李金玲,趙 致*, 龍安林,楊再剛,葉永豐,吳常海,王華磊,劉紅昌,羅春麗,黃明進,羅夫來

(1.貴州大學，貴州省藥用植物繁育與種植重點(工程)實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州省黔東南州劍河縣科技局，貴州 凱里 556400；3.劍河縣鉤藤研究所，貴州 凱里 556400)

貴州不同來源地鉤藤藥材中8種礦質元素含量分析

李金玲1,趙 致1*, 龍安林2，3,楊再剛2，3,葉永豐2,吳常海2,王華磊1,劉紅昌1,羅春麗1,黃明進1,羅夫來1

(1.貴州大學，貴州省藥用植物繁育與種植重點(工程)實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州省黔東南州劍河縣科技局，貴州 凱里 556400；3.劍河縣鉤藤研究所，貴州 凱里 556400)

本項目對貴州不同來源鉤藤藥材氮、磷、鉀、鈣、鎂、銅、錳、鋅元素含量進行分析并通過相關分析、主成分和聚類分析對其進行評價，結果表明：貴州不同來源鉤藤藥材中鈣含量最高平均達19.57g/kg，鉀含量次之；鉤藤藥材礦質元素含量變異系數均較大，鎂變異系數最小，為16.50%，錳含量變化范圍較寬，5.75～174.41mg/kg，變異系數最大為67.19%；氮與鉀間極顯著正相關，銅與鉀、鋅與鈣間顯著正相關；鋅是鉤藤藥材第一主成分主要正向因子；聚類分析表現出鉤藤有生態(tài)點聚類趨勢；鉤藤藥材礦質元素含量變異程度較大。

鉤藤；礦質元素；相關分析；聚類分析；主成分分析

鉤藤[Uncariarhynchophylla(Miq.)Jacks]是茜草科多年生藤本植物，以干燥的帶鉤莖枝入藥，在民間廣泛應用，用于降壓、護肝等。以鉤藤為原藥材開發(fā)的中成藥天麻鉤藤顆粒、復方鉤藤片等。目前關于鉤藤的研究主要集中在鑒定、化學成分、藥理作用、資源調查、簡單栽培，發(fā)芽育苗[1-7]等方面，而對于地區(qū)性鉤藤藥材礦質元素方面鮮見報道，為此本項目對貴州省各地區(qū)鉤藤資源礦質元素含量進行分析，找出不同產地鉤藤藥材中無機元素的特征，對其元素之間的相關性進行分析，為鉤藤藥材的栽培管理及質量評價提供依據，為貴州鉤藤人工栽培區(qū)劃及種源篩選奠定基礎。

1 材料與方法

試驗于2011—2012年在貴州省貴陽地區(qū)(花溪區(qū)、烏當區(qū)、開陽縣、息烽縣)、黔東南州(劍河縣、天柱縣、錦屏縣、施秉縣)、遵義地區(qū)(湄潭縣、鳳岡縣、綏陽縣)、黔南州(都勻市、獨山縣)、銅仁地區(qū)(德江縣、江口縣、石阡縣)及貴州大學農學院、貴州省中藥材繁育與種植重點(工程)實驗室進行。

野外采集鉤藤資源，集中在2011年11～12月份進行。鉤藤藥材采集是當年生帶鉤的枝條。在黔東南劍河縣、天柱縣、錦屏縣采集的人工栽培鉤藤或野生保護撫育鉤藤，而在其它地區(qū)采集的鉤藤均為野生鉤藤。

鉤藤藥材氮元素含量測定采用凱氏定氮法，磷元素含量測定采用鉬黃比色法，鉀元素含量測定采用火焰光度計法，鈣、鎂、銅、鐵、錳、鋅元素含量采用原子吸收分光光度法測定。

數據分析采用DPS7.05和Excel2007數據分析軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 貴州不同來源地鉤藤藥材中礦質元素含量

表1 貴州不同來源鉤藤8種礦質元素含量

由表1可見，貴州不同來源鉤藤藥材礦質元素含量最高的是鈣元素，平均含量19.57 g/kg，其次是鉀元素，平均含量為14.45 g/kg，表明鈣和鉀是鉤藤藥材生長需求量較大的元素。

貴州不同來源鉤藤藥材礦質元素含量不同地區(qū)間差異較大，如錳元素含量最低德江鉤藤5.75 mg/kg，最高錦屏3號鉤藤174.41 mg/kg；同一地區(qū)不同生態(tài)點礦質元素含量也有差異，如劍河縣4個生態(tài)點鉀元素含量最高18.20 g/kg，最低8.17 g/kg，但是總體來看，同一地區(qū)礦質元素含量差異小于不同地區(qū)差異。

由變異系數可見，不同來源鉤藤藥材礦質元素含量變異程度均較大；鎂含量變異系數最小，為16.50%，含量平均值9.81 mg/kg，變異范圍8.05～15.42 mg/kg，最高值比最低值高了91.55%；錳含量變異系數最大，為67.19%，平均含量為75.79 mg/kg，變異范圍為5.75～174.41 mg/kg，最高值比最低值高近30倍，表明不同來源鉤藤藥材錳元素含量差異非常大。不同來源鉤藤藥材礦質元素含量變異程度最大的是錳，其次是鋅、銅和鉀，三種元素變異系數相差不大；氮元素再次之變異系數為26.07%；磷、鈣和鎂元素變異程度相對較低，變異系數均低于20%。

2.2 貴州不同來源地鉤藤藥材中礦質元素相關性分析

不同來源鉤藤藥材礦質元素間相關分析見表2，氮與鉀元素間極顯著正相關，銅與鉀、鋅與鈣元素間顯著正相關，其它礦質元素間相關性均未達到顯著水平。鈣和鉀作為鉤藤藥材中含量最高的兩種元素，其含量的高低與氮、銅、鋅含量正相關，表明兩類元素間存在協同作用或促進吸收積累關系。

表2 8種礦質元素間相關系數

注: *表示在0. 05水平上顯著相關；**表示在0. 01水平上極顯著相關。

2.3 貴州不同來源地鉤藤藥材中礦質元素主成分分析

由表3可見，前3個特征值累計貢獻率已達到70%，已能用它們來對所研究礦質元素的8個元素所提供的信息進行分類。但由于植物礦質元素含量受自然界多種因素的影響，所以前三個主成分只能代表29個植株樣本8個元素測定值全部信息的70%。

各主成分的特征向量分別代表8個元素在該主成分中的權系數。對于第一主成分，鋅元素是唯一的具有較強的正向負荷，與鋅相斥的氮、鎂具有較強的逆向負荷，表明這兩類元素在鉤藤植株中具有相反的吸收趨勢；對于第二主成分，銅和鎂具有較強的正向負荷，表明這兩個元素有一定的內在聯系。

表3 8種礦質元素主成分分析

2.4 貴州不同來源地鉤藤藥材中礦質元素聚類分析

采用聚類分析法對貴州不同來源鉤藤藥材礦質元素含量進行綜合評價，結果見圖1，當距離相似尺度取22.37閾值時，可將不同來源鉤藤藥材分成三類，一類是錦屏3號鉤藤，一類是天柱、錦屏1、2號、開陽1號鉤藤，另一類是其它地區(qū)鉤藤，從分成3類鉤藤的狀況看，主要由于錳元素含量的差異；同時，錦屏3個生態(tài)點鉤藤礦質元素差異較大，3號是撫育鉤藤，1和2號是栽培鉤藤，可能與鉤藤栽培撫育過程中人們的田間管理和鉤藤生長地土壤的差異有關；栽培鉤藤除了天柱和錦屏外，劍河4個生態(tài)點鉤藤相似尺度較近，可能同一地區(qū)生態(tài)環(huán)境相似，導致礦質元素差異不大。從聚類分析總體看，鉤藤藥材表現出生態(tài)點聚類趨勢。

圖1 不同來源鉤藤藥材聚類分析

3 結論與討論

藥材中礦質元素的含量與組成比例由藥材植物自身的基因決定，同時受環(huán)境生態(tài)因子的影響。植物營養(yǎng)學中氮磷鉀屬于大量元素，鈣鎂屬于中量元素，而不同來源的鉤藤藥材中鈣元素含量最高，鉀元素含量次之，可能是鉤藤植物自身基因決定的；同時，不同來源的鉤藤藥材中各元素變異程度均較大，其中錳元素含量變化較大，5.75～174.41mg/kg，變異系數最大為67.19%，可能生態(tài)環(huán)境因子導致不同來源鉤藤藥材礦質元素含量差異。

環(huán)境生態(tài)因子誘導了藥用植物蛋白質組表達的變化，進而影響次生代謝產物發(fā)生質或量的變化，從而造成不同產地藥材品質的差異。李金玲等[8]研究貴州不同來源鉤藤藥材品質分析與評價，得出劍河縣鉤藤藥材浸出物含量高于其它地區(qū)，下一步需對鉤藤礦質元素含量、比例與浸出物及其有效成分之間相關性進行研究，探討礦質元素與植物次生代謝產物的關系。

道地藥材的形成是特定的基因型，在特定的生境下受到復雜的調控，導致某些代謝過程的關鍵酶基因的表達產生了時空差異的產物。各種外界因素的誘導都能影響一些關鍵酶的表達水平從而調節(jié)次生代謝產物的合成，如環(huán)境脅迫、光照、傷害、誘導劑，甚至代謝過程的中間產物。可見環(huán)境生態(tài)因子對次生代謝產物合成與積累的影響是間接的，二者之間可能并不存在簡單的量的對應關系[9]。本試驗中試驗材料來源于不同生態(tài)環(huán)境，保證了采收時間和當年生鉤藤枝條的基本一致性，而植株的年齡無法確定，可能給本試驗帶來了干擾因素。為此本團隊對不同生態(tài)環(huán)境的鉤藤種子進行了收集，育苗，在貴州劍河縣(2011年貴州劍河鉤藤成為國家地理標志保護產品)同一生態(tài)環(huán)境進行了種植，準備研究其藥材礦質元素及各品質指標，為揭示藥材的道地性奠定基礎。

[1] 何昱,黃家衛(wèi),楊維.鉤藤HPLC指紋圖譜的構建[J].中國藥房，2011,22(11):1007-1009.

[2] 陶剛,劉濤,朱英,等.貴州中藥材鉤藤屬植物的分子鑒定[J].中藥材.2008,31(6):825-828.

[3] 余再柏,舒光明,秦松云,等.國產鉤藤類中藥資源調查研究[J].中國中藥雜志,1999,24(4):198-201,254.

[4] 楊武亮,林謀信.鉤藤的馴化栽培[J].中藥材,1992,15(1):9-10.

[5] Liu Tao, Jiu Zuoyi, He Dingxiang, et al. Study on Germination Rate of Uncaria rhynchophylla (Miq. )Jacks[J]. Agricultural Science & Technology, 2008, 9(4): 96-98,117.

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[8] 李金玲,趙致,龍安林,等.貴州不同來源鉤藤藥材品質分析與評價[J].貴州農業(yè)科學,2013(3):40-42.

[9] 魏英勤,孟鄉(xiāng),王永炎.蛋白質組學在中藥材道地性研究中的應用展望[J].時珍國醫(yī)國藥,2012,23(2):457-459.

Analysis on Contents of Eight Kinds of Mineral Elements inUncariarhynchophylla(Miq.) Jacks from DifferentCollection Sites of Guizhou

Lin Jinling1,Zhao Zhi1,Long Anlin2,3,Yang Zaigang2,3,Ye Yongfeng2,Wu Changhai2,Wang Hualei1,Liu Hongchang1,Luo Chunli1,Huang Mingjin1，Luo Fulai1

(1.Guizhou University，Key Laboratory about Breeding and Planting of Traditional Chinese Medicine in Guizhou, Guiyang 550025，China；2.Jianhe County Science and Technology Bureau in Southeast Guizhou, Kaili 556400，China; 3.Cat’s Claw Research Institute in Jianhe County, Kaili 556400，China)

Contents of nitrogen， phosphorus， potassium， calcium， magnesium， copper， manganese， and zinc elements inUncariarhynchophylla(Miq.)Jacks were studied from different collection sites of Guizhou. Mineral elements were assessed by correlation analysis,cluster analysis and principal component analysis. The results showed that the calcium content was the highest and the mean content was 19.57g/kg. The potassium content was second. The variable coefficient of the whole mineral elements were wide. The coefficient of variation in magnesium was the least. The numerical value was 16.50%. The range of manganese content was from 5.75 to 174.41mg/kg widely and the variable coefficient was the highest, 67.19%. The nitrogen and potassium was the significant positive correlation. The copper and potassium, zinc and calcium were positive correlation. Zinc was the main positively acting components of first principal component. Cluster analysis showed the trend of ecological point clustering. Mineral elements contents variation of different collection sites of Guizhou was greater.

Uncariarhynchophylla(Miq.)Jacks；contents of mineral elements；correlation analysis；cluster analysis；principal component analysis

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.01.007

2014-07-18

貴州省科技廳重點實驗室計劃項目(黔科合計Z字[2010]4015)；貴州省發(fā)展和改革委員會高技術產業(yè)化示范工程項目(黔發(fā)改高技[2009]2805)；貴州省科技廳創(chuàng)新人才團隊建設項目(黔科合人才團隊[2010]4006)；貴州省藥用植物繁育與種植人才基地(黔人領發(fā)[2013]15號)； 貴州省科技廳中藥現代化項目(黔科合中藥字[2011]5040號)；貴州省科技廳中藥現代化項目(黔科合中藥字[2010]5036號)。

李金玲(1980-)，女，從事藥用植物栽培及營養(yǎng)生理與施肥研究。

*通訊作者：趙致(1959-)，男，從事藥用植物生產理論與技術方面的研究。

R284.1；Q946.91+5

A

1006-9690(2015)01-0022-04