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黄芩是我国常用大宗药材,其质量与环境密切相关,本研究旨在人为调控黄芩在逆境条件下的次生代谢,以促进药材中主要有效成分的积累,建立提高栽培黄芩质量新方法。采用 0.004μmol/L、0.4μmol/L 和 40μmol/LH2O2 及 0.004μmol/L、0.4μmol/L 和40μmol/LNa2S2O4溶液喷洒黄芩地上部分,研究黄芩植物体中活性氧含量、抗氧化酶活性、黄酮类成分生物合成相关酶基因表达和活性的变化。外施H202后,黄芩地上部分相关抗氧化酶活性均有不同程度的改变,苯丙氨酸解胺酶(PAL)活性的升高。0.004μmol/LH202、0.4μmol/LH202处理组的黄芩地下部分的SOD活性始终低于对照组,40μmol/LH202处理组在第3天升高。CAT活性基本不变。POD的活性从第3天开始下降迅速,总体表现出抗氧化酶消除活性氧的能力降低,促进了活性氧以H2O2形式积累,H202含量在处理后的第一天显著上升。地下部分的PAL的基因表达和活性的也显著提高,促进黄酮的积累。表现出苷类物质略有下降,苷元类物质显著上升。其中0.004μmol/L浓度最佳。处理后的第2天,0.004μmol/LH2O2组的黄芩苷和汉黄芩苷含量分别为5.11%和0.90%,分别比对照组降低了 5.9%和7.2%;黄芩素和汉黄芩素含量分别为0.324%和0.110%,分别比对照提高了 2.46倍和0.83倍。外施 Na2S2O4 后,0.004μmol/L Na2S2O4、0.4μmol/L Na2S2O4 和 40μmol/L Na2S2O4处理组的黄芩地上部分SOD活性均下降,低于对照组,第3天有所升高。CAT的活性均在处理后的第1天显著升高,然后恢复到原有水平。不同含量Na2S204的POD的活性第1天略有下降。PPO活性第1天升高,然后逐渐下降。苯丙氨酸解胺酶(PAL)活性的升高。总体表现出抗氧化酶消除活性氧的能力较强,减少了活性氧以H2O2的形式积累,H202含量在处理后的第一天显著下降。地下部分的PAL的基因表达和活性的也显著提高,促进黄酮的积累。表现出苷类物质略有下降,苷元类物质显著上升。其中0.004μmol/L浓度最佳。处理后的第1天,0.004μmol/LNa2S2O4组的黄芩苷和汉黄芩苷含量分别为5.31%和0.99%,分别比对照降低了 2.2%和2.1%;黄芩素和汉黄芩素含量分别为0.266%和0.094%,分别比对照提高了 2.27倍和1.96倍。通过对黄芩地上部分施加外源H2O2和Na2S204调控黄芩次生代谢,黄芩中次生代谢产物黄酮类成分总含量显著提高。由于黄芩素等苷元类物质药理活性最强,外源H2O2和Na2S2O4显著提高了黄芩素含量,从而可提高黄芩药材的质量。