝坡上 。以一熟地 、二荒地生长最
好 , 2 年以上的毛荒地由于其他草本发育的
影响 , 黄花篙生长很少或生长不 良 。生境植被
以人工植被为主 , 伴生植物主要为旱地 1 年
生农作物 (玉米 、红薯 、蔬菜等 ) , 以及野生的
禾本科植物 、草木犀 、马鞭草 、夜关门 、地耳
草 、酸浆草 、扁蓄 、风轮草 、稀签草 、天名精 、鬼
针草等 。 黄花篙在初春营养生长快时可很快
形成局部优势种 , 形成较单一的植被景观 。
3 青篱素含量测定
3
.
1 取样 : 据文献 t1l ’ ‘2〕 , 黄花篙中青篙素的
含量以开花前期最高 , 开花后迅速降低 。故确
定取样时间为 7 月下旬一 8 月下旬 。 晴天取
全株叶(带少量幼枝 ) , 置阴凉处风干 。
3
.
2 方法 : 参照文献 [13 〕采用双波长薄层扫
描法测定 。 各样点黄花篙的青篙素含量测定
结果见表 1 。
4 小结
4. 1 从表 1 可见 , 实验区域内各样点黄花篙
的青篙素含量普遍较高 , 平均为 4 . 8 47 %。 一
8
·
85 3%
。 , 最高者可达 10 . 2 1%。 , 各样点平均
值以酉阳县最高 (反 映了青篙素含量与该地
区特殊的气候环境之 间的关系 ) 。实验区域以
外各对照点样品的青篙素含量则大致随它们
距实验区域的距离远近而递减 , 最低者可降
至 20 倍以下 。 该结果与预测结果相当一致 ,
充分说明了黄花篙的青篙素含量与其生态环
境有着密切的相关性 。
4
.
2 生态环境是多生态因子 (气候的 、土壤
的 、生物的 )的组合 , 各生态 因子并非孤立的 ,
而是相互联系 、制约的 , 具有交叉影响与作用
的性质 。 植物对环境的适应 (趋同的或趋异
的)也不仅是对环境中的某一个因子 , 而是对
环境中全部因子的综合作用的适应 。 由于黄
花篙自然分布地带以人工植被为主 , 其小生
境易受人类活动的影 响而产生一定的差异
(主要表现在土壤酸碱度 、质地及水肥状况方
面 ) ,使得部分相近地区的各样点的青篙素含
量也出现了较大的差异 。 如第 4 号样 (奉节 ,
青篙素含量 2 . 61 5%。 , 下同 )取自路边石块 、
砂土混 杂处 , 杂草多 , 土壤贫痔 ; 第 23 号样
(武汉 , 8 . 1 34 %。)取 自市区荒芜空地 ;第 25 号
样 (华容 , 6 . 7 06 %。)取 自市郊河边农地旁 , 土
壤水分 、 养分状况较好 , 第 39 号样 (思 南 ,
2
.
52 6%。)取 自公路旁新露砂石土坡 , 土质与
养分极差 。另一方面 ,这种情况也提示在搞清
黄花篙的青篙素含量与生态因子的相关性的
基础上 , 可以通过人为影啊 (农业栽培措施 )
以提高青篙素的含量 。 关于实验样地区域的
气候与土壤生态因子的调查分析 , 以及黄花
篙的青篙素含量与生态因子的相关性分析结
果 , 将在下一报报道 。
4
.
3 我们研究的结果 , 初步揭示实验样地区
域—中亚热带常绿阔叶林北部亚地 区的生态环境有利于黄花篙中青篙素成分的生物合
成与转化 , 该区域适宜于通过人工栽培或野
生抚育发展和建立优质黄花篙种子基地及生
产基地 。
参 考 文 献
1 朱 良(译 ) . 国外医学 一寄生虫病分册 , 19 95 , 2 2 (1 ) : 14
2 王京燕 . 中草药 , 1 9 9 4 , 2 5 (3 ) : 1 5 2
3 王存志 , 等 . 中草药 , 1 9 9 6 , 2 7 (4 ) : 2 5 5
4 H a la N E
,
et a l
.
J N a t P r o d
, 1 9 90
, 5 3 (6 )
:
1 5 6 0
5 胡世林 , 等 . 中药通报 , 1 9 8 1 , 6 (2 ) : 1 3
6 云南大学生物系编 . 植物生态学 . 北京 : 人民教育出版
社 , 1 9 8 0 . 1 6 2
7 肖小河 . 中草药 , 1 9 8 9 , 2 0 (8 ) : 4 2
8 《中国 自然地理 》编写组 . 中国自然地理 . 第二版 . 北
京 : 高等教育出版社 , 19 8 4. 23 7
9 《中国植被 》编辑委员会 . 中国 植被 . 北京 : 科学出版
社 , 1 98 0 . 8 4 7
1 0 吴征锰 . 云南植物研究 , 1 9 7 9 , 1 (l ) : 1
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12 四川省中药研究所抗疟小组 . 中草药通讯 , 1 9 79 , (l ) :
5
13 罗亨明 , 等 . 药学通报 , 1 9 8 0 , 1 5 (8 ) : 8
(1 9 9 7

1 0

2 0 收稿 )
.
2 6 6
-
In v e stig a tio n o n E c o lo g iea l E n v ir o n m e n t a n d Q u a n tita tive A n a lysis o f A r te m isin in o f
S w e e t W
o r m w o o d (A rt e m isia a n n u a )
Z ho n g G u o y u e
,
Z h o u H u a r o n g (Ch in a Ph a r m a e e u tie a lU n iv e r s ity
,
N a n jin g 2 1 0 0 0 9 )
L in g Y u n
,
H u M in g
,
Zh a o P in g p in g (S ie h u a n In st itu t e o f T ra d it io n a l M
ed iein e )
A b s tr a e t In o rd e r t o e la r ify t he e a u s e s t ha t A r te m isia a n n u a L
.
v a rie s in th e e o n te n t o f a r te m is in in w ith
it s p r o d u et io n a r e a
, s tu die s o n t he r e la tio n s hip be t w e e n th e e o n te n t o f a r te m is in in a n d e eo lo g ie a l fa et o r s o f A
·
a n n u a w e r e e a r rie d o u t
.
In th is p a p e r
,
w e r e p o r t r e s u lt s o f th e e e o lo g ie a l e n v ir o n m e n t in v e s tig a t io n a n d q u a n ti
-
ta tiv e a n a ly s is o f a r te m is in in o f A
·
a n n u a in S o u t he a st S ie h u a n
,
W
e s t H u b e i
,
W
e s t H u n a n a n d N o r the a s t
G u o z h o u dis tr ie t s
.
O u r a n a lytiea l r e s u lt s sh o w e d t h a t A
·
a n n u a g r o w in g in th e a b o v e e x p e rime
n ta l a r e a s p r o
-
d u e e d h ig h e r eo n te n t o f a r t e m is in in
, a v e r a g in g a t 4
·
8 4 7 %

~ 8
.
8 5 3 %
。·
K e y W
o r d s A r te m isia a n n u a L
.
e e o lo g ie a l e n v ir o n m e n t in v e s tig a t io n e o n te n t o f a r t e m is in in
·
东北红豆杉的生药鉴定
辽宁中医学院 (沈阳 n 0 32) 王 冰 辛 郑红 月 肖 晶 康廷国 ‘ 徐兴 家 付保峰
摘 要 报道了东北红豆杉枝条和叶的药材性状及组织和粉末鉴定特征 。
关键词 东北红豆杉 药材性状 组织特征 粉末特征
东北 红 豆 杉 几x u s c u 功id a t S ieb · e t
Z uc C
. 为红豆杉科红豆杉属植物 , 其枝叶入
药 “ 〕 , 在我 国分布于东北东部山区 〔2〕 , 常与相
近种混淆 。 据《本草推陈》记载 , 具有利尿 、通
经 , 治肾脏病 、糖尿病等功效 ‘ 近年来的研究
表明 , 东北红豆杉枝叶含数种抗肿瘤活性物
质 , 对结肠癌 、头颈部肿瘤 、胃癌 、卵巢癌等均
有不同程度的治疗效果〔”一 ”〕。 关于东北红豆
杉的生药学研究尚未见到报道 , 为了开发利
用并能准确地鉴定东北红豆杉药材 , 我们对
其组织 、粉末特征进行了研究 。
1 材料与方法
实验材料采于辽宁宽甸山区 , 标本存于
辽宁中医学院植物标本室 。 取植物体 4 年生
枝条及叶片分别制成临时装片和永久切片 ,
并将所取材料干燥后粉碎 , 过 60 目筛 , 制粉
末片 , 另将材料用 5%氢氧化钠水溶液解离
后制成解离组织装片 。
2 实验结果
2
.
1 原植物形态 :参看参考文献 2 。
2
.
2 药材性状 :为枝和叶的混合药材 。 1 ~ 4
年小枝表面深绿色 至黄褐色 , 直径 0 . 2一 0 . 6
(0
.
8 ) c m
, 无毛 , 干枝上密布叶片脱落后留下
的略成螺旋状排列的突起 。 较粗的枝条深褐
色 , 有浅裂纹 。叶片厚 ,革质 , 坚硬 , 灰绿色 ,线
形 , 整齐 , 有短柄 , 叶片长 1 一 2 . 5 。m , 宽 2 . 5
一 3 (4 ) m m , 基部狭 , 先端具突尖 , 中脉隆起 ,
叶背具 2 条黄褐色的气孔带 , 味苦涩 。
2. 3 4 年生枝条横切面特征 : 表面常有一些
残留表皮和皮层组织 。 木栓层由 6~ 10 层细
胞组成 , 细胞壁略厚 , 排列整齐 , 沿切线延长 ;
栓内层细胞 5一 7 层 , 细胞长方形 、圆形 、椭圆
形 , 排列疏松并向内逐渐变小 ,韧皮部细胞排
列整齐 ;形成层明显 ;木质部发达 , 由管胞 、纤
维管胞及少量散在纤维组成 ;年轮清晰 。髓射
线宽 1一 3 列细胞 , 细胞由内向外逐渐增大并
呈径向延长 。 髓发达 ;环髓带由 2一 5 层 内含
深色物质的细胞组成 (图 1 ) 。
带 A d d r e s s : W
a n g B in g
,
L ia o n in g C o lle g e o f T r a d it io n a l C hin e s e M e d ie in e
,
She n y a n g
《中草药》1 9 9 8 年第 29 卷第 4 期 一 2 6 7 .