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黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi.)是重要的药用植物资源,其干燥根是常用的大宗中药材。黄芩具有清热燥湿,泻火解毒,凉血安胎等功效,而其地上茎叶富含野黄芩苷等黄酮类成分,在北京、内蒙古、山西等地被作为地方茶饮使用。黄芩是清热燥湿类主药,年需求量巨大,经过多年高强度采挖,野生黄芩资源日趋枯竭,栽培黄芩已经成为黄芩药材的主要来源。黄芩生长适宜性较强,在我国多个省市均有栽培种植基地。但由于黄芩野生变家种时间较短,尚无优良品种选育成功,黄芩栽培所用种子均采自野生,种质混杂、种子来源不清,导致栽培黄芩的药材质量并不稳定,进而影响其临床治疗效果。丰富种质资源是黄芩优良品种选育的基础,在广泛收集黄芩种植资源的基础上,进一步构建黄芩核心种质,并筛选优良种质用于栽培生产,可有效提高黄芩药材及黄芩茶的产量和品质。然而目前尚未见相关研究报道,特别是对于不同种质黄芩茎叶质量研究更少。本文在课题组前期收集57个黄芩种源的基础上,进一步对各个种源黄芩的外观性状和药材中黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素和千层纸素A5种成分及茎叶中野黄芩苷、黄芩苷、芹菜素-7-O-葡萄糖醛酸苷和白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷4种成分的含量进行测定,分析比较不同种源黄芩植株整体的差异性。综合运用多种取样规模和取样方法,按照核心种质的构建原则和评价方法构建黄芩核心种质,并通过黄芩药材产量和质量相结合,采用灰色关联度法,进行黄芩优良种质的筛选,为后期黄芩种质资源保存和良种选育奠定基础。主要研究结果如下:(1)不同种源黄芩生长指标及药材产量的差异:研究发现种源地为河北承德围场县黄土坎乡黄土坎村的黄芩较为挺直,株高明显高于其他种源地的黄芩,但其植株的繁茂程度及整体株幅并未过大。相比之下,河北承德双滦区大庙镇大庙东沟所产黄芩的植株地上部位长势高大繁茂,株高和株幅均已达到较高值。此外还发现,不同种源黄芩药材的根干重呈极显著性差异,其中山西省阳泉市郊区邓家峪刘备山所产黄芩的根干重已达到40.47±27.74g,明显高于其他地区。(2)黄芩药材中5种活性成分含量的分布规律:本研究旨在确定标准的取样部位,通过对6年生黄芩100cm长主根按照5cm分段处理后,测定黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、千层纸素A5种活性成分含量发现,从芦头至形态学下端,5种成分含量呈现出先升高后降低的趋势。此外在同一株黄芩中,不同等级之间活性成分含量差异较大,通过比较枯芩和子芩部分,发现黄芩素、汉黄芩素和千层纸素A成分含量在枯芩中高,而子芩中黄芩苷和汉黄芩苷成分的含量高。通过对比不同部位药材重量和活性成分含量占全株比例,并综合考虑人工取样差异性的存在,将25-35cm设定为合理的取样深度。(3)不同种源黄芩5种活性成分含量的差异分析:本文发现57个种源地所产黄芩药材中黄芩苷含量均高于9%,符合2015版《中华人民共和国药典》要求。黄芩苷含量的最高值出现在山东省烟台市福山区张格庄镇车家村所产的黄芩中,可达20.98±1.27%。黄芩素和汉黄芩素含量的最高值均出现在种源地为河北承德兴隆县南天门乡南天门村,而汉黄芩苷和千层纸素A含量最高值分别出现在河北省张家口市赤城县后城镇西后村和山西省阳泉市郊区邓家峪刘备山。(4)不同种源黄芩茎叶中4种活性成分含量的差异分析:茎叶中所含多种活性成分含量差异均达极显著水平(P<0.01),其中野黄芩苷和白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷两种成分在黄芩叶中含量普遍较高,而黄芩苷含量值较低。野黄芩苷含量最高值出现在种源地为河北省张家口市赤城县后城镇西后村的黄芩茎叶中,可达5.200±0.444%。内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克旗白音塔拉乡白音塔拉草甸子黄芩叶中白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷含量最高。(5)黄芩核心种质的构建:通过计算不同种源黄芩各项性状的变异系数,发现大部分性状的变异系数均为10%,其中部分种源地黄芩的芦头直径和千层纸素A含量含量等变异系数已达100%以上,并且多项性状之间具有不同程度的显著相关性。以多种总体取样规模和取样方法结合,采用欧氏距离类平均法聚类,构建黄芩核心种质。通过均值差异百分率、方差差异百分率和极差符合率作为评价参数,对其进行评价,并进行主成分分析,获得以43个样本量为主的黄芩核心种质。核心种质包括:河北省24个、内蒙古6个、山西省5个、陕西省3个、山东省4个和吉林省1个。(6)黄芩优良种质的筛选:根据不同种源黄芩药材产量和药材中所含活性成分含量,采用灰色模式识别法进行分析,分别筛选优质高产种源。从药材质量进行筛选,相对关联度最高值0.527出现在山东省烟台市福山区张格庄镇车家村,其次分别为河北省张家口市赤城县后城镇西后村和河北省石家庄市井陉县于家乡张井沟村,可作为优质黄芩种源地候选。药材质量和产量综合来看,选定Ri值0.500以上为优质高产药材种源,河北省石家庄市平山县孟家庄镇安门村相对关联度值最高,已达0.519,其次是河北省石家庄市井陉县于家乡张井沟村和山东省烟台市福山区张格庄镇车家村,以上种源地可作为栽培生产优质高产黄芩药材的最佳种源地。本论文研究的特色和创新点在于:首次通过黄芩地上部分与地下部分标记对应,从多种种源黄芩的外观性状、药材产量、药材质量及叶子中活性成分含量几个方面,综合比较分析不同种源黄芩的差异性。此外,以171份黄芩种质资源为研究材料,结合黄芩多种表型性状与药材和叶子中活性成分含量,对比多种总体取样规模和取样方法,进行黄芩核心种质的构建,并利用多项评价参数对其进行评价。同时以应用目的为导向,通过药材产量和质量筛选黄芩优良种质,为后期选育优质高产黄芩药材提供一定理论依据。