摘要
白芷为伞形科当归属植物白芷Angelicadahurica(Fisch.exHoffm)Benth.etHook.f.和杭白芷Angelicadahurica(FischexHoffm.)Benth.etHook.f.varfformosana(Boiss.)ShanetYuan的根，国内种植面积大，所产药材质量差异显著。现代研究结果显示土壤环境可能会影响白芷药材品质，故本研究通过查阅文献和实地考察明确遂宁川白芷的种植环境、历史和概况，比较遂宁不同乡镇土壤质地和白芷药材质量，探索土壤环境对白芷药材的影响，通过盆栽实验明确土壤紧实度对白芷形态建成和有效成分积累的影响及规律，探索白芷根系形态形成与有效成分积累之间的机制，为深入研究白芷质量形成机制奠定基础，也为指导遂宁川白芷的实际生产活动提供理论基础和手段。 1遂宁白芷产地调研及其药材质量分析研究 本研究通过查阅遂宁地方县志和国内相关文献，深入遂宁产地进行实地考察,明确遂宁川白芷的种植环境、历史及概况，并挑选出7个乡镇对其土壤质地、药材质量进行深入研究。结果显示遂宁的自然环境和地理位置十分适合根类植物种植，川白芷原产地主要分布于涪江流域下游干流两岸的砂土，年产量极大，至今已有数百年历史，但近年来由于城市发展、劳动力流失等原因原产地种植面积大幅减少，新产地主要分布在丘陵、山坡等地。此外，研究发现不同乡镇土壤质地差异明显，所产药材在性状、有效成分两方面差异亦较显著。灰色关联度分析结果显示，粘粒占比(％)和粉粒占比(％)与药材质量指标之间关联性较强(＞0.6),药材性状指标与成分含量之间的关联性亦较强，其中氧化前胡素与主根性状指标关联性最强(＞0.7)。实验结果表明土壤质地改变可能是影响川白芷的性状和成分含量的关键因素。 2土壤紧实度胁迫下白芷形态建成及成分积累的规律研究 本研究基于前期考察结果，采用盆栽实验研究土壤紧实度改变对白芷生长发育过程的影响及规律。结果发现土壤紧实度对白芷植株形态建成和成分积累影响显著，且白芷植株生物量及次级代谢产物积累与土壤紧实度变化关联密切，随着土壤紧实度升高，白芷植株生物量积累速率下降，侧根数目显著增加，香豆素成分积累速率上升，反之亦然。此外，实验结果发现白芷形状指标与有效成分含量之间同样存在较强相关性，其中株高与各成分之间呈不同程度的负相关，氧化前胡素、异欧前胡素与各项形状指标呈不同程度的正相关，佛手柑内酯则与各形状指标呈不同程度的负相关。证明土壤紧实度可以影响白芷形态建成及成分积累过程，且白芷根系形态建成及成分积累之间存在一定的联系，该结果提示可以通过改变耕种方式人为干预不同质地土壤的土壤紧实度，从而达成提高白芷药材产量或质量的目的。 3土壤紧实度胁迫下白芷根系脱落酸、生长素含量变化差异研究 基于LC/MS技术测定生长发育过程差异较大的白芷样品根部的激素含量变化，结果显示土壤紧实度可以影响白芷根部脱落酸（ABA）、生长素（IAA）及相关产物的含量，且IAA含量与白芷根系所处土壤紧实度区间具有较为密切的联系,土壤紧实度较低时IAA含量变化并不明显，土壤紧实度较高时IAA含量快速增加。不同处理组白芷样品激素含量与其质量指标的相关性分析结果显示，ABA仅与地上部分干重呈现出一定的关联性，而IAA与3个根系指标（主根重量、主根直径、侧根数量）之间均呈显著正相关，且与文献报道结果一致。此外，IAA含量还与白当归素、佛手柑内酯、氧化前胡素等6个香豆素类成分呈显著正相关。因此，推测IAA可能在协助白芷根系响应土壤紧实度胁迫的同时，也调控着白芷次生代谢产物的合成。 4外源施加生长素对白芷根系形态及香豆素合成的影响 本研究将白芷幼苗移栽在含有不同浓度IAA的培养基上进行培养，验证IAA是否影响白芷根系形态建成和香豆素成分积累，结果发现IAA可以改变白芷根系形态及香豆素成分含量。白芷幼苗的根系形态指标（主根长度、主根直径、侧根数量）和6个香豆素含量均随着外源施加IAA浓度的上升，表现出先上升后下降的趋势，表明低浓度的IAA的确可以促进白芷根系形态建成及香豆素成分积累，浓度过高则会表现出对植株的抑制作用，这与文献报道结果一致。此外,RT-PCR相对定量结果显示，白芷主根中香豆素生物合成关键基因（L-苯丙氨酸解氨酶等）的表达量和形状参数、香豆素含量变化趋势一致，进一步确定了IAA可以调控香豆素合成途径中关键基因的表达，但侧根中的相应基因表达量较低,表明IAA对侧根作用较弱。证明在土壤紧实度胁迫下白芷主根发育受到抑制时,IAA协助白芷根系产生大量侧根，在此过程中IAA也会调控白芷主根中香豆素类成分的生物合成，这是白芷根系形态建成与质量形成存在联系的内在机制。 本研究通过考察遂宁川白芷的种植环境、历史和近况，发现川白芷主要种植在涪江流域的沙土和壤土，随着城镇化加剧，白芷种植土壤逐渐变成山坡、丘陵地的粘土，土壤质地变化较大。各地所产药材质量参差不齐，且土壤质地与药材质量指标间具有较强的关联性。土壤质地影响耕种过程中的土壤紧实度，故本研究通过盆栽试验明确土壤紧实度胁迫对白芷根系形态建成和香豆素类成分积累具有显著影响，而IAA在此过程中可能起到关键作用，并通过验证实验明确了IAA是白芷形态建成与成分积累之间存在关联性的重要因素，揭示了白芷根系响应土壤紧实度胁迫的内在机制，也为遂宁川白芷的种植和生产提供了理论支撑和手段。
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