几种香茶菜属植物元素谱的灰色关联分析

梁榕，谢勇，季守莲，姜北

（1.大理学院继续教育学院，云南大理671000；2.大理学院工程学院，云南大理671000；3.大理学院公共卫生学院，云南大理671000；4.大理学院药学与化学学院，云南大理671000）

几种香茶菜属植物元素谱的灰色关联分析

梁榕1，谢勇2，季守莲3，姜北4*

（1.大理学院继续教育学院，云南大理671000；2.大理学院工程学院，云南大理671000；3.大理学院公共卫生学院，云南大理671000；4.大理学院药学与化学学院，云南大理671000）

目的：了解几种大理产香茶菜属植物微量元素谱的亲疏关系。方法：用火焰原子吸收分光光度法测定6种香茶菜属植物样品中的11种元素，以其含量为分析指标，用灰色关联方法研究这些样品微量元素谱的亲疏关系。结果：不育红根茎、腺花香茶菜根茎、弯锥香茶菜根茎的微量元素谱有较大的关联程度。结论：本研究为判断香茶菜属植物地下部分的生理机制、药用价值提供了一个新的思路，具有一定的参考意义。

香茶菜属植物；微量元素；灰色关联分析

香茶菜属（Isodon或Rabdosia）系唇形科（Labiatae或Lamiaceae）植物，主要分布在亚洲、非洲地区。我国有90种，除青海、内蒙古外几乎遍布全国，但以西南诸省区种类最多〔1〕。该属植物多数具有药用价值，在我国民间广泛应用，具有清热利湿、活血破瘀、解毒消肿等功效及抗肿瘤、抗菌消炎等药理作用，用于湿热黄疸、咽喉肿痛、乳痈等病症的治疗〔2〕，部分植物已被开发成抗癌消炎药物产品，具有良好的应用前景〔3〕。

目前香茶菜属植物的研究工作主要集中在植物的地上部分，地下根茎的研究报道极少。据文献记载，一些香茶菜属植物的根茎具有药用功效，值得深入研究。为此，我们对几种云南大理产香茶菜属植物地下部分进行了系统的研究，本文以这些香茶菜属植物的微量元素分析结果为依据，利用灰色关联分析方法，把它们的亲疏关系加以类比，以了解植物地下部分形态、药用价值之间的内在关系，为该属植物的研究利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料实验中所用植物样品不育红（Isodon yuennanensis）、腺花香茶菜（I.adenantha）、弯锥香茶菜（I.loxothyrsa）、黄花香茶菜（I.sculponeata）于2011年采自大理苍山东、西坡海拔2 000~2 400 m处，植物样品由中科院昆明植物研究所向春雷博士鉴定，标本保存于大理学院药学与化学学院姜北教授研究组。样品处理方法为鲜植物去除泥土后自然晾干，取其根茎（或枝叶），经粉碎至100目，于100℃干燥2 h，备用。

1.2 仪器试剂AA-6200型火焰原子吸收分光光度计（日本岛津）；水均用超纯水，试剂均为优级纯。

1.3 微量元素含量测定精确称取样品0.5～1.0 g，在瓷坩锅中碳化后放入500℃马弗炉中灰化4 h，取出加1 mL浓硝酸消化后，加入9 mL水，混匀，过滤待测。同时做平行及空白样品。标准液：使用国家钢铁检测中心标准液。

1.4 统计原理统计原理参考文献〔4-5〕。

1.4.1 数列的表示法指定参考数列X0=〔x（01），x0（2），…，x（0k），…，x（0n）〕和m个比较数列Xi=〔x（i1），x（i2），…，x（ik），…，x（in）〕，其中k为指标序，i为样本序。

1.4.2 关联系数的计算第k个指标Xi与X0的关联系数

式中i=1，2，…，m；k=1，2，…，n。i（k）=x（0k）-x（ik）为第k点x（0与x（i的绝对差；min x（0k）-x（ik）为两级最小差；max x（0k）-x（ik）为两级最大差。ρ为分辨系数（一般取0.5）。

1.4.3 计算关联度并排列关联序按下式计算关

联度：

按关联度大小排出关联序，以定出不同香茶菜属植物样品的亲疏关系。

2 实验结果

对样品中的11种微量元素进行了分析，实验结果见表1。以不育红根茎的数据为参考数列X0，其它5种样品数列为比较数列Xi，进行含量的绝对差计算（表2），并据此进行关联分析，结果见表3。

灰色关联分析结果表明，微量元素组成含量有共同特征（关联度均在0.6以上），但是不同样品的微量元素谱仍存在差异。从表3中的关联度可见，在所有微量元素谱中，与不育红根茎关联程度最大的是腺花香茶菜根茎（关联度0.79）；其次是弯锥香茶菜根茎（关联度0.77）。黄花香茶菜根离不育红根茎较远（关联度0.61），两种香茶菜枝叶也离不育红根茎较远。

表1 6种香茶菜属植物样品中微量元素含量（mg/100 g）

表2 五种香茶菜属植物样品与不育红微量元素的差序列及最大（小）绝对差

表3 五种香茶菜属植物样品与不育红微量元素的关联系数ζi、关联度Ri、关联序

3 讨论

灰色关联分析是灰色理论的数学手段之一，是分析系统内部各因素之间发展变化关联程度的一种方法。关联分析实质上是分析因素发展变化曲线的几何形状，所以对数据分布类型要求不高，样品量不限，由关联度数据可以把样品归类，可以找出影响关键变量发展变化的主要因素，原理简单、计算容易，特别适用于分析动、植物药材的相似内涵和外延均不十分清晰的数据〔5〕，并为植物的系统研究、鉴别提供了一个简便的方法。

本研究结果显示，腺花香茶菜根茎、弯锥香茶菜根茎的微量元素谱与不育红根茎关联程度最大。巧合的是，这几种香茶菜均具有膨大的块状根茎，且化学成分丰富、药用价值较大。另一方面，黄花香茶菜并不具有膨大的块状根茎，其地下部分也没有药用记载，化学成分也比较简单，其微量元素谱与具药用价值同属其它植物差距较大。此外，香茶菜属植物地上、地下部分往往具有不同的药用功效，差异较大，故关联程度较小亦属合理。因此，本文为研究香茶菜属植物地下部分的生理机制、判断药用价值、开展综合性分类研究，提供了一个新的建设性思路，值得深入研究。

〔1〕中国植物志编辑委员会.中国植物志：第六十六卷〔M〕.北京：科学出版社，1977：512-532.

〔2〕冯艳，钟志溪，黄小玲.香茶菜属植物的化学成分及药理研究〔J〕.中药材，2001，24（6）：458-459.

〔3〕孙汉董，许云龙，姜北.香茶菜属植物二萜化合物〔M〕.北京：科学出版社，2001：93.

〔4〕王增珍，李君荣.关联度分析及其与相关分析的比较〔J〕.中国卫生统计，1991，8（6）：22-25.

〔5〕沈文英，陈铭华，胡明辉.中药黄芪元素谱的灰色关联分析〔J〕.厦门大学学报：自然科学版，2000，39（6）：813-819.

（责任编辑 毛本勇）

The Grey Relational Analysis of Element Spectra from Several Isodon Plants

LIANG Rong1,XIE Yong2,JI Shoulian3,JIANG Bei4*
（1.College of Continuing Education,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;2.College of Engineering,Dali University,Dali, Yunnan 671000,China;3.College of Public Health,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;4.College of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China）

Objective:To investigate the relationship of trace elements spectra among the Isodon plants collected from Dali.Methods: Eleven trace elements of the six Isodon samples were determined by using flame atomic absorption spectrophotometer.Based on the content of the trace elements,the correlation of the Isodon samples was evaluated by grey relation analysis.Results:The trace elements spectra of the rhizomes and roots of I.yuennanensis,I.adenantha,and I.loxothyrsa showed close relationship.Conclusion:Results from this study could be useful for the evaluation of physiological mechanism and medicinal values of the underground part of Isodon plants.

Isodon plants;trace elements;grey relation analysis

R284.1

A

1672-2345（2013）03-0001-02

国家自然科学基金资助项目（81060259）

2012-11-20

2012-12-18

梁榕，助理实验师，主要从事软件信息管理研究. *通信作者：姜北，教授，博士.