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黄芩道地性形成“逆境效应”的实验验证与展望

逆境效应是环境对道地药材形成影响的一种表现，其主要核心思想是环境饰变通过影响药用植物基因的表达，从而影响其次生代谢产物的形成和积累，该文以热河黄芩为研究对象，从19个产区采集野生黄芩，分析其活性成分的含量，

并结合近10年1—12月的气候因子的变化，得出气候因子影响黄芩活性成分积累的结论，随后以黄芩悬浮细胞为材料，模拟环境变化，检测其代谢途径中相关酶和基因的变化，从分子水平上阐述“逆境效应”对黄芩药材品质的影响。该文介绍了道地药材形成“逆境效应”实验验证的前提条件、黄芩道地性形成“逆境效应”研究思路和研究进展，并对未来研究的发展趋势进行展望，以期为其他道地药材品质形成机制研究提供借鉴。

标签：道地药材；逆境效应；热河黄芩

道地药材物质基础的表现形式（表型）包括药材性状组织结构有效成分的组成和含量及其疗效等，其取决于道地药材原植物的基因型及其所处的环境，即“表型=基因型+环境饰变”。早在2004年，黄璐琦等就道地药材表型特征基因型特征及环境饰变3个方面提出了道地药材形成的模式假说，即道地药材的化学组成有其独特的自适应特征；道地药材的道地性越明显，其基因特化越明显“逆境效应”能促进道地药材的形成。然而这3个假说之间并不是独立的，而是相互联系的，即“逆境效应”是外因“基因特化”是内因“化学组成自适应”是表现。但目前尚鲜有报道将环境、遗传、成分相联系，通过多学科系统研究，揭示道地药材这一复杂系统形成的内在生物学本质。

为更有效率的解决道地药材研究中的问题，首先需要剖析道地药材这一复杂系统的核心，在此基础上根据相关的假说设计研究模型，并通过进行受控实验、运用系统生物学的思路和方法进行研究。黄璐琦等探讨了以丹参为材料建立可控的模型进行道地药材生物学成因研究的可行性。在此基础上，本文以热河黄芩为研究对象，介绍了黄芩道地性形成“逆境效应”的实验验证思路和进展，以期为道地药材品质形成机制研究提供借鉴。

1道地药材形成“逆境效应”假说的核心思想

“逆境效应”是环境对道地药材形成影响的一种表现，即道地药材是长期适应逆境的产物，道地性可能是在经历了无数次环境胁迫中获得。

中药材的药效成分通常都是次生代谢产生的小分子化合物，不少研究证实了逆境会促进这类植物次生代谢产物的增加。环境饰变可以通过影响药用植物基因的表达，从而影响其次生代谢产物的形成和积累。经过长期对环境的适应，药用植物已经选择了较为适宜的自然环境，当自然环境的突然改变或在环境胁迫条件下，植物通过物理手段与其他植物竞争有限资源的能力大为降低，此时植物次生代谢产物的积累和释放将提高植物自身的竞争能力。