中药青蒿化学成分与种植研究现状

张秋红 ，朱子微 ，李 晋 ，常艳旭 ,2

1.教育部方剂学重点实验室（天津市中药化学与分析重点实验室），天津 300193；2.江苏康缘药业股份有限公司博士后工作站，江苏连云港 222001

青蒿是菊科一年生草本植物黄花蒿（Artemisia annua L.）的干燥全草，具有清热解毒、抗疟等功效。青蒿作为一种传统中药，在中国已用于治疗包括疟疾在内的多种疾病，临床应用已经超过2000多年。20世纪70年代，中国科学家率先从青蒿中分离得到青蒿素并发现其抗疟特性，是现代疟疾防治历程中最重要的进步之一。目前，青蒿抗疟的物质基础已经得到阐明，并已利用青蒿中的青蒿素（Artemisinin）及其衍生物治疗疟疾等多种疾病，效果非常显著，由于青蒿素在结构上的新颖性，以及药理作用中高效低毒等特点，在国际上得到认可。

目前，有许多国家与地区大力支持和推广青蒿的种植，用于工业上生产抗疟新药青蒿素及其衍生物，有关青蒿规范化种植研究主要以青蒿素为有效成分指标进行研究。许多学者已经考察了不同播种期、产地、栽培方式、种源、土壤、生态环境对青蒿素产量的影响，并取得了丰硕的成果。本文对青蒿化学成分及种植研究进展进行综述，为青蒿的规范化种植研究提供了一定的科学依据。

1 化学成分研究

随着对青蒿需求量的不断增加，青蒿中化学成分的研究也逐步深入，据文献报道[1-7]，青蒿化学成分主要有黄酮类、香豆素、萜类、苯丙酸类和挥发油。

1.1 萜类

青蒿素在20世纪70年代初已经被发现，作为高效的抗疟药使用，陆续从青蒿中分离出来的萜类还有青蒿甲素、青蒿乙素、青蒿丙素[1]、二氢去氧青蒿素B、去氧青蒿素B[2]，青蒿酸[3]等。

1.2 黄酮类

采用甲醇提取，LC-DAD-ESI-MSn鉴定出40个酚类化合物[4]，其中有16个黄酮类化合物，包括apigenin-6；8-di-C-glu；apigenin-6-C-ara-8-C-glu；schaftoside；apigenin-6-C-pent-8-C-glu；mearnsetin-glu；apigenin-6-C-rha-8-C-glu；quercetin-rha-glu；apigenin-8-C-glu；3，5-dihydroxy-6，7，4-trimethoxyflavone；apigenin-6-C-glu-8-C-pent；mearnsetindi-glu；3-hydroxy-6,7,4-trimethoxyflavone；apigenin-6-C-glu-8-C-rha；3,5-dihydroxy-6,7,3,4-tetramethoxyflavone； isorhamnetin-glu；quercetin-glu；有学者用高速逆流色谱法从干燥的青蒿叶中提取分离出紫花牡荆素[5]，产率为16.5%。

1.3 苯丙酸类

目前，苯丙酸类主要是奎宁酸类衍生物，包括5-caffeoylquinic acid；3-caffeoylquinic acid；1-feruoyl-5-caffeoylquinic acid；4,5-dicaffeoylquinic acid；3,4-dicaffeoylquinic acid；1-caffeoyl-5-feruoylquinic acid；3,4,5-tricaffeoylquinic acid；5-feruoylquinic acid；3,4-diferuoylquinic acid；3,5-diferuoylquinic acid；4,5-diferuoylquinic acid[4]等。

1.4 香豆素类

莨菪亭[6]、东莨菪内酯[7]等。

1.5 挥发油

由于种植条件和地区不同，挥发油的含量和化学成分有很大差异。利用GC×GC-TOF-MS测定青蒿中的挥发油，鉴定出303个化合物，主要是萜烯类物质，包括冰片（15.903%）、（Z）-β 金合欢烯（12.920%）、吉玛烯 D（10.900%）、β-反石竹烯（5.984%）、桧烯（3.213%）、β-桉叶烯（1.254%）、β-百里香素（1.224%）、胡椒烯（1.139%）等33种成分[8]。何兵等采用水蒸气蒸馏法提取，用GC-MS对酉阳青蒿中的挥发油进行分离鉴定，共分离得到46个成分，鉴定出41个，主要有蒿酮（43.04%）、右旋樟脑（12.12%）、桉油精（7.44%）、莰烯（5.64%）、β-月桂烯（3.32%）、大根香叶烯 D（4.43%）、β-石竹烯（3.52%）、石竹烯氧化物（2.01%）等，占挥发油总量的93.74%[9]。从甘肃河西走廊青蒿挥发油中鉴定出43个化合物，主要为甜没药萜醇（23.47%）、甜没药萜醇氧化物B（11.31%）、甜没药萜醇氧化物 A（6.27%）、反-橙花叔醇（10.04%)、2-乙烯基萘（8.72%）、反-罗勒烯（6.88%）、柠檬油精（4.91%）[10]等。

1.6 其他成分

盛晓甘等[11]用气相色谱法，采用FFAP交联石英毛细管色谱柱对黄花蒿中的中脂肪酸进行研究，证实青蒿中含有丰富的亚油酸、二十二碳多烯酸、二十四碳多烯酸、棕榈酸、亚麻酸、十八碳三烯酸、花生二烯酸、油酸等。此外，青蒿还含有糖类[12]、氨基酸[13]等。

2 种植研究

青蒿中的青蒿素被认为是的主要抗疟成分，许多研究以青蒿素含量作为评价指标，考察不同种植条件及环境对青蒿品质的影响。

2.1 栽培方式

分别采用高畦盖膜、平畦盖膜、高畦不盖膜、平畦不盖膜栽培青蒿，在团棵期、旺长期、成熟期、采收期干燥后测其干重，由于高畦盖膜土壤中肥料流失少，透水保水高，因此高畦盖膜栽培青蒿在各时期生长均好；高畦盖膜栽培的植株青蒿素含量最高，且青蒿素含量与植株叶产量正相关，一方面高畦盖膜栽培有利于枝条发育，使株型增大，产量增加，另一方面地膜反光使青蒿下部照射增强，减轻了青蒿的早衰[14]。由于盖膜栽培可提高地温、保水，使根系营养物质和水分的吸收增强，在海拨1 900 m以上的云南曲靖地区盖膜栽培可使青蒿素产量提高0.11%[15]。

2.2 播种期

为探寻最佳播种期，蒋运生等[16]在广西桂北1~5月播种黄花蒿，8月采收，采用LSD和ANOVA法比较不同播种期植株的根生物量比、茎生物量比、根冠比、叶青蒿素产量、株高和地径，结果均为1月＞2月＞3月＞4月＞5月，1月叶青蒿素产量可达0.963%，因此1～2月最适宜种植黄花蒿，播种越早黄花蒿产量和质量越高，播种期越晚植株越小，青蒿素含量越低。

2.3 种植密度

由于水分、养分和空间的竞争，种植密度严重影响苗效、生物量分配和产量。陈德素等[17]对青蒿不同播种量进行壮苗实验，选取每公顷 150、300、600、900、1 200 和 1 500 g 种子进行播种，采用样方调查统计法，考察植株性状和产量，实验表明，播种量越少，苗有效率越高，一级苗（苗茎基粗0.40 cm以上）和二级苗(茎基粗0.30～0.39 cm)所占比例越高；播种量增大，三级苗（茎基粗0.22～0.29 cm）比例也随之增加，而叶片产量下降。在闽东北半山区种植青蒿，行距60 cm，株距40 cm的种植密度适宜种植，且青蒿素含量达到1.326 7%[18]。这说明不同地区种植密度存在差异。

2.4 施肥水平

氮、磷、钾及一些微量元素，在植物代谢和生长发育中起着重要作用，适宜的施肥量，是青蒿生长必不可缺的。Mensure 等[19]用不同氮含量（0、40、80、120 kg/亩）的土地种植青蒿，不同含量的氮对植株高度、挥发油等没有影响，而青蒿素的含量却显著不同，其中120 kg/亩的青蒿素含量最高；土壤中氮、磷的含量对青蒿产量有较大影响，且氮、磷有互补作用，而青蒿素含量随土壤中钾含量增加而增加，当氮∶磷按1∶1施肥时，增加适量的钾，可使青蒿产量和青蒿素含量同时增加[20]。王满莲等[21]报道，供氮量在0～0.2 g/kg之间青蒿素含量、地径和株高随供氮量的增大而增加，0.2～0.6 g/kg之间青蒿素含量随供氮量的增大而下降，地径和株高变化很小。微量元素锰、锌浓度0.1%～0.5%能提高青蒿素含量和黄花蒿干叶产量，硼对青蒿素含量和黄花蒿干叶产量无明显影响，而且1.0%的硼会产生负作用[22]。

2.5 光照

光照是光合作用的前提，不同光照影响植物的开花、生长发育及营养的吸收利用，光和能力强能促进植物生长和同化物的累积。青蒿是一种光合作用能力很强的植物，喜光，对弱光适应性也较强。分别在连续黑暗、连续光辐射和先光辐射后黑暗条件下，对青蒿根部进行处理，测定青蒿素含量，结果，连续光辐射大于连续黑暗中青蒿素含量，而用先光辐射后黑暗处理的大于连续光辐射中青蒿素含量，前者可能与光辐射增进营养吸收和碳水化合物累积有关，后者可能是由于连续光辐射导致关键酶缺失和次级代谢中的碳砖移[23]。

2.6 采收期

采收时间和采收次数的不明确，导致青蒿药材质量的不均一和不稳定，因此，最佳采收期的确定对于青蒿质量的保证是必要的。在勒克瑙地区，青蒿适宜2月种植7月采收或4月种植8月采收，青蒿素平均含量在40 kg/ha，而种植大于30周，采收4次，青蒿素含量平均在75 kg/ha[24]。有研究表明四川泸州的青蒿，青蒿素含量在8月含量最高[25]，而山东产黄花蒿九月花蕾期青蒿素含量最高[26]，云南栽培黄花蒿在花芽分化期青蒿素含量最高[27]。

2.7 纬度

纬度对青蒿素的含量有影响，发现从南至北呈现出递减趋势。贵州施秉地区单株青蒿素含量在1.27%～1.34%，广东清远青蒿中青蒿素含量达1.08%，四川一带单株含量在1.20%～1.23%[28]。华中地区武陵山地青蒿素含量平均在0.48%～0.88%，最高可达1.0%[29]。天津地区青蒿中青蒿素平均含量在0.5%左右[30]。

2.8 繁殖方式

传统栽培方式由于地域的分布和植株部位的不同，青蒿素含量并不均一，现代生物技术的运用可以保持青蒿优良性状、提高质量和产量。对黄花蒿愈伤组织诱导和根、芽分化组培得到黄花蒿组培苗，分别进行温室移栽和露天栽培，组培苗生根率和成活率均在95%以上，生物性状稳定，与野生黄花蒿相比，各生长期青蒿素含量均比较高[31]。采用有性选择和组织培养相结合，一方面选取优良种源进行种子繁殖，另一方面通过组织培养可以繁殖其优良特性，大面积扩繁，从而提高繁种效率[32]。

综上所述，中药青蒿化学和种植的研究已经取得了很多进展，但仍有许多问题亟待解决和阐述，如青蒿清热解毒物质基础、种质资源不清,种植、加工技术不规范，质量评价不全面，野生资源破坏严重等。因此，有必要加强中药青蒿资源化学与规范化种植研究，考察各种生态因子及种植条件对青蒿中多种有效成分影响，确定有效成分变化规律，为更好地开发利用青蒿资源提供科学依据。

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