荆芥穗为唇形科裂叶荆芥属荆芥Schizonepeta tenuifolia Briq.的干燥花穗,荆芥穗主要由茎杆及宿存的萼片组成,萼片表面附着了大量腺鳞,腺鳞作为植物中重要的分泌组织,其内含物的代谢状态对荆芥穗药性的形成有着重要影响。本文创新地建立了腺鳞分离纯化方法,运用现代分析技术对其内含物进行定性定量研究。另针对荆芥穗的开花过程,揭示了腺鳞内含物的动态代谢规律,为采收期的确定提供了科学依据。除此以外,本文通过对南北荆芥穗的蛋白质组学研究,揭示了二者在蛋白质调控水平的差异及其对萜类合成的影响。一、文献研究本部分对荆芥相关文献进行了归纳整理,综述了荆芥的品种来源、化学成分、药理作用及临床应用现状。另外本文针对植物腺毛的形态结构、研究技术及方法、内含物代谢过程及代谢分子调控的研究进展进行综述。通过文献研究表明,荆芥穗中挥发油类成分是其药性形成的主要成分之一,而其很可能储存于荆芥穗表面的腺毛结构中,通过对荆芥穗腺毛结构的研究可在一定程度上阐明荆芥穗药性形成机理。二、荆芥穗腺鳞内含物研究1、荆芥穗腺鳞分离方法的建立及其内含物定性研究:运用冻刷、水选、材料亲和及球磨技术方法创新地实现了荆芥穗腺鳞的分离纯化。其次运用气-质联用技术对腺鳞内含物进行化学定性,并与荆芥穗水蒸气提取挥发油进行比对。结果共从荆芥穗腺鳞内含物中鉴定了 29个成分占峰总面积97.45%,其与荆芥穗挥发油存在共有峰35个,大于各自峰总面积的97%,其中d-柠檬烯、dl-薄荷酮、胡薄荷酮、反式香芹乙酯等化合物在二者中含量差异较大。2、荆芥穗腺鳞内含物液相色谱—质谱定性研究:采用UPLC-TripleTOF-MS/MS技术,关注荆芥穗腺鳞中非挥发性成分,予以定性研究。结果表明,共从荆芥穗腺鳞中定性了 35种化合物其中萜烯类化合物9种、聚酮类化合物7种、核苷氨基酸及嘌呤类化合物7种、苯丙素类化合物2种酰胺及脂肪酸类化合物5种、其他类化合物5种。3、基于显微计数预测荆芥穗萼片三种萜类成分含量研究:在原有分离方法的基础上,建立了分离腺鳞及原位腺鳞的计数方法,测算了单个腺鳞中d-柠檬烯、dl-薄荷酮、胡薄荷酮的含量,并以此为基准建立荆芥穗萼片中此三种萜类的含量估算模型。三、荆芥穗腺鳞内含物动态代谢规律研究1.开花各阶段荆芥穗腺鳞及其内含物动态代谢规律研究:以“开花轮”作为腺鳞的物候基准,对不同物候期的腺鳞数量及内含物组成进行动态研究。结果显示腺鳞的生成主要发生于开花前期,并于开花期基本完成。开花后,腺鳞受到外界因素的影响,数量逐渐减少。与此同时,腺鳞中大部分内含物也于开花期完成合成过程,但少量化合物在开花后期仍具有旺盛的代谢活性。以D10为界,腺鳞中对薄荷烷型单萜的代谢过程,存在明显的物候迭代规律,从而致使胡薄荷酮的单一蓄积。四、荆芥穗蛋白质组学研究1.基于TMT标记技术南北荆芥穗蛋白质组学研究:通过运用蛋白质组学,比较南北荆芥穗的蛋白质表达情况,结果显示相比北荆芥南荆芥上调蛋白主要参与光合作用体系,而下调蛋白主要参与植物体的有氧呼吸,这可能是由于水涝对南荆芥的胁迫所致。