[科普中國]-雜種耬斗菜

多年生草本。二回三出復(fù)葉，最終小葉或裂片廣楔形。夏季開花，花生于枝頂，青色，紫色或白色，花瓣五片，各有一彎曲的距。果實被稠密的短絨毛。別名：血見愁、貓爪花；原產(chǎn)歐洲。栽培供觀賞。以全草入藥。夏季采收，洗凈切碎，熬煎至濃縮成膏用。性味歸經(jīng)：苦、微甘，平。功能主治：調(diào)經(jīng)止血。用于月經(jīng)不調(diào)，經(jīng)期腹痛，功能性子宮出血，產(chǎn)后流血過多。1

相關(guān)耬斗菜因其表型的多樣性、生境分布的廣泛性、材料遺傳操作性強(qiáng)被廣泛應(yīng)用于進(jìn)化、分子遺傳育種學(xué)研究2。本文對耬斗菜屬以下三個方面進(jìn)行綜述,以期為本屬植物和相關(guān)分子遺傳學(xué)的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù):(1)物種進(jìn)化和生殖生態(tài):耬斗菜屬的花距的變長是由于一系列可以預(yù)測的、針對不相關(guān)的授粉者的適應(yīng)性變化,傳粉者的轉(zhuǎn)變可能是導(dǎo)致耬斗菜屬距長進(jìn)化的誘因。(2)雜交育種:耬斗菜屬中最有價值的雜交種產(chǎn)生于A.coerulea和A.chrysantha之間,區(qū)分種類的性狀有些由主基因控制,而有些由微基因控制。(3)花色的分子遺傳學(xué):耬斗菜屬內(nèi)存在豐富的花色變異,對耬斗菜屬中開展的關(guān)于花青素苷合成的生化途徑的分析、雜交實驗和基因表達(dá)分析等為研究耬斗菜花色的遺傳基礎(chǔ)提供了寶貴信息2。

耬斗菜(Aquilegia viridiflora)隸屬于毛茛科(Ranunculaceae)耬斗菜屬(Aquilegia),該屬共包括70多個物種,廣泛分布于北半球溫帶地區(qū)。我國大概分布有13個耬斗菜屬物種,其中耬斗菜是分布比較廣泛的物種之一3。本實驗選取了耬斗菜這個物種內(nèi)的7個自然居群作為研究對象。這些自然群體廣泛分布于我國的東北與華北地區(qū),并在花的形態(tài)和顏色方面存在顯著差異。為了研究該物種的遺傳結(jié)構(gòu),我們運用了單拷貝核基因標(biāo)記的方法對耬斗菜這7個自然居群共計100個個體的三個核基因(ADH,OGGA,gEST-8)和十個葉綠體基因(trnD-psbM、matK、ndhJ-trnF ndhC-trnV、Ycf6-psbM、rps12-rp120、atpH-atpL、ndhA、trnC-ycf6和trnC-rpoB)進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析3。根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù),我們進(jìn)行了遺傳結(jié)構(gòu)(Genetic structure)、單倍型網(wǎng)絡(luò)支系圖(Haplotype network)和系統(tǒng)發(fā)育樹(Phylogenetic tree)等相關(guān)方面的分析。根據(jù)遺傳多樣性結(jié)果分析顯示,該物種的各個居群都具有較高的遺傳多樣性(Genetic diversity)。單倍型網(wǎng)絡(luò)支系結(jié)果顯示該物種內(nèi)各居群間的單倍型在各個地區(qū)的比例差異并不明顯。此外,根據(jù)遺傳分化分析顯示,耬斗菜物種內(nèi)各居群間出現(xiàn)了一定程度的遺傳分化。綜合以上所有結(jié)果,耬斗菜各居群間的花在形態(tài)顏色上已出現(xiàn)了較為顯著的差別,同時在遺傳水平上也出現(xiàn)了一定程度的分化?；谶@些結(jié)果,我們初步推斷導(dǎo)致該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是不同的居群在進(jìn)化的過程中在地理隔離作用下的遺傳漂變以及不同自然環(huán)境下的選擇壓力使它們逐漸產(chǎn)生了表型與遺傳分化3。

耬斗菜(Aquilegia viridiflora pall)為毛莨科耬斗菜屬多年生草本植物,全草入藥,是蒙古族民間藥食兩用植物。一般5-6月份可以采集其嫩莖葉作為野生蔬菜食用,具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),7-8月份采摘晾干入藥,具有調(diào)經(jīng)止血、清熱解毒、治傷、止痛等作用。耬斗菜在內(nèi)蒙古地區(qū)分布廣泛,在民間使用歷史悠久,易于采摘,易于辨認(rèn)4,本研究將在前人的研究基礎(chǔ)上主要補(bǔ)充及分析耬斗菜的有效成分含量及隨著采摘時期的變化和生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定。本研究以蒙古族藥食兩用植物耬斗菜(Aquilegia viridiflora Pall.)為材料,測定不同采摘時期的生物堿含量、黃酮含量、維生素C含量、蛋白質(zhì)含量以及不同生長時期的總抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-P X)含量、過氧化氫酶(CAT)含量和總超氧化物歧化酶(T-SOD)含量,并對上述各項進(jìn)行動態(tài)變化分析；測定耬斗菜乙醇提取物對黑腹果蠅壽命的影響及其體內(nèi)CAT, SOD和丙二醛(MDA)含量的影響；設(shè)計正交試驗探索提取分離耬斗菜總生物堿的最佳工藝條件；用高效氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù),對耬斗菜總生物堿進(jìn)行分離純化和結(jié)構(gòu)鑒定。通過本研究,豐富和完善耬斗菜有效成分的研究內(nèi)容為其臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù),讓耬斗菜發(fā)揮更大的應(yīng)用價值,揭示有效成分的季節(jié)性變化規(guī)律,為合理的采收,保護(hù)民族藥食兩用植物資源提供科學(xué)思路和實驗數(shù)據(jù)4。研究結(jié)果如下；1耬斗菜代謝物含量的動態(tài)研究耬斗菜采摘時間為2014年的5月13日、6月5日、6月28日、7月21日、8月13日。通過實驗研究發(fā)現(xiàn),耬斗菜生物堿含量在8月13日時最高；黃酮含量在6月28日時最高；蛋白質(zhì)含量在7月21日時最高；維生素C含量在6月5日時最高：T-AOC含量在8月13日達(dá)到最高點；T-SOD含量在6月28日時最高；CAT含量在8月13日時最高；GSH-PX含量在7月21日達(dá)到最高值。綜合耬斗菜代謝物及酶活性的動態(tài)變化研究,發(fā)現(xiàn)在5月初至6月末,耬斗菜中維生素C含量、蛋白質(zhì)含量和黃酮含量都較高,生物堿含量較低,故此時間段為耬斗菜最佳食用時期。在7月份和8月份時,生物堿含量富集達(dá)到最高點,不宜食用,可進(jìn)行采摘入藥,故此時間段為耬斗菜的最佳采摘入藥期。2耬斗菜體內(nèi)抗氧化活性的研究用濃度為0.06 mg/100 mg的耬斗菜乙醇提取物喂養(yǎng)雌果蠅和雄果蠅,發(fā)現(xiàn)實驗組壽命分別延長了10天和3天,雌果蠅和雄果蠅實驗組平均延壽率是16.32%和5.36%;用0.12 mg/100 mg濃度的耬斗菜乙醇提取物喂養(yǎng)雌果蠅和雄果蠅后發(fā)現(xiàn)實驗組壽命分別延長了11天和4天,雌果蠅和雄果蠅實驗組平均的延壽率是18.35%和5.84%4。各濃度組耬斗菜乙醇提取物均能提高雌雄果蠅體內(nèi)CAT、SO D的活性；均能減少MDA的含量。3耬斗菜生物堿的提取工藝研究采用熱浸法,以乙醇為溶劑提取耬斗菜總生物堿,對影響耬斗菜總生物堿提取的四個主要因素—乙醇濃度、料液比、浸提時間和浸提溫度進(jìn)行單因素實驗,得出每個因素最佳的水平,在采用最佳水平的各上下一級設(shè)計L9(34)正交實驗,確立耬斗菜總生物堿的提取工藝。發(fā)現(xiàn)4個因素對耬斗菜總生物堿提取率的影響順序為B=D>A>C,即浸提溫度=乙醇濃度>浸提時間>料液比,較優(yōu)實驗組合為B2D2A2C2,即浸提溫度為70℃、乙醇濃度為80%、浸提時間為60min、料液比為1：25。44耬斗菜總生物堿的分離純化及結(jié)構(gòu)鑒定耬斗菜乙醇提取液及乙醇超聲波輔助提取液對生物堿定性試劑均有沉淀反應(yīng),乙醇超聲波輔助提取液對于改良碘化鉍鉀試劑和Frob de試劑的定性反應(yīng)較乙醇提取物明顯。說明乙醇提取液和乙醇超聲波輔助提取液中均含有生物堿,而超聲波輔助提取比單純乙醇溶劑提取法更具有優(yōu)越性。我們從耬斗菜總生物堿乙醇提取液中共分離出2種生物堿,均為希夫堿類化合物,分別是酰腙類希夫堿2,6-二甲氧基苯甲醛氨甲酰腙和酰肼類希夫堿2-(3-對氯苯氧)N-(-2,4二甲氧基芐叉)乙酰肼。綜上所述,通過對耬斗菜的基礎(chǔ)性研究,分別確立了耬斗菜的最佳食用和藥用采摘時間。綜合考慮認(rèn)為,食用耬斗菜時候選擇生物堿含量較低且蛋白質(zhì)和維生素C含量較高的以6月份為宜,而采摘藥材時候選擇生物堿含量較高的8月份為宜；耬斗菜乙醇提取物對黑腹果蠅具有延壽抗衰老作用；耬斗菜總生物堿的最佳提取工藝為：浸提溫度為70℃、乙醇濃度為80%、浸提時間為60min、料液比為1：25；從耬斗菜乙醇提取物中分離出2種希夫堿類生物堿。上述實驗結(jié)果為耬斗菜有效成分的研究及合理的開發(fā)利用提供了實驗數(shù)據(jù)4。