贝母属植物生物碱累积研究进展

王 华， 何美军， 穆 森， 张 宇， 郭坤元

(1.湖北省农业科学院中药材研究所，湖北恩施 445000；2. 湖北省农业科技创新中心中药材研究分中心，湖北恩施 445000)

贝母属植物生物碱累积研究进展

王 华1,2， 何美军1,2， 穆 森1， 张 宇1， 郭坤元1,2

(1.湖北省农业科学院中药材研究所，湖北恩施 445000；2. 湖北省农业科技创新中心中药材研究分中心，湖北恩施 445000)

系统阐述了贝母属植物生物碱分类以及不同药用部位、不同生长年限、不同生长环境对生物碱累积的影响，并从规范化种植技术、加强贝母属植物生理生态基础研究、喷施外源植物生长调节剂等方面对提高生物碱含量的途径进行了叙述，以期为贝母属药用植物资源的可持续利用及规范化种植提供参考。

贝母属；生物碱；分类；累积规律；提高途径

贝母属植物(FritillariaL.)隶属于百合科，全世界约有130种，主要分布于北温带地区，尤以地中海地区、亚洲东部至中部和北美洲的种类为多[1]。以鳞茎入药，具有清热润肺、化痰止咳之功效[2]。在长期应用实践中，伊贝母(新疆贝母)、平贝母、川贝母(川贝母、暗紫贝母、甘肃贝母、梭砂贝母、太白贝母、瓦布贝母)、湖北贝母、浙贝母及安徽贝母为主要的种植品种[3]。近年来，贝母属植物研究主要集中在化学成分及其药效学等方面，而其主要有效成分为生物碱。笔者从生物碱分类、累积规律及提高生物碱含量的途径等方面对贝母属植物生物碱累积进行综述，以期为贝母属药用植物资源的可持续利用及规范化种植等提供参考。

1 贝母属植物生物碱的分类

生物碱是存在于自然界中的一类含氮的碱性有机化合物，贝母属植物已分离出130多种生物碱，多为甾体生物碱，根据其碳框架不同可分为异甾体生物碱和甾体生物碱两大类。异甾体生物碱根据E和F环连接方式的不同分为瑟文型(cevanine A)、介藜芦型(jervine B)和藜芦胺型(veratramine C)，80%的生物碱均为瑟文型，该类生物碱成为贝母属植物的化学特征性成分。甾体生物碱根据氮元素连接在吲哚环或哌啶环上而分为茄碱型(solanidine D)和裂环茄碱型(secosolanidine E)[3]。从贝母属植物中分离得到主要生物碱结构及来源植物见表1[4-10]。

2 贝母属植物生物碱累积规律

2.1 不同基源植物对生物碱累积的影响 从表1可以看出，不同基源植物所含的生物碱种类及结构类型是不同的。马利琼等[11]采用两相滴定法测定了川贝母4种基源植物生物碱的含量，结果发现，川贝母、暗紫贝母、棱砂贝母、甘肃贝母中生物碱含量分别为0.08%、0.04%、0.07%、0.05%，说明即使同为《中国药典》川贝母的基源植物，所含生物碱类型及含量存在差异。

2.2 不同药用部位对生物碱累积的影响 同一资源植物的不同部位常含有相同或相似的化学成分，并具有相似的功效。尹尚军等[12]研究发现浙贝母鳞茎、地上茎、叶3个部分中生物碱含量最高的是鳞茎，地上茎中的总生物碱含量为鳞茎中的50.6%～60.7%，叶中的总生物碱含量为鳞茎中的33.3%～38.3%。崔明超等[10]分别对浙贝母不同部位的生物碱类成分进行分析，7种甾体类生物碱(或同分异构体)普遍存在于鳞茎及地上部分，但茎、叶中的生物碱含量低于花和花蕾。这与姜艳等[13]、闵会等[14]得出的结论一致，地上茎、叶和花同样具有一定的药用价值，具有与鳞茎相似的活性。

2.3 不同生长年限对生物碱累积的影响 吴广等[15]按生长年限及规格将湖北贝母分为9组,即一年大粒、一年中粒、一年小粒、二年大粒、二年中粒、二年小粒、三年大粒、三年中粒、三年小粒，通过测定贝母甲素、湖贝甲素，发现一年生大粒组内在品质优于其他组，推测在一定范围内颗粒越小,有效成分含量越高。范捷[5]以贝母甲素和贝母乙素为标准品，通过对浙贝母等13批贝母样品HPLC-ELSD分析建立指纹图谱，发现生长年限较长的川贝母被分离出来，而生长年限较小的川贝母与浙贝母聚在一起。王振月等[16]研究发现平贝母在不同的物候期其生物碱的累积不同，即萌芽期含量较高，随着地上部分的迅速生长，贝母乙素含量下降，到开花期又迅速回升达到峰值，进入枯萎期时含量达最低值，更新期贝母乙素含量又开始逐渐增多，说明贝母生物碱的累积是一个动态变化的过程。刘震东等[17]分析发现3、4、5年生瓦布贝母西贝碱含量均较高，同时佐证了贝母传统采收期。

表1 贝母属植物主要生物碱类型

2.4 不同生长环境对生物碱累积的影响 吴晓民等[18]测定不同产地平贝母中贝母甲素的含量，发现不同产地平贝母中贝母甲素含量有一定的差异，推测可能与产地的光照、温度、湿度不同有关。范捷[5]通过HPLC-ELSD比较来源不同浙贝母样品发现，浙江省内采集的浙贝母没有明显差异聚集在一起，而来自江苏的浙贝母被单独分开，说明不同产地的浙贝母存在差异，这可能与不同的生长环境有关。张鹏葛等[19]分析发现伊贝母总生物碱和西贝母碱含量与年均气温、地面温度、日照时数、相对湿度、降水量等5个气候因子无显著相关性，而年均气温、降水量、相对湿度和地面温度升高有助于伊贝母中西贝母碱苷的形成与积累，年均日照时数升高则抑制西贝母碱苷的形成与积累。

3 提高贝母属植物生物碱含量的途径

3.1 规范化种植技术 中药材规范化种植(GAP)是保证中药材质量，促进中药材标准化、现代化的基本准则。应该结合生产实际，因地制宜地选择抗病虫、抗寒、耐热、生物碱含量高的品种；以农家肥为基肥，合理追肥，忌施氯肥；通过套种春玉米、林下种植贝母等种植方式，遮荫保湿降温，安全度过越夏期；摘花打顶、病虫害防治；确定合理的采收期，一般在5月中上旬—6月上旬，即地上部分枯萎时收获。

3.2 加强贝母属植物生理生态基础研究 目前，贝母属植物的研究主要集中在药学和药效方面，其生理生态学研究基础比较薄弱，生物碱累积机制、代谢途径以及与环境的耦合关系还处于空白。在药材采收、初加工、储藏过程中共性技术研究的基础上，通过对贝母属植物不同产地、不同采收期的系统评价，建立客观表征贝母属植物生长发育与环境条件的物候关系、对药材品质形成与药用部位生物产量相互关联的多指标综合评价模式。

3.3 喷施外源植物生长调节剂(PGRs) 外源施加PGRs主要通过调控代谢产物生物合成中相关酶的合成或相关酶基因的表达，影响植物内源激素的含量，从而影响植物次生代谢产物的积累[20]。杨致荣等[21]以长春花为模式植物研究萜类吲哚生物碱生物合成发现，JA(茉莉酸) 可介导长春花生物碱次生代谢转录中多种关键酶、参与调节的转录因子。JA 可从整体上增加莨菪烷类生物碱含量，并具有选择性，表现在莨菪碱和东莨菪碱含量增加的差异性；JA 不仅能调控整个萜类吲哚类生物碱代谢途径，还能够选择性诱导单萜类吲哚生物碱合成，但对双萜类吲哚生物碱的合成无明显作用[22]。目前，外源植物调节物质对贝母属植物生物碱累积影响的研究较少，因此应借助基因组学、蛋白质组学等方法，深入研究外源植物激素对贝母属植物生物碱累积及对药材产量和质量的综合影响，为揭示贝母属植物产量和品质形成机制、指导贝母属植物优质高产提供依据。

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Advances in Alkaloids Accumulation of Fritillaria

WANG Hua1,2,HE Mei-jun1,2,MU Sen1et al

(1. Institute of Chinese Herbal Medicine,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Enshi,Hubei 455000; 2. Chinese Herbal Medicine Subcenter of Hubei Agricultural Science and Technology Innovation Center,Enshi,Hubei 445000)

The classification of alkaloids in Fritillalia was elaborated,as well as the effect of different medicinal parts,different growth years and different growth environment on the accumulation of alkaloids. Ways for improving alkaloids content were discussed from aspects of standardizing cultivation technology,strengthening physiological and ecological research,spraying exogenous plant growth regulator,so as to provide reference for sustainable utilization and standardized cultivation of Fritillalia resource.

Fritillaria; Alkaloid; Classification; Accumulation rule; Improvement way

湖北省农业科学院青年科学基金项目(2012NKYJJ23)；湖北省重点新产品新工艺研究开发项目(2013BCA007)。

王华(1979- )，女，山东泰安人，助理研究员，硕士，从事药用植物育种与栽培研究。

2016-11-11

S 567.23+1

A

0517-6611(2016)34-0128-02