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麻黄(Ephedra)为麻黄科麻黄属植物,是常用的中药材和藏药材。分布于青藏高原的麻黄植物形态相似,尤其是藏麻黄(E.saxatilis)和山岭麻黄(E.gerardiana)在非花期时难于辨认,这阻碍了对麻黄进一步深入研究以及导致中药质量不一致等问题。本论文采用DNA条形码技术和代谢组学相结合的方法,开发藏麻黄、山岭麻黄、单子麻黄(E.monosperma)、中麻黄(E.intermedia)和草麻黄(E.sinica)物种鉴定的方法,建立青藏高原麻黄植物中麻黄碱和伪麻黄碱含量测定方法,分析不同居群样品和不同种麻黄的抗氧化能力和抗补体能力,主要研究内容及结果如下:(1)在青藏高原采集了藏麻黄、山岭麻黄、单子麻黄、中麻黄16个居群141个植物个体的DNA样本,用于代谢组分析,另选择采集于青海的草麻黄植物用于盐酸麻黄碱含量分析中的对照样本;(2)采用试剂盒提取方法进行DNA的提取,用ITS2和trnT-trnF序列合成引物,扩增DNA产物并测序;用NJ法、ML法构建麻黄系统进化树,并基于K2P模型计算麻黄的种内和种间遗传距离。结果显示ITS2和trnT-trnF序列的扩增成功率分别为70.21%、93.62%;根据聚类分析结果显示这两种分子标记能使单子麻黄和草麻黄与其它种麻黄分开,但藏麻黄和山岭麻黄分不开;用这两种分子标记得到的序列进行遗传距离分析,结果山岭麻黄与单子麻黄种间遗传距离最小,中麻黄与单子麻黄的种间遗传距离最大;(3)基于《中国药典》中对麻黄药材中麻黄碱含量测定方法,采用HPLC建立了本研究材料5种麻黄植物中麻黄碱和伪麻黄碱含量的测定方法,分析盐酸麻黄碱和伪麻黄碱含量在麻黄种间和居群间的差异。麻黄碱含量在中麻黄最高,山岭麻黄最低,藏麻黄和草麻黄中介于中麻黄和山岭麻黄之间。用麻黄碱含量获得麻黄种间聚类结果与分子系统发育进化关系相似;(4)采用UPLC-MS方法对16个麻黄居群植物进行代谢组研究。经PCA主成分分析,正交偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)等多元统计分析,使用KEGG数据库和HMDB数据对麻黄代谢产物进行注释,根据变量权重值(VIP)>1和显著性差异检验(P<0.05)来筛选不同种麻黄的差异代谢产物。结果表明:UPLC-MS共鉴定出212个化合物,其中37个代谢物有KEGG注释信息,199个代谢物有HMDB注释信息,筛选出了11个差异代谢产物,分别为:桂花苷A、麦角甾醇过氧化物、激动素1-3、他氟前列素、丹参酚B、9(Z),11(E)-共轭亚油酸、N-花生四烯酸甘氨酸、赤霉素A4葡萄糖基酯、瑞格列奈芳香胺、5-羟基丁螺环酮、诺曼癌素。聚类分析结果显示用UPLC-MS方法可以把中麻黄与其它种麻黄分开。用GC-MS代谢组分析方法,共鉴定出213个化合物,其中149个代谢物有KEGG注释信息,有95个代谢物有HMDB注释信息,筛选出了14个差异代谢产物,分别为:酮亮氨酸、反式-4-羟基-L-脯氨酸、L-丝氨酸、L-高肌氨酸、乙酰水杨酸、甲基琥珀酸、葡萄糖-1-磷酸、甘油3-磷酸酯、乙基正丙胺、丁基双(三甲硅基)胺、d-(-)-果糖、乙酰氨基葡萄糖、异麦芽酮糖醇、儿茶酚;(5)采用DPPH法和经典途径方法测定不同种麻黄的抗氧化能力和抗补体能力。不同种麻黄的抗氧化能力从大到小的顺序为:山岭麻黄、单子麻黄、藏麻黄、中麻黄。不同种麻黄的抗补体能力从大到小的顺序为:单子麻黄、藏麻黄、中麻黄、山岭麻黄。研究结果显示单子麻黄和藏麻黄的抗氧化能力和抗补体能力都优于中药用的中麻黄药材。研究结果不仅为分布于青藏高原的麻黄物种的鉴定提供方法和技术手段,也为挖掘麻黄药效成分提供数据支撑和理论依据。