【摘 要】
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铁皮石斛（Dendrobium officinale）是兰科石斛属的名贵中草药,在中国有着悠久的药用历史。近现代药理学研究表明,小分子代谢产物是铁皮石斛药理活性的物质基础,其常受栽培基质、生长年限、采收期、炮制加工等因素影响。栽培基质是铁皮石斛人工栽培最为关键的生长因子,炮制加工关系到铁皮枫斗产品的最终品质。但目前未有关于栽培基质与炮制加工对铁皮石斛代谢成分的影响研究。代谢组学技术具有高通量、高灵
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铁皮石斛（Dendrobium officinale）是兰科石斛属的名贵中草药,在中国有着悠久的药用历史。近现代药理学研究表明,小分子代谢产物是铁皮石斛药理活性的物质基础,其常受栽培基质、生长年限、采收期、炮制加工等因素影响。栽培基质是铁皮石斛人工栽培最为关键的生长因子,炮制加工关系到铁皮枫斗产品的最终品质。但目前未有关于栽培基质与炮制加工对铁皮石斛代谢成分的影响研究。代谢组学技术具有高通量、高灵敏度、高精确度的特点,是研究植物中的内源性代谢产物受环境条件影响机理的有利手段。本文以代谢组学技术为主要研究手段,对不同基质栽培和炮制加工前后的铁皮石斛的内源性代谢产物进行系统研究,为铁皮石斛的品质评价提供新思路,并为铁皮石斛加工工艺的规范化和质量标准的提升提供数据支撑。具体内容如下:1、基于广泛靶向代谢组学技术探究栽培基质对铁皮石斛代谢的影响。采用超高效液相色谱串联质谱（Ultraperformance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS）技术对不同基质栽培的铁皮石斛茎内源性代谢产物进行检测,共鉴定出529种代谢物。通过主成分分析（Principal component analysis,PCA）和正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA）,发现不同基质栽培的铁皮石斛分类效果良好。基于变量重要性投影（Variable importance in the projection,VIP）参数≥1和差异倍数（Fold change,FC）≥2或FC≤0.5两个条件筛选差异代谢物,发现黄酮类化合物是铁皮石斛茎中含量变化最大的一类代谢物。结果表明,松树皮栽培的铁皮石斛茎中黄酮含量最高。KEGG通路富集分析表明,显著调控的代谢产物主要与类黄酮的生物合成途径有关。2、基于代谢组学思路联合基质的物理性质探究栽培基质对铁皮石斛茎生长代谢的影响。通过环刀法测定三种基质的物理性质,利用苯酚-硫酸比色法测定铁皮石斛茎的多糖含量,并采用硅烷化衍生化法结合气相色谱-质谱法（Gas chromatography mass spectrometry,GC-MS）检测铁皮石斛茎中的初级代谢产物。结果表明椰糠和复合基质的通气孔隙度、持水性能优于松树皮基质;多糖含量椰糠组＞复合基质组＞松树皮组;GC-MS鉴定出42种代谢产物,并基于VIP参数和FC值筛选差异代谢物。与椰糠组和复合基质组相比,大部分差异显著的代谢物含量在松树皮组中呈下调趋势。经联合分析发现通气孔隙度高、持水性能好的基质更有利于铁皮石斛糖类物质的积累。3、基于广泛靶向代谢组学联合网络药理学探究炮制加工对铁皮石斛品质的影响。首先采用苯酚-硫酸比色法和亚硝酸钠-硝酸铝显色法分别对不同加工阶段的铁皮石斛中总多糖和总黄酮的含量进行测定,发现总多糖与总黄酮在三组间有显著性差异。基于此,采用UPLC-MS/MS测定了三组铁皮石斛样品中的次级代谢产物,共鉴定匹配到628种代谢物。PCA和OPLS-DA结果表明,炮制加工对铁皮石斛代谢影响极大。基于VIP参数联合p-value和FC值进行差异代谢物筛选。借助网络药理学方法对差异代谢物进行分析,构建“代谢物-靶点-疾病”网络,筛选出14种关键性代谢物。结果表明,炮制加工可提升铁皮石斛药用品质。
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