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本文以植物化学和现代化学分离理论为基础,采用常规技术和新技术相结合的方法,以玉竹和卷叶黄精根茎为试材,对秦岭地区黄精属植物的化学成分及其生物活性进行了研究,从中共分离出30个化合物,运用理化性质和各种波谱技术鉴定了25个化合物结构,其中有4个新化合物,分别为碳甲基化高异黄烷酮、25S构型的甾体皂苷和酰胺类化合物。同时,还对部分化合物进行了生物活性测试,初步探讨了其构效关系。此外,以多糖得率、多糖含量、蛋白质脱除率和脱色率为考察指标,对玉竹和卷叶黄精多糖的提取分离工艺进行了研究,确定了最佳提取分离条件。主要结果及创新之处如下:1.首次研究了玉竹根茎的抗菌、化感活性。就供试菌种而言,玉竹根茎的不同溶剂萃取物中,乙酸乙酯萃取物对黄瓜炭疽病原菌、苹果果腐病原菌和棉黄萎病原菌抑制作用较强,EC50分别为151.77μg·mL-1、114.24μg·mL-1和284.12μg·mL-1;正丁醇萃取物对玉米大斑病原菌抑制作用较强,EC50为137.05μg·mL-1。石油醚萃取物对4种植物病原菌表现出一定的抑制活性,抑菌率达35%以上。对化感作用的受体植物来说,除了根茎的石油醚萃取物对受体作物的根生长呈现出“高抑低促”作用外,其它各萃取物在不同浓度下均对种子萌发和幼苗苗高生长表现为抑制作用,其抑制作用都随浓度的增大而增强。各萃取物对所有受体的平均化感效应为:乙酸乙酯萃取物>水相浓缩物>正丁醇萃取物>石油醚萃取物,其中乙酸乙酯萃取物对种子萌发、幼苗苗高和根长生长的化感效应均最强。不同受体植物中,小麦对各萃取物化感作用最敏感,其次是黄瓜和萝卜。2.首次研究了分布于秦岭地区的玉竹根茎化学成分。分离得到19个化合物,鉴定了16个化合物的结构。其中有3个新化合物,分别为:玉竹黄烷酮A(6-甲基-5,7-二羟基-4’,8-二甲氧基高异黄烷酮,Ⅰ-2)、(25S)-螺甾-5-烯-3β,12β-二醇-3-O-{β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃木糖基-(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→4)}-β-D-吡喃半乳糖苷(Ⅰ-8)和(25S)-螺甾-5,14-二烯-3β-醇-3-O-{β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃木糖基-(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→4)}-β-D-吡喃半乳糖苷(Ⅰ-9),且化合物Ⅰ-8和Ⅰ-9的皂苷元为新苷元;8个首次从该属植物中分离得到的化合物,分别为:(24R/S)-9,19-环阿尔廷-25-烯-3β,24-二醇(Ⅰ-1)、甲基麦冬黄烷酮B(Ⅰ-3)、6-甲基-4’,5,7-三羟基-8-甲氧基高异黄烷酮(Ⅰ-5)、6-甲基-4’,5,7-三羟基高异黄烷酮(Ⅰ-6)、α-软脂酸甘油酯(Ⅰ-10)、(Z)-6-十九碳烯酸(Ⅰ-14)、棕榈酸甲酯(Ⅰ-15)和二十八碳酸(Ⅰ-16);另外,还首次从该植物中分离得到1个25S构型的甾体皂苷类化合物和1个碳甲基化的高异黄烷酮类化合物,分别为(25S)-螺甾-5-烯-3β,14α-二醇-3-O-{β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[β-D-吡喃木糖基-(1→3)]-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→4)}-β-D-吡喃半乳糖苷(Ⅰ-7)和6,8-二甲基-4’,5,7-三羟基高异黄烷酮(Ⅰ-4)。此外,还得到了β-谷甾醇(Ⅰ-11)、胡萝卜苷(Ⅰ-12)和水杨酸(Ⅰ-13)等3个化合物。同时,还对化合物Ⅰ-3、Ⅰ-5补充了2D-NMR数据。3.首次对玉竹中分离到的部分化合物进行了抗菌和化感活性测试。就供试菌种而言,环阿尔廷醇三萜类化合物(Ⅰ-1)对黄瓜炭疽有专属的抑制效果,抑制率达到100%,对灵杆菌的抑制能力与红霉素相当。3个甾体皂苷类化合物Ⅰ-7~Ⅰ-9均对玉米大斑病原菌表现出较强的抑制效果,化合物Ⅰ-7仅对供试细菌中的大肠杆菌具有抑制作用,而化合物Ⅰ-8和Ⅰ-9则对蜡状芽孢杆菌和马铃薯棒状杆菌具有较强的抗菌活性。4个6-甲基取代的高异黄烷酮类化合物中,有甲氧基取代的化合物Ⅰ-2和Ⅰ-5对多数菌种都有较强的抑制效果,其活性次序为Ⅰ-2(4’,8-二甲氧基)>Ⅰ-5(4’-羟基-8-甲氧基)>Ⅰ-4(8-甲基-4’-羟基)>Ⅰ-6(4’-羟基)。对化感作用的受体植物来说,6-甲基取代的高异黄烷酮类化合物的化感活性规律与抗菌活性类似。4.首次研究了卷叶黄精根茎的抗菌、化感活性。就供试菌种而言,卷叶黄精根茎的不同溶剂萃取物中,正丁醇萃取物对苹果褐腐、玉米大斑、棉黄萎病原菌抑制作用较强,EC50分别为261.26μg·mL-1、376.03μg·mL-1和430.05μg·mL-1;乙酸乙酯萃取物对苹果腐烂、番茄黑霉病原菌抑制作用较强,EC50分别为386.00μg·mL-1和865.75μg·mL-1,各样品对植物病原菌的毒力随着浓度的增高而增强。对化感作用的受体植物来说,各萃取物对所有受体的平均化感效应为:乙酸乙酯萃取物>正丁醇萃取物>水相浓缩物>石油醚萃取物,其中乙酸乙酯萃取物对幼苗苗高和根长生长抑制作用最强,正丁醇萃取物对种子萌发的抑制作用最强。不同受体植物中,黄瓜对各萃取物化感作用最敏感,其次是萝卜和小麦。5.首次研究了卷叶黄精根茎的化学成分。分离得到11个化合物,鉴定了9个化合物的结构。其中有1个新的酰胺类化合物:黄精酰胺A [N,N-二(2,5-二羟基苯甲酰基)-2,5-二羟基苯甲酰胺,Ⅱ-1];8个首次从该植物中分离得到的化合物,分别为:薯蓣皂素(Ⅱ-2)、(25R/S)-螺甾-5-烯-3β-醇-3-O-α-L-鼠李糖(1→2)-[α-L-鼠李糖(1→4)]-β-D-葡萄糖苷(Ⅱ-3)、(25R)-螺甾-5-烯-3β-醇-3-O-α-L-鼠李糖(1→4)-β-D-葡萄糖苷(Ⅱ-4)、正丁基-β-D-吡喃果糖苷(Ⅱ-5)、β-谷甾醇(Ⅱ-6)、胡萝卜苷(Ⅱ-7)、(Z)-6-十九碳烯酸(Ⅱ-8)和(Z)-6-十八碳烯酸(Ⅱ-9)。此外,还对化合物Ⅱ-3首次补充了25S构型的波谱数据。6.首次对卷叶黄精中分离到的部分化合物进行了抗菌活性测试。就供试的细菌而言,化合物Ⅱ-3和化合物Ⅱ-4对枯草芽孢杆菌、普通变形杆菌有一定的抑制活性,而化合物Ⅱ-2对普通变形杆菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌抑制作用较强;对供试的植物病原菌来说,化合物Ⅱ-3对玉米大斑病原菌、杨树溃疡病病原菌的抑制作用较强,EC50分别为46.77、57.54μg·mL-1,化合物Ⅱ-4对玉米大斑、杨树溃疡病的EC50分别为60.50、57.65μg·mL-1;化合物Ⅱ-2仅对油松猝倒A病原菌的抑制效果明显,EC50为288.40μg·mL-1。7.首次研究了玉竹和卷叶黄精多糖的醇沉分离、脱蛋白和脱色素工艺。确定了玉竹多糖的最佳精制工艺为:乙醇醇沉浓度为95%,醇沉时间为5h,溶液的pH值为7,醇沉次数在考虑后续多步处理的基础上,选择1次;采用酶法与TCA法相结合脱蛋白,即酶的用量为多糖样液体积的0.8%(W/V)与TCA的用量为样液体积的4%(V/V)相结合脱蛋白;采用LSI296大孔阴离子交换树脂脱色,其脱色率、多糖含量、多糖损失率分别达89.26%、94.24%、15.14%。卷叶黄精多糖的最佳提取工艺为:在温度80℃下,用水提取2~3次,每次2h,料液比为1∶25。醇沉分离工艺为:醇沉时乙醇体积分数为80%,药液浓缩至1mL·g-1(药液·原料),pH值为6。最佳脱蛋白工艺为:酶的用量为多糖样液体积的0.8%(W/V),TCA的用量为样液体积的4%(V/V)和1/5糖液体积的Sevag试剂(氯仿∶正丁醇为4∶1,V/V)相结合脱蛋白。卷叶黄精多糖的脱色宜采用LSD208大孔阴离子交换树脂,其脱色率、多糖含量、多糖得率分别达88.19%、92.32%、64.16%。对玉竹和卷叶黄精的化学成分和生物活性的上述研究,阐明了其化学成分的结构,初步筛选出了新型抗菌成分,为先导化合物的发现奠定了一定的基础,并为玉竹和卷叶黄精的科学开发和利用提供了依据。