石香薷（Mosla chinensis Maxim）,为唇形科（Labiatae）荠苧属一年生草本植物,是我国传统中药材,属我国特有种。自唐代对该药材有记载以来,该药材仅用于传统中医复方用药,主要用于治疗暑湿感冒,多发性疖肿,小便不利等疾患,或民间使用,未见深入研究。近年来,野生石香薷资源已日益萎缩,全面开展石香薷的研究,及时对我国这一特有物种资源进行保护、开发与利用的任务已十分紧迫。为提高石香薷人工栽培的经济效益,拓宽其应用领域,本文选取资源相对丰富的湖南野生石香薷为材料,对其主要次生代谢物挥发油的提取方法、毒性、生物活性、主要成分的构效关系、分泌结构进行了研究,并进行了该物种同源四倍体新种质的诱导。主要研究结果与结论如下:1、石香薷全草成分分析及挥发油的提取工艺研究采用化学系统检测法对石香薷成分进行系统检测发现石香薷中含有多糖,氨基酸、多肽、蛋白质、鞣质、黄酮类、内脂、香豆素类、甾类、挥发油、酚类和有机酸等。其中内脂、香豆素类,甾类首次在石香薷中发现。建立了石香薷挥发油的石油醚直接提取,酶辅助石油醚提取的最佳提取工艺。通过对超临界CO₂萃取,酶解辅助石油醚提取,石油醚提取,超声辅助石油醚提取,水蒸汽蒸馏提取5种提取方法的比较,综合考虑设备、提取成本、提取率等因素后,提出石油醚直接提取法为该挥发油可行的规模化提取方法。通过线性关系、精密度、加样回收率等系统考察,建立了石香薷挥发油主要成分百里香酚的GC分析方法与定量荧光检测方法。实现了普通实验室对挥发油样品的快速检测。气相色谱法:百里香酚进样量在0～2.85mg/mL范围内,峰面积与进样量的线性方程为y=86954x-7998.6,r=0.9963（n=6）,精密度RSD=1.88（n=5）。平均回收率为100.33%,RSD=1.69%（n=5）。定量荧光检测方法:激发波长Ex=275nm,发射波长Em=297nm荧光条件下,百里香酚在0～1.84μg/mL浓度范围内其浓度C与荧光强度Ⅰ线性回归方程为Ⅰ=3716.5C+371.43,r=0.9958（n=7）,精密度RSD=1.86（n=6）平均回收率为94.71%,RSD=1.22%（n=5）。GC-MS分析表明石香薷挥发油中包括酚类、烯烃、酯类、脂肪酸、烷烃、醇类等成分。超临界萃取所得挥发油主要成分为百里香酚,香荆芥酚,对聚伞花素,石竹烯等,百里香酚含量最高（56.25%）,香荆芥酚次之（19.21%）;石油醚提取的挥发油中百里香酚和香荆芥酚的含量分别为58.33%和22.54%;有10种化合物首次在石香薷挥发油中发现。2、石香薷挥发油急性毒性与亚慢性毒性实验急性毒性试验结果表明:石香薷挥发油对小鼠的LD₅₀为1.303±0.116mL/kg·bw,95%置信区间为1.419～1.197mL/kg·bw。亚慢性毒性试验结果表明:石香薷挥发油无明显的促生长作用;对小鼠的血红蛋白、红细胞、白细胞及白细胞分类计数等血液学指标无明显影响;高剂量石香薷挥发油在给药8周内有可逆性降低血清总胆固醇、尿素氮的作用。3、石香薷挥发油生物活性研究石香薷挥发油对8种受试细菌及6种受试真菌均具有较强的抑制作用。以对金黄色葡萄球菌及黄曲霉的作用最强。研究表明对金黄色葡萄球菌的作用机制是通过改变菌体细胞膜的透性,降低菌体对氮源的利用能力,而抑制细胞的代谢。对黄曲霉作用机制初步确认为可破坏黄曲霉结构,并有效抑制黄曲霉孢子的萌发。0.79g/L和0.39g/L石香薷挥发油具有抗NDV作用,强于1.0g/L病毒唑。石香薷挥发油能显著提高正常小鼠的碳粒廓清指数和吞噬指数,可使DNFB致小鼠皮肤DTH反应增强,对正常小鼠胸腺与脾脏有增重作用。石香薷挥发油具有清除O₂^-、H₂O₂、·OH能力,可上调溴代苯致肝损伤模型小鼠内源性抗氧化酶（tSOD,GSH-Px）活性,降低MDA含量。石香薷挥发油对胃肠平滑肌运动具有双重调节作用,低浓度石香薷挥发油促进胃肠平滑肌运动,高浓度石香薷挥发油可抑制胃肠平滑肌运动。5、石香薷挥发油中百里香酚与香荆芥酚的结构与活性关系研究百里香酚与香荆芥酚是石香薷挥发油的两个主要成分,互为同分异构体,但生物活性存在明显差异,本文利用分子力学、SCF的半经验AM1法、从头算HF/STO-3G,HF/3-21G,HF/6-31G,密度泛函B3LYP/STO-3G,B3LYP/3-21G,B3LYP/6-31G等方法对两个化合物分子几何构型进行全自由度优化,通过键长、键角、两面角、红外光谱特征吸收峰、核磁共振¹H-NMR和¹³C-NMR的实验值与理论值的统计分析,确认优化构型方法为密度泛函B3LYP/3-21G。并以密度泛函B3LYP/3-21G为研究方法,计算了两个化合物的O-H键长,O,H电荷差值,O-H键离解能,最高占据轨道与最低空轨道能级差等参数,从理论上解释了两个化合物抗氧化性表现不一致的原因为:抗氧化活性取决于O-H键长,O,H电荷差值,O-H键离解能,最高占据轨道与最低空轨道能级差等参数,甲基与异丙基对各参数的影响存在位置效应,甲基的影响规律为邻位>间位>对位,异丙基的影响规律为对位>间位>邻位。以密度泛函B3LYP/3-21G法对影响化合物生物活性的17个参数研究表明,最低空轨道能级E_L,分子总能量TE,辛醇/水分配系数logP,分子表面积S,分子体积（V）等5个结构参数与生物活性呈显著相关关系;对前线轨道的组成分析,发现小分子酚负电性活性中心为O和1C,引入小取代基后,活性位点基本不变,随着小取代基团的引入,O的贡献降低,C的贡献增加,轨道贡献分布均匀性增强。小分子酚正电性活性中心应为6C,3C,2C,5C,引入小取代基后,活性位点略有变化,但始终位于O-H基的间位。6、石香薷分泌结构与盾状腺毛发育解剖学研究首次发现石香薷存在分泌腔与盾状腺毛两种分泌结构,分泌腔数量少,存在于茎,叶内,盾状腺毛着生于茎、叶表面,数量多,为主要的分泌腺体。该盾状腺毛原始细胞来源于原表皮,原始细胞经二次平周分裂与三次垂周分裂形成具有1个基细胞,1个柄细胞,8个分泌细胞的盾状腺毛。显微观察发现细胞分裂过程中,存在不同步现象。组织化学定位试验首次发现该植物挥发油主要存在于盾状腺毛分泌细胞中,而非膨大的角质层下间隙,从而从细胞水平阐明了石香薷药材香气持久的原因。7、石香薷体细胞无性系的建立及同源四倍体新种质的诱导建立了稳定的石香薷体细胞无性繁殖体系。以石香薷带芽茎段为外植体,有两种增殖方式:一种为器官发生型:外植体表面先产生愈伤组织,然后从愈伤组织分化出不定芽形成小植株,另一种为腋芽增殖型:直接在母体上产生小植株进行增殖。器官发生型适宜培养基:MS+BA0.5～1.0mg/L+IBA0.5～1.0 mg/L;腋芽增殖型:MS+BA0.5～1.0 mg/L+NAA0.5～1.0 mg/L;试管苗诱导适宜培养基:MS+BA0.5 mg/L+IBA0.1 mg/L+GA₃0.5～1.0 mg/L;生根培养基:1/2MS+IBA2.0 mg/L。首次诱变获得了同源四倍体石香薷新种质。细胞学鉴定二倍体植株染色体数目为18（2n=2x=18,x=9）,变异体植株染色体数目为36（2n=4x=36,x=9）,为同源四倍体,该四倍体植株粗壮,叶宽而厚,叶色浓绿,表现出明显倍性特征。