中药黄芩是唇形科黄芩属植物黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)的根,是一种常用大宗药材。黄芩中主要有效成分为黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素,这4种黄酮类成分的含量可达20%以上。有关这些成分的生物合成机制及其生理生态活性尚未见报道。本论文综合利用植物生理学和分析化学的技术,着重探讨了干旱胁迫对黄芩原植物及新鲜药材中黄酮类成分含量的影响及其生理机制,揭示了黄酮类成分与黄芩抗旱能力的相关性。主要研究成果如下：1、干旱胁迫能显著促进黄芩根中黄芩苷等黄酮类成分的合成和积累。干旱胁迫对黄酮类成分合成和积累的促进作用不仅表现在栽培黄芩原植物中,也表现在采收后新鲜黄芩药材的干燥过程中。基因及酶学分析结果显示干旱过程中黄酮类合成相关酶的表达量及酶活性都有显著提高。栽培黄芩干旱复水12h内黄芩苷等成分的含量迅速下降；黄芩根干燥到一定程度后黄酮类成分即开始急剧降解。这些研究成果对于科学指导黄芩的生产和产后加工,提高黄芩药材质量和资源利用率,具有重要意义。2、黄芩苷等黄酮类成分在黄芩抗干旱胁迫中发挥着重要作用。研究表明不同黄酮含量的实验组,在干旱胁迫条件下黄芩根、叶的持水力及细胞损伤程度(MDA含量)有显著差别。黄酮含量高的实验组,根和叶的持水力较高,MDA含量也相应较低,SOD酶活性也较低。统计分析显示MDA含量与黄芩素含量负相关,与PAL酶活、及苷／苷元比值均呈显著负相关性。在采后干燥阶段,MDA含量也与黄芩素含量存在一定负相关关系。综合分析结果显示黄酮类成分在黄芩抗干旱胁迫中的重要作用可能表现在以下三个方面：1、清除自由基；2、保护抗氧化酶；3、提供糖类物质,调节渗透压。3、抗氧化酶是黄芩抗干旱胁迫响应机制的重要组成部分。SOD酶是清除过量自由基的第一道防线,在干旱胁迫过程中一直呈持续升高趋势,统计分析显示SOD酶活性与MDA含量呈显著正相关；CAT酶只有在干旱后期(12-15天)才达到显著性差异,说明达到重度胁迫,黄芩积累过多H202时,CAT酶活才显著提高；在本实验中始终没能在黄芩根中检测到POX酶活。另一个值得关注的发现是黄酮含量低的实验组SOD含量显著高于黄酮含量高的实验组,说明抗氧化酶系统和黄酮类非酶系统在黄芩抗干旱胁迫中具有协同和互补作用。在采后干燥的黄芩根中也检测到SOD和POX酶活。4、可溶性糖也是黄芩抗干旱胁迫响应机制的重要组成部分。干旱胁迫下黄芩根和叶中可溶性糖含量呈持续增加趋势,实验组内和组间统计学分析均显示总糖含量与水分含量呈显著负相关,与MDA含量呈显著正相关。干旱过程中糖类成分的积累主要用于调节渗透压,防止组织和细胞过度失水。在干旱后期,黄芩地上部分大部分已经枯萎,其可溶性糖的增加可能主要来源黄酮苷类成分的降解。因此,提供可溶性糖、调节渗透压,实际上是黄酮类成分抗干旱胁迫能力的另一种表现形式。