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紫花丹参和白花丹参不同器官主要药用成分积累规律研究
作者:徐翠红,舒志明,王研,苗芳,周乐    
作者单位:西北农林科技大学生命科学学院,陕西 杨凌 712100;西北农业科技大学理学院,陕西 杨凌 712100

《时珍国医国药》 2010年 第9期

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       【摘要】 
       目的研究紫花丹参和白花丹参不同器官-根(周皮、韧皮部和木质部)、茎、叶、花序中总丹参酮、总酚酸、总黄酮的积累规律,旨在为丹参的规范化种植、适时采收、药用部位的扩展、药材质量控制以及合理开发利用提供理论依据。方法采用分光光度法对紫花丹参和白花丹参不同器官不同生长时期总丹参酮、总酚酸、总黄酮含量进行测定。结果丹参根(周皮、韧皮部和木质部)、茎、叶、花序中均含有总丹参酮、总酚酸、总黄酮,这3种有效成分的含量随发育阶段的不同而不同;3种有效成分在根、茎、叶中呈现不同的积累规律;就同一部位而言,同一种有效成分在紫花丹参和白花丹参中的变化规律基本一致,但总体上白花丹参各药用成分含量大于紫花丹参。结论丹参根、茎、叶、花序中均含有较高的总丹参酮、总酚酸和总黄酮,在不同生长时期,其含量存在显著差异,可在药用成分含量较高时期分别采收。
       【关键词】  丹参; 总丹参酮; 总酚酸; 总黄酮
       The Accumulation Rule of the Main Medicinal Components in Different Organs of Salvia miltiorrhiza Bunge.and Salvia miltiorrhiza Bunge. f.alba
       XU Cuihong,SHU Zhiming,WANG Yan,MIAO Fang,ZHOU Le
       (College of Life Science, Northwest A&F University, Yangling, Shanxi 712100, China; 2.College of Science, Northewest A&F University, Yangling, Shanxi 712100, China)
       Abstract:ObjectiveTo study the accumulation rule of total tanshinone,total phenolic acid and total flavonoids in the root(periderm, phloem and xylem),stem, leaf and inflorescence of Salvia miltiorrhiza Bunge. and Salvia miltiorrhiza Bunge.f.alba,in order to provide the base for normalized cultivation, timely harvesting, medicinal part extension,quality control of medicinal materials and reasonable development and utilization of medicinal resources.MethodsUltraviolet-visible spectrophotometric method was used to determine the contents of total tanshinone,total phenolic acid and total flavonoids in different organs of Salvia miltiorrhiza Bunge.and Salvia miltiorrhiza Bunge. f.alba at different growth periods.ResultsThe root( periderm,phloem and xylem ),stem,inflorescence and leaf of Salvia miltiorrhiza Bunge.and Salvia miltiorrhiza Bunge. f.alba all contained total tanshinone, total phenolic acid and total flavonoids, and the contents of the three active components were various at different development stages; the accumulation rules of the three active components in root,stem, leaf and inflorescence were different. For the same part, the accumulation rules of the same active component was essentially consistent; the three active components contents of Salvia miltiorrhiza Bunge. f.alba was generally higher than those of Salvia miltiorrhiza Bunge.ConclusionThe root,stem,inflorescence and leaf of Salvia miltiorrhiza Bunge.and Salvia miltiorrhiza Bunge. f.alba all contain higher total tanshinone, total phenolic acid and total flavonoids,and the three active components contents are significantly different in different growing stages, so different medicinal parts can be harvested separately in the growing stage which contains higher medicinal components.
       Key words:Salvia miltiorrhiza Bunge.;  Total tanshinone;  Total phenolic acid;  Total flavonoids
       
       丹参为唇形科(Labiatae)鼠尾草属植物丹参(Salvia miltiorrhiza  Bunge.)的干燥根及根茎,近年来,随着对其药理及临床研究的逐步深入,药用范围不断扩展,市场需求量逐年增加。白花丹参Salvia miltiorrhiza Bunge. f.alba是丹参的白花变型[1],花冠为白色或淡黄色,不同于正品丹参的紫色或紫红色花冠,野生资源十分稀少。药理学研究表明[2],丹参的有效成分主要为脂溶性的菲醌类衍生物和水溶性的酚酸类成分,前者具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗动脉粥样硬化等作用,后者主要作用为抗氧化、抗肝损伤、保护心肌等。近年来随着丹参临床应用范围的扩大,人们为了寻找新的药源,对丹参茎、叶药用成分也做了相关研究,表明茎、叶的药理作用与根相同,临床疗效一致[3]。
       
       迄今关于丹参药用成分含量的报道多为某个特定时期的含量,而对于丹参根(周皮、韧皮部、木质部)、茎、叶、花序中药用成分的积累规律报道较少。鉴于此,本论文研究了紫花丹参和白花丹参的根、茎、叶和花序在生长发育过程中主要药用成分总丹参酮、总酚酸、总黄酮的积累规律,并且将根分为周皮、韧皮部、木质部3个部分,旨在为丹参的规范化种植、适时采收、药用部位的扩展、药材质量控制以及合理开发利用提供理论依据。
       1  材料与方法
       
   
       紫花丹参和白花丹参种植于西北农林科技大学药用植物园。2008-04~10,分不同时期分别采集紫花丹参和白花丹参的根(两年生)、茎、叶、和花序,其中将根分为周皮、韧皮部和木质部3个部分。采集到的材料自然阴干后用60℃烘箱烘2h后,粉碎、过40目筛,分装备用。
       
       总丹参酮、总酚酸、总黄酮的测定分别按照侯安国[4]、Esra[5]、Henryk[6]的方法测定。丹参酮ⅡA、没食子酸和芦丁标准品购自成都思科华生物技术有限公司。
       
       采用SPSS 16.0软件进行数据处理和统计分析。
       2  结果
       2.1  紫花和白花丹参不同部位总丹参酮的积累规律
       
       2.1.1  根不同部位总丹参酮的积累规律将根分为3个部分,周皮、韧皮部和木质部。由表1可知,总丹参酮主要在根的周皮中积累,不同生长时期两种丹参根各部位中总丹参酮含量高低顺序依次为:周皮、韧皮部、木质部。紫花丹参和白花丹参根周皮中总丹参酮含量分别在9月份和10月份达到最大值,分别为49.357,59.330 mg·g-1。从6~9月份,根各部位总丹参酮的积累呈上升趋势,10月份趋于稳定。和周皮相比,根的韧皮部和木质部中总丹参酮的积累变化不明显,各时期的含量差异较小。表1  丹参根不同部位总丹参酮含量的变化(略)
       
       在不同的生长时期,紫花丹参与白花丹参根周皮中总丹参酮含量均呈显著性差异,除结实期和7月份两个时期外,其余各时期白花丹参根周皮中总丹参酮含量均高于紫花丹参。除7月份外,其余各时期白花丹参根韧皮部总丹参酮的含量也均高于紫花丹参,且差异显著。
       2.1.2  茎、叶、花序中总丹参酮的积累规律如表2所示,紫花丹参和白花丹参的茎、叶和花序中总丹参酮的积累规律基本一致,均在花蕾期含量最高,花蕾期过后逐渐降低。在同一生长时期,茎、叶、花序中总丹参酮含量相比,叶中总丹参酮含量高于花序,花序高于叶。紫花丹参与白花丹参相比,白花丹参茎、叶各时期总丹参酮含量均高于紫花丹参,且差异显著;白花丹参花蕾中总丹参酮含量高于紫花丹参,但在开花期和结实期却低于紫花丹参。表2  丹参茎、叶、花序中总丹参酮含量的变化(略)
       2.2  紫花丹参和白花丹参不同部位总酚酸的积累规律
       2.2.1  根中不同部位总酚酸的积累规律从表3可以看出,根各部位总酚酸的含量不同,韧皮部中总酚酸含量显著高于木质部和周皮。从花蕾期至结实期,根周皮中总酚酸含量高于木质部,7月份以后,木质部中总酚酸含量高于周皮。除花蕾期外,白花丹参根韧皮部中总酚酸含量均高于紫花丹参,且差异显著。表3  丹参根不同部位总酚酸含量的变化(略)
       
       紫花丹参和白花丹参根韧皮部中总酚酸均呈现先升高后降低的变化趋势,从花蕾期开始其总酚酸含量逐渐升高,7月份达到最高值,分别为11.850,18.516 mg·g-1,7月份以后逐渐降低,10月份趋于稳定。周皮中总酚酸含量在结实期以前明显高于结实期以后,木质部中总酚酸积累规律不明显。
       2.2.2  茎、叶、花序中总酚酸的积累规律由表4可知,在各个生长时期,丹参叶中的总酚酸含量均大于茎和花序。丹参茎、叶中总酚酸积累规律基本一致,均表现为先升高后降低,不同之处在于茎在花蕾期总酚酸含量达到最高值,而叶在开花期总酚酸含量达到最高值。花序中的总酚酸含量在花蕾期最高,随着花的发育呈下降趋势。表4  丹参茎、叶、花序中总酚酸含量的变化(略)
       
       紫花丹参和白花丹参相比较,白花丹参叶各时期的总酚酸含量均显著高于紫花丹参,且除结实期外,白花丹参茎、花序中的总酚酸含量也均显著高于紫花丹参。
       
       2.3  紫花丹参和白花丹参不同部位总黄酮的积累规律
       2.3.1  根中不同部位总黄酮的积累规律从表5可以看出,丹参根中总黄酮在根周皮、韧皮部和木质部中均有积累。在各个生长时期,总黄酮在韧皮部的含量最多,其次是周皮,在木质部含量最少。周皮、韧皮部和木质部中的总黄酮含量均在8月份达到最高值。表5  丹参根不同部位总黄酮含量的变化(略)
       
       紫花丹参和白花丹参相比,紫花丹参周皮中总黄酮含量高于白花丹参,韧皮部和木质部总黄酮含量均低于白花丹参(韧皮部7月份除外,木质部8月份除外)。
       2.3.2  茎、叶、花序从表6可以看出,总黄酮在丹参茎、叶、花序中均有分布,且在叶中的含量高于花序,花序中含量又高于茎。茎、叶中总黄酮含量均在结实期最高,花序中总黄酮含量在花蕾期最高。表6  丹参茎、叶、花序中总黄酮含量的变化(略)
       
       白花丹参叶总黄酮含量在各个时期显著高于紫花丹参,白花丹参茎在分枝期、花蕾期和结实期的总黄酮含量显著高于紫花丹参。
       3  讨论
       
   
       脂溶性的丹参酮类、水溶性的酚酸类和黄酮类等次生代谢物是以初生代谢的一些中间产物为原料或前体经历进一步代谢过程产生的,是一个产生、合成积累的动态过程。次生代谢产物合成后可以转移位置,进一步代谢或降解。
       3.1  丹参中脂溶性成分和水溶性成分的分布关于丹参茎、叶中有效成分的分布研究已有报道,但结果不尽相同,有报道[7]认为丹参的茎、叶中仅含水溶性成分而不含脂溶性成分,也有报道[8~10]从丹参的茎、叶中分离得到了脂溶性成分( 主要为丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ、隐丹参酮和二氢丹参酮Ⅰ等二萜醌类化合物)。毕泗科等[11]研究指出,凡根茎中含有的成分在枝叶中都含有, 只是量少。本研究结果表明,紫花丹参和白花丹参的茎、叶中都含有总丹参酮,但是其含量远低于根。紫花丹参和白花丹参叶中均含有较多的总酚酸,且总酚酸含量高于根,茎中的酚酸相对较少,此外,丹参的花中也含有较多的总丹参酮、总酚酸。
         
       前人对于丹参根中有效成分的分布已经做了很多研究,但研究结果也不尽相同。曾令杰等[12]指出,脂溶性的丹参酮ⅡA分布于丹参药材的皮层中,木质部中没有分布或分布甚微。水溶性的丹酚酸B在皮层和木质部中均有分布,皮层略高木质部。曲桂武等[13]研究表明,丹参酮ⅡA主要存在于丹参木栓层,丹酚酸B则在全根中均有分布,木栓层中含量稍高。汪月珍等[14]对丹参根韧皮部和木质部的化学成分分析后指出,丹参酮类主要分布在根的韧皮部,而丹参素则主要分布在木质部。本文研究表明,总丹参酮、总酚酸和总黄酮在丹参根周皮、韧皮部和木质部中均有分布,总丹参酮含量高低顺序依次为:周皮、韧皮部、木质部;总酚酸在韧皮部中的含量显著高于木质部和周皮;总黄酮在韧皮部的含量最多,其次是周皮,在木质部含量最少。
       3.2  丹参中脂溶性成分和水溶性成分的积累规律关于丹参有效成分含量的动态变化也有一些报道,张红瑞等[15]研究表明,丹参根总丹参酮含量在5月份之前较低,5~6月快速增长,于7月达到最高峰,7~8月急速下降,9~11 月略有回升。丹参根的总丹参酮、丹参酮ⅡA、丹酚酸B 等有效成分含量均在7 月中旬(生殖生长后期) 达到最高。秦海燕[16]研究表明,根中总丹参酮和丹参酮ⅡA从4月到7月份含量递增,增长最迅速的时期是6-7月的盛花期,7月份增至最高,以后含量递减,10月份后含量稳定在一个稍低的水平。本研究结果表明,根中的总丹参酮主要在周皮中积累,韧皮部和木质部中的含量相对较低,周皮中总丹参酮的动态含量变化与前人研究有所不同,从花蕾期至7月份,丹参根周皮中总丹参酮的含量呈现“高、低、高”的变化趋势,在种子形成期含量略有降低,7月份又有所回升。这可能是由于种子形成时,营养物质主要用于生殖器官的生长,次生代谢的底物减少,含量降低。7~9月份,周皮中总丹参酮的积累速度较快,紫花丹参和白花丹参分别在9月份和10月份达到最大值,10月份又趋于稳定。此阶段丹参正处于以根系生长为中心的第二个营养生长期[15],丹参根的粗度会大大增加,但主要为木质部和韧皮部的厚度不断增加,周皮占的比重会越来越小,虽然周皮中总丹参酮含量仍不断增加,但就整条根而言,其总丹参酮含量会不断减少,直到根的粗度不再增加为止。
       有研究[17]表明,根中总酚酸含量从4月开始逐渐增加, 7月达到最高,且7~9月含量较为稳定,此后总酚酸量逐渐减少, 11月后,含量基本稳定。随着皮部与木质部厚度之比增大,酚酸含量有增加的趋势。叶中总酚酸含量在6月份最高,进入生殖生长期后逐渐减少, 12月降至最低。许翔鸿[18]指出,水溶性酚酸类在一年中有两次积累高峰期:一次在6月份,另一次出现在11月份。本研究表明,紫花丹参和白花丹参的叶中总酚酸含量均较高。茎、叶中总酚酸的积累规律为先升高后降低,从分枝期至开花期,丹参地上部分正处于旺盛生长阶段,初生代谢旺盛,营养物质积累多,次生代谢的底物增多,因此总酚酸的含量逐渐升高,到开花期达到最大值,在种子形成过程中又逐渐降低,这可能与生殖生长期间大量营养物质向种子部位运转有关。根中总酚酸主要在韧皮部中积累,韧皮部中总酚酸呈先升高后降低的变化趋势,从花蕾期开始其总酚酸含量逐渐升高,7月份达到最高值,以后逐渐降低,10月份趋于稳定。这可能是因为水溶性的酚酸类化合物主要在地上部分合成,合成后转运至根中。7月份之前,地上部分合成的酚酸类化合物不断转运至根韧皮部中,使其含量不断升高,7月份之后地上部分逐渐枯萎,酚酸类化合物合成速度减慢,因此根韧皮部中总酚酸含量不断降低。
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中药学教材(附图片)

穴位数据库(附图片)