题目：掌叶大黄不同居群主要药用成分的变异 及其与生长环境的相关性分析

掌叶大黄在我国分布广泛，是三种正品大黄的药源植物之一。其根和根状茎干燥后入药称大黄，为《中国药典》所收录。为了研究大黄化学成分的差异，我们首次在全国范围内采集了18个野生居群的掌叶大黄，取其根和根状茎及其土壤样品，并采集了同属其它4个种6个外类群的根和根状茎，并对采集点海拔、经度、纬度进行了测定，主要从定性定量的角度，以居群和地区为单位对大黄化学成分种类和含量进行了比较。化学成分含量与海拔、经度、纬度、土壤样品各指标的相关性分析，从环境因素角度揭示了不同居群和地区的大黄化学成分差异的原因。掌叶大黄样品化学成分的差异：（1）在所测定的15种化学成分中，含量由高到低依次为番泻苷类、蒽醌苷类、游离蒽醌类、鞣质类。其中有11种蒽醌类及其衍生物为大黄主要的泻下成分，而泻下是大黄最主要的药用价值，因此这些成分在植物化学分类学上被认为是该属植物的特征性成分，具有重要的分类学意义。这说明来自18个居群的掌叶大黄样品在化学成分种类上有很强的一致性。（2）运用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统 2004A版”的分析结果表明：掌叶大黄样品共有峰25个，都是化学成分含量较高的成分。这表明它们的主要化学成分种类是相同的。整体相似度评价结果表明：陕西-山西地区样品间化学成分差异最小；青海和西藏地区4个样品间化学成分差异次之；而四川地区8个样品化学成分在含量上差异较大，这可能与该地区复杂的地理和气候环境密切相关。（3）色谱峰定性结果表明：掌叶大黄样品共有峰25个，与指纹图谱中确认的25个共有峰一致，也包括了我们定量研究的15种化学成分；其它35个时间点大多数样品都有峰，但这些峰面积相对较小，表明来自不同居群的掌叶大黄样品化学成分种类差异较小。（4）由变异系数可以看出：18个掌叶大黄样品主要化学成分含量属于中等强度或高强度变异。具体表现为：在所有样品中，山西中条山样品没食子酸、表儿茶素、番泻苷B、大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷、芦荟大黄素、大黄酚、大黄素甲醚含量处在最高或次高水平；青海祁连山和陕西太白山大文公样品中番泻苷C和大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的含量远高于其它居群。这表明大黄主要化学成分含量在居群间存在较大的差异。居群是物种进化的基本单位，不同地区掌叶大黄居群由于受到的选择压力不同，往往就会导致它们生理生化方面的差异。（5）大黄化学成分的含量在地区间的差异具体表现为：番泻苷B、表儿茶素、没食子酸、大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素甲醚、芦荟大黄素、大黄酚的含量，从华北向西部和西南部依次降低。有一定的连续性，表现为显著的地形梯度变异（topocline）。而番泻苷C、大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄酸、大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素的含量在青海祁连山样品中显著高于其它地区的；ECG和番泻苷A的含量在四川大雪山样品中著高于其它地区。（6）雷达图分析表明：道地产区，青海祁连山掌叶大黄样品中番泻苷类和蒽醌苷类含量显著较高；山西中条山和四川大雪山样品中番泻苷类次之；游离蒽醌类差异不明显；而四川大雪山样品中鞣质类含量显著较高。（7）18个掌叶大黄样品与6个外类群样品色谱图差异非常显著。它们共有峰只有10个，为没食子酸、大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和其4个未定性的色谱峰。差异主要体现在化学成分的种类上，外类群样品色谱峰较少，没有番泻苷类和两种游离蒽醌类（芦荟大黄素和大黄酸）。其次，外类群样品的化学成分含量普遍较低。大黄化学成分与海拔、经度、纬度相关性分析结果表明：有6种成分（没食子酸、ECG、大黄素、大黄酚、大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷）与之都有相关性，而且有两种成分与之相关性极显著。没食子酸、大黄酚和大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷的含量随着海拔的升高明显降低，而从我国西南和西北方向往华北方向（即秦岭-中条山方向）含量升高；而ECG、大黄素和大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷的含量却随海拔的升高而增加，但往华北方向却是逐渐降低的。土壤样品各项指标与大黄化学成分含量的相关性分析表明两者是密切相关的。具体表现为：土壤中多数指标与儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、番泻苷A、大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷的含量为负相关；而除了这些指标，还有硝态氮、有效铜、有效锰与大黄酚和大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷呈正相关。总之，采自18个居群的大黄样品化学成分种类差异较小，而含量差异在居群间或地区间都较大，有些成分含量的差异具有地形梯度变异的特点，有的则并不连续。不同的气候因素和土壤因素对掌叶大黄的化学成分的代谢影响肯定是不同的，从而造就了大黄化学成分的显著差异。