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    青藏高原藥用資源與植被恢復學科組在唐古特大黃品質形成方面取得研究進展

    2021-03-02  科技處

      唐古特大黃(Rheum tanguticum Maxim. ex Balf)是青藏高原的特色藥用植物資源之一,也是我國重要的大宗出口藥材,其質量控制一直是相關研究的重點。本學科組長期致力于研究唐古特大黃的品質成因及評價研究。由于唐古特大黃在青藏高原上分布廣泛,尤其具有生境復雜多變的特征,在課題組長期野外采樣觀察中發現,不同生境中的唐古特大黃呈現出顯著的形態差異,如株高、根長、葉片厚度等,因此假設不同生境下的唐古特大黃也呈現不同的化學型。非靶向代謝組學手段是近年來用于研究植物代謝物有效手段之一。因此,本研究選取了林下與草地兩種不同生境下的唐古特大黃作為研究對象,試圖利用非靶向代謝組學的手段探究其化學型差異。

      通過林下與草地各三處樣點,每個樣點5株樣品的測定,研究結果證實,兩種生境下的唐古特大黃除了在形態上差異顯著外,在代謝組學水平上呈現了不同的化學型,篩選出差異化合物31個,其中22個在林下積累更多,9個在草地積累更多。結合網絡藥理學分析,對這31種差異化合物進行了ADME篩查和靶點預測,結果剩下6個化合物具有潛在作用靶點,其中4個為林下優勢化合物,2個為草地優勢化合物。靶點預測結果顯示,208個靶點中,100個為林下生境優勢化合物單獨作用的靶點,66個為草地生境優勢化合物單獨作用的靶點,42個為共同靶點,這一結果為將來差異化的資源利用提供了依據。進一步,針對通常用于唐古特大黃質量評價的幾種化合物進行靶向定量測定,結果表明,林下生境中,多數有效成分的積累增加,在唐古特大黃的推廣種植中,這也將成為有力的參考。本研究首次以生境作為唐古特大黃品質探究的切入點,避免了多元生態因子帶來的不確定性,同時,每個生境的三處樣點相對海拔基本一致且分布于青海、甘肅、四川三個主要分布區,保障了研究結果的可靠性。另外,本研究將差異化合物結果通過網絡藥理學手段進行了進一步的靶點預測,進行了唐古特大黃的生境-化學-藥理聯結,為中藥資源探索提供了新思路。

      該研究成果Non-target metabolomics revealed the differences between Rh. tanguticum plants growing under canopy and open habitats 近期發表在 BMC Plant Biology(IF=3.497)上,https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-021-02897-8 。該項目得到國家重點研發計劃(2019YFC0507404)、三江源國家公園聯合研究專項(LHZX-2020-09)以及青海省“高端創新人才千人計劃”培養計劃項目的支持。博士研究生熊豐為論文第1作者,周國英研究員為通訊作者。

    圖1 林下(a)和草地(b)生境下唐古特大黃的性狀表現

    圖2 不同生境樣品差異化合物相對含量的熱圖展示

    圖3 差異化合物的網絡藥理學分析

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