玉竹为百合科植物玉竹(Polygonatum odoratum (Mill.) Druce)的干燥根茎,是湖南省的道地药材,在湖南邵东有全国最大的湘玉竹生产基地。玉竹味甘,为滋养肺阴常用中药,临床常用于治疗肺癌、食道癌、胃癌等肿瘤中属肺胃阴伤者,玉竹多糖为玉竹中的主要活性成分,已有研究表明玉竹多糖具有较显著地抗肿瘤活性,近年来,由于连年成片种植玉竹,导致其病害加剧,药材产量降低,药材品质下降,已给当地药农造成了很大的经济损失,严重威胁主产区玉竹生产的持续性发展。但就现有的研究成果来看,还未见有对玉竹连作障碍及其多糖含量的研究。亦尚未见有其抗肿瘤活性作用机制的研究报道。目的：从玉竹化感作用着手,探讨了玉竹连作障碍的原因,揭示自毒作用引起玉竹连作障碍可能的作用机理；从玉竹抗肿瘤作用入手,研究了玉竹多糖抗肿瘤活性及其机制,旨在为克服玉竹连作障碍和促进玉竹产品的深度开发、玉竹产业的可持续发现奠定基础。方法：1.采用室内生物测定法评价玉竹根系分泌物的化感效应。2.采用GC-MS分析技术对玉竹根系分泌物进行分离鉴定,采用主要成分外源添。加法模拟连作障碍,通过测定叶片光合参数、保护酶活性等生理生化指标,观察化感物质对盆栽玉竹幼苗和其植株生长的影响、玉竹根茎产量与品质的影响及多糖含量与粗组分的变化。3.以人肺癌细胞A549为靶细胞,运用MTT法、FCM(流式细胞术)、免疫组化法、PCR等实验方法,从分子水平、细胞水平和动物水平探讨不同来源玉竹多糖抗肿瘤活性及其作用机制。4.人肺癌细胞A549接种裸鼠,随机分组,给予不同处理,观察荷瘤大小、瘤体凋亡情况,相关基因Survivin和C-Myc表达及beta-catenin通路的影响。结果：1.玉竹连作的化感效应玉竹根茎水浸提液对受体种子(油菜、玉米、大蒜)的发芽率、胚根、胚芽生长存在明显的“低促高抑”现象,随着浓度的增加,对根腐病茄镰孢菌具有化感促进作用。玉竹根际土壤浸提液能显著抑制玉竹自身根茎芽胞发芽率、幼苗苗高及根鲜重,且随浸提液浓度的升高,抑制作用增强。2.玉竹化感物质对幼苗生理活性的影响 从玉竹根际土壤乙酸乙酯提取物中共鉴定出24个化合物,与CK相比,2-羟基环十五烷酮为新增物质,且肉豆蔻酸、十五烷酸的含量大幅度增加。外源添加三种主要化感物质及其混合物模拟连作胁迫中,各处理组间玉竹叶片叶绿素a,叶绿素b,总叶绿素的含量差异显著(p<0.01)。随着化感物质处理浓度的增加,各组间叶绿素a、叶绿素b的含量呈下降趋势；同一处理浓度之下,混合处理组叶绿素a的含量比单一化感物质处理组下降明显。肉豆蔻酸在各处理浓度中对玉竹叶片SOD酶活性影响最大；随着各处理组浓度的升高,POD酶活性降低。3.玉竹连作对其产量及品质的影响 不同化感物质处理组玉竹根茎的根鲜重和根干重均显著降低(p<0.01)；2-羟基环十五烷酮处理组随着浓度的增高,根鲜重和根干重变化不明显(p>0.05)。同一高浓度条件下,与CK相比,各化感物质处理组根鲜重分别减少了-17.4%、-23.9%、-30.4%和-43.3%；根干重减少了-18.5%、-25.4%、-32.3%和-46.0%。与CK相比,低浓度条件下,各化感物质的影响作用不明显(P>0.05)；在中等和高浓度条件下,2-羟基环十五烷酮处理组的多糖含量降低,分别是8.3%和7.9%。与CK相比,酸性多糖含量上升,中性多糖含量降低,混合处理组的中性多糖含量减少了-23.7%,酸性多糖含量增加了19.8%；酸性、中性多糖分别占总多糖的47.3%和35.8%。4.玉竹多糖体外抗肿瘤作用及其机制研究体外培养人肺癌癌A549细胞,给予不同处理MTT检测结果表明,玉竹多糖能对人肺癌A549细胞生长的抑制作用,当剂量为150μg/mL作用48h,其抑制率高达76.30%,说明玉竹多糖对肿瘤细胞生长具有抑制作用。玉竹多糖提取物作用48小时后,与阴性对照组比较,玉竹多糖组均明显有诱导A549细胞凋亡的作用,差异有显著统计学意义(P<0.01)。肺腺癌A549细胞内c-myc基因和Wnt3a、β-catenin蛋白的表达均下降,(P<0.05),且标准品玉竹多糖和化感玉竹多糖组在上述指标上存在差异,但在c-myc基因两组存在差异(P<0.05),提示玉竹多糖提取物可能通过下调细胞内的Wnt3a、β-catenin、c-myc基因表达而发挥作用。5.玉竹多糖对荷瘤小鼠的抗肿瘤作用及其机制研究 通过接种人肺癌癌A549细胞建立荷瘤小鼠模型,随机分组,给予不同处理,荷瘤小鼠肿瘤体积随着时间的推移而增大；和生理盐水组相比,玉竹多糖能抑制肿瘤细胞的生长诱导肿瘤细胞坏死和凋亡凋亡相关基因C-Myc表达下调,且标准品玉竹多糖和化感玉竹多糖组在上述指标上存在差异,但在c-myc基因两组存在差异(P<0.05),体内研究的结果与体外研究的结果基本一致。结论：1.玉竹根茎水浸提液对受体种子(油菜、玉米、大蒜)的发芽率、胚根、胚芽生长存在明显的“低促高抑”现象,随着浓度的增加,对根腐病茄镰孢菌具有化感促进作用。玉竹根际土壤浸提液能显著抑制玉竹自身根茎芽胞发芽率、幼苗苗高及根鲜重,且随浸提液浓度的升高,抑制作用增强。2.玉竹根际土壤乙酸乙酯提取液中可鉴定到24个化合物,包括16个酸类,1个醛类,1个酮类,3个脂类和2个酰胺类。其中的花生酸、十五烷酸、肉豆蔻酸具有化感活性。玉竹根系分泌物中的化感物质积累越多,对叶绿素和自身酶系统的抑制作用越强。3.不同化感物质处理后的玉竹根茎的根鲜重和根干重均显著降低,多糖含量及其粗组分有所变化,但差异不明显,化感物质可干扰玉竹的生长调节。4.不同来源玉竹多糖能促进人肺癌A549细胞凋亡、抑制细胞增殖生长；能减少荷瘤鼠的瘤体体积与质量,促进细胞凋亡5.调控调位基因survivn、c-myc和生长调节信号调控Wnt/(β-catenin-cyclinD1表达,抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡是玉竹多糖抗肿瘤的可能机制。