目的:本课题针对目前红芪产量低、种植面积及市场流通量急剧下降、缺乏规范化栽培技术及系统的质量综合评价体系等问题,以甘肃地产特色药材红芪为研究对象,紧密结合生药学、中药化学及生态学等学科的研究方法,采用显微成像、HPLC、紫外-可见分光光度法、火焰光度法等现代分析技术,对红芪药材进行基源、性状、显微、TLC鉴别和水分、总灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物检查,为红芪的定性鉴别和常规检查提供依据。确立红芪的质量控制指标,对不同产地红芪质量进行分析研究,建立不同产地红芪药材的指纹图谱,为建立系统、全面、规范化的质量评价体系提供有效的研究支撑。同时,通过探讨土壤等生态环境因素对其质量的影响,对其产地适宜性进行分析,为红芪的最佳栽培区域选择提供参考依据。方法:本课题通过实地调研,收集资料,采集试验样本136份,其中药材样本70份,土壤样本66份。对所采集的药材样品进行性状、组织特征、粉末特征、薄层色谱鉴别,且依照《中国药典》(2010版)附录中所载水分测定方法-烘干法、灰分测定法、浸出物测定方法–热浸法对红芪样品进行水分、总灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物测定;采用高效液相色谱法、紫外-可见分光光度法,分别建立异黄酮类成分(芒柄花素和毛蕊异黄酮)和多糖含量测定方法,并对不同产地红芪药材中芒柄花素、毛蕊异黄酮和多糖含量进行测定,分析不同产地栽培与野生红芪中活性成分含量的差异性;同时,利用高效液相色谱法建立不同产地红芪药材的指纹图谱。对所采集的土壤样品,采用凯氏定氮法、火焰光度法、紫外-可见分光光度法及重铬酸钾容量法测定其中所含养分全氮、全钾和速效钾、全磷和速效磷及有机质的含量,并通过聚类分析、因子分析、相关性分析等分析方法,对所测数据进行统计学分析。结果:70份红芪药材样品的定性鉴别和常规检查结果表明,除部分药材总灰分和浸出物含量不符合药典规定外,其余各样品的各项检查均符合药典规定。通过方差分析发现,不同产地栽培与野生红芪中主要活性成分含量间存在一定的统计学差异,其中采自武都地区的红芪样品中浸出物、毛蕊异黄酮、芒柄花素及总多糖含量均高于宕昌、定西地区所采样品,栽培红芪中除浸出物含量较野生红芪高外,其余各活性成分均低于野生品。采用高效液相色谱法所建立的不同产地红芪药材的指纹图谱经聚类分析和相似度评价分析,结果表明不同产地栽培与野生红芪样品间化学成分存在一定差异。其中武都产红芪主要成分与定西产红芪之间差异较大,宕昌产红芪介于两者之间。而栽培与野生红芪样品间差异较小。通过比较37批土壤样品中营养成分含量,结果各样品间差异明显。不同产地红芪根际土壤样品间全氮、全钾含量存在一定差异,其中武都组全氮含量明显低于宕昌组。不同生长方式、不同土壤类型样品间全磷含量均存在差异,其中栽培组全磷含量高于野生组,黄土组全磷含量高于红土组。通过因子分析对红芪中活性成分含量与生态因子的相关性进行了研究。研究结果表明生态因子中热量、地理、光照、降雨量是影响红芪质量的关键性因子。其中≥10℃积温是影响红芪多糖的最显著变量,纬度因子是影响红芪中芒柄花素和毛蕊异黄酮含量的最显著变量,年辐射量是影响红芪中浸出物含量的最显著变量。土壤营养成分与中药红芪中活性成分含量之间的相关性分析和回归分析结果表明,影响红芪中毛蕊异黄酮和芒柄花素含量的主要土壤营养成分为全磷;影响红芪中总多糖含量的主要土壤营养成分为全氮;影响红芪中浸出物含量的主要土壤营养成分为全磷和有机质,其中有机质含量与浸出物含量呈负相关。结论:不同产地野生与栽培红芪的质量存在明显差异,其中野生红芪质量优于栽培红芪,武都地区红芪药材质量优于宕昌、定西地区所产红芪,这进一步诠释了道地药材“米仓红芪”的内在涵义。不同生态因子对红芪中活性成分含量的影响存在差异,其中热量、地理、光照、降雨量是影响红芪质量的关键性因子,且导致红芪中活性成分含量差异的原因是各生态因子的综合作用,而不是个别生态因子的变化。土壤营养成分是植物生长过程中营养物质的主要来源,是影响红芪活性成分含量的关键环境因子。红芪对土壤中不同营养成分具有选择性,土壤营养成分含量的变化对红芪植物活性成分的形成与积累有较大的影响。