药用植物亲缘学导论
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2.5 化学型

化学型是指同种植物由于所含化学成分的差异而分为多种类型,它们形态的差异不明显,是植物种内生物多样性的一种表现,又称化学宗、生理变种、化学变种等。药用植物中普遍存在着这种化学多态性的现象,如薄荷、广藿香、苍术(邹,2010)、蛇床子、鱼腥草(彭,2011)、枸杞(姚,2010)、紫苏、白苏等。在论述药用植物化学型分类意义的基础上,就植物化学型分类地位的界定、化学型的分类标准、命名原则及其方法提出建议(Hua等,2009):药用植物化学型的分类应是建立在种下“变型forma”级别,只有具有明显的化学成分变异,主成分明显且1个或2个主成分含量占总化学成分含量一半及以上,主成分来源于同一生物合成途径,化学变异可以在子代遗传才适宜界定为化学型。药用植物化学型的分类研究对植物药品质评价、资源开发及道地药材研究具有重要的理论意义和实用价值,对确保临床用药安全、有效也有重要意义。

2.5.1 花

大麻属(Cannabis)作为药物应用正在日益普遍,许多国家制定了官方计划,使患者能用上安全来源的药用级大麻。必须考虑哪个大麻变种应该用于治疗(Hazekamp和Fischedick,2012)。药用大麻常用俗名区分,即Indica和Sativa型。尽管有超过700个栽培种,仍不清楚这样的分类是否反映不同栽培种化学组成的差异。基于化学成分的大麻变种分类主要用于法医学,区分高THC含量的药用大麻和非药用的纤维用大麻变种。有生物活性的萜类用于此类区分。需要一个基于一系列活性成分的更好的分类系统。大麻素和萜类在大麻花中含量高,可作为候选成分。通过分析28个主要化合物,PCA处理定量数据,找到能将多来源样品分组的成分。PCA对化学型鉴定和化学分类研究十分有用。

用GC/MS分析中国菊科筒蒿属(Chrysanthemum indicum)8个居群头状花序水蒸馏精油的挥发物组成(Zhang等,2010)。鉴定169个化合物,占精油量88.79%~99.53%,8个居群成分百分比有一些显著差异。主要成分是1,8-桉树脑(0.62%~7.34%),(+)-(1R,4R)-樟脑(0.17%~27.56%),石竹烯氧化物(0.54%~5.8%),β-水芹烯(0.72%~1.87%),(–)-(1S,2R,4S)-乙酸龙脑酯(0.33%~8.46%),2-甲基-6-(p-甲苯基)-2-庚烷(0.3%~8.6%),4,6,6-trimethylbicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-yl acetate(0.17%~26.48%)和十六烷酸(0.72%~15.97%)。CA和PCA结果进一步证实精油成分的化学分类价值。8个居群分为5个化学型,CA得分和主成分负载值清晰描述了每个居群不同的化学特征。

2.5.2 果实

“Long-storage”番茄(Solanum lycopersicum)传统上采用无水栽培,其果实味道和营养皆佳。用HPLC/DAD/ESI-MS分析10个地方品种的酚类轮廓(Siracusa等,2012),与一个杂交品种对比,其均生长于典型半干旱气候,良好灌溉或不灌溉。鉴定了16个SMs,均属肉桂酰奎宁酸和黄酮。定量监测不同批次酚类含量变化。来自同地区的地方品种具有不同的果实形态,但生化轮廓类似。良好灌溉或不灌溉的样品在同一聚类,提示番茄果SMs更多受遗传因素控制。分析酚类可用于评估番茄遗传变异,作为化学分类标志,帮助实现小生境产品的可追溯性。

番茄是世界上第二重要蔬菜作物,是目前倡导的地中海饮食的关键成分,与降低慢性退行性疾病风险关系密切。从西班牙巴达和斯Vegas Bajas del Guadiana连续两个收获季得到番茄7个变种样品,评估多酚含量差异和亲水抗氧化能力差异(Vallverdú-Queralt等,2011)。用TEAC分析抗氧化能力,用Folin-Ciocalteau分析总多酚含量。用LC-ESI-MS/MS(三重四极杆)定量各个多酚。方差分析表明所有化合物均差异显著。PCA提示酚类和亲水抗氧化能力可解释变种间化学差异。

2.5.3 根

用FT-NMR,通过彼此对比,与分离化合物1H NMR谱图比较,并使用对照植物药CSPD,获得伞形科防风(Saposhnikovia divaricata)12个根样品非极性和极性组分1H NMR指纹图谱(Xin等,2010)。来源相同的12个样品指纹具有均一的特异性。HPLC证实此均一性。具有化学分类意义的色酮类和香豆素在NMR指纹和HPLC轮廓的复合特征中十分明确。

2.5.4 鳞茎

“Cipolla di Giarratana”是一个百合科白洋葱地方品种,列入意大利农业部传统农业食品产品名录,被慢食基金会列入核心慢食品(slow food presidium)。从5个实验地点获得10个样品,研究其形态和生化特征(Riggi等,2013)。用HPLC/DAD/ESI-MS得到鳞茎酚类轮廓,定量主要成分:槲皮素,槲皮素3,4′-二-O-葡萄糖苷和槲皮素4′-O-葡萄糖苷。“Cipolla di Giarratana”的特征是鳞茎质量(436g)大,直径(11cm)大。9个样品黄酮醇总含量68~408mg/kg鲜重。黄酮醇模式可用于化学分类,定义洋葱种质。