贵州位于我国西南部，是东亚植物区系的核心地区之一。由于地史的变迁使其经历了造山运动和多次海浸。长期的浅海环境、碳酸岩地貌的广大，构成了贵州独特的自然景观，形成了丰富的动植物资源，其中“热带-亚热带”性质的植物过渡成分占明显优势，表现为植物起源的古老性、原始性、残遗性和大量的特有科、属、种分布。在各种不同性质的植物区系成分中，贵州有57个中国特有属，5个贵州特有属，280余种特有种，100多种植物被国家列为优先保护种类。这些特有植物不仅是贵州森林资源组成不可替代的成分，同时还因具有其它多种生物学性状和经济价值，是重要的园艺观赏、药用和食用等经济资源。葫芦科栝楼属植物大方油栝楼Trichosanthes dafangensis N．G．Ye et S．J．Li是狭域分布在贵州地理区域的特有种子植物，尽管没有作为正式的保护植物，但其保护意义是不言而喻的。在植物形态上，大方油栝楼因繁殖器官的变异使其在属内显得较为特殊，对于研究和理解栝楼属植物在我国植物区系中的起源和演化具有重要的参考价值；在民间利用上，大方油栝楼因其种仁油质、饱满，炒后口感润绵、脆香特异，在当地用来榨油炒菜或作为瓜子吃的习惯已有很长历史，故又俗称“油瓜”，是一种很有希望的野生经济植物。我们在对该植物进行生境、分布和资源利用价值的调查走访中发现，大方县民间药材收购商长期收购大方油栝楼果皮混入瓜蒌皮入药，而其块根味苦，食后会致人呕吐、四肢抽搐。但实际上本种植物的化学成分研究未有过报道。鉴于大方油栝楼植物狭窄的生长环境和较特殊的分类学地位，也为了较好地保护、利用大方油栝楼的的野生资源，我们对它尚属空白的研究现状，从生物保护、系统发育、化学成分、药理活性等方面开展了研究工作，为有效地保护、利用该野生植物资源提供了一定的科学依据。本论文共分为四个部分：一、大方油栝楼的系统演化研究本文通过对该属9个种的染色体核型分析、对17个种rDNA ITS序列的系统发育分析，结合过去的研究资料，在广义形态学的基础上，探讨了栝楼属植物的起源、演化以及现代分布格局的形成，并在此背景下阐释了大方油栝楼的分类学地位及其特有性。通过染色体分析发现，栝楼属植物有一部分类群是在二倍体的水平上，通过多倍化形成的，染色体数目的加倍是部分属下类群在扩散中适应环境产生变异或进化的内在机制之一；结合这些物种的地理分布格局、最原始的类型、物种形态变异的多样性水平、染色体不同倍性物种的重叠分布以及系统发育分析结果等，我们认为华南、西南地区是我国栝楼属植物的起源和分化中心，而我国西南地区也是多样性中心；由于各地质时期的造山运动、海退和气候变化，栝楼属植物在扩散和迁移中不断经历变异和进化形成了现代的分布格局。原始的染色体倍性，在属内的系统发育中相对独立，在植物形态上具有一些原始性状向进化性状的过渡特征，对生境的选择性，繁殖体（种子）扩散阻力等等现象，均表明大方油栝楼的形成源于一异域物种（地理种），我们推测它的特有性是造山运动后，由于贵州复杂的气候条件、大山和沟谷的隔离和屏障作用所形成长期的小气候环境，在特定的地理环境中进化发育成现在的植物形态与性状的。二、大方油栝楼的生物学研究本文首次对大方油栝楼野外自然分布地的生境、气候特点、生长的群落类型和种群特征进行了实地调查和分析，对其生活史进行了野外观察记录。调查发现野生大方油栝楼多雌、雄分群而生；繁殖方式以营养繁殖为主，种群更新处于中等；从自然生长地的气候特点反映该物种已形成了适应潮湿、夏季温而不热、冬季冷而不寒的中山阔叶林区的生活特性，生长适宜温度在10-25℃，土壤含水量≥40％。而分布地所具有的水热同季、潮湿多雾、土壤肥厚、保水性好的特点以及阴密的林间为大方油栝楼的栖息构成了相对衡定的群落小气候，成为它最具优势种群的生境形式。大方油栝楼受攀援物资源的限制，一旦原生态受到干扰，个体在开敞的生境中也就开始退却，难以向其它生长适宜区扩展，从而被局限在很小的区域。大方油栝楼种群的现状充分显示了该特有物种所具有的地理分布狭窄、生境高度特化、居群规模很小的特征。针对大方油栝楼有性繁殖低下、种子具有休眠的现象，我们考察了种子的发芽特性，结果表明，种皮障碍是造成种子休眠的一个重要原因，湿沙层积处理2月有助于打破种子休眠；贮藏过程中种子的生活力与湿度密切相关，低湿高温使种子迅速失活；种子的萌发比较适合的温度在15-25℃。三、大方油栝楼的化学成分研究本文对大方油栝楼种子的营养成分进行了全面分析测定，发现种子含有较高的粗蛋白、多种矿质元素以用种类齐全的氨基酸，其中必需氨基酸占氨基酸总量35.64％；种子中脂肪油含量达45％，其中以不饱和脂肪酸为主，油酸(C_18∶1)、亚油酸(C_18∶2)、EPA(C_20∶5)三者含量占到81.9％，饱和脂肪酸主要由十六碳的棕榈酸和硬脂酸组成。较高的脂肪油含量、较多的十八碳不饱和脂肪酸，均提示了大方油栝楼的种子油具有很高的营养价值和药用价值，不但可作为油脂植物资源的储备力量，还因其籽外形别致，炒后香脆可口，可作为休闲食品开发。本文采用GC-MS对大方油栝楼果皮的挥发性成分进行了分析，从果皮挥发油中鉴定出的26个化合物，占总挥发油量的79.02％。这些化合物主要是一些有机酸酯类，占已鉴定成分的96.19％，其中，棕榈酸酯类占到了总含量的47％，说明该化合物是大方油栝楼果皮的一个特征性成分。大方油栝楼挥发油的化学成分与同属植物的挥发油成分有较大相似性，均主要由酯、酸、醛、酮类的化合物组成，其中棕榈酸酯的含量占到长链脂肪酸酯类的35-56％。这些酯类成分与其对应的游离脂肪酸共存于植物挥发油中并不多见，说明这是该属植物果皮挥发油的共性成分。根据这些成分所具有的药理作用，我们初步认为大方油栝楼果皮在民间作为瓜蒌混用是有一定物质基础的。本文对大方油栝楼根以溶剂提取，通过硅胶、ODS柱色谱分离，利用质谱、核磁共振等现代波谱技术鉴定化合物结构。从中共分离得到了21个化合物，鉴定了16个化合物的结构，分别为：二氢葫芦素（dihvdrogen cucurbitacin）、二氢葫芦素B-25-乙酸酯（dihydroisocucurbitacin B-25-acetate）、葫芦素B（cucurbitacin B）、葫芦素E（cucurbitacin E）、二氢雪胆素F（dihydrocucurbitacin F）、△²³-豆甾烯-3-醇-25-乙酸酯（stigmasta-23-alkene-3-itol-25-acetas）、胡萝卜苷（daucosterol）、波甾醇（stigmasterol）、β-谷甾醇（β-sitosterol）、β-谷甾醇-D-（6′-棕榈酰基）吡喃葡萄糖苷（β-sitosteryl-D-glucoside-6′-palmitate）、2α，3β-二羟基齐墩果酸（2α，3β-dihydroxy-oleanolic acid）、2α，3β，23，29-四羟基-齐墩果酸（2α，3β，23，29-tetrahydroxy-oleanolic acid）、3-O-β-D-葡萄糖基-（1→2）-α-L-阿拉伯糖-常春藤皂苷（3-O-β-D-glucopyranosyl-（1→2）α-L-arabinopyranosyl-23-hydroxyolean-12-en-28-oic acid）、腺苷（adenosine）、棕榈酸（palmitic acid）、二十七烷酸（heptacosanoic acid）。16个化合物为首次从大方油栝楼中分离鉴定。本文以溶剂提取、色谱柱分离和波谱鉴定等方法，在大方油栝楼根系统化学成分研究的基础上，以葫芦素B为对照品建立了大方油栝楼HPLC含量测定方法，并测定了4个野生居群的大方油栝楼根和果皮中葫芦素B的含量，测定结果表明，葫芦素B在块根中的含量是其果皮中的4倍。葫芦素B既有药理活性也具有较大毒性，这与民间所述的毒性反应是相符合的。四、大方油栝楼的药理活性研究本文采用Hela细胞株和KB细胞株观察了大方油栝楼3个不同提取物部位、7个单体对体外培养肿瘤细胞的抑制作用，比较各提取物抗肿瘤细胞活性的强弱，发现大方油栝楼提取物对体外培养肿瘤细胞具有不同程度的抑制作用。从提取物对二种肿瘤细胞的抑制作用强度来看，乙酸乙酯部位、正丁醇部位，葫芦素类化合物（TD-9、TD-8、TD-15）抗肿瘤活性较好。初步活性筛选结果表明，大方油栝楼主要的活性部位在乙酸乙酯和正丁醇部位，特别是乙酸乙酯部位具有很高的抗肿瘤活性，这主要也是葫芦素类化合物的聚集部位。根据大方油栝楼果皮在民间的使用情况，本文以栝楼果皮具有的心血管药理作用为参考，探索性做了初步的抗缺氧、抗心律失常的动物试验。结果表明大方油栝楼的果皮水煎液、醇提液延长小鼠耐缺氧生存时间的作用与空白组相比差异不显著，但醇提液的大剂量组与阳性药心得安组有极显著抗氯仿所致心律失常作用，可以进一步进行抗乌头碱、哇巴因诱发心律失常实验。总之，通过论文的上述研究工作，我们取得两个方面的研究进展：在资源的保护性研究方面，我们首次获得贵州特有植物大方油栝楼的生境特点、种群特征和资源现状、种子发芽特性的生物学资料，同时探讨了大方油栝楼的系统发育地位，这对于了解大方油栝楼的狭域性、特有性，实施有效保护具有很好的生物学意义；在开发利用研究方面，我们通过对大方油栝楼种子、果皮、根的化学成分分析及其药理活性试验，首次探讨了大方油栝楼所具有的经济价值、民间药用物质基础，为大方油栝楼的有效开发利用提供了科学依据。