不同產地多花黃精生態因子與品質形成的相關性分析△

章小雨，秦倩，田磊，鐘國躍，張壽文

江西中醫藥大學，江西 南昌 330000

黃精為百合科植物滇黃精Polygonatum kingianumColl.et Hemsl、黃精P.sibiricumRed.或多花黃精P.cyrtonemaHua 的干燥根莖，具有補氣養陰、健脾、潤肺、益腎的功效[1]。黃精為我國傳統藥材，擁有悠久的食用及藥用歷史[2]，被廣泛用于保健食品的開發[3-4]。研究表明，黃精主要含有多糖、黃酮、甾體皂苷、蒽醌類及生物堿等化合物，還含有揮發油和微量元素等，具有抗炎、抗腫瘤、預防骨質疏松及強心作用[5-8]。相關研究表明，多花黃精質量較好且野生資源分布范圍廣，不同產地藥材品質差異較大[9-13]。特定的生態氣候環境是藥材品質形成的重要因素。經查閱文獻發現，黃精的相關研究主要集中在有效成分含量測定、藥理研究、炮制方法及栽培技術等方面[14-17]，而對其生態特征與品質形成的相關性研究較少。

本研究對不同產地多花黃精植株形態（株高、葉長、葉寬、葉片數量、根莖直徑及根莖鮮質量）和內在質量（多糖及總黃酮質量分數）進行比較，并與各地生態因子進行相關性分析，明確多花黃精品質形成的主要生態因子，以期為多花黃精藥材規范化種植布局、引種栽培及資源可持續利用提供參考。

1 材料

1.1 儀器

BP211D 型萬分之一電子天平（德國Sartorius公司）；UV-1800型紫外-可見分光光度計（日本島津公司）；KQ300E型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 試藥

對照品D-無水葡萄糖（純度：99.9%，批號：110833-201707）、蘆丁（純度：98%，批號：153-18-4）均購自北京中科質檢生物技術有限公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、蒽酮、無水乙醇、濃硫酸均為分析純。

1.3 樣品

從浙江、福建、安徽、江西、湖南、湖北6 省共31 個產地收集野生多花黃精植物樣品，每個產地多花黃精植株至少30 株，經江西中醫藥大學葛菲教授鑒定為百合科植物多花黃精Polygonatum cyrtonemaHua。樣品信息見表1。

2 方法

2.1 氣候因子

各產地氣候因子數據從中國氣象科學數據共享服務網站（https://data.cma.cn/）獲得，氣候屬性值包括年均溫、年降水量、1 月均溫、7 月均溫、日照時數、≥10 ℃積溫、無霜期（表2）。

表2 多花黃精產地氣候因子

2.2 植株形態

在不同產地多花黃精植株中，選擇并標記具有良好生長的多花黃精植株，每個種質資源選擇30株，使用固定葉片確定每種植物的特征值。株高：直尺測量多花黃精植物莖的根部到葉頂的高度，測定結果精確到0.01 cm；葉片長度：直尺測量多花黃精莖基部向上第三輪葉片的長度，精確到0.01 cm；葉片寬度：用游標卡尺確定多花黃精莖基部向上第三輪葉片最寬處寬度，結果精確到0.01 cm；葉總數：在收獲期多花黃精植物葉片的數目；根莖直徑：收獲期用游標卡尺測量多花黃精根狀莖的直徑，結果精確到0.01 cm；鮮質量：收獲期用電子天平測多花黃精根莖鮮質量，結果精確到0.01 g。

2.3 多糖含量測定

將各樣品根莖60 ℃烘干，粉碎，過六號篩，4 ℃保存。按《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）2020年版方法測定[1]。

2.4 總黃酮含量測定

2.4.1對照品溶液的制備 精密稱取蘆丁對照品10 mg，置于50 mL量瓶中，用60%乙醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得質量濃度為0.2 mg·mL-1的蘆丁對照品溶液。

2.4.2供試品溶液的制備 稱取多花黃精粉末0.5 g，加入60%乙醇20 mL，60 ℃超聲提取60 min，濾過，取續濾液，60%乙醇定容至25 mL。

2.4.3標準曲線的制備 分別精密吸取蘆丁對照品溶液0.5、1.0、2.0、4.0、8.0 mL 于25 mL 量瓶中，加入5%亞硝酸鈉溶液0.7 mL，搖勻，放置6 min，再加入10%硝酸鋁溶液0.7 mL，搖勻，放置6 min，再加入4%氫氧化鈉溶液5 mL，用60%乙醇定容至刻度，搖勻，放置15 min，以60%乙醇作為參比溶液，于分光光度計波長510 nm 處測定吸光度值。以吸光度為縱坐標（Y），蘆丁質量濃度為橫坐標（X），進行回歸處理，繪制標準曲線[18]。結果表明，蘆丁對照品質量濃度在0.004～0.048 mg·mL-1與吸光度線性關系良好，回歸方程為Y=11.372 0X+0.027 7（r=0.999 9）。

2.4.4精密度試驗 精密吸取供試品溶液1 mL，置具塞試管中，按2.4.3 項下方法操作，測定吸光度值，連續測6 次，RSD 為3.89%，表明儀器精密度良好。

2.4.5穩定性試驗 取供試品溶液1 mL，按2.4.3項下方法處理，每隔10 min 測定吸光值，60 min 內RSD為1.93%，表明供試品溶液1 h內穩定性良好。

2.4.6重復性試驗 精密稱取同一樣品粉末6 份，按2.4.2項下方法進行處理，蘆丁含量RSD為1.13%，表明方法重復性良好。

2.4.7加樣回收率試驗 精密稱取已知含量多花黃精粉末樣品6 份，每份0.5 g，分別加入蘆丁對照品溶液，按2.4.2 項下方法制備供試品溶液，測定吸光度值，計算加樣回收率，結果見表3。

表3 多花黃精中蘆丁加樣回收率試驗

2.5 土壤養分分析

土壤樣品采用五點取樣法，在植株邊緣正下方0～20 cm 土壤深混合土樣，除去石塊等雜質，5～10個采樣點的土壤混合均勻后用四分法留取1 kg 左右樣品1 kg 左右帶回實驗室，經自然風干后過60 目篩，放入4 ℃冰箱保存。土壤pH 用電位法測定[19-20]，土壤有機質測定采用重鉻酸鉀外加熱法，有效磷測定采用鉬銻抗分光光度法，水解性氮測定采用堿解擴散法，速效鉀測定采用火焰光度法，全氮測定采用重鉻酸鉀-硫酸消化法[21]。

2.6 數據分析

采用Excel 2003 軟件進行數據處理，采用SPSS 23.0對數據進行方差分析及皮爾遜相關性分析。

3 結果

3.1 不同產地多花黃精形態特征及有效成分含量測定結果分析

多花黃精形態特征、多糖和總黃酮含量測定結果見表4。葉片是植物生長過程非常重要的器官之一，根莖是藥材質量的直觀體現，葉片的表型特征和根莖的大小反映了對生態環境的適應性，是十分重要的參考指標[22]。如表4所示，江西鄱陽、銅鼓和靖安產黃精植株高大、根莖粗壯、根莖鮮質量較大，相對而言，安徽銅陵、青陽、金寨，湖北咸寧、黃石、宜昌，湖南綏寧，江西萬載、會昌、尋烏植株較矮小、根莖較細，浙江及福建黃精植株適中。31個野生多花黃精種質多糖質量分數均達到《中國藥典》2020年版要求，平均值為13.53%，且不同產地多花黃精多糖質量分數差異有統計學意義（P＜0.05）。其中，安徽金寨的多花黃精多糖質量分數最高，達到19.84%，湖南安化的多花黃精多糖質量分數最低，為7.07%，以地區來看，多花黃精多糖質量分數湖北＞安徽＞浙江＞江西＞湖南＞福建。多花黃精總黃酮質量分數差異也有統計學意義（P＜0.05）。其中，安徽歙縣的多花黃精總黃酮質量分數最低，為0.84 mg·g-1，浙江武義的多花黃精總黃酮質量分數最高，為3.88 mg·g-1，以地區來看，多花黃精總黃酮質量分數浙江＞湖南＞湖北＞安徽＞福建＞江西。

表4 不同產地多花黃精有效成分質量分數及形態特征（, n=3）

表4 不同產地多花黃精有效成分質量分數及形態特征（, n=3）

注：同列數據后不同小寫字母表示P＜0.05。

3.2 不同產地多花黃精土壤養分分析

土壤的化學性質對中藥材的品質有不同程度的影響，土壤pH大小、營養元素缺乏或不足都會影響植物生長和內外在品質形成[23]。不同產地多花黃精土壤養分情況見表5。如表5 所示，各產地土壤pH總體偏酸性，浙江天臺土壤pH 最高，安徽銅陵土壤pH 最低；浙江武義土壤中有效磷質量分數最低，為5.44 mg·kg-1，江西鄱陽土壤中有效磷質量分數最高，為279.00 mg·kg-1；安徽黃石溪土壤中速效鉀質量分數最低，為76.99 mg·kg-1，湖北宜昌土壤中速效鉀質量分數最高，為580.80mg·kg-1；湖北咸寧土壤中水解性氮質量分數最低，為46.94 mg·kg-1，安徽金竹山土壤中水解性氮質量分數最高，為419.60 mg·kg-1；浙江武義土壤中全氮質量分數最低，為0.57 g·kg-1，安徽天堂寨土壤中全氮質量分數最高，為6.25 g·kg-1；安徽黃石溪土壤中有機質質量分數最低，為4.36 g·kg-1，湖南綏寧土壤中有機質質量分數最高，為164.32 g·kg-1。

表5 不同產地多花黃精土壤養分情況

3.3 多花黃精植株性狀、質量與生態因子的相關性分析

將不同產地多花黃精有效成分含量與形態特征分別和生態因子進行相關性分析，結果見表6。如表6 所示，緯度和多花黃精葉寬呈顯著正相關，r為0.516。海拔和多花黃精株高、葉長、葉寬、根莖直徑及鮮質量呈顯著負相關，r分別為-0.419、-0.406、-0.387、-0.398 和-0.391，株高與土壤有效磷質量分數呈顯著正相關，r為0.457，葉長與土壤水解性氮質量分數呈顯著負相關，r為-0.461，根莖直徑、鮮質量與土壤有效磷質量分數呈顯著正相關，r為0.365 和0.386。年均溫與多花黃精葉寬呈負相關，r為-0.416。7 月均溫和多花黃精多糖質量分數呈顯著正相關，r為0.394。多花黃精葉片數量和日照時數呈顯著性負相關，r為-0.465，與積溫、無霜期及土壤速效鉀質量分數呈顯著正相關，r分別為0.372、0.545 和0474。多花黃精鮮質量與株高、葉長、葉寬、葉片數量、根莖直徑和年降水量呈顯著正相關，r分別為0.806、0.650、0.361、0.449、0.968 和0.361。

表6 多花黃精植株性狀、質量與生態因子相關性分析

4 討論

中藥材品質優劣和療效差異受氣候生態因子和人工培育方式的影響，藥用植物生長環境因子與藥材質量的相關性研究可以為中藥材生態育種、優良品種選育和優質栽培提供理論依據[24]。本研究發現，不同產地黃精形態特征差異較大，31 個野生多花黃精多糖質量分數均達到《中國藥典》2020 年版要求，可見野生多花黃精資源質量普遍較好，可廣泛用于優良品種的選育，與相關研究一致[25]。

黃精形態特征與產地生態因子相關性分析結果表明，海拔是影響黃精形態特征的主導因子，與黃精株高、葉長、葉寬和根莖鮮質量呈顯著負相關。孫哲[26]通過調查發現，黃精生長海拔不宜過高，多集中于海拔600～1000 m 的陰坡；緯度和葉寬呈顯著正相關，年均溫與葉寬呈負相關，7 月均溫和多糖質量分數有顯著正相關，葉片數量和日照時數有顯著性負相關，與積溫及無霜期有顯著正相關。7月均溫是影響不同產地黃精多糖含量的主導因子。有文獻報道，高溫氣候可能通過提高植物生理生化指標而促進糖類成分積累，提高藥材品質[27]。

黃精生長地土壤偏酸性，與畢研文等[28]報道的黃精類植物適宜在偏酸性土壤生長一致。磷、鉀是植物生長必需的營養元素，研究發現黃精對磷、鉀的吸收量高[29]，土壤中有效磷、速效鉀有利于黃精株高增加、根莖和葉片的生長，且地上部分與地下根莖產量呈顯著正相關，黃精地上部分的大小直接影響黃精產量。綜上所述，在進行黃精引種栽培過程中，除了注意產地，還應該注意引種地的海拔、溫度、無霜期等相關地理生態因子，土壤應該呈弱酸性，在黃精規范化種植過程中應合理施用磷肥和鉀肥，有利于植株和根莖部分成長，也可以適當提高生長期溫度，有利于有效成分的合成和積累。