不同产地多花黄精生态因子与品质形成的相关性分析△

章小雨，秦倩，田磊，钟国跃，张寿文

江西中医药大学，江西 南昌 330000

黄精为百合科植物滇黄精Polygonatum kingianumColl.et Hemsl、黄精P.sibiricumRed.或多花黄精P.cyrtonemaHua 的干燥根茎，具有补气养阴、健脾、润肺、益肾的功效[1]。黄精为我国传统药材，拥有悠久的食用及药用历史[2]，被广泛用于保健食品的开发[3-4]。研究表明，黄精主要含有多糖、黄酮、甾体皂苷、蒽醌类及生物碱等化合物，还含有挥发油和微量元素等，具有抗炎、抗肿瘤、预防骨质疏松及强心作用[5-8]。相关研究表明，多花黄精质量较好且野生资源分布范围广，不同产地药材品质差异较大[9-13]。特定的生态气候环境是药材品质形成的重要因素。经查阅文献发现，黄精的相关研究主要集中在有效成分含量测定、药理研究、炮制方法及栽培技术等方面[14-17]，而对其生态特征与品质形成的相关性研究较少。

本研究对不同产地多花黄精植株形态（株高、叶长、叶宽、叶片数量、根茎直径及根茎鲜质量）和内在质量（多糖及总黄酮质量分数）进行比较，并与各地生态因子进行相关性分析，明确多花黄精品质形成的主要生态因子，以期为多花黄精药材规范化种植布局、引种栽培及资源可持续利用提供参考。

1 材料

1.1 仪器

BP211D 型万分之一电子天平（德国Sartorius公司）；UV-1800型紫外-可见分光光度计（日本岛津公司）；KQ300E型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。

1.2 试药

对照品D-无水葡萄糖（纯度：99.9%，批号：110833-201707）、芦丁（纯度：98%，批号：153-18-4）均购自北京中科质检生物技术有限公司；亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、蒽酮、无水乙醇、浓硫酸均为分析纯。

1.3 样品

从浙江、福建、安徽、江西、湖南、湖北6 省共31 个产地收集野生多花黄精植物样品，每个产地多花黄精植株至少30 株，经江西中医药大学葛菲教授鉴定为百合科植物多花黄精Polygonatum cyrtonemaHua。样品信息见表1。

2 方法

2.1 气候因子

各产地气候因子数据从中国气象科学数据共享服务网站（https://data.cma.cn/）获得，气候属性值包括年均温、年降水量、1 月均温、7 月均温、日照时数、≥10 ℃积温、无霜期（表2）。

表2 多花黄精产地气候因子

2.2 植株形态

在不同产地多花黄精植株中，选择并标记具有良好生长的多花黄精植株，每个种质资源选择30株，使用固定叶片确定每种植物的特征值。株高：直尺测量多花黄精植物茎的根部到叶顶的高度，测定结果精确到0.01 cm；叶片长度：直尺测量多花黄精茎基部向上第三轮叶片的长度，精确到0.01 cm；叶片宽度：用游标卡尺确定多花黄精茎基部向上第三轮叶片最宽处宽度，结果精确到0.01 cm；叶总数：在收获期多花黄精植物叶片的数目；根茎直径：收获期用游标卡尺测量多花黄精根状茎的直径，结果精确到0.01 cm；鲜质量：收获期用电子天平测多花黄精根茎鲜质量，结果精确到0.01 g。

2.3 多糖含量测定

将各样品根茎60 ℃烘干，粉碎，过六号筛，4 ℃保存。按《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）2020年版方法测定[1]。

2.4 总黄酮含量测定

2.4.1对照品溶液的制备 精密称取芦丁对照品10 mg，置于50 mL量瓶中，用60%乙醇溶解并稀释至刻度，摇匀，即得质量浓度为0.2 mg·mL-1的芦丁对照品溶液。

2.4.2供试品溶液的制备 称取多花黄精粉末0.5 g，加入60%乙醇20 mL，60 ℃超声提取60 min，滤过，取续滤液，60%乙醇定容至25 mL。

2.4.3标准曲线的制备 分别精密吸取芦丁对照品溶液0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mL 于25 mL 量瓶中，加入5%亚硝酸钠溶液0.7 mL，摇匀，放置6 min，再加入10%硝酸铝溶液0.7 mL，摇匀，放置6 min，再加入4%氢氧化钠溶液5 mL，用60%乙醇定容至刻度，摇匀，放置15 min，以60%乙醇作为参比溶液，于分光光度计波长510 nm 处测定吸光度值。以吸光度为纵坐标（Y），芦丁质量浓度为横坐标（X），进行回归处理，绘制标准曲线[18]。结果表明，芦丁对照品质量浓度在0.004～0.048 mg·mL-1与吸光度线性关系良好，回归方程为Y=11.372 0X+0.027 7（r=0.999 9）。

2.4.4精密度试验 精密吸取供试品溶液1 mL，置具塞试管中，按2.4.3 项下方法操作，测定吸光度值，连续测6 次，RSD 为3.89%，表明仪器精密度良好。

2.4.5稳定性试验 取供试品溶液1 mL，按2.4.3项下方法处理，每隔10 min 测定吸光值，60 min 内RSD为1.93%，表明供试品溶液1 h内稳定性良好。

2.4.6重复性试验 精密称取同一样品粉末6 份，按2.4.2项下方法进行处理，芦丁含量RSD为1.13%，表明方法重复性良好。

2.4.7加样回收率试验 精密称取已知含量多花黄精粉末样品6 份，每份0.5 g，分别加入芦丁对照品溶液，按2.4.2 项下方法制备供试品溶液，测定吸光度值，计算加样回收率，结果见表3。

表3 多花黄精中芦丁加样回收率试验

2.5 土壤养分分析

土壤样品采用五点取样法，在植株边缘正下方0～20 cm 土壤深混合土样，除去石块等杂质，5～10个采样点的土壤混合均匀后用四分法留取1 kg 左右样品1 kg 左右带回实验室，经自然风干后过60 目筛，放入4 ℃冰箱保存。土壤pH 用电位法测定[19-20]，土壤有机质测定采用重铬酸钾外加热法，有效磷测定采用钼锑抗分光光度法，水解性氮测定采用碱解扩散法，速效钾测定采用火焰光度法，全氮测定采用重铬酸钾-硫酸消化法[21]。

2.6 数据分析

采用Excel 2003 软件进行数据处理，采用SPSS 23.0对数据进行方差分析及皮尔逊相关性分析。

3 结果

3.1 不同产地多花黄精形态特征及有效成分含量测定结果分析

多花黄精形态特征、多糖和总黄酮含量测定结果见表4。叶片是植物生长过程非常重要的器官之一，根茎是药材质量的直观体现，叶片的表型特征和根茎的大小反映了对生态环境的适应性，是十分重要的参考指标[22]。如表4所示，江西鄱阳、铜鼓和靖安产黄精植株高大、根茎粗壮、根茎鲜质量较大，相对而言，安徽铜陵、青阳、金寨，湖北咸宁、黄石、宜昌，湖南绥宁，江西万载、会昌、寻乌植株较矮小、根茎较细，浙江及福建黄精植株适中。31个野生多花黄精种质多糖质量分数均达到《中国药典》2020年版要求，平均值为13.53%，且不同产地多花黄精多糖质量分数差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，安徽金寨的多花黄精多糖质量分数最高，达到19.84%，湖南安化的多花黄精多糖质量分数最低，为7.07%，以地区来看，多花黄精多糖质量分数湖北＞安徽＞浙江＞江西＞湖南＞福建。多花黄精总黄酮质量分数差异也有统计学意义（P＜0.05）。其中，安徽歙县的多花黄精总黄酮质量分数最低，为0.84 mg·g-1，浙江武义的多花黄精总黄酮质量分数最高，为3.88 mg·g-1，以地区来看，多花黄精总黄酮质量分数浙江＞湖南＞湖北＞安徽＞福建＞江西。

表4 不同产地多花黄精有效成分质量分数及形态特征（, n=3）

表4 不同产地多花黄精有效成分质量分数及形态特征（, n=3）

注：同列数据后不同小写字母表示P＜0.05。

3.2 不同产地多花黄精土壤养分分析

土壤的化学性质对中药材的品质有不同程度的影响，土壤pH大小、营养元素缺乏或不足都会影响植物生长和内外在品质形成[23]。不同产地多花黄精土壤养分情况见表5。如表5 所示，各产地土壤pH总体偏酸性，浙江天台土壤pH 最高，安徽铜陵土壤pH 最低；浙江武义土壤中有效磷质量分数最低，为5.44 mg·kg-1，江西鄱阳土壤中有效磷质量分数最高，为279.00 mg·kg-1；安徽黄石溪土壤中速效钾质量分数最低，为76.99 mg·kg-1，湖北宜昌土壤中速效钾质量分数最高，为580.80mg·kg-1；湖北咸宁土壤中水解性氮质量分数最低，为46.94 mg·kg-1，安徽金竹山土壤中水解性氮质量分数最高，为419.60 mg·kg-1；浙江武义土壤中全氮质量分数最低，为0.57 g·kg-1，安徽天堂寨土壤中全氮质量分数最高，为6.25 g·kg-1；安徽黄石溪土壤中有机质质量分数最低，为4.36 g·kg-1，湖南绥宁土壤中有机质质量分数最高，为164.32 g·kg-1。

表5 不同产地多花黄精土壤养分情况

3.3 多花黄精植株性状、质量与生态因子的相关性分析

将不同产地多花黄精有效成分含量与形态特征分别和生态因子进行相关性分析，结果见表6。如表6 所示，纬度和多花黄精叶宽呈显著正相关，r为0.516。海拔和多花黄精株高、叶长、叶宽、根茎直径及鲜质量呈显著负相关，r分别为-0.419、-0.406、-0.387、-0.398 和-0.391，株高与土壤有效磷质量分数呈显著正相关，r为0.457，叶长与土壤水解性氮质量分数呈显著负相关，r为-0.461，根茎直径、鲜质量与土壤有效磷质量分数呈显著正相关，r为0.365 和0.386。年均温与多花黄精叶宽呈负相关，r为-0.416。7 月均温和多花黄精多糖质量分数呈显著正相关，r为0.394。多花黄精叶片数量和日照时数呈显著性负相关，r为-0.465，与积温、无霜期及土壤速效钾质量分数呈显著正相关，r分别为0.372、0.545 和0474。多花黄精鲜质量与株高、叶长、叶宽、叶片数量、根茎直径和年降水量呈显著正相关，r分别为0.806、0.650、0.361、0.449、0.968 和0.361。

表6 多花黄精植株性状、质量与生态因子相关性分析

4 讨论

中药材品质优劣和疗效差异受气候生态因子和人工培育方式的影响，药用植物生长环境因子与药材质量的相关性研究可以为中药材生态育种、优良品种选育和优质栽培提供理论依据[24]。本研究发现，不同产地黄精形态特征差异较大，31 个野生多花黄精多糖质量分数均达到《中国药典》2020 年版要求，可见野生多花黄精资源质量普遍较好，可广泛用于优良品种的选育，与相关研究一致[25]。

黄精形态特征与产地生态因子相关性分析结果表明，海拔是影响黄精形态特征的主导因子，与黄精株高、叶长、叶宽和根茎鲜质量呈显著负相关。孙哲[26]通过调查发现，黄精生长海拔不宜过高，多集中于海拔600～1000 m 的阴坡；纬度和叶宽呈显著正相关，年均温与叶宽呈负相关，7 月均温和多糖质量分数有显著正相关，叶片数量和日照时数有显著性负相关，与积温及无霜期有显著正相关。7月均温是影响不同产地黄精多糖含量的主导因子。有文献报道，高温气候可能通过提高植物生理生化指标而促进糖类成分积累，提高药材品质[27]。

黄精生长地土壤偏酸性，与毕研文等[28]报道的黄精类植物适宜在偏酸性土壤生长一致。磷、钾是植物生长必需的营养元素，研究发现黄精对磷、钾的吸收量高[29]，土壤中有效磷、速效钾有利于黄精株高增加、根茎和叶片的生长，且地上部分与地下根茎产量呈显著正相关，黄精地上部分的大小直接影响黄精产量。综上所述，在进行黄精引种栽培过程中，除了注意产地，还应该注意引种地的海拔、温度、无霜期等相关地理生态因子，土壤应该呈弱酸性，在黄精规范化种植过程中应合理施用磷肥和钾肥，有利于植株和根茎部分成长，也可以适当提高生长期温度，有利于有效成分的合成和积累。