水分和盐分处理对甘草药材质量的影响

栽培药材质量受环境条件及人工栽培技术影响较大,如何稳定和提高药材质量成为研究的热点,本文以甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)为研究材料,对不同水分和盐分胁迫条件下甘草生长状况及产量、生理生化、代谢产物、物质组分进行多层面分析比较,揭示水分和盐分处理对栽培甘草药材质量的影响,为定向调控甘草栽培技术,稳定和提高栽培甘草的药材质量提供了可参考的依据,主要研究结果如下: 1.水分和盐分处理对甘草生长及药材产量和质量具有显著的影响。土壤相对含水量在40%以下,含盐量达到0.6%时,株高、地径、根系干重、生物量等指标均显著降低,土壤相对含水量在60～70%范围及含盐量在0.3%时对药材的产量没有显著影响,可以显著促进甘草酸和甘草苷含量的积累。 2.适度的水分和盐分胁迫可以促进甘草酸、甘草苷、异甘草素、总黄酮、总皂苷含量的积累,却抑制了多糖含量的积累。40～50%和60～70%水分处理及0.3%和0.6%盐分处理甘草的甘草酸、甘草苷、异甘草素、总黄酮、总皂苷含量显著或极显著的高于其他处理,但多糖含量显著降低。 3.水分和盐分处理改变了药材的物质组分,从而引起甘草酸和甘草苷含量的变化。胁迫条件下药材的总糖含量降低,粗纤维、粗蛋白含量提高。甘草酸、甘草苷含量与总糖、灰含量表分现为负相关关系,与粗纤维含量表现为正相关关系。 4.水分和盐分胁迫对药材质量影响的过程,是其自身通过生理调节(抗逆生理特征、光合生理、营养生理)来适应环境变化,从而影响了有效成分的形成和积累,可以概括为以下三方面: ①在水分和盐分胁迫下,甘草叶片的渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖)含量及保护酶(SOD、POD、CAT、GR)的活性发生显著变化;盐胁迫下甘草的抗逆生理特征指标与甘草酸和甘草苷含量呈显著的正相关关系。 ②水分和盐分处理改变了甘草光合特征参数,Pn、Tr、Gs表现为降低的趋势,WUE表现为升高的趋势,生物量积累与Pn呈现显著的正相关关系。土壤相对含水量在20～70%含水量范围内,叶片光合能力的提高有利于甘草酸和甘草苷含量的积累。 ③水分处理甘草的甘草酸和甘草苷含量与N、P、Ca元素含量呈正相关关系,盐处理甘草的甘草酸和甘草苷含量与K、Ca元素含量呈正相关关系。 5.对甘草酸合成过程的生化过程检测发现,水分和盐分胁迫降低了甘草酸合成前体物质的含量,提高了甘草酸合成过程中的两种关键酶的活性。水分和盐分胁迫下甘草植株中可溶性糖和淀粉及β-香树脂醇含量与甘草酸含量显著负相关,而β-香树脂醇合成酶和角鲨烯环化酶表达量明显高于未受胁迫的处理。