作者：曾燕 郭蘭萍 楊光 陳保冬 王繼永 黃璐琦 單位：北京師范大學(xué)資源學(xué)院 中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 中國藥材公司

皂苷(saponins)是許多藥用植物中大量存在的一種次生代謝產(chǎn)物，在很多藥用植物體內(nèi)作為結(jié)構(gòu)性成分出現(xiàn)，是中藥材重要的藥效成分。然而，藥用植物體內(nèi)的皂苷是動態(tài)變化的，很多環(huán)境因子如氣候、光照、溫度、濕度和土壤肥力、栽培方式等都能影響植物皂苷含量和組成。研究表明，外部環(huán)境的突發(fā)改變，如光照溫度的變化等會誘發(fā)皂苷的合成。在生產(chǎn)上，如何利用環(huán)境因子的改變增加藥用植物皂苷含量，從而獲得高皂苷含量的優(yōu)質(zhì)中藥材，是中藥現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要研究方向。本文介紹了各種環(huán)境因子對皂苷含量的影響，以期為采取相應(yīng)的農(nóng)藝措施提高藥材中皂苷含量，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)藥材提供指導(dǎo)［1-3］。

1產(chǎn)地的影響

同種藥用植物有不同的分布區(qū)或產(chǎn)區(qū)，無論外觀形狀還是藥材質(zhì)量都有差異，自古以來人們很重視藥材的產(chǎn)地來源，是否為道地產(chǎn)區(qū)來源的藥材是藥材優(yōu)劣的一個評價指標。同樣，來源于不同產(chǎn)區(qū)的同種中藥材，其含有的特定的藥效成分皂苷含量就可能不同，包括皂苷總含量和皂苷組成。三七Panaxnotoginseng(Burk．)F．H．Chen是一種中國獨有的重要中藥材，栽培歷史超過600年，目前都是栽培品種。以前云南和廣西是三七的主要分布區(qū)，現(xiàn)在主要在云南栽培。傳統(tǒng)上認為云南文山是三七的道地產(chǎn)區(qū)，低緯度高海拔的特殊環(huán)境是形成云南文山道地三七的重要生態(tài)因素［4］。對云南和廣西三七進行皂苷含量的比較分析，發(fā)現(xiàn)云南三七皂苷含量比廣西高［5］。張之申等［6］對云南、廣西、貴州等產(chǎn)地的三七進行了藥材的商品性狀評價，認為云南三七質(zhì)量明顯比廣西和貴州產(chǎn)三七要好，造成這種差異的原因可能是不同產(chǎn)區(qū)土壤中常量及微量元素不同。崔秀明等［7］發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)區(qū)的土壤背景和三七皂苷含量具有相關(guān)性，土壤類型不同，三七皂苷含量有明顯差異，皂苷含量最高的火山巖紅壤，可能是與該類土壤中含大量的沸石有關(guān)。碳酸鹽巖黃紅壤皂苷含量較低，文山州三七分布最廣的泥質(zhì)巖黃紅壤三七總皂苷居中，平均總皂苷含量達7.46%。從而認為，選擇適宜的土壤類型栽培三七是提高三七內(nèi)在質(zhì)量的有效措施。同時人參屬的其他幾個重要的藥用植物如人參和西洋參也有類似的情況。如不同地區(qū)所產(chǎn)西洋參在各個皂苷成分的相對比值存在一定的差異，這種差異是因為產(chǎn)區(qū)存在的不同環(huán)境背景造成的，對比美國馬里蘭地區(qū)2個不同區(qū)域的野生和栽培西洋參，發(fā)現(xiàn)其中5個皂苷成分的相對比例相差很大，甚至可以形成不同的化學(xué)型［8］。也有研究表明韓國產(chǎn)人參質(zhì)量優(yōu)于其他國家人參，從而認為產(chǎn)地的不同導(dǎo)致的質(zhì)量差異［9］。

三島柴胡(saikosaponin)在日本也做中藥柴胡用。日本的霜川等發(fā)現(xiàn)，從不同產(chǎn)地引種來的栽培1年生的三島柴胡，皂苷含量不同。日本的山口、靜崗所產(chǎn)的皂苷含量高，香川所產(chǎn)的含量低［10］。可能由于靜崗所產(chǎn)三島柴胡植物葉面大，光合能力強的原因［11］，這些植株特性的差異應(yīng)該和不同區(qū)域的環(huán)境氣候很有很大關(guān)系。盾葉薯蕷DioscoreazingiberensisC．H．Wright是我國特有種和重要的醫(yī)藥原料。朱延鈞等(1998)對湖北武當山地區(qū)分布在不同海拔高度的藥用植物盾葉薯蕷中的薯蕷皂苷配基進行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)150～450m層次內(nèi)的平均含量為2.9%，451～750m層次的平均含量為3.54%，750m以上的平均含量為3.20%。3個海拔層次中，其海拔451～750m層次內(nèi)生長的盾葉薯蕷皂苷配基含量最高。因此，在野生狀態(tài)下，不同海拔高度與盾葉薯蕷根莖中的皂苷配基含量有一定相關(guān)性［12］。李鈞敏等調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一年生盾葉薯蕷的枝、莖、根等器官中的皂苷含量隨海拔高度的升高，含量有下降的趨勢，其中根部總皂苷含量與海拔高度之間存在及顯著負相關(guān)，同時坡向的不同，居群的不同，其某些器官中的總皂苷含量也可以達到顯著差異。同時調(diào)查了土壤因子對夏臘梅總皂苷的影響，發(fā)現(xiàn)土壤中P含量對夏臘梅葉片總皂苷含量起負相關(guān)作用，土壤N、有機質(zhì)、土壤pH均起正相關(guān)作用［13］。

絞股藍FiveleafgynostemmaHerb是菊科植物多年生藥用植物。張濤等對我國10個省區(qū)的絞股藍中的皂苷含量進行了比較分析，發(fā)現(xiàn)絞股藍根部皂苷含量變化范圍為0.68%～7.75%，莖部皂苷含量變化范圍為1.02%～4.65%，葉部中皂苷含量變化范圍為2.03%～6.86%，認為地區(qū)差異導(dǎo)致的環(huán)境因子多樣性是皂苷含量差異的主要原因［14］。藥用植物對生境條件的應(yīng)答導(dǎo)致的植物器官中皂苷含的升高或減少，這一現(xiàn)象的調(diào)節(jié)機制尚不清楚。假馬齒莧BacopamonnieriPenn．是印度的一種傳統(tǒng)草藥，具有安神、強心、利尿的作用，地上部分含量有大量的皂苷。研究者對24個假馬齒莧進行基因多樣性分析，樣品采集于印度的不同地區(qū)，其中只有一種來源于較遠的馬來西亞。不同氣候地區(qū)的樣品，其外部形態(tài)差異很大，包括生長率、葉的大小、花色，其地上部的三萜皂苷也隨之而變化。然而，隨機擴增DNA多態(tài)性分析表明，這些不同表型和化學(xué)型的植物基因有超過80%的相似性，表明這些樣品低水平的生物多樣性，這主要是因為植物繁殖的營養(yǎng)模式和生境環(huán)境的相似性的交互作用造成的，因為所有這些植物都生長在近水域的地方［15］。與此相反，應(yīng)用隨機擴增DNA多態(tài)性分析(AFLP)對來自于云南省同一個栽培場地的17個隨機3年生三七樣品進行分析，發(fā)現(xiàn)其具有很高的遺傳多樣性。這些基因上的多樣性導(dǎo)致了皂苷含量(包括皂苷風(fēng)度和單個皂苷間的比例)的變化，這些皂苷包括人參皂苷、三七皂苷和絞股藍皂苷(ginsenosides，notoginsenosidesandgypenosides)。對于這種具有悠久栽培歷史的植物，了解其生物多樣性是很有意義的。要實現(xiàn)這一目的，就要求對植物中的皂苷進行系統(tǒng)分析，把同一基因的品種種植在不同地理區(qū)域;或把不同基因品種栽培在同一地塊上［16］。

2采收期的影響

中藥材的采收時間和藥材質(zhì)量有密切的關(guān)系。因為藥材在其生長發(fā)育的不同時期其藥用部位所含有的有效成分各不相同。孫思邈《千金要方》云:“早則藥勢未成，晚則盛時已歇。”《千金翼方》也謂:“夫藥采取，不知時節(jié)，不以陰干，雖有藥名，終無藥實，故不依七時采取，與朽木不殊，虛費人工，卒無裨益”。強調(diào)了藥材采收期對于保證藥材質(zhì)量的重要性［17］。采收期包括對藥材的不同生長階段的采收時間及藥材不同生長年限的采收時間。開展藥材采收期的對比研究不僅僅是為了選取最好的藥材原料，也是為合理的采收時間提供一個理論依據(jù)，從而采用一種可持續(xù)的方法去采收日益減少的藥用資源。由于過度采挖，很多野生藥用資源正處于瀕危階段，如遠志PolygalatenuifoliaWilld．藥材用量增大，其野生資源日益緊張。為了緩解這種局面，一些研究人員已經(jīng)著手開展遠志的栽培技術(shù)研究，同時分析遠志各個植物器官中有效成分的含量，以便綜合利用這種藥用植物資源。在不同季節(jié)，研究人員對遠志不同營養(yǎng)器官中的齊墩果酸型三萜皂苷含量進行了測定，發(fā)現(xiàn)這些化合物含量在生長季節(jié)里(4～10月)變化非常大，開花初期含量很高，初花期和初果期含量下降，在果實成熟期含量達到最高，此時根部含量可以達到干重的5.2%，葉和莖中可達到干重的1.3%。對于整個植株而言，當?shù)厣喜糠珠_始枯萎時，其皂苷成分含量達到了最低。因此，為了充分利用遠志，應(yīng)該在8月份收割全株［18］。類似的，也研究了柴胡BupleurumchinenseDC中柴胡皂苷含量變化。柴胡是多年生草本，主產(chǎn)于河北、河南、遼寧、湖北等省。柴胡是清虛熱中藥，用于感冒發(fā)熱、寒熱往來、瘧疾、肝郁氣滯、胸肋脹痛、脫肛、子宮脫落、月經(jīng)不調(diào)等。研究人員對柴胡生長期中的柴胡皂苷含量進行測定，發(fā)現(xiàn)開花前期具有很高的皂苷含量，然后在花期皂苷含量急劇下降到最低含量(下降近一半)，然后在果實形成和果實成熟期持續(xù)上升，接著在枯萎又下降。所以，柴胡采收的最佳時間是果實成熟期的10月份的后20天，皂苷含量可高達總干重的2.5%［19］。