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本研究运用红外光谱技术,通过盆栽试验研究了鸡骨草和毛鸡骨草不同生育期的渗透调节物质在干旱胁迫条件下的变化,同时系统研究了不同来源鸡骨草、毛鸡骨草药材的红外光谱特征差异,并结合统计软件,初步建立了快速无损伤的鸡骨草药材质量评价方法。研究结果如下:
1、随着干旱胁迫的增加,鸡骨草、毛鸡骨草苗期、营养生长期、开花期的株高、茎粗、复叶长等呈递减趋势,根直径、须根数呈递增趋势,但是在严重干旱胁迫下,各生长指标的增长均受到明显的抑制。从营养生长期至开花期,轻度干旱胁迫对鸡骨草、毛鸡骨草的生长有明显的促进作用。从生物量上看,鸡骨草、毛鸡骨草从苗期到开花期均呈先快后慢的增长趋势,而毛鸡骨草在干旱胁迫处理下呈先慢后快的增长趋势。但是在严重干旱胁迫条件下,两种鸡骨草的生物量积累量显著减少。在同一生育期,随着干旱胁迫的加剧,鸡骨草、毛鸡骨草的生物量呈递减趋势,但在开花期毛鸡骨草的生物量以轻度干旱处理下最高。在同一生育时期,干旱胁迫对毛鸡骨草生物量积累影响较小。
2、不同组织器官的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图谱中,在3355、2923、1375、1654、1540、1424和1031 cm-1等处附近吸收峰高的变化反映了鸡骨草不同部位渗透调节物质在不同生育期对干旱胁迫响应的变化规律。其中,鸡骨草各生育期不同部位的蛋白质、糖类、多胺和游离氨基酸等渗透调节物质在轻度干旱胁迫下含量均较低,随着干旱胁迫的加剧逐渐升高,最明显的变化规律是蛋白质酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带。而叶片苗期蛋白质类的变化规律则不同,随着干旱胁迫的加剧呈先升高后降低变化趋势,在轻度干旱胁迫最高。毛鸡骨草根部渗透调节物质在不同生育期的变化规律与鸡骨草相似,但在开花期,轻度干旱和中度干旱胁迫之间的差异不明显。毛鸡骨草叶片渗透调节物质的变化规律为:蛋白质、糖类、多胺和游离氨基酸类等物质在苗期随着干旱胁迫的增加呈先升高后降低趋势。在营养生长期,蛋白质类物质变化最明显,随干旱胁迫的增加,呈递减趋势,在开花期,各种渗透调节物质的变化趋势与苗期相似,但没有苗期表现明显。
3、鸡骨草、毛鸡骨草体内次生代谢产物的含量在不同水分条件下差异达显著水平,两种鸡骨草相思子碱和黄酮的含量随着干旱胁迫的加剧均呈递减趋势,正常供水条件下鸡骨草相思子碱和黄酮的含量均高于毛鸡骨草,而在胁迫条件下这两种成分的含量均低于毛鸡骨草;两种鸡骨草总皂苷的含量随着干旱胁迫的加剧均呈先升高后降低趋势,除了在严重干旱处理(SD)下,其余各处理条件下毛鸡骨草体内总皂苷含量均高于鸡骨草。
4、通过FTIR系统研究表明,鸡骨草与毛骨草均含挥发油、三萜类、黄酮、皂苷、多糖类等化学成分。黄酮类、皂苷类、多糖类成分含量均以毛鸡骨草高;鸡骨草、毛鸡骨草不同部位红外“指纹”区的特征光谱显示:鸡骨草根部的黄酮类成分含量少于茎部、而皂苷类和多糖类成分含量高于茎部;毛鸡骨草黄酮类和皂苷类成分含量以叶部最高,根部最低;多糖类成分叶部最高,根部和茎部较低但二者含量相近。
5、栽培2年生鸡骨草、毛鸡骨草皂苷、黄酮、多糖类等化学成分的含量均低于栽培1年生鸡骨草、毛鸡骨草的含量,但是,栽培2年生鸡骨草与野生鸡骨草之间化学成分差异不明显;不同产地栽培的鸡骨草化学成分差异较大,其中,那马栽培鸡骨草与广西大学农学院教学科研基地的鸡骨草最相似,上林栽培鸡骨草与广西大学农学院教学科研基地鸡骨草差异最大。五个产地毛鸡骨草,除上林毛鸡骨草外,其余产地栽培毛鸡骨草化学分差异不大。红外指纹图谱表明,同一产地栽培鸡骨草、毛鸡骨草化学成分较相似,同一产地不同年限栽培鸡骨草、毛鸡骨草化学成分差异较大。
6、应用双指标分析法时,只做13点平滑就可以将6种鸡骨草样品完全分开,可以在6维空间中考察不同中药样品之间的相互关系,并可用数量将这些关系精确地表示出来;应用系统聚类分析时只做13点平滑的初始数据聚类效果较差,但13点平滑后再做一阶导数处理,聚类效果很明显,6类鸡骨草样品可以完全分开。应用双指标分析法,在样本量大时,共有峰率变异峰率统计较麻烦,但精确度较高;聚类分析法,精确度相对较低,但是运作比较方便。