《中國藥典》（2020版）規(guī)定白芷來源于傘形科植物白 芷（Fisch.ex Hoffm.）Benth.et Hook.f.ex Franch.et Sav.或杭白芷（Fisch.ex Hoffm.）Benth.et Hook.f.var.（Boiss.）Shan et Yuan的干燥根，具有解表散寒，祛風止痛，通鼻竅，燥濕止帶，消腫排膿之功效?，F(xiàn)代所用的白芷均為栽培品，包括川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷、亳白芷5類?！吨袊参镏尽氛J為川白芷和杭白芷來源于栽培變種cv.‘Hangbaizhi’，祁白芷、禹白芷、亳白芷來源于cv.‘Qibaizhi’。

白芷的主要有效成分為香豆素類和揮發(fā)油成分?，F(xiàn)代藥理研究表明，白芷揮發(fā)油具有抗氧化、抗過敏和鎮(zhèn)痛、抗驚厥等活性。近年來，關于白芷揮發(fā)油的研究主要集中于提取工藝或對某些單一品種成分及含量的測定等。白芷品種繁多，傳統(tǒng)認為杭白芷及川白芷品質好，質量佳，祁、禹白芷次之，以往多對某一兩個品種開展研究，很難從整體上揭示白芷揮發(fā)油成分組成以及不同來源的白芷化學成分異同。此外，各類栽培白芷及野生興安白芷（Benth.et Hook.）親緣關系一直存在爭議。然而，從化學親緣關系角度闡釋此問題至今尚未見報道。因此,本研究采用GC-MS技術對5類栽培白芷及野生興安白芷的揮發(fā)油成分及含量進行測定，并開展各類白芷化學親緣關系分析，以期為厘清各類白芷間的親緣關系及其綜合開發(fā)利用、藥材質量控制提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試藥材

川白芷和杭白芷分別采自于四川儀隴、浙江杭州，來源于傘形科植物杭白芷cv.‘Hangbaizhi’的干燥根。祁白芷、禹白芷、亳白芷分別采自于河北安國、河南禹州和安徽亳州，來源于傘形科植物祁白芷cv.‘Qibaizhi’的干燥根。興安白芷（）采集于北京門頭溝（表1）。上述供試樣品均由南方醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院田恩偉副教授于各產區(qū)采集并鑒定。所有材料（根）均在同年采收期收集（川、杭白芷采收期為一般為6月中下旬，祁、禹、亳白芷及興安白芷采收期為8～9月），自然風干，保存于南方醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院標本館。

1.2 儀器與設備

HP6890/5973氣相色譜質譜聯(lián)用儀（Agilent）；DBWAX毛細石英管柱（30 m×250 μm×0.25 μm）（Agilent）；GD-2 型冷凍干燥機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；-86 ℃超低溫冰箱（北京天地精儀科技有限公司）；HPMSD 化學工作站（NIST11L標準質譜圖譜庫和WILEY275L質譜圖譜庫）。

1.3 揮發(fā)油的提取

采用《中國藥典》2015年版第四部揮發(fā)油測定法提取6類白芷的揮發(fā)油。所得揮發(fā)油用乙酸乙酯溶解并由離心管轉移至進樣瓶，密封，于-20 ℃保存。

從6類白芷揮發(fā)油總離子流（TIC）色譜圖可以看出，共分離得到111種揮發(fā)油成分（圖1），其中鑒定出81揮發(fā)油成分，川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷、亳白芷、興安白芷分別鑒定出了27、34、24、32、28、34種，揮發(fā)油含量分別占6類白芷揮發(fā)油總量的98.995%、99.292%、95.557%、99.623%、96.131%、97.229%。就單一成分而言，川白芷、杭白芷、禹白芷中相對含量最高的成分均為壬基環(huán)丙烷和環(huán)十二烷，其含量在3類白芷中分別為56.34% 和23.13%、15.92% 和11.13%、42.35% 和24.16%。祁白芷中相對含量最高的為正十六酸（20.47%）和環(huán)十二烷（19.09%），亳白芷中相對含量最高的為正十六酸（24.24%）。環(huán)十二烷為川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷四者共有成分，壬基環(huán)丙烷為川白芷、杭白芷、禹白芷三者共有成分，正十六酸為祁白芷和亳白芷二者共有成分。興安白芷中相對含量較高的為大根香葉烯B（13.13%）和環(huán)十五內酯（9.84%），大根香葉烯B雖為興安白芷與其他栽培白芷的共有成分，但其在興安白芷中的含量明顯高于其他栽培白芷（表2）。

1.4 GC-MS條件

現(xiàn)代藥理學研究表明，白芷總揮發(fā)油成分具有抑制黑色素、抗氧化、鎮(zhèn)痛、抗過敏、抗驚厥、抗痙攣等藥理作用。因此，深入發(fā)掘白芷及其近緣野生種的揮發(fā)油成分，探究不同白芷揮發(fā)油成分組成及各類白芷化學親緣關系，對白芷資源的開發(fā)利用，藥材質量標準的制定及臨床用藥具有重要意義。

MS 條件：EI 電離，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描質量范圍m/z：30-550，溶劑延遲時間4.5 min。

1.5 六類白芷揮發(fā)油組分和含量及化學成分聚類分析及主成分分析

按揮發(fā)油大類成分劃分，6類白芷中含量（平均相對含量）較高的5 個大類化合物依次為烷烴類（34.291%）、烯烴類（19.612%）、酯類（17.105%）、有機酸類（15.628%）、醇類（8.499%）。5類栽培白芷的烷烴類化合物含量明顯高于野生興安白芷（3.881%），其中以川白芷（79.471%）和禹白芷（66.512%）烷烴化合物相對含量最高。而烯烴類化合物以興安白芷含量最高（42.787%），杭白芷（28.727%）和亳白芷（25.053%）次之，川白芷最低（2.103%）。酯類化合物在川白芷中含量最低，其余相對含量為10.487%～25.959%。有機酸類化合物以亳白芷（29.837%）和祁白芷（24.815%）的含量最高。醇類化合物以杭白芷（14.648%）和祁白芷（11.169%）含量最高（表3）。

2 結果

2.1 六類白芷揮發(fā)油組分及含量分析

從上表可以看出在人民公園、植物園、動物園等7大城市公園綠地中以孤植、片植、綠籬方式示范栽植的新疆忍冬成活率都達到了99%以上，抽取的2131株樣本中成活2119株，平均成活率達到99.44%。新疆忍冬在西寧市區(qū)的適應性良好，生長健康健壯，花果觀賞價值高，景觀配置效果非常好，是今后可以推廣的良好城市綠化景觀樹種。

利用HPMSD化學工作站檢索NIST11L標準質譜圖譜和WILEY275L質譜圖譜，并進行人工解析，按照各色譜峰的質譜碎片圖與相關文獻報道進行核對，確定6類白芷揮發(fā)油成分。對總離子色譜圖進行積分，采用峰面積歸一化法計算6類白芷揮發(fā)油各組份的相對含量。將6類白芷揮發(fā)油化學成分導入SPSS20軟件，采用Average Linkage聚類方法進行6類白芷化學親緣關系分析，同時用Clustvis 在線軟件（https://biit.cs.ut.ee/clustvis/）采用奇異值分解法（SVD）對6類白芷的揮發(fā)油成分進行主成分分析（PCA）。

2.2 六類白芷揮發(fā)油成分聚類分析和主成分分析

從圖2可知，6類白芷總體上分為兩類，其中，野生興安白芷單獨聚為一類，栽培的5類白芷聚為一類，五類栽培白芷中川白芷、禹白芷、杭白芷又聚為一小類，亳白芷和祁白芷聚為一小類。主成分分析結果與聚類分析結果基本一致（圖3）。

教學中常常有這樣的現(xiàn)象：學生解題遇到障礙，教師及時點撥，學生茅塞頓開，然后學生投入到后續(xù)的解題之中．學生熱情高漲，積極思考，自始至終都在動腦動手，不時還有激烈的爭論，最后多數(shù)學生得出正確結論．這樣的一節(jié)課下來，教師講得清清楚楚，學生聽得明明白白．如此高效的課堂，學生解題能力應當很高才對，而事實是，當學生自己做題時還是不會，有時講過幾遍的題考試時仍然做錯．

3 討論

GC條件：分析柱為DB-WAX毛細石英管柱（30 m×250 μm×0.25 μm）；載氣為He，載氣為恒流模式，進樣口溫度200 ℃，手動進樣，進樣量為1.0 μL，進樣口為分流模式，分流比5∶1；柱初始溫度60 ℃，保持2 min，以5 ℃/min的速度升至110 ℃，然后以1 ℃/min的速度升至122 ℃，保持1 min，再以2 ℃/min的速度升至180 ℃，保持維持1 min，最后以4 ℃/min的速度升至210 ℃，保持10 min，共計72.5 min。

人有些愕然，心想：是誰在說話？他四下張望，沒有人。再瞪大了眼睛，仔細尋找，還是沒找到。于是他找來了顯微鏡，終于看清楚了。原來是酵母菌！他非常吃驚：酵母菌也會說話！

GC-MS分析結果顯示，6類白芷揮發(fā)油主要包括烷烴類、烯烴類、機酸類、酯類和醇類等五大類化合物，其中烷烴類化合物含量最高（平均相對含量34.291%），川白芷、杭白芷、禹白芷中相對含量最高的均為烷烴類化合物壬基環(huán)丙烷和環(huán)十二烷。祁白芷中相對含量最高的為正十六酸和環(huán)十二烷，亳白芷中相對含量最高的為正十六酸。張強等報道杭白芷揮發(fā)油中含量最高的為壬基環(huán)丙烷（44.8%），李宏宇報道白芷揮發(fā)油主要組成為有機酸類和碳烯類，這些研究結果與本研究結果基本一致。但與張世洋等報道的白芷中含量最高的揮發(fā)油成分為醇類的結果差異較大（含量最高的化合物為十二醇），本研究中白芷揮發(fā)油的五大類化合物中，醇類化合物含量相對其他四類化合物較低（平均相對含量為8.499%）。造成這些差異的原因可能與白芷的栽培品種（遺傳）、加工方式、藥材前處理、揮發(fā)油提取方法以及化合物檢索數(shù)據(jù)庫的不同有關。另外，該報道所選取的材料為市售樣品，每種類型的白芷產地來源和貯藏時間均無法確定，這也是與本研究結果差異的原因。野生的興安白芷揮發(fā)油中相對含量最高的為烯烴類化合物（相對含量42.787%），其中首次分離得到的化合物大根香葉烯B 為興安白芷揮發(fā)油中占比最高的成分（13.13%）。興安白芷（根）在東北各省有些地區(qū)稱“大活”或“獨活”入藥，能發(fā)表、祛風除濕，用于治療傷風頭痛，風濕性關節(jié)疼痛及腰腳酸痛等癥。其藥理活性是否與揮發(fā)油中大根香葉烯B有關尚需進一步研究。

經濟社會發(fā)展帶來用水需求持續(xù)增長。城市和工業(yè)用水需求快速增加，對欠發(fā)達地區(qū)供水能力和保證率的要求不斷提高，必須通過各種措施保障用水需求。特別是北方欠發(fā)達省份，經濟社會發(fā)展對水資源的依賴更為明顯，如新疆有水就有綠洲，有綠洲再有城市、農場、工廠，無水則一片荒漠戈壁；寧夏河套平原，灌溉條件造就了美麗的“塞上江南”，而水資源條件差的西海固則“苦甲天下”。

六類白芷揮發(fā)油聚類分析和主成分分析結果顯示，野生興安白芷獨聚一類，這與其烷烴類化合物含量（3.881%）明顯低于其他栽培白芷，而烯烴類化合物含量（42.787%）又顯著高于其他栽培白芷有關。當前興安白芷并不作藥用白芷使用可能與其藥用成分與栽培白芷差異較大有關，5類栽培白芷可劃分為兩個分支，祁白芷（河北安國）和亳白芷（安徽亳州）聚為一支，推測原因，可能與二者相同基原（祁白芷，cv.‘Qibaizhi’）及相近的地理生境有關。禹白芷原植物亦為cv.‘Qibaizhi’，其為何又與杭白芷和川白芷（杭白芷，cv.‘Hangbaizhi’）聚為一類且與其中的川白芷化學親緣關系更近呢？王夢月等根據(jù)本草考證認為，杭白芷在宋代開始便在浙江杭州一帶栽培，已有近千年的歷史，而根據(jù)《遂寧縣志》記載，川白芷距今也有400～600年的栽培歷史，相傳川白芷為明朝時期遂寧的四大家族中有人在外地做官，從浙江帶回種籽（杭白芷）于四川遂寧栽培，種植面積逐年擴大。袁昌齊等的研究認為，20世紀50、60年代，杭白芷種子出現(xiàn)斷檔，曾兩次由四川調種子到浙江栽種，這說明杭白芷與川白芷在歷史上曾種質互用，二者為同一種質來源。禹白芷相比于杭、川白芷栽培歷史較短，但也有200余年，禹白芷與川白芷揮發(fā)油成分組成更為接近，可能與二者異地引種導致種質混雜有關，筆者通過市場調研發(fā)現(xiàn)，在禹州中藥材市場上，有大量的川白芷藥材和種子售賣（這與川白芷為當前的主流商品，價格最高有一定關系），二者混種會進一步導致藥材品質問題。上述六類白芷間的化學親緣關系也得到了分子生物學證據(jù)的支持（核微衛(wèi)星數(shù)據(jù)，未發(fā)表），這表明白芷化學表型受到遺傳因素的影響。然而，興安白芷是否為栽培白芷的野生來源尚需進一步結合形態(tài)學和分子系統(tǒng)學等手段展開研究確認。傳統(tǒng)認為，杭白芷、川白芷“條大，體重，質堅，色白，粉性強，氣味芳香”，品質上乘，療效好。因此，相關管理部門應加強對白芷各類種源的管理，充分保障道地性明顯的川（杭）白芷種源純正。目前市面上已無杭白芷售賣，僅在浙江磐安有少量的散戶種植該品種，筆者建議應盡快開展復種工作，防止這一栽培近千年的優(yōu)質地方品種就此消失，同時也應盡快明確白芷的野生來源，為開展白芷的品種改良及創(chuàng)制提供遺傳資源。

綜上所述，本研究明確了6類白芷的主要揮發(fā)油成分及其含量，并基于此建立了6類白芷的化學親緣關系，為白芷野生來源的進一步確定及白芷類藥材資源開發(fā)利用、藥材質量控制提供了參考依據(jù)。