紫油厚朴药材道地性形成的主导因子研究

A series research works on the leading factors of geo-herbalism formation in Magnolia officinalis medicinal materials are designed in the project: Using isotope tracer technique (Carbon-13) and GC-MS (gas chromatograph-mass spectrometer) to measure and identify the metabolites in the biosynthetic pathway of magnolol and honokiol, the main medicinal components (MMC) in Magnolia officinalis, in order to make clear the patterns of their transport, change, and accumulation in plant. The experiments of effects on MMC of applying N, P, K, microelements and organic fertilizer, to figure the relation between the plant nutrition and MMC in Magnolia officinalis. Besides, the research of environmental factors' effects on MMC is including the screening of the suitable environmental conditions for magnolol and honokiol accumulation in plants and the influences under the stresses of drought, high temperature, ultraviolet rays and salt; and using the mathematical models to analyze the multivariate relation between the plant MMC content and the factors of the climate, soil properties, microelements and cultivation with the diverse wild groups and culture groups in different ecological areas. Moreover, the molecular analysis of DNA sequence by RAPD technique is planned to investigate the hereditary basis of geo-herbalism forming in Magnolia officinalis with the diverse wild groups and culture groups in typical ecological areas.

本项目研究紫油厚朴药材道地性形成的主导因子。应用C-13同位素标志示踪和气-质联用检测技术，研究紫油厚朴体内主要药用成分（厚朴酚、和厚朴酚）的生物合成途径，以明确这些成分的合成、积累及运转规律；通过研究N、P、K、微量元素、有机肥对紫油厚朴主要药用成分含量的影响，以明确植株的营养生长与主要药用成分含量的关系；通过研究植株主要药用成分积累的适宜温度、光照等条件，以及干旱、高温、紫外线、盐分等逆境胁迫对主要药用成分形成的影响，以及对不同野生、栽培居群间主要药用成分含量与气候、土壤、微量元素、栽培条件等因子的关系进行数学模型分析，以明确环境因子对植株主要药用成分形成积累的影响；利用RAPD技术对典型地区紫油厚朴野生和栽培类型不同居群进行基因序列分析，以探究紫油厚朴药材道地性的遗传基础；通过上述系列研究明确紫油厚朴药材道地性形成的主导因子。

厚朴是一味大宗、常用中药材，《中国药典》每版均有收录。厚朴具有多种药理作用，用于治疗多个系统和器官的疾病，其所含的厚朴酚、和厚朴酚等酚类是主要的药用成分；药典将木兰科植物厚朴(Magnolia officinalis Rehd.et Wils.)或凹叶厚朴(Magnolia biloba(Rehd．etWils)Cheng)作为厚朴药材的基原，厚朴又名紫油厚朴、川厚朴，其所含的主要的药用成分厚朴酚、和厚朴酚等酚类是凹叶厚朴的2-3倍，湖北省恩施地区是紫油厚朴的原产地，也是厚朴主产区之一，所产紫油厚朴药材质量优异，为驰名中外的中药材。本项目研究紫油厚朴道地性形成的主导因子。.通过对紫油厚朴在不同海拔地区体内厚朴酚、和厚朴酚的变化研究，对紫油厚朴营养液栽培条件下不同昼夜温度、光照强度以及光照时间等环境条件的研究，明确了紫油厚朴植株主要药用成分积累的适宜环境条件为海拔1300-1900m左右的山区，白昼温度24℃左右，夜间温度16℃左右，光照强度3000lux左右、光照时间12hr左右的条件最有利于紫油厚朴植株主要药用成分的积累。通过“不同水培营养液对紫油厚朴生长的影响”以及“均匀设计法优化紫油厚朴无土栽培营养液配方”研究，明确了最有利于紫油厚朴生长及主要药效成分积累的营养因子配方，丰富的钾肥有利于紫油厚朴主要药效成分的积累；通过多功能型、钠盐型、钾盐型3类保水剂造成干旱逆境条件，研究干旱胁迫对紫油厚朴的影响，明确了适度的逆境胁迫（干旱）对紫油厚朴植株主要药效成分积累有利；通过对紫油厚朴多糖分离纯化、结构分析及生物活性的研究，确定厚朴多糖为紫油厚朴重要药用成分，亦可作为道地性药用标识成分；通过“炮制对紫油厚朴药用成分含量的影响”、“不同道地产区紫油厚朴药材化学成分的变化”以及前述研究，明确紫油厚朴药材道地性形成的主导因子为适宜的环境条件、恰当的营养、合适的加工炮制工艺以及适度的逆境胁迫。本项目研究成果可为紫油厚朴的人工种植提供科学的指导。