黄芩植株体内黄芩苷积累规律及其影响因素研究进展

摘要：对近20年来有关黄芩植株体内黄芩苷合成与积累规律方面的研究进行了总结与综述。结果显示黄芩植株根、茎、叶等器官均含有黄芩苷，以根部含量最高；在黄芩植株不同的个体发育阶段，其体内的黄芩苷含量按一定规律发生着变化，表现在于不同的时间采收时其黄芩苷含量不同；栽培周期、产地、肥料等因素对黄芩植株体内黄芩苷的含量均有影响。最后指出了现有研究存在的问题。

关键词：黄芩；黄芩苷；积累规律

中图分类号：11282.71　文献标识码：A　文章编号：1673-7717(2009)05-0914-03

黄芩Scutellaria baicalensis Georgl为唇形科多年生草本植物，其干燥根部药用，具有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎等功效，属于我国传统大宗常用中药材。黄芩苷是黄芩药材中最主要的活性成分，并被作为衡量黄芩药材质量优劣的指标之一，因此黄芩苷含量左右着黄芩药材药用价值的高低。研究探讨黄芩植株体内黄芩苷的积累规律及其影响因素，对于综合开发利用黄芩植物资源、确定合理栽培措施、调控药材质量均具有十分重要的实际意义。本文对近20年来此领域的研究进展进行了综述和总结。

1　黄芩苷在黄芩植株不同器官不同组织中的分布

黄芩苷属于植物次生代谢产物，而次生代谢活动在不同器官、不同组织的强弱程度不同，结果导致黄芩植株不同器官、不同组织中的黄芩苷含量高低差别很大。徐纪文等人，将采于华南植物园的黄芩植株的叶、茎、茎皮、根、根皮、须根、须根皮等分开，利用高效液相法分别对其进行了黄芩苷含量的测定，结果在同一采收期、同一器官(部位)中，黄芩苷的含量均以皮层最高，如茎皮高于茎，根皮高于根，须根皮高于须根等。而对于不同器官(部位)而言，黄芩苷在根及根皮、须根及须根皮中的含量较高。不同器官(部位)中的黄芩苷含量分别为：叶1.849％，茎2.556％，茎皮4.16％，根10.41％，根皮11.82％，须根皮14.40％。方阵等人的研究结果也证明，根中黄芩苷的含量要高于茎和叶。谢琴等人将采自内蒙、山西、山东的枯芩和条芩，分别分为木质部和皮部，利用高效液相法测定了其黄芩苷含量，结果显示，不论是内蒙、山西还是山东的黄芩，其木质部含量均高于皮部，前者约是后者的2倍。都晓伟等人将栽培2年、3年、7～8年的黄芩根部，分为木栓层、韧皮部、木质部、中央秸朽部4部分，并根据根的粗细不同及韧皮部与木质部半径之比，将其分为1:3、1:2、1:13种样品，采用薄层法进行定性分析，结果发现除中央枯朽部分几乎不见黄芩苷斑点、木栓层隐约可见此斑点外，其它各样品在与对照品黄芩苷相应位置上均呈现明显斑点。利用HPLC法进行的黄芩苷含量测定结果显示，韧皮部的含量最高，黄芩苷主要分布于黄芩根的韧皮部和木质部中，木栓层含量较低，而中央枯朽部分几乎不含。从韧皮部与木质部所占的比例来看，黄芩苷含量以韧/木(1:1)者最高，其次为1:2者，进一步证明了黄芩根部的黄芩苷主要于韧皮部中。

2　黄芩植株体内黄芩苷含量的季节性变化

一年之中，寒来暑往，导致植物的生长发育存在着周期性。在不同的季节，植物的代谢活动及其产物积累发生着一系列有规律的变化。研究黄芩植株体内黄芩苷含量的季节性变化，有助于确定其最佳采收期。方阵等人的研究结果表明，产自山东临沂地区的黄芩植株，其地上部分在6～7月和8～9月出现两个生长高峰，干重以9月最高，其次为7、8、10月；而地下部分则在8～10月生长最快，以10月干重最高。黄芩苷含量测定结果显示，根部在10月份最高，从而为确定黄芩的最佳采收期提供了科学依据。徐纪文等人对1月15日～12月15日采于华南植物园的12个黄芩样品，利用HPLC法进行了黄芩苷含量测定，发现这12个样品中以3、4月份为第1个高峰期，平均含量分别为8.69％、8.19％，随后逐渐减少。至开花期的8、9月份出现第2个高峰，分别为9.229％和10.35％，这与黄芩适于春秋二季采挖的传统经验相一致，其中以秋季采挖最佳。李滨等人从6月～10月每半月采样1次哈尔滨师范大学实验园地生长2年的黄芩，并利用双波长薄层扫描法测定了其黄芩苷含量及根的折干率，发现折干率在考察期内逐渐升高，至秋季最高，而黄芩苷含量却以8月木果实期含量最高，经综合考虑认为黄芩的最佳采收期应为秋季果后期。还有人收集了1990～1992年间6月～10月生长于辽宁凌源的黄芩样品，并采用HPLC法测定了黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素的含量，结果显示以8月份含量最高，因此确定8月份为最佳采收期。

3　生长年限对黄芩植株黄芩苷含量的影响

黄芩为多年生草本植物，生长年限不同对其植株体内黄芩苷含量有着较大的影响。当生长年限超过一定限度后，其根部会腐朽中空而被称做枯芩。谢琴等人测定了枯芩和条芩中黄芩苷的含量，结果发现条芩中的黄芩苷含量远远大于枯芩，前者约是后者的4倍。张齐家等人采用双波长薄层扫描法，测定了龙江县栽培年限为1年、2年、3年的黄芩中的黄芩苷含量，结果显示，3年生者的含量高于2年生者，但3年生者的产量较2年生者高近1倍，因此认为黄芩的最佳栽培周期为3年。崔玉菊等人收集了山东莒县种植的生长年限为1年、1年半、2年、2年半的黄芩，测定了它们的药材产量与黄芩苷含量，发现生长年限达到1年半时黄芩苷含量即达最高，延长生长期含量并无明显增加，而产量在植株生长至1年半时也相对较高，此后产量有增但速度较慢，从经济效益及药材质量而言，黄芩的最佳栽培周期应为1年半”。王增淑等人测定采自莒南2个产区3个生长期的黄芩样品(5个月、12个月、18个月)，测定了其黄芩苷含量，发现也以生长期为18个月(1年半)者最高。日本学者富森毅对不同栽培年限黄芩的有效成分进行了研究，发现从产量和质量两方面考虑，黄芩根以在第2年结果期的后半期采集为宜。郭顺星等人采用薄层层析法对人工栽培(2年生、3年生)与野生黄芩进行了分析对比，发现它们有相同的薄层色谱，采用比色法对不同生长期的黄芩与野生品进行了黄酮含量测定，结果3年生黄芩与野生者相近似，同时还作了醇提耳义物的含量比较，结果也是3年生黄芩与野生品相接近，因此认为以3年生黄芩入药为宜。古崎正雄等人采用HPLC法测定了1年生、2年生黄芩植株中的黄芩苷含量测定，结果在叶中未见黄芩苷，茎干中仅含微量，枝中不存在。地下部分根茎中黄芩苷含量随着入秋而增加，同时根茎的重量1年生者为2年生者的1/6，所以认为黄芩的栽培周期需2年以上。

4　产地对黄芩植株黄芩苷含量的影响

产地不同，气候、地理等条件有着相当大的差异，从而对植株的生理生化代谢活动产生明显影响。不同产地黄芩植株内的黄芩苷等活性成分含量也有着明显不同。谢琴等人的研究结果表明，产于内蒙、山西、山东等地的黄芩(枯

芩、条芩)的黄芩苷含量，以山东产者最高，山西产者次之。Yong-yu Zhang等人收集了产自辽宁凌源、河北承德、内蒙古赤峰、山东青岛、河南三门峡、山西运城、陕西韩城等地的7个黄芩样品，采用HPLC法对其多种活性成分含量进行了测定，发现黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷均以河北承德产者最高，汉黄芩素以山西运城产者最低。郑育平等人收集了产自河北承德、山西晋城、山西汾阳、内蒙敖汉旗、内蒙林西、甘肃庆阳、黑龙江、辽宁朝阳、山东济南等地的10个正品黄芩样品，采用HPLC法测定了其中的黄芩苷含量，发现山西晋城产者最高，其次为山东济南产者，内蒙林西产者含量最低。杨立新等人测定了17个产地的25份黄芩样品中的7种黄酮类成分含量，发现黄芩苷含量以黑龙江杜尔波特产者最高，其次为山东胶南产者；汉黄芩苷含量以陕西陇西产者最高，其次为山东胶南产者。其它成分含量均较少，黏毛黄芩素和木蝴蝶素为痕量或未检出。苏薇薇收集了20个产地的黄芩样品，采用分光光度法对其中的总黄酮含量进行了测定，结果以山东胶南产者含量最高。

5　影响黄芩植株黄芩苷含量的其它因素

施肥在一定范围内，可以促进植物的生长发育、提高作物产量，但也可以影响植物体内的次生代谢，从而使药材的质量发生变化。苏淑欣等人对黄芩进行了施肥试验，分别进行了N、P、K、NP、NK、PK、NPK、CK等肥料处理，待收获后采用分光光度法测定了黄芩中的黄芩苷含量，结果发现，各处理的黄芩苷含量高低顺序依次为P>NPK>N>NP>K>PK>CK>NK。苏薇薇采用灰色系统理论中的关联度分析方法，研究了黄芩中积累的N、P、K与总黄酮含量之间的关系，结果发现其关联序为N>K>P。

6　总结

黄芩苷作为黄芩植株中的次生代谢产物，来源于次生代谢途径，其合成与积累受着多种因素的影响。研究黄芩植株体内黄芩苷的合成、积累规律及其影响因素，并在药材生产中采取有效措施加以调控，对于综合开发利用黄芩植物资源、进行黄芩药材品质区划、改进栽培技术、提高药材的质量与产量等均具有十分重要的实际意义。目前，有关这方面的研究报道较多，但主要集中在黄芩苷在黄芩植物体内的自然分布，黄芩苷含量的季节性变化，栽培周期、产地对黄芩苷含量的影响等方面，涉及的范围不是很广，获得的研究结果在许多方面也不一致，尚未从根本上说明问题。

药用植物体内的次生代谢活动往往发生在特定的部位，这使得不同器官中的活性成分含量高低不同，所以不同的药用植物有着不同的药用器官。黄芩从古至今一直以根部入药，现有的研究结果也表明，根部的黄芩苷含量远高于其它器官，这与传统的应用习惯相符合。目前存在的问题有：探讨黄芩苷在黄芩植株各器官中的分布，器官分析不全面，只有根、茎、叶的分析结果，未见有人对花与果实进行分析；各器官采样时间对分析结果有重要影响，比较不同器官黄芩苷含量应在植株的花果期采样为宜，现有研究的采样时间不统一；黄芩植株根部的黄芩苷含量是皮部含量高，还是木质部含量高，结果不统一，有些研究显示皮部含量高，另一些研究显示木质部含量高。

研究黄芩植株根部黄芩苷含量的季节性变化，可为最佳采收期的确定提供参考。现有研究结果表明，不同地区黄芩植株根部黄芩苷含量表现最高的具体时间不同。由于黄芩的种植区域较广，不同地区的气候与环境条件不同，黄芩苷含量最高的时间表现不同是必然的。不同的种植区域都必须研究其黄芩苷含量的季节性变化规律，才能确定合理的采收期。其实与黄芩植株体内黄芩苷含量关系最为密切的是植株的个体发育时期，同一地区不同年份的气候情况不同，黄芩苷含量表现最高的时间也不相同，因此最佳采收期不宜以具体的月份、日期表示，如果以植株的物候表示将更为合理。

黄芩属于多年生草本植物，生产中还存在着最佳栽培周期问题。目前，黄芩的栽培周期一般均在3年以内。现有的研究结果显示，在3年以内，生长年限越长黄芩苷含量越高，这与根部皮部黄芩苷含量高于木质部的结果相矛盾，因为生长年限越长根部皮部在根中所占的比例是越小的。另外，无论是确定最佳采收期，还是确定最佳栽培周期，不能只考虑活性成分含量，还应考虑药材的产量。

不同的药材均显示有一定的道地性，传统认为河北承德所产黄芩属于道地药材。现有的研究结果显示，不同地区所产黄芩的黄芩苷含量是不同的，有时相差很大，但其总体趋势表现为，河北及其周围的山东、山西、内蒙等地的产品黄芩苷含量较高，其它地区多较低。现有测定结果的不统一，与采样的具体时间、处理方法等不同可能也有关系。施肥可以显著影响黄芩植株的生长发育，对其黄芩苷含量肯定也会产生较大影响，但目前这方面的研究较少，结果相差很大，甚至截然相反。至于水分、光照等因素对黄芩苷合成与积累的影响，尚未有人进行研究。

总之，对黄芩植株体内黄芩苷的合成与积累规律已经开展了一系列研究，但现有的研究结果有些并不统一甚至相反，不能从根本上说明问题，为达到提高药材质量与产量的目的、实现“安全、有效、稳定、可控”的生产目标，其相关研究有待继续深入。