黃文靜,熊樂文,張龍?chǎng)? 2,張 芳, 2,韓翔宇,張永清, 2,張 利,楊寒冰
不同種質(zhì)金銀花發(fā)育過程中黃酮類成分含量變化規(guī)律研究
黃文靜1,熊樂文1,張龍?chǎng)?, 2,張 芳1, 2,韓翔宇1,張永清1, 2*,張 利3,楊寒冰3
1.山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟(jì)南 250355 2.山東省高等學(xué)校中藥資源學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250355 3.山東中平藥業(yè)有限公司,山東 平邑 273300
建立一種同時(shí)測(cè)定金銀花Flos 20種黃酮類成分含量的方法,并對(duì)含量結(jié)果進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析,探討不同種質(zhì)金銀花發(fā)育過程中黃酮類成分的含量變化規(guī)律,為優(yōu)良品種選育與金銀花藥材質(zhì)量控制提供技術(shù)支撐。建立基于HPLC-ESI-MS/MS同時(shí)測(cè)定金銀花20種黃酮類成分含量的方法,測(cè)定5種種質(zhì)金銀花不同發(fā)育時(shí)期黃酮類成分含量,利用主成分分析(principal components analysis,PCA)和正交偏最小二乘判別分析(orthogonal partial least-squares discrimination analysis,OPLS-DA)研究其變化規(guī)律,并篩選差異性活性成分。建立的HPLC-ESI-MS/MS方法重復(fù)性好、穩(wěn)定性好,5種種質(zhì)金銀花總黃酮含量:華金6號(hào)>九豐一號(hào)>四季花>紅白忍冬>華金3號(hào),木犀草苷含量:華金6號(hào)>紅白忍冬>九豐一號(hào)>四季花>華金3號(hào);在各種質(zhì)金銀花發(fā)育過程中,木犀草苷和總黃酮含量在二白期或大白期最高;通過多元統(tǒng)計(jì)分析確定了不同種質(zhì)間存在9個(gè)潛在差異性黃酮標(biāo)志物(野漆樹苷、似梨木雙黃酮、忍冬苷、水仙苷、蘆丁、異鼠李素-3--葡萄糖苷、圣草酚-7--葡萄糖苷、芹菜素和山柰酚-3--蕓香糖苷),不同發(fā)育時(shí)期有7個(gè)差異性黃酮標(biāo)志物(苜蓿素、野漆樹苷、香葉木素、芹菜素-7--葡萄糖苷、金圣草黃素、紫云英苷和圣草酚-7--葡萄糖苷)。金銀花黃酮類成分組成與含量既決定于種質(zhì)又受發(fā)育程度的影響,選育優(yōu)良品種、確定合理采收時(shí)期是提高金銀花藥材黃酮類成分含量的有效途徑。
金銀花;黃酮;HPLC-ESI-MS/MS;木犀草苷;紅白忍冬;野漆樹苷;似梨木雙黃酮;忍冬苷;水仙苷;蘆??;異鼠李素-3--葡萄糖苷;圣草酚-7--葡萄糖苷;芹菜素;山柰酚-3--蕓香糖苷;苜蓿素;香葉木素;芹菜素-7--葡萄糖苷;金圣草黃素;紫云英苷
金銀花為忍冬科植物忍冬Thunb.的干燥花蕾或帶初開的花,屬大宗常用中藥材??汕鍩峤舛?、疏散風(fēng)熱,用于治療癰腫疔瘡、喉痹、丹毒、熱毒血痢、風(fēng)熱感冒、溫病發(fā)熱等病癥[1]?,F(xiàn)代研究證明,金銀花含有揮發(fā)油、黃酮、三萜、有機(jī)酸及無(wú)機(jī)元素等成分[2],具有抗炎、抗腫瘤、保肝、抗病毒等藥理活性,防治常見病、多發(fā)病、傳染性疾病等功效卓著[3-5]。
由于金銀花用途廣泛,目前主要依靠人工栽培滿足需求,山東、河南、河北等地均有大面積種植。經(jīng)長(zhǎng)期栽培后,金銀花植株的遺傳特性發(fā)生明顯變異,形成了不同的變種變型、生態(tài)型、農(nóng)家品種、林木良種、農(nóng)作物品種及植物新品種等種質(zhì)[6-9]。種質(zhì)作為影響中藥材質(zhì)量和產(chǎn)量的最重要因素,歷來(lái)備受關(guān)注,選育優(yōu)良品種也是目前提高金銀花藥材產(chǎn)量與質(zhì)量的有效途徑,選育出的一些品種已經(jīng)在生產(chǎn)中進(jìn)行了推廣種植[10]。藥用器官發(fā)育程度對(duì)藥材質(zhì)量也有顯著影響,確定合理采收期是藥用植物栽培重要任務(wù)之一,在不同發(fā)育時(shí)期采收的金銀花藥材無(wú)論性狀還是活性成分含量均有明顯差異[11]。
黃酮類是金銀花主要活性成分之一,其中木犀草苷含量被《中國(guó)藥典》作為金銀花藥材質(zhì)量控制指標(biāo)[1]。但在實(shí)際生產(chǎn)中,金銀花木犀草苷含量常有達(dá)不到藥典標(biāo)準(zhǔn)要求的情況發(fā)生[12]。探討不同種質(zhì)金銀花各發(fā)育期黃酮類成分含量變化規(guī)律及其差異標(biāo)志物,對(duì)于選擇優(yōu)良種質(zhì)、確定合理采收期、提高金銀花藥材質(zhì)量具有重要的參考價(jià)值。為此,本實(shí)驗(yàn)在山東省平邑縣金銀花道地產(chǎn)區(qū),比較分析了華金3號(hào)、華金6號(hào)、九豐一號(hào)、四季花和紅白忍冬5個(gè)種質(zhì)金銀花各發(fā)育期中20種黃酮類成分的含量,并分析了其差異標(biāo)志物。
Agilent 1260 HPLC/6420型串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent公司);LE204E型、XS105DU型電子分析天平(瑞士Mettler-Toledo公司);5810R型高速冷凍離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf公司);KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);GLF-04密封型手提式粉碎機(jī)(江陰市康和機(jī)械制造有限公司);BAG-9246A型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海市齊欣科學(xué)儀器有限公司)。
蘆?。ㄅ?hào)Y16M9S61523,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、圣草酚-7--葡萄糖苷(批號(hào)Z25J10H88478,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥95%)、金絲桃苷(批號(hào)Y05J8X39277,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、異槲皮苷(批號(hào)P25J9F65872,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、木犀草苷(批號(hào)Y13J10H93050,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、忍冬苷(批號(hào)P05J8F39278,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、山柰酚-3--蕓香糖苷(批號(hào)Y22J11H119335,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、紫云英苷(批號(hào)Y15S9H70466,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、水仙苷(批號(hào)S08A8D33447,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、野漆樹苷(批號(hào)Z13M10X82680,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、芹菜素-7--葡萄糖苷(批號(hào)Y29M10H84489,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、苜蓿苷(批號(hào)X27A11L122499,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥92%)、木犀草素(批號(hào)C29N10Q104574,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、槲皮素(批號(hào)C09S8Y43412,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、金圣草黃素(批號(hào)Y10J11W118163,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、香葉木素(批號(hào)T22F7X9844,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、芹菜素(批號(hào)Y27A6C1,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)、苜蓿素(批號(hào)P26O9S73550,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥96%)、似梨木雙黃酮(批號(hào)X27A11L122500,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)均購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司;異鼠李素- 3--葡萄糖苷(批號(hào)CFN99757,質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%)購(gòu)自Chemfaces公司;乙腈、甲醇、甲酸,均為色譜純,購(gòu)自美國(guó)Fisher Scientific公司。
不同種質(zhì)各發(fā)育時(shí)期金銀花于2020年5月21日,采集平邑方圓藥業(yè)有限公司忍冬種植基地(平邑縣鄭城鎮(zhèn))種植的不同種質(zhì)金銀花各發(fā)育時(shí)期花蕾或花。種質(zhì)有忍冬華金3號(hào)(山東省中草藥新品種)、華金6號(hào)(國(guó)家植物新品種)、九豐一號(hào)(國(guó)家林木良種)、四季花(農(nóng)家品種)、紅白忍冬(忍冬變種等5種;發(fā)育時(shí)期分為米蕾期、三青期、二白期、大白期、銀花期和金花期。采摘后的花蕾或花,曬干,各樣品以粉碎機(jī)粉碎,過60目篩,置干燥器中備用。
不同種質(zhì)金銀花原植物均經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)張永清教授鑒定,為忍冬科植物忍冬Thunb.及紅白忍冬var.(P.Watson) Baker。忍冬(華金3號(hào))和紅白忍冬各發(fā)育時(shí)期花的形態(tài)變化如圖1所示。
圖1 忍冬(華金3號(hào),a) 和紅白忍冬(b)各發(fā)育時(shí)期花部形態(tài)
精密稱取20種黃酮類成分對(duì)照品適量,用甲醇溶解配制成對(duì)照品溶液。分別取對(duì)照品溶液適量,配制成混合對(duì)照品溶液,各成分質(zhì)量濃度分別為蘆丁49.0 μg/mL,圣草酚-7--葡萄糖苷5.2 μg/mL,金絲桃苷6.9 μg/mL,異槲皮苷24.6 μg/mL,木犀草苷23.7 μg/mL,忍冬苷42.7 μg/mL,山柰酚-3--蕓香糖苷10.7 μg/mL,紫云英苷2.0 μg/mL,水仙苷24.4 μg/mL,野漆樹苷21.0 μg/mL,異鼠李素-3--葡萄糖苷1.9 μg/mL,芹菜素-7--葡萄糖苷7.2 μg/mL,苜蓿苷2.7 μg/mL,木犀草素19.9 μg/mL,槲皮素0.9 μg/mL,金圣草黃素1.3 μg/mL,香葉木素0.3 μg/mL,芹菜素1.3 μg/mL,苜蓿素0.9 μg/mL,似梨木雙黃酮13.6 μg/mL。以上溶液儲(chǔ)存于4 ℃條件下,備用。
精密稱定金銀花藥材粉末0.2 g,精密加入80%甲醇溶液6 mL,密塞,稱定質(zhì)量,超聲(溫度50 ℃、功率250 W、40 kHz)處理80 min,然后放置于工作臺(tái)上冷卻至室溫,補(bǔ)足損失質(zhì)量,14 000 r/min離心10 min,取上清液,過0.22 μm有機(jī)濾膜即得。
2.3.1 色譜條件 Hola C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,2.7 μm);進(jìn)樣量2 μL;流動(dòng)相A相為0.08%甲酸水,B相為0.08%甲酸乙腈;洗脫梯度為0~5 min,10%~23% B;5~25 min,23%~31% B;25~35 min,31%~80% B;35~40 min,80% B;體積流量0.3 mL/min;柱溫30 ℃。
2.3.2 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源(ESI源),采用MRM正、負(fù)離子模式切換檢測(cè);毛細(xì)管電壓:正負(fù)離子模式均為4000 V;干燥氣溫度為300 ℃;干燥氣體積流量為11.0 L/min;霧化氣壓力為15.0 psi(103.4 kPa);掃描范圍100~1200。在此質(zhì)譜條件下,20種黃酮類成分的保留時(shí)間和質(zhì)譜參數(shù)等特征詳見表1。
在上述質(zhì)譜條件下,各黃酮類成分對(duì)照品的MRM色譜如圖2所示。
2.4.1 線性方程的繪制 精密吸取“2.1”項(xiàng)下混合對(duì)照品溶液,用甲醇連續(xù)稀釋,以確定建立標(biāo)準(zhǔn)曲線所需的濃度。按“2.3.1”項(xiàng)下條件進(jìn)行測(cè)定,以對(duì)照品峰面積()和相對(duì)應(yīng)濃度()為縱、橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別以信噪比()為3和10倍計(jì)算對(duì)照品檢測(cè)限(LOD)和定量限(LOQ),結(jié)果見表2。
2.4.2 精密度試驗(yàn) 取已知濃度混合對(duì)照品溶液,在1 d內(nèi)連續(xù)進(jìn)樣6次計(jì)算日內(nèi)精密度,連續(xù)3 d進(jìn)樣計(jì)算日間精密度,以RSD值評(píng)估精密度。20種黃酮類成分的精密度RSD≤3.26%。
2.4.3 重復(fù)性試驗(yàn) 配制同一樣品的6個(gè)重復(fù)樣本進(jìn)行分析,以質(zhì)量分?jǐn)?shù)RSD評(píng)估重復(fù)性。20種黃酮類成分的重復(fù)性RSD≤3.71%。
2.4.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一樣品溶液,分別在室溫下放置0、2、4、8、12、24、48 h后進(jìn)行分析,以RSD值評(píng)估樣品溶液的穩(wěn)定性。待測(cè)成分穩(wěn)定性RSD≤3.47%,表明樣品溶液在48 h內(nèi)基本穩(wěn)定。
表1 金銀花20種黃酮類成分特征
2.4.5 加樣回收率試驗(yàn) 稱取已測(cè)定各黃酮類成分含量的金銀花樣品粉末6份,分別加入已知濃度的對(duì)照品溶液進(jìn)行分析,計(jì)算各成分的平均回收率及RSD值。結(jié)果見表2。20種黃酮類成分的加樣回收率在92.8%~107.4%,回收率RSD在0.46%~3.05%。
2.4.6 樣品含量測(cè)定 取不同種質(zhì)各發(fā)育期金銀花粉末,按“2.2”項(xiàng)下方法制備成供試品溶液,按“2.3”項(xiàng)下條件對(duì)供試品溶液進(jìn)行成分含量測(cè)定,每組樣品平行測(cè)定3次。
華金3號(hào)、華金6號(hào)、九豐一號(hào)、四季花、紅白忍冬等不同種質(zhì)金銀花各發(fā)育時(shí)期中的黃酮類成分含量如圖3所示。不同種質(zhì)金銀花所含黃酮類成分差異較大,不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期也有明顯差異。對(duì)5個(gè)種質(zhì)而言,黃酮類成分均以蘆丁含量最高,香葉木素含量最低,華金3號(hào)、華金6號(hào)、九豐一號(hào)和四季花含量最高的5種黃酮類成分種類與順序完全相同,從高到低依次為蘆丁、木犀草苷、異槲皮苷、忍冬苷和水仙苷;紅白忍冬與之相比具有較大差異,其中蘆丁、木犀草苷、異槲皮苷、山柰酚-3--蕓香糖苷和木犀草素含量排在前5位。總黃酮含量量結(jié)果顯示:華金6號(hào)>九豐一號(hào)>四季花>紅白忍冬>華金3號(hào),木犀草苷含量顯示:華金6號(hào)>紅白忍冬>九豐一號(hào)>四季花>華金3號(hào)。
1-蘆丁 2-圣草酚-7-O-葡萄糖苷 3-金絲桃苷 4-異槲皮苷 5-木犀草苷 6-忍冬苷 7-山柰酚-3-O-蕓香糖苷 8-紫云英苷 9-水仙苷 10-野漆樹苷 11-異鼠李素-3-O-葡萄糖苷 12-芹菜素-7-O-葡萄糖苷 13-苜蓿苷 14-木犀草素 15-槲皮素 16-金圣草黃素 17-香葉木素 18-芹菜素 19-苜蓿素 20-似梨木雙黃酮
表2 金銀花20種黃酮類成分方法學(xué)考察結(jié)果
金銀花不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期木犀草苷含量變化范圍:華金3號(hào)385.86~843.12 μg/g,華金6號(hào)490.66~967.96 μg/g,九豐一號(hào)466.78~932.46 μg/g,四季花420.65~885.42 μg/g,紅白忍冬476.43~942.21 μg/g,含量變化趨勢(shì)均是先升高后降低,米蕾期含量最低,大白期含量最高(圖4-a)??傸S酮含量變化范圍:華金3號(hào)1976.24~3267.38 μg/g,華金6號(hào)3063.03~4483.34 μg/g,九豐一號(hào)3164.62~4534.84 μg/g,四季花2277.26~4196.21 μg/g,紅白忍冬2563.56~3461.03 μg/g,也呈現(xiàn)先升高后降低的變化規(guī)律,華金3號(hào)和九豐一號(hào)于大白期達(dá)到最大值,四季花和紅白忍冬于二白期達(dá)到峰值,其次為大白期,華金6號(hào)總黃酮含量在二白期至銀花期之間變化趨勢(shì)相對(duì)平緩(圖4-b)。
同時(shí),經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),所測(cè)苷元類成分(P14~P20)隨著花器官發(fā)育,含量均不斷降低,且金銀花中所含苷類成分明顯高于苷元類,推測(cè)在花的發(fā)育過程中,苷元不斷結(jié)合糖苷基形成苷類成分。此外,木犀草苷和紫云英苷、忍冬苷和山柰酚-3--蕓香糖苷、金絲桃苷和異槲皮苷以及金圣草黃素和香葉木素等同分異構(gòu)體在發(fā)育期間含量變化規(guī)律大致相同,說明異構(gòu)體之間在代謝過程中存在一定的相互依存、相互促進(jìn)或抑制的關(guān)系。
3.2.1 主成分分析(principal component analysis,PCA)分析 將不同種質(zhì)金銀花各發(fā)育期黃酮類成分含量進(jìn)行PCA分析,結(jié)果見圖5。
圖5中點(diǎn)代表樣品,顏色表示分組,箭頭代表20種黃酮類成分,其方向代表黃酮與主成分的相關(guān)性,長(zhǎng)度代表原始數(shù)據(jù)對(duì)主成分的貢獻(xiàn)度。由圖5-a可知,紅白忍冬與其他種質(zhì)明顯分離,說明紅白忍冬所含黃酮類成分與其他種質(zhì)有明顯差異。蘆丁、異槲皮苷、山柰酚-3--蕓香糖苷、苜蓿苷、木犀草素、槲皮素、金圣草黃素、香葉木素和芹菜素對(duì)主成分1有較高貢獻(xiàn)度,且均呈正相關(guān);圣草酚-7--葡萄糖苷、金絲桃苷、忍冬苷、野漆樹苷和芹菜素- 7--葡萄糖苷對(duì)主成分2貢獻(xiàn)較高。圖5-b顯示,各發(fā)育期中大白期、銀花期和金花期之間有重疊,而米蕾期、三青期和二白期則明顯分離,說明大白期至金花期的黃酮類成分相似性大,而米蕾期至二白期則有明顯差異。圣草酚- 7--葡萄糖苷、芹菜素-7--葡萄糖苷、木犀草素、金圣草黃素、香葉木素和苜蓿素對(duì)主成分1貢獻(xiàn)度較高,蘆丁、異槲皮苷、忍冬苷、水仙苷、異鼠李素-3--葡萄糖苷和芹菜素對(duì)主成分2貢獻(xiàn)度較高。
H3-華金3號(hào) H6-華金6號(hào) JF-九豐一號(hào) SJ-四季花 HB-紅白忍冬 P1-蘆丁 P2-圣草酚-7-O-葡萄糖苷 P3-金絲桃苷 P4-異槲皮苷 P5-木犀草苷 P6-忍冬苷 P7-山柰酚-3-O-蕓香糖苷 P8-紫云英苷 P9-水仙苷 P10-野漆樹苷 P11-異鼠李素-3-O-葡萄糖苷 P12-芹菜素-7-O-葡萄糖苷 P13-苜蓿苷 P14-木犀草素 P15-槲皮素 P16-金圣草黃素 P17-香葉木素 P18-芹菜素 P19-苜蓿素 P20-似梨木雙黃酮
a-木犀草苷 b-總黃酮
3.2.2 正交偏最小二乘判別分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)分析 將不同種質(zhì)金銀花各發(fā)育期黃酮類成分含量數(shù)據(jù)歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理后,進(jìn)行OPLS-DA分析,以確定導(dǎo)致組間差異的黃酮類成分。OPLS-DA得分圖如圖6所示。
圖6顯示,模型(圖6-a)的2、2和Q2分別為0.989、0.853和0.816,模型(圖6-b)的2X、2和2分別為0.981、0.597和0.545,表明模型穩(wěn)定性和可靠性較好。同時(shí),由圖6-a可知,各個(gè)種質(zhì)均可劃分為不同組別,說明不同種質(zhì)金銀花所含黃酮類成分存在較大差異,且紅白忍冬與其他種質(zhì)分布在不同側(cè),進(jìn)一步說明了紅白忍冬作為忍冬變種與其他種質(zhì)差異顯著。不同發(fā)育期得分圖顯示,各時(shí)期均能被明顯分開,說明金銀花在生長(zhǎng)發(fā)育過程中黃酮類成分的代謝情況發(fā)生了明顯變化,存在差異性成分。利用所建OPLS-DA模型進(jìn)行了200次隨機(jī)排列測(cè)試,以評(píng)估其有效性,結(jié)果如圖7所示。
圖7顯示,原始模型的2和2值(右端)均高于置換模型中的2和2值(左端),并且置換的2點(diǎn)的回歸直線與垂直軸相交,低于零,表明所建立的OPLS-DA模型具有較高的擬合優(yōu)度和可預(yù)測(cè)性。根據(jù)變量重要性投影,得到變量權(quán)重重要性排序(variable importance in projection,VIP)預(yù)測(cè)值,篩選出VIP>1.0的成分并進(jìn)行檢驗(yàn)(>0.05),獲得不同種質(zhì)金銀花黃酮類成分差異標(biāo)志物共9個(gè)(圖8-a),分別是野漆樹苷、似梨木雙黃酮、忍冬苷、水仙苷、蘆丁、異鼠李素-3--葡萄糖苷、圣草酚-7--葡萄糖苷、芹菜素和山柰酚-3--蕓香糖苷。此外還獲得7個(gè)差異性成分,分別為苜蓿素、野漆樹苷、香葉木素、芹菜素-7--葡萄糖苷、金圣草黃素、紫云英苷和圣草酚-7--葡萄糖苷,可用來(lái)識(shí)別金銀花不同生長(zhǎng)發(fā)育期(圖8-b)。
a-不同種質(zhì) b-不同發(fā)育期
a-不同種質(zhì) b-不同發(fā)育期
a-不同種質(zhì) b-不同發(fā)育期
a-不同種質(zhì) b-不同發(fā)育期
前期實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了金銀花黃酮類成分的提取條件,確定最佳提取工藝為80%甲醇與液料比30∶1 (mL/g)、溫度50 ℃、時(shí)間80 min。在此工藝的基礎(chǔ)上采用HPLC-ESI-MS/MS分析方法,系統(tǒng)研究了5個(gè)金銀花種質(zhì)在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段所含黃酮類成分含量變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)金銀花黃酮類成分含量既決定于種質(zhì),也受發(fā)育時(shí)期的影響。含量測(cè)定結(jié)果表明,不同種質(zhì)金銀花黃酮類成分存在較大差異,總黃酮含量顯示:華金6號(hào)>九豐一號(hào)>四季花>紅白忍冬>華金3號(hào),木犀草苷含量顯示:華金6號(hào)>紅白忍冬>九豐一號(hào)>四季花>華金3號(hào)。上述結(jié)果提示,華金6號(hào)金銀花黃酮類成分含量高,尤其是在木犀草苷含量方面具有顯著優(yōu)勢(shì),未來(lái)開發(fā)利用前景廣闊。此外,隨著藥用器官的生長(zhǎng)發(fā)育,其內(nèi)在次生代謝產(chǎn)物也處于動(dòng)態(tài)變化中。金銀花植株花期短,不同生長(zhǎng)發(fā)育階段花中所含黃酮類成分含量差異較大。總黃酮和木犀草苷含量的變化規(guī)律基本相同,均是先升高后降低,于二白期或大白期達(dá)到峰值,此時(shí)采收的金銀花木犀草苷含量均可達(dá)到國(guó)家藥典0.05%的要求,這與“摘將開花蕾”的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)基本相符。
木犀草苷是金銀花中主要的黃酮類成分,因其具有鄰二酚羥基特殊結(jié)構(gòu)而被賦予了明顯的藥理活性,已被證明的有抗菌、抗病毒、抗氧化、解熱抗炎、抗腫瘤[13-16]等,這些活性與金銀花清熱解毒的傳統(tǒng)功效鍥合度很高,因此從《中國(guó)藥典》2005年版開始,就將其作為評(píng)價(jià)金銀花質(zhì)量的指標(biāo)之一,但在《中國(guó)藥典》2020年版修訂過程中,有人曾建議將該指標(biāo)取消[17],主要原因是其含量較低且不達(dá)標(biāo)的金銀花藥材數(shù)量較多。但木犀草苷含量與金銀花傳統(tǒng)功效密切相關(guān),并且是區(qū)分金銀花與山銀花的有效指標(biāo),因此國(guó)家藥典最終沒有將該指標(biāo)取消。國(guó)家藥典是藥材質(zhì)量的指揮棒,設(shè)立的質(zhì)量控制指標(biāo)具有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用。藥典要求金銀花綠原酸含量不得低于1.5%、總酸含量不得低于3.8%,容易被誤解為綠原酸含量越高越好,而金銀花花蕾越幼嫩綠原酸、總酸含量越高,結(jié)果實(shí)際生產(chǎn)中金銀花采收時(shí)間越來(lái)越早,致使木犀草苷含量越來(lái)越低。本研究結(jié)果提示,為有效控制金銀花藥材質(zhì)量,采收期不能盲目提前。另一方面,許多藥用植物同一器官因發(fā)育程度不同,所含藥效物質(zhì)不同,而被分列為不同的藥材,如槐米與槐花、枳實(shí)與枳殼等。研究發(fā)現(xiàn),開放后的金銀花中野漆樹苷、圣草酚-7--葡萄糖苷、紫云英苷、芹菜素-7--葡萄糖苷等成分含量較高,但木犀草苷含量降低,后續(xù)應(yīng)考慮開放金銀花的開發(fā)利用問題。
本實(shí)驗(yàn)首次建立了HPLC-ESI-MS/MS同時(shí)測(cè)定金銀花中20種黃酮類成分含量的方法,遠(yuǎn)超前人同時(shí)測(cè)定金銀花黃酮類成分的種類[18-19],為全面表征金銀花黃酮類成分變化規(guī)律、評(píng)價(jià)金銀花藥材質(zhì)量建立了實(shí)用、可行的技術(shù)平臺(tái)。金銀花黃酮類成分種類眾多,在其生物合成過程中存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,通過含量測(cè)定可以幫助了解其合成積累規(guī)律,為金銀花種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、良種選育及確定適宜采收期提供參考,對(duì)于控制金銀花藥材質(zhì)量具有重大意義。后續(xù)本課題組還要結(jié)合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)等技術(shù)與方法,研究金銀花黃酮類成分合成與代謝機(jī)制,為金銀花道地基因保護(hù)、次生代謝調(diào)控提供技術(shù)支撐。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
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Study on content variation of flavonoids in different germplasm during development of
HUANG Wen-jing1, XIONG Le-wen1, ZHANG Long-fei1, 2, ZHANG Fang1, 2, HAN Xiang-yu1, ZHANG Yong-qing1,2, ZHANG Li3, YANG Han-bing3
1.Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250355, China 2.Shandong Provincial Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Resources, Jinan 250355, China 3.Shandong Zhongping Pharmaceutical Co.Ltd., Pingyi 273300, China
To establish a method for simultaneous determination of 20 flavonoids inFlos (LJF), and multivariate statistical analysis of the content results was carried out to explore the content changes of flavonoids in different germplasm during the development of LJF, providing technical support for the breeding of superior varieties and quality control of LJF.To establish a method for simultaneous determination of 20 flavonoids in LJF based on HPLC-ESI-MS/MS, and to determine the content of flavonoids in five germplasm LJF at different development stages.Principal components analysis (PCA) and orthogonal partial least-squares discrimination analysis (OPLS-DA) were used to analyze the change rule, and the different active components were screened.The established HPLC-ESI-MS/MS method has good repeatability and stability.The contents of total flavonoids in LJF of five germplasms were as follows: “Huajin No.6” > “Jiufeng No.1” > “Sijihua” > “Hongbairendong” > “Huajin No.3”, and luteoloside content was as follows: “Huajin No.6” > “Hongbairendong” > “Jiufeng No.1” > “Sijihua” > “Huajin No.3”; The contents of luteoloside and total flavonoids were the highest in the second white stage or big white stage.Through multivariate statistical analysis, it was determined that there were nine potential differential flavonoid markers (rhoifolin, ochnaflavone, lonicerin, narcissoside, rutin, isorhamnetin-3--glucoside, eriodictyol-7--glucoside, apigenin, and kaempferol-3--rutinoside) among different germplasm and seven differential flavonoid markers (tricin, rhoifolin, diosmetin, apigenin-7--glucoside, chrysoeriol, astragaloside, and eriodictyol-7--glucoside) at different development stages.The composition and content of flavonoids in LJF are determined by germplasm and development period.Breeding excellent varieties and determining reasonable harvest time are effective ways to improve the content of flavonoids in LJF.
; flavonoids; HPLC-ESI-MS/MS; luteolin;var.(P.Watson) Baker; rhoifolin; arachinoside; ochnaflavone; lonicerin; narcissoside; rutin; isorhamnetin-3--glucoside; eriodictyol-7--glucoside; apigenin; aempferol-3--rutinoside; tricin; diosmetin; apigenin-7--glucoside; chrysoeriol; astragaloside
R286.2
A
0253 - 2670(2022)10 - 3156 - 09
10.7501/j.issn.0253-2670.2022.10.026
2021-11-09
山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目(2019JZZY011020);山東省高校中藥質(zhì)量控制與全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)協(xié)同創(chuàng)新中心(CYLXTCX2020);國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFC1701503);山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“中醫(yī)經(jīng)方精準(zhǔn)化關(guān)鍵技術(shù)示范研究”課題(2016CYJS08A01);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81903750)
黃文靜,在讀碩士,從事中藥資源與質(zhì)量控制研究。E-mail: hwj19862146665@163.com
通信作者:張永清,博士,教授,博士生導(dǎo)師,從事中藥資源與質(zhì)量控制研究。E-mail: zyq622003@126.com
[責(zé)任編輯 時(shí)圣明]