药用植物地理成分及海拔与中药性味的相关性研究
【摘要】 目的探讨药用植物地理成分及海拔与中药性味的相关性。方法利用四格表卡方检验法和相关分析法对上述相关性进行分析。结果苦味药在青藏高原成分中、辛味药和涩味药在华中成分中、甘味药和咸味药在蒙新荒漠成分中、寒性药在青藏高原成分中比例较高，具有极显著性差异或显著性差异。苦味药比例与海拔呈正线性相关，辛味药、咸味药、酸味药、淡味药与海拔之间呈负线性相关，寒性药与海拔之间呈强正线性相关，温性药、微温性药、平性药与海拔之间呈强负线性相关。结论初步认为药用植物中化学成分的产生和积累可能受到一定的环境影响，进而使地理成分及海拔与中药性味之间具有某些相关性。
【关键词】 药用植物 地理成分 海拔 中药性味
Abstract：ObjectiveTo explore the correlation between geographical components and altitude of medicinal plants and TCM taste characteristics. MethodsThe correlation was analyzed by fourfold table Chi-square test and correlation analysis method.ResultsThere was a higher proportion of bitter herbs in Himalaya elements as well as acrid and astringency in Central China elements, sweet and salty in Inner Mongolia-Xingjiang desert elements, cold natural herbs in Himalaya elements. Above results were significant. The proportion of bitter was positive correlated while that of acrid, salty, sour, mild is negatively correlated with the altitude respectively. There was a significant positive linear correlation between cold natural herbs and the altitude. A negative linear relationship was shown between warm nature herbs and the altitude, so do as tepid and neutral herbs.ConclusionThe preliminary conclusion is that production and accumulation of medicinal plants chemical composition are affected by certain environmental factors. Furthermore,there is correlation between geographical components and altitude of medicinal plant and TCM taste characteristics.
Key words：Medicinal plants; Geographical components; Altitude; TCM taste characteristics
药用植物是中药资源的组成主体，其药用价值的物质基础是它所含的有效成分。药用植物有效成分的形成与植物种原分布区及形成历史有一定相关性［1］。近年来随着研究的深入，药用植物分布与其中药性味之间的关系已引起人们的重视。日本学者桑木崇秀在1978年观察了生长环境对药性的影响，发现只在南部生长的18种药用植物中，有15种是热性药；我国学者李广骥先生对中药药性与其地理分布的统计结果表明：热（温）性药和平性药以我国偏南和中部地区分布较多［2～4］。植物的地理成分较为规律地反映了植物的现代地理分布，任何一个地区的植物区系都含有多种地理成分［5］。本研究拟从甘肃药用植物的地理成分及海拔与中药性味的相关性方面入手，以期更全面深入地反映它们之间的关系。
甘肃位于我国东部季风区、西北干旱区、青藏高寒区三大自然区交汇处，境内山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁交错分布，海拔差异显著，最大海拔差高达5 258 m。多变的地貌和气候孕育了丰富的植物种类，甘肃药用植物共计两千余种［6，7］，蕴藏量约占全国第5位［8］。这些药用植物地理成分复杂，具有明显的过渡性和交汇性，不仅反映出中国－日本、中国－喜马拉雅、亚洲中部荒漠等高一级区系成分的交汇性，也体现了中国特有分布型中黄土高原、横断山、蒙新荒漠和青藏高原等低一级区系成分的过渡性［9］。
1 对象与方法
1.1 甘肃药用种子植物地理成分组成为了更具体地反映地理成分与中药性味关系，我们选取甘肃产药用种子植物中的中国特有种（802种）作为研究对象。地理成分的划分依据廉永善先生对甘肃分布的中国特有植物分布区亚型划分的修订［10］，该方案与吴征镒先生的中国种子植物分布区类型中的中国特有分布型直接接轨，较客观地反映了甘肃植物区系的发生来源和现代地理分布的实际情况（见表1）。其中“云华”和“三北”成分的分布区范围是两条西南－东北走向、相互靠近、近于平行，但首尾相错的重要的植物迁移的路线（通道）。这两条通道在中国温带植物区系成分的交流扩散中起着重要的作用。表1 甘肃药用种子植物中国特有种的分布区亚型（略）
1.2 药用种子植物中药性味的组成本文中中药性味主要涉及药味和药性两项。药味常包括辛、甘、酸、苦、咸五味，实际可分为苦、辛、甘、涩、淡、酸、咸7类。它们通常表示味觉感知的中药的真实滋味，同时也反映药物的实际性能。药性通常包括寒、热、温、凉四性，实际可分为大寒、寒、微寒、凉、平、微温、温、热8类，药性是从药物作用于机体所发生的反应概括出来的，与所治疾病的寒、热性质相反。具体划分主要参考《中国药典》2005年版《全国中草药汇编》《甘肃中草药资源志》等资料。
按上述方法对所研究药用植物的各项中药性味进行归类统计。
1.3 药用种子植物地理成分与中药性味的关系为了探寻地理成分与中药性味之间的关系，我们以具有某类中药性味的药用植物占总体的比例为标准，与占某一地理成分中的比例作比较，利用SPSS软件中的四格表卡方检验法进行分析。
1.4 药用种子植物海拔与中药性味的关系按照甘肃药用种子植物垂直分布特点分为6个海拔段，分别为550～1 000 m，1 000～1 500 m，1 500～2 000 m，2 000～2 500 m，2 500～3 000 m，3 000 m以上，将海拔段作为自变量，各海拔段具有不同中药性味药用植物的比例作为因变量，利用SPSS软件中的相关分析法分析药用植物海拔与中药性味的关系。
2 结果
2.1 地理成分与药味的关系如表2所示，卡方检验结果表明以下4种药味的药用植物在某类地理成分中的比例明显高于总体中的比例，具有显著性差异。它们是苦味药在青藏高原成分中（P<0.01）；辛味药和涩味药在华中成分中（P<0.05）；甘味药和咸味药在蒙新荒漠成分中（P<0.05或P<0.01）。表2 甘肃不同药味药用种子植物地理成分组成（略）
2.2 地理成分与药性的关系如表3所示，就不同药性药用种子植物组成与地理成分的关系看，除甘肃特有和全省广布成分外，寒性药在海拔较高的青藏高原、黄土高原以及横断山成分中比例较高，分列第1、第2和第3位，其中在青藏高原成分中具有极显著差异（P<0.01）。寒性药在海拔较低的华南成分以及华中成分中比例较低，分列倒数第1和第2位。温性药在蒙新荒漠成分以及华中成分的比例虽未达到显著性水平，但也分居第1和第2位。表3 甘肃不同药性药用种子植物地理成分组成（略）
2.3 海拔与药味的关系如图1所示，相关性分析结果表明苦味药与海拔的Pearson相关系数为0.915，P＝0.011(<0.05)，二者之间呈正线性相关；辛味药为-0.849，P＝0.033，咸味药为-0.870，P＝0.024，酸味药为-0.841，P＝0.036，淡味药为-0.868，P＝0.025，四者与海拔之间呈负线性相关(P<0.05)。
2.4 海拔与药性的关系如图2所示，寒性药与海拔的Pearson相关系数为0.930，P＝0.007(<0.01)，二者之间呈强正线性相关。温性药与海拔的Pearson相关系数为-0.939，P＝0.005(<0.01)；微温性药为-0.946，P＝0.004(<0.01)；平性药为-0.946，P＝0.004(<0.01)，三者与海拔之间呈强负线性相关。
3 讨论 3.1 地理成分及海拔与药味的关系现代研究认为中药药味的不同在一定程度上是由与药效相关的化学成分决定的［11］。这些化学成分大多数是植物的次生代谢产物，它们是植物在长期进化中与环境相互作用的结果，次生代谢产物在植物提高自身保护和生存竞争能力、协调与环境关系方面充当重要的角色，其产生和变化比初生代谢产物与环境有着更强的相关性和对应性［12，13］。 辛味药主要含挥发油。植物体所含挥发油的含量及组成与外界环境有很大关系，人们早已发觉，南方的芳香植物较多，含挥发油也较高。前苏联学者古尔布奇探讨了挥发油在被子植物中的分布，结果显示挥发油的分布与植物亲缘关系及气候、地理条件有关，基本上服从由南向北的顺序［14］。例如按照他对挥发油的分类，发现含香脂和树脂的植物全为热带的；含游离萜油的植物有78.8％为热带的；含挥发酸的植物有57.2％为温带的，他认为热带气候对于挥发油的合成是有利的。本研究结果显示辛味药在华中成分中所占比例突出,而华中成分是所有10个地理成分中除华南成分之外唯一具有亚热带性质的成分，另外辛味药还呈现出与海拔呈负相关的关系，这些都支持了古尔布奇的结论。另外，与占总体比例相比，辛味药在蒙新荒漠成分中虽然未达到显著性差异，但其所占实际比例却是最高的，其形成原因可能与伞形科及柽柳科中含芳香油类群在古地中海区的演化分布有关［1］。 苦味药多含生物碱、苷类和苦味质，上述化学成分的地理分布特征目前还不清楚，但人们发现形成大量挥发油的植物类群，往往不含或少含生物碱；萜类、挥发油与生物碱很少并存［14］。本研究结果显示苦味药在青藏高原成分中有显著优势，而青藏高原成分是所有地理成分中唯一具有高寒温带性质的成分，另外苦味药还呈现出与海拔呈负相关的关系，这种与辛味药近乎相反的分布格局似乎验证了挥发油与生物碱之间的存在关系。 甘味药含多糖、氨基酸、维生素较多；咸味药多含碘、钠、钾、钙、镁等无机盐成分。甘味药和咸味药在蒙新荒漠成分中比例较高，提示我们荒漠地区的干旱、日照时间长、昼夜温差大等气候特点和特殊的土壤结构有利于某些植物多糖及无机盐的产生。 3.2 分布型及海拔与药性的关系中药药味是由多种化学成分所决定的，而中药药性则是对这些成分作用于机体所发生反应的高度概括，多与所治疾病的寒、热性质相反。因此，四性与五味之间必然存在一定的联系。统计表明甘肃药用植物寒性药中苦味较多，占84.86％，温性药及微温药中辛味较多，分别为66.04％和65.79％，有关研究结果显示了同样的规律［15］。上述规律从一定程度上解释了寒性药、温性及微温性药与地理成分及海拔的关系，即寒性药在青藏高原成分中占显著优势并且与海拔呈正相关关系，表现出与苦味药近乎一致的特点；温性药在蒙新荒漠和华中成分中比例较高，温性药及微温性药与海拔呈负相关关系，表现出与辛味药近乎一致的特点，并且与李广骥先生关于温性药以我国偏南和中部地区分布较多的研究结论部分吻合。 从药用植物所含化学成分与地理成分和海拔的关系入手，可以更清楚地看到性味与地理成分和海拔的联系，同时也有助于掌握化学成分分布与环境之间的相关性。中药学、植物区系地理学、生态学以及天然药物化学等学科的紧密结合，将为目前的中药资源生态学研究提供更多基础资料和新的思路［16］。 【参考文献】
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