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防风Saposhnikovia divaricata为伞形科Apiaceae多年生草本植物，以未抽薹的干燥根入药。其味辛、甘，性温，归膀胱、肝、脾经，具有祛风解表、胜湿止痛、止痉之效，常用于治疗发烧、头痛、过敏性鼻炎、风湿性关节炎、免疫系统疾病等[1−4]。目前已从防风中分离出 100 多种化合物，其中色原酮、香豆素类化合物是其发挥药效的主要物质基础[5]。防风主要分布于内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、河北、河南、山东、甘肃等地区[6]。受生长环境、采收时间、种质资源等[7−8]因素的影响，不同产地的防风药效成分及其临床药效差异较大。
中药具有多成分、多靶点作用的特点，检测单一成分难以全面反映药材内在质量，因此多指标、多成分的质量控制已成为发展趋势。《中国药典》2020年版一部“防风”药材项下，将升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷作为评价防风药材质量的中药指标成分，规定两者占比不得低于0.24%。但升麻素、亥茅酚苷、补骨脂素、花椒毒素、佛手柑内酯、欧前胡素等色原酮和香豆素化合物均为表征不同产地、不同年限、不同商品规格的防风药材质量的特征成分，也都具有一定的抗菌、解热抗炎的功效[9−13]。因此，仅以升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷作为防风药材的质量标志物(Q-Marker)，无法全面评价防风的内在质量，为此，亟需建立完整的防风质量评价体系。
近年来，与炎症相关的疾病发病率逐年递增，寻找一种安全有效的抗炎药物成为研究的热点[14−15]。临床及实验证实很多中药具有很好的抗炎作用，且毒副作用小[16−17]。防风药材质量的差异可能会导致活性成分的差异进而呈现不同的临床疗效。目前关于不同产地防风药材抗炎活性的研究较少，且抗炎活性成分尚未明确，不利于其进一步开发利用。本研究通过建立防风药材多指标成分的高效液相色谱(HPLC)测定方法，结合建立脂多糖诱导的RAW 264.7小鼠巨噬细胞炎症模型，通过化学成分和药效指标相关联，筛选出与抗炎作用相关的药效成分群，探讨防风抗炎作用的药效基础，为完善防风药材质量标准提供依据。
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2022年9—10月，分别在内蒙古自治区、吉林省、河北省、新疆维吾尔自治区等采集17批防风样品(表1)，经吉林农业大学中药材学院韩忠明教授鉴定为伞形科植物防风的干燥根。将防风根洗净泥沙，置于恒温干燥箱中60 ℃烘干至恒质量，粉碎后过60目筛，备用。
表 1 17批防风药材样品信息
Table 1. Sample information of 17 batches of Saposhnikoviae radix
样品序号 产地 生长年限 /a 样品序号 产地 生长年限 /a S1 内蒙古自治区赤峰市松山区南地村 1 S10 吉林省白城市永茂林场 2 S2 内蒙古自治区赤峰市松山区柳条沟村 1 S11 吉林省白城市枫林湾中药材种植基地 2 S3 内蒙古自治区赤峰市松山区西道村 1 S12 河北省承德市隆化县兴隆庄村 1 S4 内蒙古自治区通辽市科尔沁区庆和林场 1 S13 河北省承德市丰宁满族自治县胡麻营村 1 S5 内蒙古自治区赤峰市林西县 2 S14 河北省承德市围场县天桥村 1 S6 吉林省长春市吉林农业大学药园 1 S15 新疆省维吾尔自治区阿勒泰哈巴河实验站 1 S7 吉林省白山市江源区平川村 1 S16 新疆省维吾尔自治区阿勒泰哈巴河实验站 1 S8 吉林省白山市江源区平川村 2 S17 新疆省维吾尔自治区阿勒泰哈巴河实验站 2 S9 吉林省白城市青山林场 2 升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、补骨脂素、花椒毒素、佛手柑内酯、欧前胡素对照品(批号分别为111522-202214、111523-202212、111710-200602、111714-200501、110739-202319、112077-202101、112078-202101、110826-202219)，均购自中国食品药品检定研究院；5-O-甲基维斯阿米醇、亥茅酚对照品(批号分别为B23192、B23109)，均购自源叶生物科技有限公司。
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称取防风粉末0.2 g于锥形瓶中，加6 mL甲醇溶液，超声提取1 h，放冷，用甲醇补足质量，摇匀，过0.22 μm滤膜，即得供试品溶液。配置1 mL甲醇溶液含升麻素苷0.110 μg、5-O-甲基维斯阿米醇苷0.170 μg、升麻素0.018 μg、亥茅酚苷0.014 μg、5-O-甲基维斯阿米醇0.002 μg、补骨脂素0.002 μg、花椒毒素0.003 μg、亥茅酚0.002 μg、佛手柑内酯0.001 μg、欧前胡素0.004 μg的混合溶液为对照。
取5 g防风粉末，按液料比为1∶30 (质量体积比)加入甲醇溶液，超声提取1 h，旋蒸浓缩至10 mL，冷冻干燥，得不同批次的提取物冻干粉。取冻干粉 10 mg，溶于4 mL RAW 264.7培养基中，制成质量浓度为 2.5 g·L−1的母液，于4 ℃避光保存。
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色谱条件：色谱柱 Supfex AQ-C18(4.6 mm×250.0 mm，5 μm)，流动相为水(A)-乙腈(B)梯度洗脱(0~8 min，20.0%~40.5%B；8~20 min，40.5%~55.0%B；20.0~25.0 min，55%B，25.0~35.0 min，55.0%~65.0%B，35.0~40.0 min，65.0%~80.0%B)，流速1 mL·min−1，柱温25 ℃，波长254 nm，进样量 15 μL。
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吸取混合对照品溶液1、5、10、15、20 μL，注入液相色谱仪进行测定，以进量(x，μg)为横坐标，峰面积(y)为纵坐标进行线性回归，计算线性回归方程和相关系数。
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分别取混合对照品溶液、样品溶液、空白溶剂(体积分数为100%的甲醇)，根据“1.3” 色谱条件分别进样15 μL，比较色谱图。
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精密吸取同一混合对照品溶液15 μL，根据“1.3”色谱条件测定升麻素苷等10种物质的峰面积(RSD)。重复6次。
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精密吸取同一供试品溶液15 μL，分别于0、2、4、8、12、24 h进样，按照“1.3”色谱条件测定10种物质的RSD值。重复6次。
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分别精密称取同一批供试品6份，根据“1.2”方法制备供试品溶液，按照“1.3”色谱条件测定10种物质的RSD值。重复6次。
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取对数生长期细胞，2.5×104个·孔−1细胞接种于96孔板，设置仅含完全培养基的空白对照组和用完全培养基稀释成质量浓度为100、200、400、600、800 mg·L−1 的防风醇提物组，药物干预24 h后，采用CCK-8法检测不同质量浓度防风醇提物对RAW 264.7细胞活性的影响，细胞存活率=(加药组吸光度−空白组吸光度)/(正常组吸光度−空白组吸光度)×100%。结果显示：当防风醇提物质量浓度低于200 mg·L−1时对RAW 264.7细胞活性无影响。将细胞以2.5×104个·孔−1接种于96孔板中，培养24 h后，弃上清液，根据CCK-8细胞活力检测结果，设置正常对照组、模型对照组(LPS质量浓度为5 mg·L−1)和防风醇提物组(防风醇提物200 mg·L−1与 LPS 5 mg·L−1)共同干预细胞。药物干预细胞24 h后，取细胞上清按试剂盒说明书检测一氧化氮(NO)、白细胞介素6 (IL-6)和白细胞介素1β (IL-1β)含量。
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根据17批防风样品中10种化学成分的质量分数，用Metaboanalyst 5.0进行系统聚类；将10种化学成分的质量分数标准化处理后进行主成分分析，得相关系数的特征值和方差贡献率；将10种化学成分与NO、IL-6和IL-1β的表达量进行相关性分析；采用均值化法对数据进行无量纲化处理，以NO、IL-6和IL-1β水平为参考序列，以化学成分质量分数为比较序列，求参考序列与比较序列的灰色关联系数[18]。采用SPSS 21.0进行显著性检验(α=0.05)、主成分分析以及相关性分析，采用Excel 22.0进行灰色关联度分析，采用Metaboanalyst 5.0进行聚类分析绘图，Origin 2022软件进行柱形图绘制。
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表2显示：升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、补骨脂素、花椒毒素、亥茅酚、佛手柑内酯、欧前胡素等10种化学成分的线性关系良好，决定系数(R2)均大于0.999 0。专属性试验结果(图1)可见：空白溶剂对样品的检测无干扰。精密度试验测得升麻素苷等10种化学成分的RSD分别为0.61%、0.54%、0.53%、0.62%、0.50%、0.69%、0.69%、2.10%、0.63%和1.16%，表明该方法精密度良好。稳定性试验测得10种化学成分的RSD分别为1.15%、0.80%、0.75%、0.98%、1.32%、0.77%、0.84%、4.16%、1.68%和1.29%，表明该方法稳定性良好。重复性试验测得10种化学成分的RSD分别为4.58%、1.62%、1.62%、1.71%、1.24%、3.10%、1.69%、4.76%、1.50%和1.88%，表明该方法重复性良好。
表 2 防风10种化学成分线性关系考察结果
Table 2. Results of linear relationship between ten components of Saposhnikoviae radix
成分 回归方程 R2 线性范围/μg 升麻素苷 y=2250.7x+24.200 0.999 6 0.110~1.130 5-O-甲基维
斯阿米醇苷y=1947.2x+79.014 0.999 1 0.170~3.000 升麻素 y=2401.8x+5.534 0.999 6 0.018~0.350 亥茅酚苷 y=2693.3x+0.829 0.999 9 0.014~0.280 5-O-甲基维
斯阿米醇y=2915.1x−0.029 0.999 9 0.002~0.040 补骨脂素 y=3480.5x+0.555 0.999 9 0.002~0.040 花椒毒素 y=4947.8x+0.905 0.999 9 0.003~0.060 亥茅酚 y=3119.3x−2.227 0.999 2 0.002~0.040 佛手柑内酯 y=4601.6x+0.230 0.999 9 0.001~0.020 欧前胡素 y=4115.7x+0.172 0.999 8 0.004~0.080 说明: x指进量(mg); y指峰面积。 
图 1 混合对照品(A)、样品溶液 (B) 及空白溶剂(C)的HPLC图
Figure 1. HPLC diagram of mixed reference (A), sample solution (B) and blank solvent (C)
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由图2可见：17批防风样品升麻素和5-O-甲基维斯阿米醇苷质量分数总和为 2.93~12.09 mg·g−1 ，均符合《中国药典》(2020年版)防风项下规定升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2种成分质量分数总和不少于0.24%的规定。其中产自内蒙古自治区赤峰市林西的S5 10种化学成分质量分数最高，为13.06 mg·g−1；河北省承德县胡麻营的S13 10种化学成分质量分数最低，为3.41 mg·g−1，两者相差3.83倍。防风中10种化学成分质量分数差异较大，质量分数从高到低分别为5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、花椒毒素、欧前胡素、佛手柑内酯、补骨脂素、亥茅酚。
图 2 防风药材各指标质量分数的堆积柱形图
Figure 2. Accumulation column diagram of the contents of Saposhnikoviae radix
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由图3可见：17批防风样本聚为4类，产自内蒙古的S5和吉林的S8~S11聚为第一大类，表现为富含升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇和欧前胡素；产自内蒙古的S1~S4聚为第二大类，表现为富含补骨脂素、花椒毒素、亥茅酚、佛手柑内酯；产自河北的S12~S14聚为第三大类，补骨脂素、花椒毒素、佛手柑内酯质量分数相对较高；产自吉林的S6~S7和新疆的S15~S17聚为第四大类，10种化学成分质量分数相对较低。整体来看，防风药材样本具有一定的区域特征，但同一产地不同批次的药材之间存在差异性，这可能是因为生长年限、土壤、降水量等因子影响了防风次生代谢产物的积累。
图 3 17批防风药材聚类分析
Figure 3. Hierarchical clustering analysis of 17 batches of Saposhnikoviae radix
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由表3可见：以主特征值＞1为提取标准，提取3个主成分，分别代表了变量总方差的44.033%、28.648%、10.611%，累计贡献率达83.292%，大于80.00%。这表明这3个主成分是影响防风质量评价的主要因子，可全面反映防风药材的综合质量特征。以提取的主成分的因子得分乘以相应主成分特征值的算术平方根计算综合得分，对17批防风样品进行综合评价，结果见表4。来自内蒙古的S5和吉林的S8~S11综合得分在1以上，质量相对较好；来自内蒙古的S1和河北的S12综合得分较低，质量相对较差。
表 3 特征值及累计方差贡献率
Table 3. Eigenvalue and cumulative variance contribution rates
主成分 特征值 方差/% 累积贡献率/% 1 4.403 44.033 44.033 2 2.865 28.648 72.681 3 1.061 10.611 83.292 表 4 17批防风药材样品综合得分值
Table 4. Comprehensive score value of 17 batches of Saposhnikoviae radix
样品 综合得分 样品 综合得分 S1 −2.05 S10 2.41 S2 −0.51 S11 4.39 S3 −1.91 S12 −2.52 S4 0.16 S13 −1.92 S5 3.77 S14 −1.72 S6 −1.91 S15 −0.71 S7 −0.74 S16 −0.03 S8 1.56 S17 −0.16 S9 1.88 -
由表5可见：与正常对照组比较，模型对照组NO、IL-6和IL-1β质量浓度显著升高(P＜0.01)，说明RAW 264.7炎性模型造模成功；与模型对照组比较，各受试药物组可不同程度地降低NO、IL-6和IL-1β水平，说明防风醇提物质量浓度为200 mg·L−1时具有一定的抗炎效果。其中防风样品S8~S11、S17对细胞中炎症因子NO表达量具有较强的抑制作用，S7、S9~S11、S17对细胞中炎症因子IL-6表达量具有较强的抑制作用，S5、S8~S11对炎症因子IL-1β表达量具有较强的抑制作用。可能因为防风样品S5、S8~S11中富含升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇和欧前胡素，且综合质量较高，样品S7、S17中具有其他低成分高活性的物质，因此抗炎活性较强。
表 5 17批防风样品的抗炎活性
Table 5. Anti-inflammatory capacity of 17 batches of Saposhnikoviae radix
组别 NO/(μmol·L−1) IL-6 /(μg·L−1) IL-1β/(ng·L−1) 组别 NO/(μmol·L−1) IL-6 /(μg·L−1) IL-1β/(ng·L−1) 正常对照 2.57±0.32 2.00±0.55 63.53±2.60 S9 20.02±0.94** 28.50±1.68** 138.09±17.62** 模型对照 37.57±3.39## 57.88±1.35## 227.92±26.06## S10 19.02±0.71** 24.45±2.29** 125.46±6.26** S1 29.60±1.30** 40.97±2.22 207.76±5.80* S11 10.02±2.36** 24.21±2.36** 127.43±7.70** S2 20.77±0.82** 42.07±1.89** 181.86±2.09** S12 24.85±3.54** 45.73±1.28** 140.71±14.37** S3 35.10±0.35 45.40±2.56** 178.25±1.62** S13 35.35±0.47 35.54±1.41** 180.71±10.66** S4 23.43±0.12** 38.02±1.82** 138.25±20.17** S14 26.77±1.77** 45.83±7.21** 167.92±8.35** S5 26.35±2.36** 36.59±3.03** 112.35±3.48** S15 25.60±0.82** 57.50±1.75 159.07±28.28** S6 36.93±0.82 40.26±0.27** 214.32±5.80 S16 25.52±2.83** 36.11±0.34** 176.94±6.72** S7 24.35±4.71** 29.59±1.21** 173.33±9.51** S17 20.43±2.71** 34.88±3.17** 147.60±5.10** S8 18.02±1.41** 35.59±0.54** 135.46±7.42** 说明：防风醇提物剂量均为200 mg·L−1。与正常对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01；与模型组比较，##P＜0.01。 -
将10个化学成分与NO、IL-6和IL-1β的表达量进行相关性分析(表6)表明：升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷和5-O-甲基维斯阿米醇与NO表达量呈显著或极显著负相关，5-O-甲基维斯阿米醇苷、5-O-甲基维斯阿米醇、欧前胡素与IL-6表达量呈显著或极显著负相关，升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、亥茅酚苷与IL-1β表达量呈显著或极显著负相关，表明升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、欧前胡素与抗炎活性呈正相关，是防风发挥抗炎作用的主要活性成分。
表 6 化学成分变量组与药效变量组的相关系数
Table 6. Canonical correlation analysis of components and pharmacodynamics indexes
成分 药效指标 NO 1L-6 IL-1β 升麻素苷 −0.512* −0.392 −0.736** 5-O-甲基维斯阿米醇苷 −0.658** −0.703** −0.787** 升麻素 −0.543* −0.442 −0.315 亥茅酚苷 −0.534* −0.456 −0.690** 5-O-甲基维斯阿米醇 −0.599* −0.540* −0.391 补骨脂素 0.268 0.319 0.424 花椒毒素 0.322 0.424 0.329 亥茅酚 0.212 0.219 0.346 佛手柑内酯 0.349 0.380 0.307 欧前胡素 −0.474 −0.535* −0.386 说明：*表示显著相关(P＜0.05)；**表示极显著相关(P＜0.01)。 -
由表7可见：与NO表达量有较大关联性的成分贡献从大到小依次为亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素苷、升麻素、花椒毒素、佛手柑内酯、欧前胡素、补骨脂素、亥茅酚；与IL-6表达量有较大关联性的成分贡献从大到小依次为亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素苷、升麻素、花椒毒素、欧前胡素、佛手柑内酯、补骨脂素、亥茅酚；与IL-1β表达量有较大关联性的成分贡献从大到小依次为亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、升麻素、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素苷、花椒毒素、欧前胡素、佛手柑内酯、补骨脂素、亥茅酚。各化学成分与各药效指标的关联度均大于0.6，说明防风体外抗炎作用是多组分协同作用的结果。其中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇与NO、IL-6、IL-1β表达量的关联系数排名靠前且均大于0.8，说明这5种化学成分对防风发挥抗炎活性的贡献较大。
表 7 防风药材化学成分质量分数和抗炎指标的灰色关联度
Table 7. Grey correlation between chemical composition contents and anti-inflammatory index
成分 NO IL-6 IL-1β 灰色关联度 排名 灰色关联度 排名 灰色关联度 排名 升麻素苷 0.801 4 0.813 4 0.801 5 5-O-甲基维斯阿米醇苷 0.806 3 0.818 3 0.806 4 升麻素 0.800 5 0.809 5 0.819 3 亥茅酚苷 0.849 1 0.862 1 0.859 1 5-O-甲基维斯阿米醇 0.842 2 0.853 2 0.840 2 补骨脂素 0.737 9 0.762 9 0.732 9 花椒毒素 0.781 6 0.793 6 0.778 6 亥茅酚 0.700 10 0.703 10 0.675 10 佛手柑内酯 0.758 7 0.769 8 0.757 8 欧前胡素 0.753 8 0.775 7 0.769 7 -
目前，关于防风的药材质量标准研究大多为单一种类成分的测定，且研究成分数量较少[19−21]。本研究采用HPLC-DAD法同时测定防风中6种色原酮和4种香豆素成分的质量分数。在供试品溶液制备过程中，本研究考察了超声和加热回流2种常用的提取方式，以及不同提取溶剂、料液比、超声时间对防风中10种化学成分提取率的影响，结果显示：提取溶剂体积分数为100%甲醇、液料比为1∶30(质量体积比)、超声提取60 min时防风中化学成分提取率最高。在《中国药典》(2020版)和文献[22−23]的洗脱方法基础上进行优化，发现当柱温为25 ℃，流速为1 mL·min−1时基线平稳，峰形良好，各成分分离度高。该方法专属性强，准确度和分离度良好，能较全面有效地评价防风质量，为其质量控制提供参考依据。
高质量道地药材不仅主要成分含量较高，而且高活性成分含量也较高[24]。由于不同产地生态环境因素的差异，导致药用植物生理生化反应及体内代谢不同。体内次生代谢产物的形成和积累发生变化，使得药材质量发生变化[25]，但植物次生代谢产物的形成和积累不仅与生长环境有关，也与其生长年限有关[26]。本研究聚类分析结果也显示：17批防风药材呈现一定的区域性特征，并且同一产地不同生长年限的药材之间也存在差异性，内蒙古、吉林产地2年生防风药材中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇质量分数和10种化学成分总质量分数明显高于其1年生防风药材，说明防风药材质量不仅具有一定地域性，同时其药材有效成分含量的高低也受到种植年限的影响。17批防风药材中以吉林、内蒙古产区的2年生防风药材综合得分较高，综合质量较优，与河北产地的药材质量存在较大的差异。该结果与防风的道地药材主要分布于内蒙古扎鲁特旗以北和吉林西部的结论相符合[27]。
本研究通过体外细胞试验表明：不同产地的防风醇提物均能不同程度地降低NO、IL-6和IL-1β的表达量。通过双变量相关性分析和灰色关联度分析发现：升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇能显著降低 LPS 诱导的RAW 264.7炎症细胞上清液中NO、IL-6、IL-1β的表达，且与这3个细胞炎症指标的关联系数较大。有研究表明：升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇通过抑制 NF-κB 和MAPKs信号通路减轻LPS诱导的RAW 264.7细胞炎症反应[28−30]。推测以上5个成分可能是防风抗炎活性的关键物质基础。
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本研究建立了防风药材多指标质量分数的测定方法，并筛选出升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇为防风药理作用的关键活性成分。不同产地和不同生长年限防风药材的化学成分质量分数、抗炎活性之间存在差异，17批药材中以内蒙古和吉林的2年生防风药材综合质量较优，因此入药时，要充分考虑防风的产地和生长年限，才能保证临床疗效的稳定性。
Comprehensive quality evaluation of Saposhnikoviae radix based on multi-component contents determination
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摘要:
目的 建立防风Saposhnikovia divaricata药材多指标成分同时定量分析的测定方法，并以多指标成分为评价指标，结合不同成分对防风药材抗炎活性的贡献，分析不同产地的防风药材质量，为防风药材质量的综合评价提供科学依据。 方法 采用高效液相色谱(HPLC)建立防风6种色原酮和4种香豆素成分同时定量的测定方法，采用聚类分析和主成分分析对防风药材质量进行综合评价；采用脂多糖诱导的RAW 264.7小鼠巨噬细胞炎症模型，分析防风10种化学成分与抗炎活性的相关关系。 结果 防风10种化学成分在各自范围内线性关系、准确度和分离度均良好。聚类分析和主成分分析把17批样品分为4类，其中以内蒙古S5和吉林S8~S11产地的2年生防风的综合质量相对较好；17批防风醇提物能不同程度地抑制脂多糖诱导的RAW264.7细胞分泌一氧化氮(NO)、白细胞介素6 (IL-6)、白细胞介素1β (IL-1β)；其中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇、欧前胡素与抗炎活性呈正相关；灰色关联度分析表明：防风抗炎活性是多种成分协同作用的结果，升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、升麻素、亥茅酚苷、5-O-甲基维斯阿米醇与3个细胞炎症指标(NO、IL-6和IL-1β)的关联度均大于0.8，是发挥抗炎作用的主要物质基础。 结论 本研究建立的防风多指标成分测定方法良好，可用于防风色原酮和香豆素成分的同时测定，结合抗炎活性与灰色关联度分析法建立了基于生物活性的防风药材质量综合评价模式，为建立防风药材质量综合评价的标准提供了新的方法和科学依据。 图3表7 参30 Abstract:Objective To establish a method for quantitative analysis of multi-index components in Saposhnikoviae radix (Saposhnikovia divaricata), and for comprehensive quality evaluation of the medicinal materials from different areas, using the contents of multiple-index components as evaluation indexes, and the contribution of different components to the anti-inflammatory activity. Method The concentrations of 6 chromones and 4 coumarins from Saposhnikoviae radix were quantified by high-performance liquid chromatography (HPLC). The quality was comprehensively evaluated using cluster analysis and principal component analysis. The correlations between 10 chemical components and their anti-inflammatory activities were analyzed in a lipopolysaccharide-induced macrophage inflammation model in RAW 264.7 mice. Result The 10 kinds of chemical components had good linear relationship, accuracy, and separation in their respective ranges, respectively. 17 batches of samples were grouped into 4 categories by cluster analysis and principal component analysis. The quality of 2-year-old S. divaricata grown in Inner Mongolia (S5) and Jilin (S8 to S11) were relatively better. 17 batches of S. divaricata alcohol extracts differentially inhibited NO, IL-6, and IL-1β secreted by lipopolysaccharide-induced RAW 264.7 cells. Prim-O-glucosylcimifugin, 5-O-methylvisammioside, cimifugin, sec-O-glucosylhamaudol, 5-O-methylvisamminol, and imperatorin were positively correlated with anti-inflammation. The anti-inflammatory effect of S. divaricata is the result of the combined action of several components, and the correlation degrees among prim-O-glucosylcimifugin, 5-O-methylvisammioside, cimifugin, sec-O-glucosylhamaudol, and 5-O-methylvisamminol with three cellular indicators of inflammation (NO, IL-6, and IL-1 β) were over 0.8, which were the main material basis for the anti-inflammatory activity, according to the gray correlation analysis. Conclusion A comprehensive evaluation model of the quality of S. divaricata based on biological activity and combining the anti-inflammatory activity and gray correlation analysis was established, which provided a new method and scientific basis for the establishment of quality standards for a comprehensive evaluation of the quality of S. divaricata. [Ch, 3 fig. 7 tab. 30 ref.] -
Key words:
- Saposhnikovia divaricata /
- chromone /
- coumarin /
- anti-inflammatory /
- correlation analysis
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开展珍稀濒危植物的群落生态学研究有助于野生植物资源的保护、恢复和可持续更新。群落生态学研究一般通过探究物种的分布范围、群落结构及种内与种间联结关系等，揭示群落生活史、适应性、生长趋势等[1-3]。物种组成与群落结构在一定程度上展现植物对资源的利用能力和群落的稳定程度[4]。汪国海等[5]通过研究濒危植物单性木兰Kmeria septentrionalis的群落结构与空间分布格局，探究其聚集方式和传播途径。濒危物种的生态位宽度与群落总体关联度能够反映物种间的相互关系(竞争或促进作用)及对生境条件的适应状况和资源利用情况等[6-8]。刘万德等[9]对藤枣Eleutharrhena macrocarpa的生境特征和种间联结研究发现：藤枣与下层木呈极显著负相关，减少群落内下层木可以促进藤枣群落可持续生长[3, 9-11]。杨国平等[12]通过建立预测景东翅子树Pterospermum kingtungense群落动态的Lefkovitch矩阵模型，探究濒危物种在特定的小生境片段中的分布区间。因此，基于群落生态学的研究方法，有助于全面评估珍稀濒危物种的内外致濒因子，缓解其濒危态势，实现有效的拯救保护[10-11]。
细果秤锤树Sinojackia microcarpa为中国特有的极小群落野生植物，多分布在浙江临安、建德等地，处于极度濒危和受胁迫状态[13-17]。目前，对秤锤属Sinojackia的研究相对较多。杨国栋等[18]采用生态学理论结合自组织特征映射网络(SOM)方法，划分了野生秤锤树群落的群丛类型。徐惠明等[19]分析了狭果秤锤树S. rehderiana的群落年龄结构，发现该群落具有良好的更新潜力。周赛霞等[20]研究发现：受密度制约或种子扩散限制等，狭果秤锤树的空间聚集分布趋势逐渐减弱。秤锤属物种多表现出竞争能力相对较弱，对外界干扰的响应较为显著[18-19]。本研究通过对细果秤锤树群落的长期动态监测，分析细果秤锤树群落的物种组成、生态位宽度及其与主要树种的种间关联，揭示细果秤锤树的生境适应性与竞争强度，有助于在就地、迁地保护回归实践中建立适宜的生存环境。
1. 研究区概况与研究方法
1.1 研究区概况
浙江省建德市属亚热带北缘季风气候，雨量充沛，四季分明，年平均气温为17.4 ℃。土壤类型以凝灰岩发育的红壤、黄棕色壤土为主，土层浅薄且质地较为疏松，钱塘江水系中上游，境内以低山丘陵地貌为主。细果秤锤树集中分布于浙江省建德市建德林场乌石滩林区(29°32′56″~29°35′43″N，119°33′08″~119°34′05″E)，主要分布在林区乌石滩、富家坞和灵山顶，海拔为23~429 m。多生长在岩石裸露率较大的山谷溪沟边的灌丛林中，呈条带状分布，群落生境数年前遭受人为砍伐干扰较严重。
1.2 样地设置与调查
细果秤锤树为典型极小群落野生植物，残存数量较少，因适存的小流域生境使得群落呈带状分布，样地设置受限。2020年8—9月，在全面踏查细果秤锤树野生群落的基础上，参照热带森林科学研究中心(CTFS)的样地建设技术规程，建立0.18 hm2的固定监测样地。使用全站仪在乌石滩、富家坞和灵山顶分别设置3个典型样方开展群落调查，共计9个10 m×20 m样方；在每个样方内设置3个5 m×5 m的下层木样地以及3个1 m×1 m的草本层样地。开展树种定位、地形测定(海拔、经纬度、坡向坡位等)、生境因子测定(土壤理化性质等)。
1.3 物种重要值计算
本研究计算上层木与下层木的物种重要值。上层木重要值=(相对多度+相对频度+相对显著度)/3；下层木重要值=(相对多度+相对频度)/2；相对多度=(某种植物的数量/样地植物的总数量)×100%；相对频度=(某种植物的频度/样地所有植物物种的频度总和)×100%；相对优势度=(某种植物的胸高断面积之和/样地所有物种的胸高断面积之和)×100%。
1.4 生态位特征与种间联结性
物种生态位特征主要采用Levins指数、Shannon-Wiener指数[21-23]反映生态位宽度，Schoener生态位相似性[24-25]与Pianka生态位重叠指数[26]反映生态相似与重叠程度。种间联结分析主要采用总体联结指数[6, 8]、卡方检验(χ2)、联结系数(AC)[24]和Pearson相关系数[8, 22]探究物种间关联性。采用R 4.1.0中spaa包计算生态位宽度、生态位相似性和生态位重叠程度、χ2检验、Pearson相关系数检验结果。
2. 结果与分析
2.1 细果秤锤树群落野外分布与生境分析
细果秤锤树总计509株，其中富家坞分布个体数量最多(243株)，灵山顶最少(71株)。群落里单丛萌蘖枝干中的最大胸径为8.10 cm，平均树高为5.40 m(表1)。乌石滩、富家坞、灵山顶细果秤锤树群落的胸径变异系数分别为34%、33%和33%，均表现为较低变异性。
表 1 细果秤锤树群落资源组成Table 1 Composition of population resources of S. microcarpa分布区 数量/
株胸径/
cm树高/
m胸径变异
系数/%树高变异
系数/%乌石滩 195 3.07±1.05 5.00±1.87 34 38 富家坞 243 3.05±1.02 5.40±1.98 33 41 灵山顶 71 2.95±0.98 4.90±2.41 33 54 说明：胸径和树高数值为平均值±标准差 细果秤锤树分布在海拔23~429 m的区域(表2和表3)，乌石滩和富家坞受人工干预程度较高，存在人为滥砍及割灌除草等抚育过程。土壤呈较疏松多孔的黏质土，土壤容重为1.06~1.19 g·cm−3，pH为4.72~5.79，偏酸性土壤，有效磷和速效钾偏低。细果秤锤树群落土壤有机质、氮、磷、钾及其速效成分中等，土壤养分条件一般。
表 2 细果秤锤树群落生境调查Table 2 Environmental survey of S. microcarpa population分布区 样地 海拔/m 纬度(N) 经度(E) 坡向 群落特征 乌石滩 P1 58 29°34′16″ 119°33′10″ 西 樟树Cinnamomum camphora-板栗Castanea mollissima混交林 P2 45 29°34′18″ 119°33′60″ 西 板栗林 P3 64 29°34′17″ 119°33′00″ 东北 板栗林 富家坞 P4 58 29°34′57″ 119°33′42″ 东南 柏木Cupressus funebris-南酸枣Choerospondias axiliaris混交林 P5 95 29°34′57″ 119°33′36″ 东南 柏木林 P6 128 29°35′20″ 119°33′24″ 东 柏木-拟赤杨Alniphyllum fortunei混交林 灵山顶 P7 190 29°35′35″ 119°33′52″ 东北 樟树林 P8 384 29°35′11″ 119°33′11″ 东北 毛竹Phyllostachys edulis林 P9 396 29°35′40″ 119°33′10″ 东北 毛竹林 表 3 细果秤锤树群落的生境因素Table 3 Habitat factors of S. microcarpa分布区 海拔/m 土壤容重/
(g·cm−3)土壤pH 土壤有机
质/(g·kg−1)土壤总孔
隙度/%土壤碱解氮/
(mg·kg−1)土壤有效磷/
(mg·kg−1)土壤速效钾/
(mg·kg−1)乌石滩 70±26 a 1.01±0.10 a 5.46±0.20 a 38.84±3.66 a 61.74±3.67 a 103.41±3.08 a 6.23±0.82 a 82.46±3.22 a 富家坞 109±39 a 1.12±0.06 a 5.47±0.43 a 40.76±1.22 a 57.72±2.25 a 97.61±6.90 a 5.79±1.26 a 82.93±6.82 a 灵山顶 370±110 a 1.07±0.09 a 5.23±0.15 a 45.74±3.42 a 59.72±3.44 a 107.71±8.72 a 5.54±1.45 a 95.48±14.02 a 变化范围 23~429 1.00~1.19 4.72~5.79 36.81~48.38 55.20~62.42 91.04~113.67 5.30~7.84 75.69~102.80 说明：数值为平均值±标准差。同列不同小写字母表示同一指标不同分布区之间差异显著(P＜0.05) 2.2 细果秤锤树群落物种组成
细果秤锤树样地内共记录到胸径≥1 cm的木本植物401株，隶属于35科50属51种。其中优势科有樟科Lauraceae (5属6种)、山茶科Theaceae (3属4种)、壳斗科Fagaceae (3属3种)、马鞭草科Verbenaceae (3属3种)、安息香科Styracaceae (2属3种)、大戟科Euphorbiaceae (2属2种)、金缕梅科Hamamelidaceae (2属2种)、漆树科Anacardiaceae (2属2种)、茜草科Rubiaceae (2属2种)、榆科Ulmaceae (2属2种)。樟树的平均胸径最大，达30.8 cm，有22株；平均胸径较大的树种有臭椿Ailanthus altissima、枫香Liquidambar formosana、柏木、南酸枣和毛竹。
样地中重要值≥1%的上层木物种共16种，重要值排前4位的物种是毛竹、柏木、板栗和细果秤锤树，这4个物种重要值之和为49.85%，是群落优势树种(表4)。下层中阔叶箬竹Indocalamus latifolius的重要值最高，为15.48%；重要值排前3位的物种有水团花Adina pilulifera、毛花连蕊茶Camellia fraterna和细果秤锤树(表5)。细果秤锤树在上、下木层中重要值分别为9.50%和4.60%，是主要建群种之一。
表 4 细果秤锤树群落上层木主要物种的重要值和生态位宽度Table 4 Important values and niche breadth of the dominant species in upper wood layer of S. microcarpa community编号 物种 重要值/
%生态位宽度 编号 物种 重要值/
%生态位宽度 Levins
指数Shannon-Wiener
指数Levins
指数Shannon-Wiener
指数1 毛竹 19.63 1.96 0.68 11 杉木 2.00 1.78 0.63 2 柏木 10.84 2.48 1.00 12 黄檀 1.95 2.29 0.90 3 板栗 9.88 2.80 1.13 13 白花泡桐 1.70 1.00 0.00 4 细果秤锤树 9.50 5.87 1.92 14 盐肤木 1.51 1.00 0.00 5 樟树 8.44 1.82 0.64 15 木油桐 1.27 1.96 0.68 6 南酸枣 2.75 1.83 0.80 16 大叶白纸扇 1.21 2.00 0.69 7 拟赤杨 2.34 1.95 0.68 17 厚壳树 0.99 1.00 0.00 8 枫香 2.32 1.00 0.00 18 臭椿 0.96 1.00 0.00 9 木蜡树 2.18 2.70 1.05 19 檵木 0.88 1.63 0.00 10 棕榈 2.09 2.78 1.06 说明：木蜡树Toxicodendron sylvestr；棕榈Trachycarpus fortunei；杉木Cunninghamia lanceolata；黄檀Dalbergia hupeana；白花泡桐Paulownia fortunei；盐肤木Rhus chinensis；木油桐Vernicia montana；大叶白纸扇Mussaenda shikokiana；厚壳树Ehretia thysiflora；檵木Loropetalum chinensis 表 5 细果秤锤树群落下层木主要物种的重要值和生态位宽度值Table 5 Important value and niche breadth of the dominant species in lower wood layer of S. microcarpa community编号 物种 重要值/% 生态位宽度 编号 物种 重要值/% 生态位宽度 Levins
指数Shannon-Wiener
指数Levins
指数Shannon-Wiener
指数1 阔叶箬竹 15.48 1.98 0.84 9 短柄枹栎 2.41 1.84 0.65 2 水团花 8.45 3.43 1.30 10 紫麻 2.30 1.08 0.16 3 细果秤锤树 4.60 6.82 2.00 11 木荷 1.86 1.00 0.00 4 毛花连蕊茶 4.58 4.95 1.77 12 华箬竹 1.63 1.00 0.00 5 茶 4.44 4.09 1.73 13 杉木 1.59 1.28 0.38 6 檵木 3.05 4.39 1.60 14 海金子 1.58 1.92 0.74 7 窄基红褐柃 2.98 1.00 0.00 15 黄檀 1.54 2.81 1.06 8 杭州榆 2.69 1.00 0.00 16 朱砂根 1.45 3.90 1.57 说明：窄基红褐柃Eurya rubiginosa var. attenuata；杭州榆Ulmus changii；短柄枹栎Quercus glandulifera；木荷Schima superba；华箬竹Sasa sinica；朱砂根Ardisia crenata 2.3 细果秤锤树群落生态位宽度
细果秤锤树具有最大的生态位宽度，Levins的生态位宽度指数及Shannon-Wiener的生态位宽度指数在上层木中分别为5.87%和1.92%(表5)，板栗、棕榈、木蜡树与柏木的生态位宽度依次降低。细果秤锤树在上层木林层与下层木林层中生态位宽度差异不明显，说明细果秤锤树的种对竞争具有一定优势，在所调查的小流域生境中具有较强的适应能力，分布幅度较广。
2.4 细果秤锤树群落生态位相似性与重叠程度
细果秤锤树群落上层木物种生态位相似性和生态位重叠值最大均为盐肤木-臭椿(表6)。细果秤锤树与上层优势树种樟树生态相似性值最高(0.62)，白花泡桐次之(0.59)。生态位宽度较大的柏木和黄檀的生态位相似性达0.65，而生态位宽度较窄的枫香和臭椿的生态位相似性为0，说明生态位相似性与生态位宽度有一定关联。生态位重叠值在0.8~1.0的种对有杉木-盐肤木和南酸枣-枫香，大于0.5的种对有39对(占20.53%)，其中生态位重叠值小于0.1的种对共有90对(占47.37%)。上层木树种间生态位重叠值总体偏低，对资源利用的利用策略存在差异。细果秤锤树与樟树(0.62)和黄檀(0.59)具有较大的生态位重叠，存在较大的生态和资源利用相似性。
表 6 细果秤锤树群落上层木主要优势种间的生态位相似性比例和生态位重叠指数Table 6 Niche similarity and niche overlap of dominant plant species in S. microcarpa community in the upper wood layer编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 0 0 0.06 0 0 0.14 0 0 0.27 0.58 0 0.07 0.42 0 0 0 0.42 0 2 0 0.04 0.34 0 0.23 0.41 0.45 0.26 0.43 0 0.52 0 0 0.19 0.74 0.19 0 0.55 3 0 0.02 0.35 0.15 0.41 0.04 0.04 0 0.04 0 0.04 0.52 0 0.04 0.04 0.04 0 0 4 0.09 0.54 0.47 0.42 0.43 0.18 0.15 0.13 0.25 0.20 0.21 0.38 0.04 0.02 0.21 0.16 0.04 0.19 5 0 0 0.11 0.62 0.40 0 0 0 0 0.42 0 0.34 0 0 0 0.52 0 0 6 0 0.15 0.49 0.48 0.68 0.23 0.23 0.09 0.14 0.40 0.14 0.27 0 0.14 0.14 0.54 0 0 7 0.12 0.46 0.01 0.33 0 0.22 0.57 0.71 0.29 0.14 0.15 0 0.14 0.15 0.15 0.15 0.14 0 8 0 0.49 0.05 0.22 0 0.32 0.72 0.42 0.49 0 0.58 0 0 0.58 0.42 0.48 0 0 9 0 0.41 0 0.32 0 0.17 0.96 0.59 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0.27 0.58 0.05 0.25 0 0.22 0.24 0.65 0 0.27 0.73 0 0.27 0.49 0.66 0.48 0.27 0.24 11 0.64 0 0 0.32 0.62 0.54 0.12 0 0 0.28 0 0.07 0.38 0 0 0.42 0.38 0 12 0 0.65 0.06 0.24 0 0.25 0.18 0.73 0 0.89 0 0 0 0.68 0.75 0.48 0 0.32 13 0.09 0 0.63 0.59 0.30 0.39 0 0 0 0 0.04 0 0 0 0 0 0 0 14 0.59 0 0 0.09 0 0 0.19 0 0 0.45 0.63 0 0 0 0 0 1.00 0 15 0 0.30 0.06 0.04 0 0.27 0.20 0.81 0 0.80 0 0.90 0 0 0.42 0.48 0 0 16 0 0.87 0.04 0.40 0 0.16 0.12 0.48 0 0.79 0 0.88 0 0 0.59 0.42 0 0.58 17 0 0.20 0.04 0.28 0.66 0.75 0.13 0.55 0 0.54 0.52 0.61 0 0 0.67 0.40 0 0 18 0.59 0 0 0.09 0 0 0.19 0 0 0.45 0.63 0 0 1.00 0 0 0 0 19 0 0.86 0 0.46 0 0 0 0 0 0.39 0 0.43 0 0 0 0.80 0 0 说明：编号所代表物种见表4。对角线下方为生态位相似性，对角线上方为生态位重叠值 下层木物种生态位相似性为0~0.96，生态位重叠为0~0.10，最大值种对均为海金子Pittosporum illiciodes-紫麻Oreocnide frutescens。细果秤锤树与下层优势树种檵木生态相似性值最高(0.86)；与水团花(0.51)和茶Camellia sinensis (0.48)具有较大生态重叠(表7)。下层木主要物种生态位重叠平均值为0.23，且多数种对的生态位重叠在其平均值附近，表明下层木主要物种的竞争关系相对稳定。
表 7 细果秤锤树群落下层木主要优势种间的生态位相似性比例和生态位重叠指数Table 7 Niche similarity and niche overlap of dominant plant species in S.microcarpa community in the lower wood layer编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 0.09 0.32 0.21 0.16 0.20 0.34 0.02 0.25 0 0 0.09 0.09 0 0 0 2 0.04 0.51 0.43 0.53 0.52 0.29 0.46 0 0 0.13 0.56 0.19 0 0 0 3 0.30 0.65 0.36 0.48 0.63 0.33 0.38 0.23 0.01 0.10 0.07 0 0.01 0 0 4 0.34 0.58 0.38 0.59 0.53 0.46 0.54 0 0.08 0.39 0.24 0.11 0.11 0.17 0.08 5 0.18 0.58 0.53 0.64 0.55 0.27 0.47 0 0.34 0.19 0.21 0.11 0.34 0.06 0 6 0.19 0.65 0.86 0.52 0.62 0.44 0.34 0.04 0.04 0.24 0.13 0.13 0.07 0.09 0.12 7 0.31 0.27 0.32 0.47 0.21 0.36 0.14 0.34 0 0.39 0.29 0.24 0.04 0.17 0.16 8 0.02 0.56 0.47 0.75 0.48 0.41 0.15 0 0.05 0.18 0.17 0 0.06 0.03 0.01 9 0.35 0 0.41 0 0 0.09 0.70 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0.02 0.20 0.75 0.07 0 0.08 0 0.01 0 0 0.96 0 0 11 0 0.12 0.03 0.41 0.10 0.29 0.44 0.10 0 0.01 0.11 0 0.05 0.22 0.64 12 0.06 0.77 0.12 0.44 0.32 0.12 0.33 0.24 0 0 0.14 0.35 0 0 0 13 0.13 0.35 0 0.29 0.23 0.26 0.50 0.01 0 0 0 0.48 0 0 0 14 0 0 0.02 0.21 0.75 0.08 0.01 0.08 0 1.00 0.05 0 0 0 0.04 15 0 0 0 0.45 0.13 0.19 0.35 0.05 0 0 0.32 0 0 0 0 16 0 0 0 0.21 0 0.24 0.33 0.02 0 0 0.93 0 0 0.04 0 说明：编号所代表物种见表5。对角线下方为生态位相似性，对角线上方为生态位重叠值 2.5 细果秤锤树群落联结性与Pearson相关分析
细果秤锤树群落上层木12个优势种间总体联结性方差比率为1.23，大于1，即种间存在一定程度正联结；其显著检验统计量为11.05，高于χ2分布临界值，表明上层木群落间总体上呈显著的正联结关系。下层木12个优势种间总体联结性方差比率为0.58，小于1，即种间存在一定程度负联结；其显著检验统计量为5.19，介于χ2分布临界值之间，即下层木12个优势种间呈不显著负联结关系。
χ2检验主要反映不同种对之间联结的显著度。联结系数检验结果显示：上层和下层各12个优势木中，正、负联结种对数相接近。细果秤锤树群落上层木中正、负联结的种对分别为27和28个(各占种对数的40.91%和42.42%)，正负关联比为0.96∶1.00。种对间总体显著率为12.12%，种间联结较松散，无联结的种对占16.67%，细果秤锤树与其他种之间都不存在联结性。下层木种对联结显著度的分布大致与上层木相似，正负关联比0.83∶1.00。细果秤锤树与水团花呈显著正联结关系。细果秤锤树-阔叶箬竹、细果秤锤树-茶、细果秤锤树-檵木、细果秤锤树-窄基红褐柃表现出极显著负关联(表8)。
表 8 细果秤锤树群落12个优势种χ2检验、联结系数(AC)及Pearson相关检验结果Table 8 Result of χ2 test, association coefficient (AC) and Pearson correlation coefficient of the 12 dominant species in S. microcarpa community检验方法 检验结果 数值范围 上层木 下层木 检验方法 检验结果 数值范围 上层木 下层木 种对数 占比/% 种对数 占比/% 种对数 占比/% 种对数 占比/% χ2 正相关 P≤0.01 0 0 0 0 AC 负相关 −0.2≤AC＜0 2 3.03 2 3.03 0.01＜P≤0.05 2 3.03 7 10.61 −0.6≤AC＜−0.2 3 4.54 3 4.54 P＞0.05 25 37.88 22 33.33 AC≤−0.6 23 34.85 30 45.46 无关联 χ2=0 11 16.67 2 3.03 负相关 P≤0.01 0 0 0 0 Pearson
相关检验正相关 P≤0.01 13 19.70 0 0 0.01＜P≤0.05 6 9.09 5 7.58 0.01＜P≤0.05 0 0 0 0 P＞0.05 22 33.33 30 45.45 P＞0.05 25 37.88 31 46.97 无关联 0＜P＜0.20 0 0 0 0 AC 正相关 AC≥0.6 9 13.64 20 30.30 负相关 P≤0.01 0 0 0 0 0.2≤AC＜0.6 8 12.12 2 3.03 0.01＜P≤0.05 0 0 0 0 0＜AC＜0.2 8 12.12 7 10.61 P＞0.05 28 42.42 35 53.03 无关联 AC =0 13 19.70 2 3.03 上层木中总体显著率为19.70%(极显著正关联13个，P＜0.01)，不显著(P＞0.05)正关联25个，占37.88%；不显著负关联28个，占比42.42%。细果秤锤树与其他树种为无联结关系，整个细果秤锤树群落处于优势发展趋势(表8)。下层木中总体显著率为0，不显著正关联31个，占46.97%；不显著负关联35个，占53.03%。细果秤锤树与水团花、毛花连蕊茶、杭州榆、短柄枹栎呈不显著正关联，与阔叶箬竹、茶、檵木、窄基红褐柃呈不显著负关联。
3. 讨论
3.1 物种组成与群落结构
建德市野生细果秤锤树群落动态监测样地内树种组成相对简单，细果秤锤树多生长在次生常绿阔叶林和针阔混交林中，群落优势树种主要为毛竹、柏木、板栗和细果秤锤树。这与秤锤属调查样地内的物种组成及数量相类似[13, 15-16]。调查发现：细果秤锤树群落中缺乏小径级个体或幼苗，这可能是因为秤锤属的种子萌发困难或遭受了人为的抚育等干扰，影响了幼苗的更新[13-14]。细果秤锤树是小流域生境群落中的优势种，早期生长喜较为荫蔽的环境，群落中高大上层木树种如樟树、毛竹、柏木等可在其幼苗更新时期起到遮光作用，以保护幼苗不受高温、强光照影响。在细果秤锤树生长后期，对光照需求增强，可间伐上层木，对高度接近细果秤锤树的树种进行一定程度的抚育，降低群落郁闭度[12, 16-17]。
3.2 生态位宽度与生态位重叠程度
生态位宽度作为植物群落的环境适应力和资源利用能力的衡量性指标，值越大，反映物种适应能力越强，在群落中更具优势[22, 27]。细果秤锤树在群落物种中重要值排在第4位，但生态位宽度却排在首位。可能是其喜光、耐贫瘠、喜微酸性土壤等生长特性有利于细果秤锤树在小溪流水域附近广泛分布。细果秤锤树的生态位宽度较大还可能与本研究的样地设置有关。本研究以细果秤锤树生长的位置为核心展开设置并调查，且呈聚集分布均匀的群落使得其占较大资源位或较大资源量，与极小群落植物圆叶玉兰Magnolia sinensis[28]、小花木兰Oyama sieboldii[29]、缙云秋海棠Begonia jinyunensis[30]在所处群落中生态位宽度均较大这一研究结果相同，表明在该分布点的研究区域生境条件下，生态位宽度大小与细果秤锤树致濒机制无必然联系。研究中有一些物种的生态位宽度大小排序与其重要值大小排序不同，如樟树、南酸枣等，这说明生态位宽度和重要值在物种之间的表现方式略有不同且并无显著关联性。
生态位相似性特征反映种间资源利用的相似程度，重叠值特征衡量生态位相似的树种在特定空间环境下资源利用的差异性，两者结合衡量种间资源竞争程度[31-33]。细果秤锤树与上层优势树种樟树和黄檀的生态相似性与生态重叠性均最高。可能是因为樟树、黄檀是对环境适应性广泛的泛化种，也可能是适合调查区域环境的特化种，因此出现与细果秤锤树较高的生态位重叠值，也表明这些种对间生态学特性比较一致，或者对生境的要求比较相似[8]。一般来说，当多个物种同时具有较大的生态位宽度时，它们之间存在较高生态位重叠的可能性更大[21]。但是，具有较大生态位宽度的物种也可能与较小生态位宽度的物种间存在较大的生态位重叠[21, 31]。这是因为细果秤锤树与水团花、毛花连蕊茶为中生植物，在资源有限的条件下，它们对资源环境的竞争比较大，且对资源的利用和需求相近[32]，因此，它们之间的联系也更为紧密，具有较高的生态位重叠[22, 26]。且细果秤锤树所在群落中物种之间的生态位重叠程度总体偏低，说明细果秤锤树群落中大多物种对资源利用的相似程度降低，物种之间竞争较弱，生态位可通过产生分化来降低种间竞争使得物种间在群落的结构与功能上互补且稳定[7, 22]。本研究发现：细果秤锤树群落大部分种对间的相关性比较弱，表明物种联结性较弱。种间负联结关系占主导，但大部分优势种种对间关联性比较低，说明样地中的不同物种间不存在紧密的相互关系，缺乏竞争或相互促进的趋势，物种间具有独立性，受外界的干扰较小[30]。
4. 结论
细果秤锤树群落中物种组成较为简单，群落结构相对单一，细果秤锤树群落幼树较少，更新相对较差。细果秤锤树生态位宽度最大，在时空上占据着优势地位，属于稍耐阴、耐贫瘠、适应力较强的植物，能更好利用资源和空间。调查样地中多数树种生态位重叠度较高，大部分物种间的竞争较强，对资源利用的相似程度高。树种间不存在较显著的种间相关联结，植物种间缺乏较强的相互依赖或竞争趋势。本研究明确了细果秤锤树生存的独特环境结构和群落间相互关系，对维持其野生群落的幼苗更新和群落规模增长具有重要作用。
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图 1 混合对照品(A)、样品溶液 (B) 及空白溶剂(C)的HPLC图
Figure 1 HPLC diagram of mixed reference (A), sample solution (B) and blank solvent (C)
图 2 防风药材各指标质量分数的堆积柱形图
Figure 2 Accumulation column diagram of the contents of Saposhnikoviae radix
图 3 17批防风药材聚类分析
Figure 3 Hierarchical clustering analysis of 17 batches of Saposhnikoviae radix
表 1 17批防风药材样品信息
Table 1. Sample information of 17 batches of Saposhnikoviae radix
样品序号 产地 生长年限 /a 样品序号 产地 生长年限 /a S1 内蒙古自治区赤峰市松山区南地村 1 S10 吉林省白城市永茂林场 2 S2 内蒙古自治区赤峰市松山区柳条沟村 1 S11 吉林省白城市枫林湾中药材种植基地 2 S3 内蒙古自治区赤峰市松山区西道村 1 S12 河北省承德市隆化县兴隆庄村 1 S4 内蒙古自治区通辽市科尔沁区庆和林场 1 S13 河北省承德市丰宁满族自治县胡麻营村 1 S5 内蒙古自治区赤峰市林西县 2 S14 河北省承德市围场县天桥村 1 S6 吉林省长春市吉林农业大学药园 1 S15 新疆省维吾尔自治区阿勒泰哈巴河实验站 1 S7 吉林省白山市江源区平川村 1 S16 新疆省维吾尔自治区阿勒泰哈巴河实验站 1 S8 吉林省白山市江源区平川村 2 S17 新疆省维吾尔自治区阿勒泰哈巴河实验站 2 S9 吉林省白城市青山林场 2 
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表 2 防风10种化学成分线性关系考察结果
Table 2. Results of linear relationship between ten components of Saposhnikoviae radix
成分 回归方程 R2 线性范围/μg 升麻素苷 y=2250.7x+24.200 0.999 6 0.110~1.130 5-O-甲基维
斯阿米醇苷y=1947.2x+79.014 0.999 1 0.170~3.000 升麻素 y=2401.8x+5.534 0.999 6 0.018~0.350 亥茅酚苷 y=2693.3x+0.829 0.999 9 0.014~0.280 5-O-甲基维
斯阿米醇y=2915.1x−0.029 0.999 9 0.002~0.040 补骨脂素 y=3480.5x+0.555 0.999 9 0.002~0.040 花椒毒素 y=4947.8x+0.905 0.999 9 0.003~0.060 亥茅酚 y=3119.3x−2.227 0.999 2 0.002~0.040 佛手柑内酯 y=4601.6x+0.230 0.999 9 0.001~0.020 欧前胡素 y=4115.7x+0.172 0.999 8 0.004~0.080 说明: x指进量(mg); y指峰面积。
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表 3 特征值及累计方差贡献率
Table 3. Eigenvalue and cumulative variance contribution rates
主成分 特征值 方差/% 累积贡献率/% 1 4.403 44.033 44.033 2 2.865 28.648 72.681 3 1.061 10.611 83.292
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表 4 17批防风药材样品综合得分值
Table 4. Comprehensive score value of 17 batches of Saposhnikoviae radix
样品 综合得分 样品 综合得分 S1 −2.05 S10 2.41 S2 −0.51 S11 4.39 S3 −1.91 S12 −2.52 S4 0.16 S13 −1.92 S5 3.77 S14 −1.72 S6 −1.91 S15 −0.71 S7 −0.74 S16 −0.03 S8 1.56 S17 −0.16 S9 1.88
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表 5 17批防风样品的抗炎活性
Table 5. Anti-inflammatory capacity of 17 batches of Saposhnikoviae radix
组别 NO/(μmol·L−1) IL-6 /(μg·L−1) IL-1β/(ng·L−1) 组别 NO/(μmol·L−1) IL-6 /(μg·L−1) IL-1β/(ng·L−1) 正常对照 2.57±0.32 2.00±0.55 63.53±2.60 S9 20.02±0.94** 28.50±1.68** 138.09±17.62** 模型对照 37.57±3.39## 57.88±1.35## 227.92±26.06## S10 19.02±0.71** 24.45±2.29** 125.46±6.26** S1 29.60±1.30** 40.97±2.22 207.76±5.80* S11 10.02±2.36** 24.21±2.36** 127.43±7.70** S2 20.77±0.82** 42.07±1.89** 181.86±2.09** S12 24.85±3.54** 45.73±1.28** 140.71±14.37** S3 35.10±0.35 45.40±2.56** 178.25±1.62** S13 35.35±0.47 35.54±1.41** 180.71±10.66** S4 23.43±0.12** 38.02±1.82** 138.25±20.17** S14 26.77±1.77** 45.83±7.21** 167.92±8.35** S5 26.35±2.36** 36.59±3.03** 112.35±3.48** S15 25.60±0.82** 57.50±1.75 159.07±28.28** S6 36.93±0.82 40.26±0.27** 214.32±5.80 S16 25.52±2.83** 36.11±0.34** 176.94±6.72** S7 24.35±4.71** 29.59±1.21** 173.33±9.51** S17 20.43±2.71** 34.88±3.17** 147.60±5.10** S8 18.02±1.41** 35.59±0.54** 135.46±7.42** 说明：防风醇提物剂量均为200 mg·L−1。与正常对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01；与模型组比较，##P＜0.01。
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表 6 化学成分变量组与药效变量组的相关系数
Table 6. Canonical correlation analysis of components and pharmacodynamics indexes
成分 药效指标 NO 1L-6 IL-1β 升麻素苷 −0.512* −0.392 −0.736** 5-O-甲基维斯阿米醇苷 −0.658** −0.703** −0.787** 升麻素 −0.543* −0.442 −0.315 亥茅酚苷 −0.534* −0.456 −0.690** 5-O-甲基维斯阿米醇 −0.599* −0.540* −0.391 补骨脂素 0.268 0.319 0.424 花椒毒素 0.322 0.424 0.329 亥茅酚 0.212 0.219 0.346 佛手柑内酯 0.349 0.380 0.307 欧前胡素 −0.474 −0.535* −0.386 说明：*表示显著相关(P＜0.05)；**表示极显著相关(P＜0.01)。
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表 7 防风药材化学成分质量分数和抗炎指标的灰色关联度
Table 7. Grey correlation between chemical composition contents and anti-inflammatory index
成分 NO IL-6 IL-1β 灰色关联度 排名 灰色关联度 排名 灰色关联度 排名 升麻素苷 0.801 4 0.813 4 0.801 5 5-O-甲基维斯阿米醇苷 0.806 3 0.818 3 0.806 4 升麻素 0.800 5 0.809 5 0.819 3 亥茅酚苷 0.849 1 0.862 1 0.859 1 5-O-甲基维斯阿米醇 0.842 2 0.853 2 0.840 2 补骨脂素 0.737 9 0.762 9 0.732 9 花椒毒素 0.781 6 0.793 6 0.778 6 亥茅酚 0.700 10 0.703 10 0.675 10 佛手柑内酯 0.758 7 0.769 8 0.757 8 欧前胡素 0.753 8 0.775 7 0.769 7
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