混合种植条件下丹参干物质积累及化学成分分析开题报告

1. 研究目的与意义

丹参为唇形科植物丹参（salvia miltiorrhizabge.）的干燥根及根茎，具有活血祛瘀，通经止痛，清心除烦，凉血消痈的功效，用于胸痹心痛，脘腹胁痛，癥瘕积聚，热痹疼痛，心烦不眠，月经不调，痛经经闭，疮疡肿痛^[1]。丹参作为我国传统的中药材，应用广泛，被制成复方丹参注射液、丹归注射液、丹芪口服液、复方丹参膏、丹参酮片、丹参舒心胶囊、精制冠心颗粒、复方丹参片、丹田降脂丸、冠心静片、复方丹参川芎片、复方丹参黄芪胶囊等多种制剂^[2]。目前，对丹参的研究涉及化学成分、药理作用、栽培技术、作用机制、生物学特点等各个方面。现代药理研究表明，丹参具有增加冠脉流量、保护心肌缺血性损伤、改善微循环、抗血小板聚集和血栓形成、降低血液黏度、抗菌消炎、抗氧化、改善肾功能等药理活性^[3]。丹参的活性成分主要包括脂溶性的丹参酮i、丹参酮iia、丹参酮iib、隐丹参酮、二氢丹参酮i、丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙、丹参新醌丁等二萜醌类化合物^[4]和水溶性的原儿茶醛、迷迭香酸、丹参素、咖啡酸、丹酚酸b等酚酸类化合物^[5]。丹参的水溶性成分具有治疗心肌梗死^[6]、抑制白内障的形成^[7]、保护皮层神经元^[8]等药理作用。丹酚酸类可以抑制艾滋病病毒，研究表明低浓度的丹酚酸类成分可抑制细胞病变、抑制病毒抗原表达和病毒的产生^[9]。

在丹参生产的过程中，有较多的因素会影响丹参的干物质积累和化学成分含量，如：栽培方式、种植密度、施肥、土壤含水量等。朱小强等^[10]的研究表明，丹参地膜覆盖后生态效应明显，产量也明显提高。刘文婷等^[11]的研究表明，在20cm*25cm的栽培密度下丹参的产量和有效成分含量达到最高。冷文金等^[12]的研究表明，草木灰、桔饼与复合肥的施用可以提高丹参酮iia的含量。

韩建平等^[13]的研究表明，氮、磷养分为1:1时，丹参的产量最高。目前，关于植物共生对丹参的干物质积累及化学成分的影响鲜有报道，但农作物在这方面的报道较多，可供参考。互利共生是指两种生物生活在一起，彼此有利，两者分开以后双方的生活都要受到很大影响，甚至不能生活而死亡。赵秀芬等^[14]进行根系分隔盆栽试验，其试验结果表明根系不分隔显著改善了小麦的生长及锰营养的吸收。齐万海等^[15]的研究结果表明，小麦的未隔根间作处理全生育期的平均竞争优势较未隔较塑料膜隔根和尼龙网隔根处理分别高22.3%和11.9%，小麦开花期的竞争力分别高17.8%和11.3%，与产量差异共同证明了种间竞争关系对复合群体产量的影响作用。因此，本研究采取盆栽试验，设置四种植物（决明、辣椒、紫苏、玉米）分别与丹参共生，并采用三种根系分隔技术（塑料分隔、尼龙分隔和不分隔）对共生条件下丹参干物质的积累及活性成分进行研究，为优化丹参生产栽培方式提供理论依据。

2. 研究内容和预期目标

研究目标：

以丹参为实验材料，采取盆栽试验，设置四种植物（决明、辣椒、紫苏、玉米）分别与丹参共生，并采用三种根系分隔技术（塑料分隔、尼龙分隔和不分隔）对共生条件下丹参干物质的积累及活性成分进行研究，为优化丹参生产栽培方式提供理论依据。

研究内容：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

（1）丹参生长指标测定 地上部分与地下部分鲜重、干重用天平称量，直尺测量叶长、叶宽、根长，游标卡尺测量根直径。根于烘箱中 60C烘干至恒重，过60目筛粉碎。

（2）水分的测定 参照《中国药典》（2015版）水分测定法测定

（3）灰分的测定 参照《中国药典》（2015版）灰分测定法测定

（4）水溶性浸出物含量的测定 参照《中国药典》（2015版）水溶性浸出物测定法中的冷浸法测定。

（5）醇溶性浸出物含量的测定 参照《中国药典》（2015版）醇溶性浸出物测定法中的热浸法测定，用乙醇作溶剂。

（6）丹参酮IIA、隐丹参酮、丹参酮I的测定 参照《中国药典》（2015版）髙效液相色谱法测定丹参酮IIA、隐丹参酮、丹参酮I的含量。高效液相色谱条件：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以乙腈为流动相A，以0.02% 磷酸溶液为流动相B，柱温为20C，检测波长为270nm，进样体积10L。

（7）丹参酮B的测定 参照《中国药典》（2015版）髙效液相色谱法测定丹参酮B的含量。高效液相色谱条件：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以乙腈-0.1%磷酸溶液（22 : 78）为流动相；柱温为20C；流速为每分钟1. 2ml；检测波长为286nm，进样体积10L。

技术路线：

实验方案：

（1）实验材料：丹参种苗来自于实验地设在南京农业大学园艺学院实验基地的塑料大棚内，采用盆栽种植，塑料盆规格为42cm*30cm，每盆共装土14kg，土壤与有机质体积比为4:1，分隔处理将7kg土装入定制的塑料或尼龙网袋中，再将7kg土直接放入另外一边盆中。2016年7月12日播种紫苏、辣椒、玉米和决明，并移栽丹参，适时间苗，决明/丹参、辣椒/丹参、紫苏/丹参、玉米/丹参各处理组每盆3株丹参，3株其余植物，丹参单作、决明单作、辣椒单作、紫苏单作、玉米单作处理组各6株，期间管理相同，于2017年2月24日采收，分析各处理丹参的干物质积累与化学成分。

（2）实验设计：采用盆栽种植，设置3种分隔方式：①完全分隔，用塑料膜将两种作物的根系完全分开，两作物根系间无相互作用；②尼龙网分隔，用30μm的尼龙网分开,根系被分开,但根系间有养分交换；③不分隔，没有任何介质分隔两作物。试验采用决明/丹参、辣椒/丹参、紫苏/丹参、玉米/丹参四种种植方式：设分隔方式及共生植物种类为处理，共计12个处理，每处理重复3次。同时，丹参单作、决明单作、辣椒单作、紫苏单作、玉米单作作为对照。

可行性分析：

指导老师从事相关方面的研究经验丰富，可以有专业的指导；本人是中药专业的学生，之前也学过种植和实验操作方面的课程，有一定的基础知识；实验室内仪器齐全，各类药品、试剂易获得，可以确保实验数据的准确性；在实验之前已查阅大量相关资料，制定了完整可行的实验计划，准备充足。

4. 参考文献

目前，关于优化丹参栽培技术的研究涉及到种植密度、施肥、地膜覆盖、土壤含水量、种植方式等方面。此外，丹参与其他植物共同生长对丹参干物质积累和化学成分的影响报道较少，只有油菜田间作丹参、果林套作丹参等的研究。但是农作物在隔根条件下对其产量和生长状况的研究较多，为本实验提供了思路。因此，本研究采取盆栽试验，设置四种植物（决明、辣椒、紫苏、玉米）分别与丹参共生，并采用三种根系分隔技术（塑料分隔、尼龙分隔和不分隔）对共生条件下丹参干物质的积累及活性成分进行研究，为优化丹参生产栽培方式提供理论依据。

5. 计划与进度安排

研究计划及预期进展：

本研究预期在24个月内完成：2022年6月-2022年5月

2022年6月：进行前期工作，查找文献资料，完成研究方案的设计。