目的:龙胆是辽产著名道地药材,被称为“辽药六宝”之一,具有清热利湿,清肝火等多种药理作用。龙胆的人工种植也是辽宁省农业供给侧结构性改革,调整农业种植结构,促进大健康产业发展和农民增收致富的主要途径。在中药的长期实践中,道地性一直是评估中药质量的独特综合标准。生态环境条件影响道地药材的分布、生长发育、产量和质量。适当的生境条件利于次生代谢产物在中药中的形成和积累,从而影响药材质量的优劣。环境因素主要包括产地的地形因素、气候因素、土壤因素和生物因素。进而了解道地药材的形成及其驱动药用植物生产力的机制,以优化农田和自然生态系统的服务功能,提高药用植物次生代谢产物的含量。本课题以龙胆为研究对象,通过分析龙胆综合质量与生态因子的相关性,以期从环境因素角度探讨龙胆道地性形成的生境机制,为促进龙胆的大规模、规范化生产提供理论依据。材料与方法:1.材料:本课题实验共采集了不同产区的龙胆样品共31批（黑龙江黑河市、黑龙江佳木斯市、吉林省吉林市、吉林省蛟河市、辽宁省抚顺市清原县、辽宁省本溪市等）,并对各产地龙胆生长的根际土壤进行收集。所有样品经由辽宁中医药大学中药资源教研室尹海波教授鉴定为龙胆Gentiana scabra Bge.。2.方法:2.1对龙胆的主要分布区辽宁省、吉林省及黑龙江省共三个省,11个市的18县、区进行种质资源调研。对各分布区的生态环境、植株性状进行观察、测定及记录,采集植株样本并收集不同产区龙胆根际土壤。2.2依照2020版《中华人民共和国药典》第4部通则（0832第2法水分测定法）测定水分含量。依照2020版《中华人民共和国药典》第4部通则（2302总灰分测定法）测定灰分及酸不溶性成分含量。2.3采用高效液相色谱法测定31个产地龙胆药材中4种环烯醚萜苷类成分,即马钱苷酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷及獐牙菜苷的含量,综合评价龙胆药材质量。2.4采用高效液相色谱法建立31个产地龙胆的指纹图谱。2.5分别测定土壤中矿质元素、p H值、含水量、机械组成、团粒结构、有机质、腐殖质等土壤指标,筛选影响龙胆质量的土壤因子。2.6应用Arc GIS软件获取龙胆31个产地的生态因子数据,包含降水量、日照、气候、土壤、地形和植被类型等相关的数据,筛选影响龙胆质量的气象因子;测定龙胆生长环境地形与生物因子,筛选影响龙胆质量的地形和生物因子。2.7构建龙胆生态位适宜度数学模型,确定生境因子对龙胆质量因子的综合影响。结果:1.对野生龙胆伴生植物调查结果:共记录物种301种,其中乔木38种,灌木68种,草本植物195种。乔木多为油松、茶条槭、辽东栎、山里红、腺柳等,灌木多为毛榛、山刺玫、卫矛、胡枝子、牛叠肚等,草本植物多为大丁草、地榆、龙芽草、莓叶委陵菜、唐松草、歪头菜等。龙胆的栽培基地主要分布在辽东地区,其中辽宁省抚顺市清原县为我国最大的龙胆栽培基地,辽宁省抚顺市新宾县、本溪市桓仁县、丹东市宽甸县、铁岭市西丰县等地也均有栽培。2.不同产区龙胆的株高、花序数、根长、叶片大小等性状存在显著差异。其中,辽宁省丹东市宽甸县杨木川镇的龙胆植株高大,主根粗壮。辽宁省抚顺市清原县英额门镇龙胆次之。龙胆原植物的性状中平均标准差最大的是花序数（σ=0.08）;平均变异系数最大的是花序数（CV=140.13%）。龙胆的株高（24.53%）、花序长（61.46%）、花序宽（55.03%）、茎秆数（56.45%）、主茎粗（29.12%）、茎生中叶长（18.46%）、茎生中叶宽（19.04%）、根长（16.05%）、根茎直径（24.15%）等9个性状指标变异系数较小。3.31批龙胆的水分含量为3.62%～8.61%,总灰分含量为3.00%～6.67%,酸不溶性灰分含量为0.67%～2.67%。不同产区之间水分的差异率为14.66%,总灰分含量的差异率为21.70%,酸不溶性成分含量的差异率为31.09%。其中马钱苷酸在LD-2样品中含量较高（21.6835 mg/g）;獐牙菜苦苷在LD-28样品中平均含量较高（5.3793 mg/g）;龙胆苦苷在LD-16样品中平均含量较高（73.0254 mg/g）;獐牙菜苷在LD-2样品中平均含量较高（3.9069 mg/g）;总环烯醚萜在LD-16样品中含量较高（95.2065 mg/g）。4.建立龙胆指纹图谱发现31批供试品的25个共有峰均在60分钟内出现,且通过对比相对保留时间,指认7号峰为马钱苷酸、9号峰为獐牙菜苦苷、11号峰为龙胆苦苷、13号峰为獐牙菜苷,31批龙胆药材与对照图谱之间的相似度为0.985～1.000,且各批次间相似度接近。变异性结果显示不同产区龙胆的峰25、峰13、峰15、峰16等共有指纹峰存在较高差异,其中龙胆共有指纹峰25变异系数最大（CV=96.9258%）,龙胆的共有指纹峰1（CV=14.3820%）、共有指纹峰9（CV=17.9321%）、共有指纹峰11（CV=15.9029%）、共有指纹峰12（CV=24.2712%）、共有指纹峰22（CV=23.3675%）等变异系数较小。系统聚类分析结果中,31批不同产区龙胆可聚为2大类,按地理位置无法分开。主成分分析结果产自本溪市桓仁县的龙胆药材综合得分（0.60,0.59）高于其他产地。5.龙胆产区土壤质地分为五类,其中砂质壤土占比为58%,粉质壤土占比为16%,壤土占比为10%,壤质砂土占比为10%,最少的为砂质黏壤土为6%。龙胆土壤中无机元素平均含量排序为铁>镁>钙>锰>速效钾>碱解氮>锌>有效磷>铜,土壤中无机元素总含量介于9203.5～86741.40mg/kg之间。土壤含水量在2.20～14.50%之间,土壤均呈中性和酸性。土壤的各级团粒含量差异显著,其中差异最大的是粒径为0.05～0.01mm的土壤团粒含量,变异系数高达87.05%。土壤腐殖质含量在5.59～60.37g/kg之间,有机质含量介于4.22～45.39g/kg之间,其中腐殖质各组分差异最大的是土壤中胡敏酸含量,变异性最高为62.95%。6.通过对龙胆的21个质量因子与所有生境因子进行相关性分析,筛选出22个土壤因子、31个气象因子、3个地形因子和1个生物因子与龙胆质量因子有显著相关性。土壤因子包括有机质、腐殖质、胡敏素、胡敏酸、富里酸、胡敏酸与富里酸总量;速效钾、有效磷、铜、锌、锰、钙、镁、铁;含水量、p H值、机械组成各结构、团粒结构（2～0.25mm、0.05～0.01mm、0.01～0.005mm、<0.001 mm）。地形因子包括经度、纬度、海拔。生物因子:重要值。气象因子包括最冷季节均温、最暖季节均温、昼夜温差月均值、年均温变化范围,最暖月最高温、最冷月最低温、温度季节性变化标准差、等温性、最湿季节均温、最干季节均温、年均湿度、年均日照时数、年均辐射、年均气温、最干月降水量、降雨量变异系数、最干季节降雨量、季节降雨量、1～6月降雨量、10～12月降雨量、1～12月平均气温。7.生态位适宜度计算结果显示,Fi>0.9的最适宜产地有13个,集中在吉林蛟河、通化、辽宁的抚顺清原、新宾等地区;其他18个产地Fi>0.8为较适宜产区,不适宜产区为零。结论:1.龙胆的野生资源匮乏,大多生长在光照充足且人为干预较少的草甸中。龙胆的栽培基地日渐扩大,主要分布在辽东地区,辽宁省抚顺市清原县,辽宁省抚顺市新宾县、本溪市桓仁县、丹东市宽甸县等地。其中辽宁省清原县龙胆种植基地面积最大、户数最多、亩产量较高,其栽培管理方式也最系统完善。2.不同产区龙胆的株高、花序数、根长、叶片大小等性状存在显著差异。宽甸县杨木川镇种植的龙胆植株高大健壮,生长状况最好,清原县英额门镇野生龙胆次之。在选择龙胆的种源时,可重点关注龙胆植株上的花序数。而龙胆的株高、花序长、花序宽、茎秆数、主茎粗、茎生中叶长、茎生中叶宽、根长、根茎直径等指标也可以用来对植株的生长情况辅助判断。3.31个产地药材样品活性成分均达到2020年版《中国药典》规定的标准,不同产地龙胆中4种环烯醚萜类成分含量均有一定差异。其中马钱苷酸在LD-2样品中含量较高（21.6835 mg/g）;獐牙菜苦苷在LD-28样品中平均含量较高（5.3793 mg/g）;龙胆苦苷在LD-16样品中平均含量较高（73.0254 mg/g）;獐牙菜苷在LD-2样品中平均含量较高（3.9069 mg/g）;总环烯醚萜在LD-16样品中含量较高（95.2065 mg/g）。主成分分析与环烯醚萜类成分含量测定结果一致,表明主成分分析可以更加直观的评价龙胆的质量。4.通过建立龙胆高效液相指纹图谱,共标定25个共有指纹峰,指认了马钱苷酸、龙胆苦苷、獐牙菜苷、獐牙菜苦苷共4种龙胆药材中的主要活性成分,31批龙胆药材与对照图谱之间的相似度为0.985～1.000,且各批次间相似度接近。31批龙胆药材从化学成分上看基本一致,只在含量上有较少的差异。5.相关性分析结果显示,与龙胆综合质量显著相关的生境因子共57个,其中土壤因子有22个,地形因子3个,生物因子1个,气象因子31个。其中獐牙菜苦苷含量、药材水分、灰分、酸不溶灰分及植株性状指标与土壤因子强相关,獐牙菜苷与气候因子强相关,马钱苷酸含量的积累受产地的土壤因子与气候因子共同影响,龙胆苦苷含量积累受产地的土壤因子、地形因子及气候因子三者共同影响,指纹图谱则与土壤、气候、地形、生物因子四者均显著相关。综合来看,龙胆质量主要受其产地的气候因素影响,其次为土壤因素、地形因素,与生物因素影响最弱。此研究结果可为龙胆实地生产时的田间管理提供科学依据。6.通过建立龙胆的生态位适宜度模型,可知此次调查的31个产地均适宜龙胆的生长发育和有效成分积累,其中最适宜产地有13个,主要产地集中在吉林蛟河、通化、辽宁的抚顺清原、新宾、本溪南芬区、铁岭市西丰县、鞍山市岫岩县、丹东市宽甸县等地区。其余产地均为龙胆较适宜产区,无不适宜地区。本次研究选择的龙胆的道地产区辽宁,黑龙江,吉林作为研究对象,结果显示其气候与土壤等生态环境皆适宜其生长发育,可以阐释其道地性的原理。