摘要
金线兰(Anoectochilusroxburghii)是兰科开唇兰属的多年生植物,富含多种活性成分,是重要的药食同源植物。由于金线兰野生资源被过度采挖,人工栽培产业逐步扩大,如今已形成多种栽培品系金线兰,但不同品系金线兰中化学成分尚未得到充分表征。此外,金线兰主要分布于福建、浙江、广东及广西等地,其化学成分可能因产地的环境因素而异,但目前关于不同产地金线兰中化学成分差异的研究较少。品系和产地均可能会影响药用植物活性成分的积累,探究不同品系及产地金线兰中化学组成差异对金线兰品质评价有着重要意义。因此,本研究分别以3个品系和7个产地的金线兰为实验材料,分别包括‘圆叶’(AR.Y)、‘尖叶’(AR.J)及‘红霞’(AR.H)品系,以及来自福建福州(FJFZ)、福建漳州(FJZZ)、广东茂名(GDMM)、广东云浮(GDYF)、广西贺州(GXHZ)、云南德宏(YNDH)及浙江温州(ZJWZ)产地的AR.Y。首先对总酚、总黄酮、可溶性糖和可溶性蛋白含量等理化成分及抗氧化活性进行测定,而后进一步采用气相色谱质谱联用(GC-MS)结合衍生化、超高效液相色谱结合飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)及高效液相色谱(HPLC)等技术对金线兰的化学组成进行全面表征。 1.基于代谢组学分析3个品系金线兰,主要结果如下: (1)3个品系金线兰的总酚、总黄酮及可溶性糖含量和抗氧化活性均存在显著差异(P<0.05)。AR.Y中总酚、总黄酮、可溶性糖含量及3种抗氧化活性均高于AR.J和AR.H; (2)基于GC-MS结合衍生化技术从3个品系金线兰中共鉴定出64种初级代谢物,且不同品系金线兰中精氨酸生物合成,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢均具有显著差异。尿素、反油酸及L-苏氨酸可作为区分3个品系金线兰的潜在标志物。其中,AR.Y中尿素和反油酸含量较高,AR.H中L-苏氨酸含量较高; (3)基于UPLC-Q-TOF-MS技术在3个品系金线兰中共鉴定出104种代谢物,且3个品系金线兰中的代谢物具有较大差异。其中,黑接骨木苷、羟甲香豆素、隐绿原酸、色酮、异荭草苷、甜菜碱等物质在AR.Y中含量较高;香草酸、草质素、(S)-2-乙酰内酯及龙胆苷在AR.J中含量较高;油酸、4-羟基喹啉、洋槐黄素及山奈酚-3-O-芸香糖苷则在AR.H中含量较高。这些差异代谢物显著富集于黄酮和黄酮醇的生物合成及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成等途径。此外,对金线兰的主要活性物质金线莲苷进行定量分析,AR.Y中金线莲苷的含量显著高于AR.J与AR.H; (4)采用HPLC定量分析3个品系金线兰中15种酚类化合物。其中,3,5-二羟基苯甲酸、绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、白藜芦醇、芦丁、槲皮素、染料木苷、木犀草素及异鼠李素这10种酚类化合物在AR.Y中含量显著高于AR.J及AR.H。 2.基于代谢组学分析7个产地金线兰,主要结果如下: (1)7个产地金线兰中,GDMM的总酚和总黄酮含量最高,GDYF次之。与总酚和总黄酮趋势不同,YNDH和GDYF的可溶性糖含量显著高于其它产地金线兰。此外,抗氧化检测结果显示GDMM和GDYF的ABTS、DPPH自由基清除能力及FRAP还原能力较强; (2)利用GC-MS分析技术从7个产地金线兰中共鉴定出64种初级代谢产物。多变量分析显示7个产地金线兰中初级代谢产物差异明显,产地因素对金线兰中初级代谢产物形成有显著影响。基于VIP>1筛选出21种差异代谢物,这些物质大部分在YNDH中含量较高且显著富集于淀粉和蔗糖代谢和半乳糖代谢等途径; (3)利用UPLC-Q-TOF-MS从7个产地金线兰中共鉴定出96种代谢物。分析差异代谢物,显示大部分物质在FJFZ和GDMM中含量较高,在GXHZ、YNDH和ZJWZ中含量较低,且显著富集于黄酮和黄酮醇的生物合成、硫代谢及抗坏血酸和醛酸代谢等途径。此外,金线莲苷的含量在GDYF中最高,在ZJWZ中最低; (4)利用HPLC定量检测7个产地金线兰酚类化合物。与其它产地金线兰相比,GDMM中酚类化合物成分最丰富且总量最高,YNDH中酚类化合物种类最少且总量最低。 本研究利用代谢手段分析不同品系及产地金线兰成分差异,为筛选金线兰的优良品系及区分不同产地金线兰提供理论依据,为建立金线兰品质评价体系提供参考。