大纬度引种青蒿药效、产量影响因子及药效分析方法学研究

论文摘要

本文改进并建立了青蒿素提取、分析方法;以此为基础评价了黑龙江省青蒿野生资源的利用价值;并分别于2006、2007和2008年从北纬23-30°间的云南、广西、四川、湖南等地,引进了若干优质种源,在北纬46°以上的黑龙江省不同地区栽培,筛选出适合本地生长、含量高的青蒿种源,建立了青蒿引种栽培技术;研究了影响青蒿素含量、药用生物量的主要因子,选择对青蒿素产量影响大的因子进行正交设计试验,确定了高产青蒿的施肥技术。为黑龙江引种青蒿,开展大规模栽培生产提供了理论依据。主要研究结果如下:1、改进建立了恒温振荡浸提法作为青蒿素的提取方法:精确称取青蒿粗粉1.000g,40℃干燥3 h,以20 mL石油醚（60～90℃）为溶剂,30℃恒温振荡提取24 h,频率120 r/min,连续提取4次,每次将前一次的提取液倾出加入10 mL提取溶剂,共提取4d,合并提取液,总量为50 mL。该方法应用设备简单、可操作性强;提取溶剂经济、毒性小、回收方便、可重复利用;提取物杂质量小、适合工业生产操作。2、改进建立了新的青蒿素柱前衍生HPLC-UV测定方法。按文献方法进行青蒿素测定,发现结果不稳定、操作繁琐。研究表明影响柱前衍生HPLC-UV法测定青蒿素含量结果的主要因素是溶解青蒿素标准品（或青蒿提取浸膏）的95%乙醇用量和碱、酸化过程的碱、酸用量。以此为基础改进建立了新的青蒿素柱前衍生HPLC-UV测定方法。3、评价了黑龙江省野生青蒿资源利用价值。对黑龙江省内不同地区野生青蒿中青蒿素含量进行测定表明,青蒿素含量均低于0.1%,远远低于青蒿素含量≥0.5%的药用标准,即黑龙江省野生青蒿资源无利用价值。4、建立了青蒿引种栽培技术。对比室内和野外育苗结果及育苗方法表明:黑龙江省引种青蒿,采用温室育苗,可延长青蒿的生长期45 d左右,集成板式纸筒育苗移栽方便、用土量小,成本低。不同地区引种青蒿相同时间收获,育苗和移栽时间越早青蒿素产量最高。引种的青蒿,营养生长可持续到9月初,生长期长近170 d,可获得巨大药用部位生物量;8月20日后陆续转入生殖生长,本地气候高温、光照强,此时可获得高含量的青蒿素。即提早育苗移栽,可延长其生长时间,在气温较高的月份积累最高的青蒿素含量并达到大的生物量,从而提高青蒿素产量。5、通过大田栽培和露天盆栽方法,研究了植物生长必需的多数营养因子、逆境胁迫、辐射青蒿种子、日光、昼夜温差、栽培密度、育苗和移栽时间对青蒿药用生物量和青蒿素含量的影响,结果如下:营养元素单因子对青蒿素产量的影响大小顺序为复合肥（NPK）＞K＞Ca＞Fe＞Mg＞B＞P＞Mn＞Cu＞N＞Mo＞Zn＞ck（对照）。最大可使青蒿素含量提高对照的49.3%、青蒿药用生物量提高对照的55.4%、青蒿素产量提高对照的111.8%。植物生长调节剂单因素对青蒿素产量影响大小顺序为:GA3＞NAA＞氨基酸微肥＞B9＞KT。最大可使青蒿素含量提高对照的36.9%、青蒿药用生物量提高对照的93.3%、青蒿素产量提高对照的125.5%。栽培密度大小对青蒿素含量虽有影响但幅度不大,但种植密度大可提高青蒿素产量（源于生物量产量的贡献）。大田栽培施肥技术:氮肥720 kg/ha、磷肥1080 kg/ha、钾肥1080 kg/ha及钙肥360kg/ha,赤霉素、萘乙酸及氨基酸微肥喷施浓度分别为40 mg/L、5 mg/L及225倍液。青蒿素含量最高可达到:1.0484%,最低为:0.5598%。6、引种青蒿中青蒿素含量累积趋势与本地野生青蒿一致,但含量高低差异极大,说明青蒿素含量主要受遗传背景控制,其次受环境条件影响。青蒿素含量最高达到:1.0484%,最低为:0.5598%,远大于0.5%的药用标准,引种青蒿中青蒿素含量可达到药用标准,且药用部位生物量超过原产地。引种栽培的青蒿对本地的各种立地条件具有很强的适应性,说明引种青蒿栽培获得成功。因此黑龙江省可充分利用青蒿适应性强的特点,在荒地、废弃地、闲置地、石砾地,开展大规模栽培生产,是个很好的惠农惠林项目。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 青蒿素及其研究现状
• 1.1.1 青蒿素的分子结构和理化性质
• 1.1.2 青蒿素的提取、分离和精制方法
• 1.1.3 青蒿素的分析方法
• 1.1.4 青蒿素的药用价值
• 1.2 利用良种栽培青蒿提高青蒿素产量的研究
• 1.2.1 青蒿种质资源
• 1.2.2 青蒿的人工栽培技术
• 1.2.3 青蒿良种繁育
• 1.3 利用化学合成提高青蒿素产量的研究
• 1.4 利用生物技术提高青蒿素产量的研究
• 1.4.1 青蒿素生物合成途径
• 1.4.2 大肠杆菌工程菌生产青蒿素
• 1.4.3 酵母工程菌生产青蒿素
• 1.5 立题依据及目的意义
• 2 青蒿中青蒿素的提取分离研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料与仪器
• 2.1.2 方法
• 2.1.3 数据分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 青蒿素提取方法
• 2.2.2 青蒿素提取条件
• 2.3 本章小结
• 3 青蒿药效分析方法学建立
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料与仪器
• 3.1.2 方法
• 3.1.3 数据分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 青蒿素衍生方法的建立
• 3.2.2 青蒿素柱前衍生后测定的色谱线性范围
• 3.2.3 青蒿中青蒿素含量测定
• 3.2.4 精密度
• 3.2.5 稳定性
• 3.2.6 重现性
• 3.2.7 回收率
• 3.3 本章小结
• 4 黑龙江省野生青蒿资源的评价
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 野生青蒿生长特性
• 4.2.2 野生青蒿中青蒿素含量及药用生物量研究
• 4.3 本章小结
• 5 引种青蒿栽培技术研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 种子发芽特性
• 5.2.2 播种育苗方法
• 5.2.3 引种青蒿生长特性
• 5.2.4 栽培方法对青蒿素含量研究
• 5.2.5 温室育苗移栽的青蒿药用生物量
• 5.3 本章小结
• 6 引种青蒿药材质量、产量及效益评价
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 实验材料与仪器
• 6.1.2 试验材料
• 6.1.3 方法
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 引种青蒿药材的质量评价
• 6.2.2 引种青蒿中青蒿素含量分析
• 6.2.3 引种青蒿药用生物量产量分析
• 6.2.4 荒地栽培青蒿中青蒿素产量研究
• 6.2.5 青蒿茎杆生物量产量研究
• 6.2.6 引种青蒿效益评价
• 6.3 本章小结
• 7 青蒿药效影响因子研究
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 实验材料
• 7.1.2 方法
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 矿质营养元素对青蒿中青蒿素产量影响
• 7.2.2 植物激素样物质对青蒿素产量的影响
• 7.2.3 青蒿种子辐射诱变后栽培对青蒿素产量的影响
• 7.2.4 逆境胁迫条件下对青蒿中青蒿素产量影响
• 7.2.5 光与温差对青蒿中青蒿素产量影响
• 7.2.6 不同种植密度对青蒿素含量的影响
• 7.2.7 不同时间播种、移栽和收获对青蒿素产量的影响
• 7.3 本章小结
• 8 青蒿高产施肥技术研究
• 8.1 材料与方法
• 8.1.1 实验材料
• 8.1.2 方法
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 正交设计法研究青蒿高产施肥技术
• 8.3 本章小结
• 9 问题与讨论
• 9.1 关于青蒿药效分析方法的确定
• 9.1.1 实验室提取青蒿素的方法和提取条件的确定
• 9.1.2 实验室测定青蒿素含量方法的确定
• 9.2 关于青蒿引种栽培技术及管理措施的问题
• 9.3 进一步的研究设想
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 1 温室集成板式纸筒育苗方法照片
• 2 引种青蒿生长不同时期的照片
• 3 移栽后青蒿照片
• 4 本地野生青蒿照片
• 5 青蒿素提取精制照片
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢