基于4种挥发性成分对鱼腥草种质资源的初步评价研究
2018-06-13张思荻何金晓施佳杨海燕李敏
张思荻,何金晓,施佳,杨海燕,李敏
鱼腥草为三白草科蕺菜属植物蕺菜Houttuyniacordata Thunb.的新鲜全草和干燥地上部分,具有清热解毒,消痈排脓,利尿通淋等功效[1]。鱼腥草中含有蛋白质、油脂、氨基酸和维生素等营养物质,是国家卫生部正式确定为“既是药品,又是食品”的极具开发潜力的植物资源之一,鲜用多做蔬菜和制剂投料的原料,干品多用做药用和茶饮。鱼腥草资源分布极其广泛,在河北、河南、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽、四川、云南、贵州、广东、广西、福建以及甘肃南部等地均有分布[5-7]。市场上的鱼腥草药材以栽培为主,在常规栽培过程中,由于引种不当、缺乏良种繁育工作以及无性繁殖等因素,直接导致鱼腥草品种严重退化。杨建[2]、吴令上[3]等研究得出不同产地的鱼腥草干药材中甲基正壬酮和黄酮类成分的含量有很大的差异。何刚[4]研究鱼腥草干药材挥发油含量仅为0.17%~0.24%,含量低。故本次研究采用GC-MS对鱼腥草中的4种挥发性成分(4-萜烯醇、α-松油醇、乙酸龙脑酯和甲基正壬酮)的含量进行比较研究,筛选出挥发性成分含量高的鱼腥草专用型种质,以期为以鱼腥草挥发性成分为主要成分的中成药的原料药材的选择奠定基础,同时为国家标准化项目鱼腥草药材质量标准的建立以及种苗等级的制定提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
收集了来源于安徽、湖南、云南、重庆、四川等共10省47份鱼腥草种质资源,在什邡市回澜镇四川美大康中药材种植有限责任公司基地建立种质资源圃,种植一年后统一采收鱼腥草地上部分开展实验。所有材料经成都中医药大学中药鉴定教研室李敏教授鉴定为三白草科植物蕺菜HouttuyniacordataThunb.。
表1 样品来源
20 四川-3 栽培 44 湖南-1 栽培21 四川-4 栽培 45 湖南-2 野生22 四川-5 栽培 46 福建-1 栽培23 四川-6 野生 47 福建-2 野生24 四川-7 野生 - - -
甲基正壬酮对照品(中国药品生物制品检定所,批号:118034-200502);乙酸龙脑酯对照品(中国药品生物制品检定所,批号:110759-200604);α-松油醇对照品(中国药品生物制品检定所,批号:111859-201001);4-萜品醇对照品(江苏金坛市威德龙化学有限公司,纯度98.0%);正十一碳烯(东京化成工业株式会社,纯度大于98%);正己烷为色谱纯,无水硫酸钠等其他试剂均为分析纯。
7890A/5975C安捷伦气质联用仪,zdhw-调温电热套(北京中兴伟业仪器有限公司)。
1.2 实验方法
4种挥发性成分的测定参照何刚[5]的方法进行测定。
2 结果与分析
47份鱼腥草种质资源中的甲基正壬酮、乙酸龙脑酯、4-萜品醇、α-松油醇4种挥发性成分的含量测定结果见表2。
2.1 4种挥发性成分的含量测定结果
表2 47份种质资源中4种挥发性成分的含量测定结果
18 14.38 0.78 19.4 89.26 123.82 19 16.57 1.07 26.1 72.52 116.26 20 16.17 0.96 24.12 79.65 120.9 21 14.2 0.7 23.6 77.94 116.44 22 16.66 0.75 19 87.42 123.83 23 15.09 0.88 23.84 87.11 126.92 24 14.25 0.68 25.72 89.92 130.57 25 13.83 0.84 25.01 75.2 114.88 26 14.17 1.08 22.5 73.38 111.13 27 16.38 0.98 22.96 75.6 115.92 28 14.53 1.18 24.29 69.05 109.05 29 15.32 0.69 19.88 68.52 104.41 30 15.45 0.93 22.16 87.59 126.13 31 16.33 0.72 22.23 83.97 123.25 32 16.6 0.8 25.45 78.27 121.12 33 15.61 0.95 22.32 69.58 108.46 34 14.95 0.99 22.8 63.27 102.01 35 14.51 1.02 20.6 69.94 106.07 36 16.75 0.87 25.98 74.83 118.43 37 13.75 0.77 21.87 78.32 114.71 38 15.12 1.1 21.45 90.4 128.07 39 15.77 0.97 19.1 78.08 113.92 40 14.44 0.66 23.45 89.75 128.3 41 15.85 0.85 22.49 70.88 110.07 42 16.07 0.68 23.22 74.83 114.8 43 15.79 0.72 25.79 83.43 125.73 44 16.08 0.85 19.19 75.71 111.83 45 16.94 0.67 24.25 75.41 117.27 46 15.43 1.1 23.27 84.38 124.18 47 16.81 1.08 23.82 85.2 126.91
由表2结果可知,47份鱼腥草种质资源中,甲基正壬酮的含量为63.27μg·g-1~90.4μg·g-1,含量较高的有38号、24号、40号、18号、8号,较低的有34号、6号、29号、2号;乙酸龙脑酯含量为18.88 μg·g-1~25.98μg·g-1,含量较高的有19号、36号、43号、24号、16号,较低的有14号、17号、22号、39号;4-萜品醇含量为13.75μg·g-1~17.09μg·g-1,含量较高的有2号、45号、9号、14号、47号,含量较低的有37号、1号、25号和12号;α-松油醇含量为0.66 μg·g-1~1.18μg·g-1,含量较高的有28号、1号、10号、38号、46号含量较低的有40号、9号、45号、24号。
通过分析可知,47份鱼腥草种质资源的4种挥发性成分含量存在较大差异,通过甲基正壬酮、乙酸龙脑酯、4-萜品醇、α-松油醇等4种挥发性成分的总含量评价鱼腥草种质的优良,结果如下:
图1 47份鱼腥草种质资源中4种挥发性成分总含量
从甲基正壬酮、乙酸龙脑酯、4-萜品醇、α-松油醇等4种成分总含量的柱状图可以看出,鱼腥草种质资源的4种挥发性成分总含量在130.57μg·g-1~102.01μg·g-1之间,其中含量最高的为24号130.57μg·g-1,依次为8号128.93μg·g-1,40号128.3μg·g-1,38号128.07μg·g-1。含量最低的为34号,总含量为102.01μg·g-1。
由上图可知,47份鱼腥草种质资源中的4种挥发性成分的总含量存在较大差异,不同省份的鱼腥草种质之间无明显的趋势性,相同省份的鱼腥草种质之间亦无明显的趋势性。总体而言,野生鱼腥草种质4种挥发性成分总含量均值为116.99μg·g-1,栽培鱼腥草种质的4种挥发性成分总含量均值为114.92μg·g-1,野生鱼腥草种质挥发性成分总含量略高于栽培种质。另外,由上图可以看出,四川的栽培鱼腥草种质和野生鱼腥草种质的挥发油性成分总含量较之其他省份整体水平偏高。
2.2 系统聚类分析
应用SPSS软件对每种鱼腥草种质资源的4种挥发性成分的含量及4种挥发性成分的总含量进行系统聚类分析。采用欧氏距离进行聚类分析,聚类图见树状图2。
图2 47份鱼腥草种质资源样品系统聚类分析图
从中可以看出,以类间距离为5时样品可以聚为4类,其中12、35、17、5、14、2、29、1、26、33、41、13、4、28、6等15种鱼腥草种质为第一类,34号单独为一类,10、39、3、44、21、37、20、32、11、7、25、16、36、9、45、15、42、27、19等19份种质为第三类,31、46、47、43、18、22、8、23、30、38、40、24等12份种质资源为第四类。同一阈值的各类样品,产地不一,种质来源不一。由此可见,各个产地的鱼腥草种质,无论野生还是栽培,均存在着明显的成分含量差异。
分析可知,第四聚类的12份种质的4种成分的总含量最高,依次是第三类、第一类、第二聚类总含量最低。第四类12份种质的4种挥发性成分总含量在123.25μg·g-1~130.57μg·g-1之间,均明显高于其他三聚类,甲基正壬酮的含量也明显高于其他三聚类。综合分析,第四聚类的12份种质可作为培育专用型鱼腥草原料药材的优良种质进行进一步的筛选。
3 结论
通过对47份鱼腥草种质资源中的甲基正壬酮、乙酸龙脑酯、4-萜品醇、α-松油醇等4种成分的含量进行分析可知,鱼腥草药材中4种挥发性成分的含量存在较大差异。
以种质来源角度,不同来源的鱼腥草种质,栽培种质的4种挥发性成分的平均总含量为116.142μg·g-1,略高于野生种质平均总含量115.918μg·g-1。栽培鱼腥草种质中甲基正壬酮平均含量为77.085μg·g-1,乙酸龙脑酯平均含量为22.697μg·g-1,4-萜品醇平均含量为15.488μg·g-1,α-松油醇平均含量为0.872μg·g-1。野生鱼腥草种质中甲基正壬酮平均含量为76.955μg·g-1,乙酸龙脑酯平均含量为22.494μg·g-1,4-萜品醇平均含量为15.63μg·g-1,α-松油醇平均含量为0.902μg·g-1。由此可见,不同来源的鱼腥草种质挥发性成分总含量均值以栽培种质略高于野生鱼腥草种质,但差异不明显。本次研究通过系统聚类筛选出的12种挥发性成分总含量较高的优良种质中,野生和栽培种质各占6份。
从分布区域而言,不同产地的鱼腥草种质中4种主要挥发性成分含量存在明显差异,地区分布的规律性不强。不同区域的栽培鱼腥草种质之间、野生种质之间、栽培种质与野生种质之间均存在较大差异,相同区域的栽培种质之间、野生种质之间、栽培种质与野生种质之间亦存在较大差异。整体而言,四川地区的鱼腥草种质资源仍在一定程度上表现出优势,可作为鱼腥草良种繁育适宜栽培区。
通过对47份鱼腥草种质资源中的甲基正壬酮、乙酸龙脑酯、4-萜品醇、α-松油醇4种成分的含量以及总含量采用欧氏距离进行聚类分析,筛选出12种挥发性成分的总含量较高的种质,24、8、40、38、23、47、30、43、46、22、18、31等12份种质可作为专用型鱼腥草原料药材的优良种质进行进一步的筛选。
4 讨论
鱼腥草在我国中部、南部地区有广泛的分布,质量参差不齐。笔者通过调查发现,由于鱼腥草的食用经济效益远高于药用经济效益,现有的鱼腥草种植基地中,鲜有以专门生产鱼腥草药材的基地,多以生产蔬菜(地下部分)为主。部分地区农民在鱼腥草生长中期会施入大量的生长控制剂抑制地上部分的生长,从而使其根系快速生长,得到优质粗壮的种茎以获得更好的经济效益。这种种植模式在一定程度上严重阻碍了优质高效鱼腥草药材的发展进程。此外,部分产地以生产鱼腥草嫩芽为主,春季新发嫩芽即割取地上部分出售,第二茬才能作为药材。且部分地区常年连作,病虫害发病较为严重,严重影响到了药材的质量。种植模式的混乱、粗放、不规范导致药材的质量层次不齐,差异较大,无法从源头上保证鱼腥草药材质量的优质高效稳定。因此,建立规范的鱼腥草药材种植技术,在种茎优质高产的基础上,生产质量好,产量高,疗效好,安全的药材,具有重要的意义。
本次研究筛选出了鱼腥草挥发性成分总含量高的优良种质,为以鱼腥草挥发类成分为主的中成药原料药材的选择提供理论依据,为课题组后期的繁育工作在选种方面奠定了基础,同时为国家标准化项目鱼腥草药材质量标准的建立以及种苗等级的制定提供参考依据。
[1]国家药典委员会.中国药典,一部[S].北京:中国医药科技出版社,2015:178-179.
[2]杨健,郭书台,杨学礼,等.不同种源鱼腥草质量评价[J].现代中医药,2007,06:62-63.
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[4]何刚.药食两用鱼腥草规范化生产关键技术研究[D].成都中医药大学,2014.
[5]何刚,卿光明,李敏,等.GC-MS法测定不同采收期鲜品鱼腥草挥发油中4种成分的含量[J].世界科学技术-中医药现代化,2014,06:1391-1395.