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紫草为我国常用大宗传统中药,现行《中国药典》(2020版)收录新疆紫草、内蒙紫草为其正品来源,然在流通使用中,由于紫草科多种药用植物的根含有萘醌类紫色物质而混作紫草使用,加之正品紫草资源短缺,大量基原不明的进口紫草流入市场,“经意”或“不经意”为紫草掺加了伪品,使紫草药材质量得不到有效的保证,影响临床疗效。通常将药用紫草分为硬紫草、软紫草两类,正品来源紫草均属软紫草且隶属于软紫草属。新疆为紫草的道地药材产区,但新疆地域辽阔,新疆不同县市的紫草中指标成分含量存在差异,模糊的认为整个新疆为新疆紫草的道地产区已不足取,药材由于来源不同、产地不同,其基因或外界因素的影响,致使药材本身在化学成分方面也存在较大差异,进而导致临床用药过程中药效参差不齐,这给药材质量控制带来了较大难度。目前紫草商品出现国内资源极少、保护形势严峻的问题,严重短缺的紫草资源已经远远不能够满足现代化中药产业的需求,软紫草资源及质控成为当前中药资源领域亟待解决的问题。开展软紫草资源调查、研究软紫草遗传多样性、完善药材质量评价体系,是有效保护、合理利用软紫草的基础。本研究结合全国第四次中药资源普查项目,采取走访与现地样方调查相结合,线路样方法及植被+土壤类型面积结合的估算法对新疆39县市的新疆软紫草属植物野生资源进行了调查,利用中国测绘科学研究院研发的《中药材生物资源区划分析系统》探讨新疆紫草、黄花软紫草、硬萼软紫草药材在新疆适应生长的区域,通过构建中药材生态环境数据库,完成新疆地区新疆紫草、黄花软紫草、硬萼软紫草药材区划分析。在此基础上,对新疆软紫草属药材进行传统的基原、性状、显微、理化鉴定,并运用基于ITS2的DNA条形码技术、HPLC含量测定技术、化学指纹图谱技术对新疆不同县市的3种软紫草进行鉴定及品质评价,以完善紫草药材质量评价体系,同时利用ISSR分子标记技术,探究新疆软紫草属植物的遗传多样性,探讨软紫草遗传多样性特性及其与药材品质的关系,为有效保护、合理开发利用软紫草种质资源提供理论依据。研究内容及结果如下:(1)资源调查的结果表明:新疆不同县市软紫草属资源均为野生资源,种间存在显著差异,新疆紫草主要分布在草地、草甸,为本次调查中分布最广、蕴藏量最多的软紫草,也是市售软紫草的主要来源;黄花软紫草主要分布在砾石质戈壁、山坡;硬萼软紫草主要分布在古尔班通古特沙漠边缘。利用中国测绘科学研究院研发的《中药材生物资源区划分析系统》探讨软紫草属植物在新疆适应生长的区域。通过《中药材生物资源区划分析系统》构建中药材生态环境数据库,完成新疆软紫草属药材区划分析。(2)利用ISSR分子标记技术分析新疆软紫草属植物遗传多样性。6对引物在120个样本个体中共检测出48个等位基因位点。有效等位基因总数为9.3455,平均每个位点有效等位基因数目为1.5770。39个居群中有效等位基因数(Ne)较高的为乌苏硬萼软紫草居群、博乐新疆紫草居群、特克斯硬萼软紫草居群、克拉玛依硬萼软紫草居群、和静黄花软紫草居群,最低为哈密黄花软紫草居群(1.000)。而Nei’s基因多样性指数(He)和Shannom信息指数(Ⅰ)表明乌苏硬萼软紫草居群、特克斯硬萼软紫草居群、克拉玛依硬萼软紫草居群、博乐新疆紫草居群、塔什库尔干新疆紫草居群这些居群具有较丰富的遗传多样性,而哈密黄花软紫草居群、托里黄花软紫草居群、木垒黄花软紫草居群、吉木萨尔硬萼软紫草菌群、石河子硬萼软紫草居群的遗传多样性较低。群体间新疆紫草和黄花软紫草的遗传距离最小,为0.0627;黄花软紫草和硬萼软紫草的遗传距离最大,为0.1640。基于个体的UPGMA图显示出组间和群体间的个体存在着较多的交叉混合,表明群体内存在较多的遗传变异。利用NTSYSpc2.1主成分分析,将120个样本分成了3部分,第一部分由硬萼软紫草组成,第二部分由大部分黄花软紫草和少量新疆紫草混合组成,第三部分由大部分的新疆紫草和几个黄花软紫草组成。(3)运用植物基原鉴别法、中药显微鉴别法、薄层色谱法,按照《中国药典》上的含量指标检测要求,对新疆不同县市的软紫草属药材进行鉴别,3种软紫草在植物形态特征、药材性状、营养器官显微构造、药材的粉末特征上存在一定的差异,尤其是新疆紫草与黄花软紫草、硬萼软紫草差别较大,而黄花软紫草与硬萼软紫草区别较小。分别以紫草对照药材为对照,以环己烷:二甲苯:乙酸乙酯:甲酸(6:4:0.5:0.4)为展开剂,供试品斑点集中、清晰明亮,分离度好,Rf值适中,可区分新疆区域内软紫草属中3种药材。46个产地软紫草属3种药材中水分含量为4.25%~14.09%,均符合药典规定。总灰分含量为9.73%~20.52%,酸不溶性灰分含量为1.562%~9.177%,建议确定本品的总灰分含量不超过20.0%,酸不溶性灰分不超过10.0%。不同产地药材所含水分、灰分不等,差异较大,说明在作为紫草的主产区,各县市的药材质量也存在较大差异。(4)基于ITS2序列的DNA条形码研究,ITS2区比对序列长度为399bp,可变位点数为71。种内距离为0.0025-0.006,种间距离为0.0745-0.0915。依据地区将样品分组,组内的遗传距离为0-0.0494,组间的遗传距离为0-0.0941。分析遗传距离的分布,样品之间存在明显的barcoding gaps,通过构建的NJ聚类树分析,可分别形成单独的进化分支,这表明ITS2序列能够区分新疆软紫草属植物。(5)软紫草属药材中均含有萘醌类成分,不同种间在种类及含量上存在差异,同种内不同产地也存在较大差异,HPLC含量测定结果表明,新疆紫草中萘醌类成分总量最高,平均值为42.8914 mg/g,黄花软紫草次之,平均值为12.3323 mg/g,硬萼软紫草含量最低,平均值为6.8404 mg/g。46批样品7种萘醌类化学成分含量聚类分析及主成分分析,可将硬萼软紫草与新疆紫草、黄花软紫草区分,而新疆紫草和黄花软紫草有小部分重合。正交最小二乘法判别分析显示β-乙酰氧基异戊酰阿卡宁、β,β’-二甲基丙烯酰阿卡宁在区分3种软紫草药材中贡献度最大,可作为区别3种软紫草的差异标志物。(6)采HPLC法对46批3种软紫草样品进行HPLC指纹图谱分析,分别对36批新疆紫草、黄花软紫草建立图谱、10批硬萼软紫草建立图谱,采用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012A版)》以共有模式图为参照图谱,标定19个共有色谱峰,进行相似度评价。除塔什库尔干、乌恰产新疆紫草相似度低于0.7以外,其余16个样本的相似度均高于0.9;18批黄花软紫草样品间比较,相似度在0.546-0.990之间,与对照图谱比较,除和静县和温泉县样本外,其余样本的相似度高于0.8;将新疆紫草与黄花软紫草一起比较结果显示黄花软紫草与新疆紫草间相似度不高,硬萼软紫草与新疆紫草、黄花软紫草差异性较大,10批硬萼软紫草样品间比较,相似度在0.933-0.995之间。OPLS-DA结果显示异丁酰紫草素、β,β’-二甲基丙烯酰阿卡宁、左旋紫草素等7种化合物可作为特异标志物将两种紫草进行区分。且该7种化合物在新疆紫草中普遍高于黄花软紫草及硬萼软紫草。