[中药青蒿化学成分与种植研究现状] 青蒿的化学成分

　　[摘要] 青蒿主要化学成分有黄酮类、香豆素类、萜类、苯丙酸类和挥发油。研究表明不同的播种期、播种量、栽培方式、施肥水平、光照和采收期对青蒿的生长及化学成分会产生影响。本文对青蒿化学成分和青蒿生长过程中的各种影响因子进行综述，以期为青蒿的标准化种植提供全面可靠的参考。
　　[关键字] 青蒿；化学成分；GAP
　　[中图分类号] R282.21 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2011）07（a）-010-03
　　
　　Research progress on chemical composition and cultivation of TCM Qinghao
　　ZHANG Qiuhong1, ZHU Ziwei1, LI Jin1, CHANG Yanxu1,2
　　1.Key Laboratory of Pharmacology of Traditional Chinese Medical Formulae，Ministry of Education (Tianjin Key Laboratory of Chemistry and Analysis of TCM), Tianjin 300193, China; 2.Postdoctoral workstation, Jiangsu Kanion Pharmaceutical Ltd., Jiangsu Province, Lianyungang 222001, China
　　[Abstract] The main chemical composition of Artemisia annua L. included flavonoids, coumarins, terpenoids, phenylpropanoid acids and volatile oils. Different sowing date, seeding quantity, the cultivation method, fertilizer level, light and harvesting time could affect the growth and chemical component of Artemisia annua L.. In order to provide standardized, comprehensive and reliable evidence for the good agriculture practice of Artemisia annua L., chemical composition and factors of cultivation were reviewed in this paper.
　　[Key words] Artemisia annua L.; Chemical constituent; Growth
　　
　　
　　 青蒿是菊科一年生草本植物黄花蒿（Artemisia annua L.）的干燥全草，具有清热解毒、抗疟等功效。青蒿作为一种传统中药，在中国已用于治疗包括疟疾在内的多种疾病，临床应用已经超过2000多年。20世纪70年代，中国科学家率先从青蒿中分离得到青蒿素并发现其抗疟特性，是现代疟疾防治历程中最重要的进步之一。目前，青蒿抗疟的物质基础已经得到阐明，并已利用青蒿中的青蒿素（Artemisinin）及其衍生物治疗疟疾等多种疾病，效果非常显著，由于青蒿素在结构上的新颖性，以及药理作用中高效低毒等特点，在国际上得到认可。
　　 目前，有许多国家与地区大力支持和推广青蒿的种植，用于工业上生产抗疟新药青蒿素及其衍生物，有关青蒿规范化种植研究主要以青蒿素为有效成分指标进行研究。许多学者已经考察了不同播种期、产地、栽培方式、种源、土壤、生态环境对青蒿素产量的影响，并取得了丰硕的成果。本文对青蒿化学成分及种植研究进展进行综述，为青蒿的规范化种植研究提供了一定的科学依据。
　　1 化学成分研究
　　 随着对青蒿需求量的不断增加，青蒿中化学成分的研究也逐步深入，据文献报道[1-7]，青蒿化学成分主要有黄酮类、香豆素、萜类、苯丙酸类和挥发油。
　　1.1 萜类
　　 青蒿素在20世纪70年代初已经被发现，作为高效的抗疟药使用，陆续从青蒿中分离出来的萜类还有青蒿甲素、青蒿乙素、青蒿丙素[1]、二氢去氧青蒿素B、去氧青蒿素B[2]，青蒿酸[3]等。
　　1.2 黄酮类
　　 采用甲醇提取，LC-DAD-ESI-MSn鉴定出40个酚类化合物[4]，其中有16个黄酮类化合物，包括apigenin-6；8-di-C-glu；apigenin-6-C-ara-8-C-glu；schaftoside；apigenin-6-C-pent-8-C-glu；mearnsetin-glu；apigenin-6-C-rha-8-C-glu；quercetin-rha-glu；apigenin-8-C-glu；3，5-dihydroxy-6，7，4-trimethoxyflavone；apigenin-6-C-glu-8-C-pent；mearnsetin-di-glu；3-hydroxy-6,7,4-trimethoxyflavone；apigenin-6-C-glu-8-C-rha；3,5-dihydroxy-6,7,3,4-tetramethoxyflavone； isorhamnetin-glu；quercetin-glu；有学者用高速逆流色谱法从干燥的青蒿叶中提取分离出紫花牡荆素[5]，产率为16.5%。
　　1.3 苯丙酸类
　　 目前，苯丙酸类主要是奎宁酸类衍生物，包括5-caffeoylquinic acid；3-caffeoylquinic acid；1-feruoyl-5-caffeoylquinic acid；4,5-dicaffeoylquinic acid；3,4-dicaffeoylquinic acid；1-caffeoyl-5-feruoylquinic acid；3,4,5-tricaffeoylquinic acid；5-feruoylquinic acid；3,4-diferuoylquinic acid；3,5-diferuoylquinic acid；4,5-diferuoylquinic acid[4]等。
　　1.4 香豆素类
　　 莨菪亭[6]、东莨菪内酯[7]等。
　　1.5 挥发油
　　 由于种植条件和地区不同，挥发油的含量和化学成分有很大差异。利用GC×GC-TOF-MS测定青蒿中的挥发油，鉴定出303个化合物，主要是萜烯类物质，包括冰片（15.903%）、（Z）-β金合欢烯（12.920%）、吉玛烯D（10.900%）、β-反石竹烯（5.984%）、桧烯（3.213%）、β-桉叶烯（1.254%）、β-百里香素（1.224%）、胡椒烯（1.139%）等33种成分[8]。何兵等采用水蒸气蒸馏法提取，用GC-MS对酉阳青蒿中的挥发油进行分离鉴定，共分离得到46个成分，鉴定出41个，主要有蒿酮（43.04%）、右旋樟脑（12.12%）、桉油精（7.44%）、莰烯（5.64%）、β-月桂烯（3.32%）、大根香叶烯D（4.43%）、β-石竹烯（3.52%）、石竹烯氧化物（2.01%）等，占挥发油总量的93.74%[9]。从甘肃河西走廊青蒿挥发油中鉴定出43个化合物，主要为甜没药萜醇（23.47%）、甜没药萜醇氧化物B（11.31%）、甜没药萜醇氧化物A（6.27%）、反-橙花叔醇（10.04%)、2-乙烯基萘（8.72%）、反-罗勒烯（6.88%）、柠檬油精（4.91%）[10]等。
　　1.6 其他成分
　　 盛晓甘等[11]用气相色谱法，采用FFAP 交联石英毛细管色谱柱对黄花蒿中的中脂肪酸进行研究，证实青蒿中含有丰富的亚油酸、二十二碳多烯酸、二十四碳多烯酸、棕榈酸、亚麻酸、十八碳三烯酸、花生二烯酸、油酸等。此外，青蒿还含有糖类[12]、氨基酸[13]等。
　　2 种植研究
　　 青蒿中的青蒿素被认为是的主要抗疟成分，许多研究以青蒿素含量作为评价指标，考察不同种植条件及环境对青蒿品质的影响。
　　2.1 栽培方式
　　 分别采用高畦盖膜、平畦盖膜、高畦不盖膜、平畦不盖膜栽培青蒿，在团棵期、旺长期、成熟期、采收期干燥后测其干重，由于高畦盖膜土壤中肥料流失少，透水保水高，因此高畦盖膜栽培青蒿在各时期生长均好；高畦盖膜栽培的植株青蒿素含量最高，且青蒿素含量与植株叶产量正相关，一方面高畦盖膜栽培有利于枝条发育，使株型增大，产量增加，另一方面地膜反光使青蒿下部照射增强，减轻了青蒿的早衰[14]。由于盖膜栽培可提高地温、保水，使根系营养物质和水分的吸收增强，在海拨1 900 m以上的云南曲靖地区盖膜栽培可使青蒿素产量提高0.11%[15]。
　　2.2 播种期
　　 为探寻最佳播种期，蒋运生等[16]在广西桂北1~5月播种黄花蒿，8月采收，采用LSD和ANOVA法比较不同播种期植株的根生物量比、茎生物量比、根冠比、叶青蒿素产量、株高和地径，结果均为1月＞2月＞3月＞4月＞5月， 1月叶青蒿素产量可达0.963%，因此1～2月最适宜种植黄花蒿，播种越早黄花蒿产量和质量越高，播种期越晚植株越小，青蒿素含量越低。
　　2.3 种植密度
　　 由于水分、养分和空间的竞争，种植密度严重影响苗效、生物量分配和产量。陈德素等[17]对青蒿不同播种量进行壮苗实验，选取每公顷150、300、600、900、1 200 和1 500 g 种子进行播种，采用样方调查统计法，考察植株性状和产量，实验表明，播种量越少，苗有效率越高，一级苗（苗茎基粗0.40 cm 以上）和二级苗(茎基粗0.30～0.39 cm)所占比例越高；播种量增大，三级苗（茎基粗0.22～0.29 cm）比例也随之增加，而叶片产量下降。在闽东北半山区种植青蒿，行距60 cm，株距40 cm的种植密度适宜种植，且青蒿素含量达到1.326 7%[18]。这说明不同地区种植密度存在差异。
　　2.4 施肥水平
　　 氮、磷、钾及一些微量元素，在植物代谢和生长发育中起着重要作用，适宜的施肥量，是青蒿生长必不可缺的。Mensure等[19]用不同氮含量（0、40、80、120 kg/亩）的土地种植青蒿，不同含量的氮对植株高度、挥发油等没有影响，而青蒿素的含量却显著不同，其中120 kg/亩的青蒿素含量最高；土壤中氮、磷的含量对青蒿产量有较大影响，且氮、磷有互补作用，而青蒿素含量随土壤中钾含量增加而增加，当氮∶磷按1∶1施肥时，增加适量的钾，可使青蒿产量和青蒿素含量同时增加[20]。王满莲等[21]报道，供氮量在0～0.2 g/kg 之间青蒿素含量、地径和株高随供氮量的增大而增加，0.2～0.6 g/kg之间青蒿素含量随供氮量的增大而下降，地径和株高变化很小。微量元素锰、锌浓度0.1%～0.5%能提高青蒿素含量和黄花蒿干叶产量，硼对青蒿素含量和黄花蒿干叶产量无明显影响，而且1.0%的硼会产生负作用[22]。
　　2.5 光照
　　 光照是光合作用的前提，不同光照影响植物的开花、生长发育及营养的吸收利用，光和能力强能促进植物生长和同化物的累积。青蒿是一种光合作用能力很强的植物，喜光，对弱光适应性也较强。分别在连续黑暗、连续光辐射和先光辐射后黑暗条件下，对青蒿根部进行处理，测定青蒿素含量，结果，连续光辐射大于连续黑暗中青蒿素含量，而用先光辐射后黑暗处理的大于连续光辐射中青蒿素含量，前者可能与光辐射增进营养吸收和碳水化合物累积有关，后者可能是由于连续光辐射导致关键酶缺失和次级代谢中的碳砖移[23]。
　　2.6 采收期
　　 采收时间和采收次数的不明确，导致青蒿药材质量的不均一和不稳定，因此，最佳采收期的确定对于青蒿质量的保证是必要的。在勒克瑙地区，青蒿适宜2月种植7月采收或4月种植8月采收，青蒿素平均含量在40 kg/ha，而种植大于30周，采收4次，青蒿素含量平均在75 kg/ha[24]。有研究表明四川泸州的青蒿，青蒿素含量在8月含量最高[25]，而山东产黄花蒿九月花蕾期青蒿素含量最高[26]，云南栽培黄花蒿在花芽分化期青蒿素含量最高[27]。
　　2.7 纬度
　　 纬度对青蒿素的含量有影响，发现从南至北呈现出递减趋势。贵州施秉地区单株青蒿素含量在1.27%～1.34%，广东清远青蒿中青蒿素含量达1.08%，四川一带单株含量在1.20%～1.23%[28]。华中地区武陵山地青蒿素含量平均在0.48%～0.88%，最高可达1.0%[29]。天津地区青蒿中青蒿素平均含量在0.5%左右[30]。
　　2.8 繁殖方式
　　 传统栽培方式由于地域的分布和植株部位的不同，青蒿素含量并不均一，现代生物技术的运用可以保持青蒿优良性状、提高质量和产量。对黄花蒿愈伤组织诱导和根、芽分化组培得到黄花蒿组培苗，分别进行温室移栽和露天栽培，组培苗生根率和成活率均在95%以上，生物性状稳定，与野生黄花蒿相比，各生长期青蒿素含量均比较高[31]。采用有性选择和组织培养相结合，一方面选取优良种源进行种子繁殖，另一方面通过组织培养可以繁殖其优良特性，大面积扩繁，从而提高繁种效率[32]。
　　 综上所述，中药青蒿化学和种植的研究已经取得了很多进展，但仍有许多问题亟待解决和阐述，如青蒿清热解毒物质基础、种质资源不清, 种植、加工技术不规范，质量评价不全面，野生资源破坏严重等。因此，有必要加强中药青蒿资源化学与规范化种植研究，考察各种生态因子及种植条件对青蒿中多种有效成分影响，确定有效成分变化规律，为更好地开发利用青蒿资源提供科学依据。
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　　（收稿日期：2011-03-30）
　　[基金项目] “重大新药创制”科技重大专项（课题名称：热毒宁注射液安全性关键技术研究；课题编号：2010ZX09502-005）。
　　[作者简介] 张秋红（1986-），女，黑龙江鸡西人，硕士研究生，从事中药药效物质基础研究。
　　[通讯作者] 常艳旭，男，助理研究员，主要从事中药药效物质基础及质量。