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《商洛桔梗药材道地性形成机理及应用研究》简介

生物医药与食品工程学院王新军教授主持的陕西省重点实验室专项项目《商洛桔梗药材道地性形成机理及应用研究》(项目编号:008ZY001),最终成果为论文、研究报告、植物新品系、新工艺。本项目由王新军、邓寒霜、吴珍、何念武、陈明彬、李丹青等6位同志合作完成。

一、项目研究的目的和意义

本项目主要通过研究商洛桔梗道地产区形成的地质背景因素及土壤理化状况的一些特征性指标,商洛桔梗和生境中土壤的微量元素特征图谱,各气候因子及对商洛桔梗药材质量的影响,栽培技术对商洛桔梗生长和药材质量的影响,商洛桔梗指纹图普及DNA遗传多样性。从实地调查和野外采样入手,综合运用多方法和技术探讨商洛桔梗道地性形成的生物学本质及影响商洛桔梗药材质量的关键因子,为促进商洛桔梗生产提供科学依据。

二、研究的主要内容

本项目收集了陕西省商洛六县一区及东北地区、安徽、甘肃两省桔梗种质资源40余份。建立了桔梗叶绿体基因组DNApsbA-trnH片段PCR反应体系。系统研究了商洛桔梗总皂苷与环境因子量化关系,通过分析气候因子与商洛桔梗的次生代谢产物(中药材的活性成分)—桔梗皂甙D含量变化的关系,探究各气候因子与次生代谢产物含量的关系以及对桔梗药材质量的影响,寻找影响商洛桔梗质量和产量的气候主导因子,为研究商洛桔梗道地性的形成机制和质量的动态控制提供科学依据。

同时,运用3S技术进行商洛桔梗分布的区划研究。在对商洛桔梗资源调查的基础上,依据桔梗的生物学及生态学特性和商洛立地生态气候资源条件,结合与商洛桔梗生长发育、产量水平、质量形成有密切相关的气候因子,进行区域分布相似归并,建立隶属函数模型。确定组成地理差异明显、彼此较为独立的指标,利用地理信息系统(GIS)技术,制作商洛桔梗适宜气候区划,分区综合评述,为商洛桔梗道地性形成机理研究及桔梗GAP规范化种植基地建设提供理论依据。

进一步运用酶化学和指纹图谱技术,初步建立商洛桔梗道地药材的化学指纹图谱。采用HPLC对桔梗药材指纹图谱进行了分析,找到了18个共有峰,初步确立了商洛桔梗指纹图谱的研究方法,深度考证了39批桔梗样品的指纹图谱,通过中药指纹图谱相似度评价软件对其进行了相似度检测,结果发现相似度整体较高,表明商洛桔梗各产地之间差异相对较小,可以用作商洛桔梗质量控制标准。

在项目实施过程中,选育白花桔梗新品系一个,并分析了紫花和白花桔梗的净光合速率(Pn),气孔导度(Gs),细胞间隙CO2浓度(Ci),蒸腾速率(Tr)这四项指标,结果表明白花桔梗四项指标优于紫花桔梗,与产量有一定相关性。同时,在桔梗资源利用方面,本项目研究桔梗保健酒的制作工艺,筛选了一种最佳酿造工艺。

三、研究的学术(应用)价值

综合运用植物学、生态学、气象学、分子生物学、中药学研究手段,首次系统地对商洛桔梗药材道地性形成机理进行研究,通过同纬度地区桔梗分布的道地性解析、气候区划等方法,阐明了商洛桔梗药材道地性形成的机理,证明了商洛桔梗药材道地性以生境主导型为主。首次证明了分布在海拔区间为700米—1000米的桔梗药材的质量较好。分析了商洛桔梗中Cu、Zn元素含量,证明了桔梗作为保健食品的科学性。该项目为商洛桔梗GAP栽培提供了有益资料,为提升商洛桔梗药材知名度提供科学依据。

王新军,男,陕西洛南人,教授,秦岭植物良种繁育中心主任,陕西省植物学会理事,陕西省发明协会会员,陕西省生物学重点学科(扶持)负责人,生物技术专业带头人,商洛市人民政府决策咨询委员会委员,“千人进千社,千技惠千农”省级首席农艺师。以“植物资源开发及营养生化研究”为主要研究方向,先后参与、主持国家、省、厅级科研项目10余项,发表论文31篇,参编专著、教材3部,获厅局级以上奖励5项。

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