王 華， 何美軍， 穆 森， 張 宇， 郭坤元

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學院中藥材研究所，湖北恩施 445000；2. 湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心中藥材研究分中心，湖北恩施 445000)

貝母屬植物生物堿累積研究進展

王 華1,2， 何美軍1,2， 穆 森1， 張 宇1， 郭坤元1,2

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學院中藥材研究所，湖北恩施 445000；2. 湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心中藥材研究分中心，湖北恩施 445000)

系統(tǒng)闡述了貝母屬植物生物堿分類以及不同藥用部位、不同生長年限、不同生長環(huán)境對生物堿累積的影響，并從規(guī)范化種植技術、加強貝母屬植物生理生態(tài)基礎研究、噴施外源植物生長調(diào)節(jié)劑等方面對提高生物堿含量的途徑進行了敘述，以期為貝母屬藥用植物資源的可持續(xù)利用及規(guī)范化種植提供參考。

貝母屬；生物堿；分類；累積規(guī)律；提高途徑

貝母屬植物(FritillariaL.)隸屬于百合科，全世界約有130種，主要分布于北溫帶地區(qū)，尤以地中海地區(qū)、亞洲東部至中部和北美洲的種類為多[1]。以鱗莖入藥，具有清熱潤肺、化痰止咳之功效[2]。在長期應用實踐中，伊貝母(新疆貝母)、平貝母、川貝母(川貝母、暗紫貝母、甘肅貝母、梭砂貝母、太白貝母、瓦布貝母)、湖北貝母、浙貝母及安徽貝母為主要的種植品種[3]。近年來，貝母屬植物研究主要集中在化學成分及其藥效學等方面，而其主要有效成分為生物堿。筆者從生物堿分類、累積規(guī)律及提高生物堿含量的途徑等方面對貝母屬植物生物堿累積進行綜述，以期為貝母屬藥用植物資源的可持續(xù)利用及規(guī)范化種植等提供參考。

1 貝母屬植物生物堿的分類

生物堿是存在于自然界中的一類含氮的堿性有機化合物，貝母屬植物已分離出130多種生物堿，多為甾體生物堿，根據(jù)其碳框架不同可分為異甾體生物堿和甾體生物堿兩大類。異甾體生物堿根據(jù)E和F環(huán)連接方式的不同分為瑟文型(cevanine A)、介藜蘆型(jervine B)和藜蘆胺型(veratramine C)，80%的生物堿均為瑟文型，該類生物堿成為貝母屬植物的化學特征性成分。甾體生物堿根據(jù)氮元素連接在吲哚環(huán)或哌啶環(huán)上而分為茄堿型(solanidine D)和裂環(huán)茄堿型(secosolanidine E)[3]。從貝母屬植物中分離得到主要生物堿結構及來源植物見表1[4-10]。

2 貝母屬植物生物堿累積規(guī)律

2.1 不同基源植物對生物堿累積的影響 從表1可以看出，不同基源植物所含的生物堿種類及結構類型是不同的。馬利瓊等[11]采用兩相滴定法測定了川貝母4種基源植物生物堿的含量，結果發(fā)現(xiàn)，川貝母、暗紫貝母、棱砂貝母、甘肅貝母中生物堿含量分別為0.08%、0.04%、0.07%、0.05%，說明即使同為《中國藥典》川貝母的基源植物，所含生物堿類型及含量存在差異。

2.2 不同藥用部位對生物堿累積的影響 同一資源植物的不同部位常含有相同或相似的化學成分，并具有相似的功效。尹尚軍等[12]研究發(fā)現(xiàn)浙貝母鱗莖、地上莖、葉3個部分中生物堿含量最高的是鱗莖，地上莖中的總生物堿含量為鱗莖中的50.6%～60.7%，葉中的總生物堿含量為鱗莖中的33.3%～38.3%。崔明超等[10]分別對浙貝母不同部位的生物堿類成分進行分析，7種甾體類生物堿(或同分異構體)普遍存在于鱗莖及地上部分，但莖、葉中的生物堿含量低于花和花蕾。這與姜艷等[13]、閔會等[14]得出的結論一致，地上莖、葉和花同樣具有一定的藥用價值，具有與鱗莖相似的活性。

2.3 不同生長年限對生物堿累積的影響 吳廣等[15]按生長年限及規(guī)格將湖北貝母分為9組,即一年大粒、一年中粒、一年小粒、二年大粒、二年中粒、二年小粒、三年大粒、三年中粒、三年小粒，通過測定貝母甲素、湖貝甲素，發(fā)現(xiàn)一年生大粒組內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)于其他組，推測在一定范圍內(nèi)顆粒越小,有效成分含量越高。范捷[5]以貝母甲素和貝母乙素為標準品，通過對浙貝母等13批貝母樣品HPLC-ELSD分析建立指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)生長年限較長的川貝母被分離出來，而生長年限較小的川貝母與浙貝母聚在一起。王振月等[16]研究發(fā)現(xiàn)平貝母在不同的物候期其生物堿的累積不同，即萌芽期含量較高，隨著地上部分的迅速生長，貝母乙素含量下降，到開花期又迅速回升達到峰值，進入枯萎期時含量達最低值，更新期貝母乙素含量又開始逐漸增多，說明貝母生物堿的累積是一個動態(tài)變化的過程。劉震東等[17]分析發(fā)現(xiàn)3、4、5年生瓦布貝母西貝堿含量均較高，同時佐證了貝母傳統(tǒng)采收期。

表1 貝母屬植物主要生物堿類型

2.4 不同生長環(huán)境對生物堿累積的影響 吳曉民等[18]測定不同產(chǎn)地平貝母中貝母甲素的含量，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地平貝母中貝母甲素含量有一定的差異，推測可能與產(chǎn)地的光照、溫度、濕度不同有關。范捷[5]通過HPLC-ELSD比較來源不同浙貝母樣品發(fā)現(xiàn)，浙江省內(nèi)采集的浙貝母沒有明顯差異聚集在一起，而來自江蘇的浙貝母被單獨分開，說明不同產(chǎn)地的浙貝母存在差異，這可能與不同的生長環(huán)境有關。張鵬葛等[19]分析發(fā)現(xiàn)伊貝母總生物堿和西貝母堿含量與年均氣溫、地面溫度、日照時數(shù)、相對濕度、降水量等5個氣候因子無顯著相關性，而年均氣溫、降水量、相對濕度和地面溫度升高有助于伊貝母中西貝母堿苷的形成與積累，年均日照時數(shù)升高則抑制西貝母堿苷的形成與積累。

3 提高貝母屬植物生物堿含量的途徑

3.1 規(guī)范化種植技術 中藥材規(guī)范化種植(GAP)是保證中藥材質(zhì)量，促進中藥材標準化、現(xiàn)代化的基本準則。應該結合生產(chǎn)實際，因地制宜地選擇抗病蟲、抗寒、耐熱、生物堿含量高的品種；以農(nóng)家肥為基肥，合理追肥，忌施氯肥；通過套種春玉米、林下種植貝母等種植方式，遮蔭保濕降溫，安全度過越夏期；摘花打頂、病蟲害防治；確定合理的采收期，一般在5月中上旬—6月上旬，即地上部分枯萎時收獲。

3.2 加強貝母屬植物生理生態(tài)基礎研究 目前，貝母屬植物的研究主要集中在藥學和藥效方面，其生理生態(tài)學研究基礎比較薄弱，生物堿累積機制、代謝途徑以及與環(huán)境的耦合關系還處于空白。在藥材采收、初加工、儲藏過程中共性技術研究的基礎上，通過對貝母屬植物不同產(chǎn)地、不同采收期的系統(tǒng)評價，建立客觀表征貝母屬植物生長發(fā)育與環(huán)境條件的物候關系、對藥材品質(zhì)形成與藥用部位生物產(chǎn)量相互關聯(lián)的多指標綜合評價模式。

3.3 噴施外源植物生長調(diào)節(jié)劑(PGRs) 外源施加PGRs主要通過調(diào)控代謝產(chǎn)物生物合成中相關酶的合成或相關酶基因的表達，影響植物內(nèi)源激素的含量，從而影響植物次生代謝產(chǎn)物的積累[20]。楊致榮等[21]以長春花為模式植物研究萜類吲哚生物堿生物合成發(fā)現(xiàn)，JA(茉莉酸) 可介導長春花生物堿次生代謝轉錄中多種關鍵酶、參與調(diào)節(jié)的轉錄因子。JA 可從整體上增加莨菪烷類生物堿含量，并具有選擇性，表現(xiàn)在莨菪堿和東莨菪堿含量增加的差異性；JA 不僅能調(diào)控整個萜類吲哚類生物堿代謝途徑，還能夠選擇性誘導單萜類吲哚生物堿合成，但對雙萜類吲哚生物堿的合成無明顯作用[22]。目前，外源植物調(diào)節(jié)物質(zhì)對貝母屬植物生物堿累積影響的研究較少，因此應借助基因組學、蛋白質(zhì)組學等方法，深入研究外源植物激素對貝母屬植物生物堿累積及對藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的綜合影響，為揭示貝母屬植物產(chǎn)量和品質(zhì)形成機制、指導貝母屬植物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供依據(jù)。

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Advances in Alkaloids Accumulation of Fritillaria

WANG Hua1,2,HE Mei-jun1,2,MU Sen1et al

(1. Institute of Chinese Herbal Medicine,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Enshi,Hubei 455000; 2. Chinese Herbal Medicine Subcenter of Hubei Agricultural Science and Technology Innovation Center,Enshi,Hubei 445000)

The classification of alkaloids in Fritillalia was elaborated,as well as the effect of different medicinal parts,different growth years and different growth environment on the accumulation of alkaloids. Ways for improving alkaloids content were discussed from aspects of standardizing cultivation technology,strengthening physiological and ecological research,spraying exogenous plant growth regulator,so as to provide reference for sustainable utilization and standardized cultivation of Fritillalia resource.

Fritillaria; Alkaloid; Classification; Accumulation rule; Improvement way

湖北省農(nóng)業(yè)科學院青年科學基金項目(2012NKYJJ23)；湖北省重點新產(chǎn)品新工藝研究開發(fā)項目(2013BCA007)。

王華(1979- )，女，山東泰安人，助理研究員，碩士，從事藥用植物育種與栽培研究。

2016-11-11

S 567.23+1

A

0517-6611(2016)34-0128-02