大狼毒种群扩散增殖对滇西北亚高山草甸土壤养分及微生物特性的影响
Effect of Euphorbia jolkinii Boiss Proliferation on the Soil Nutrients and Microbial Characteristics of Subalpine Meadow in Northwest Yunnan
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艳山姜 (Alpinia zerumbet)为姜科 (Zingiberaceae)山姜属(Alpinia)植物，别名玉桃、大良姜、假砂仁、土砂仁等，广泛分布于中国东南部至西南部各地，是治理石漠化的重要经济植物，也是民间常用的香料植物资源[1-2]。艳山姜作为一种重要的中药材，其干燥成熟果实是贵州少数民族的常用药材之一[3]。有文献记载：以新鲜或干燥成熟的艳山姜果实入药，具有行气止痛、温中燥湿和截疟等功效，主治消化不良、心腹冷痛、胸腹胀满、呕吐腹泻和疟疾等病症[4]。艳山姜主要化学成分为挥发油类和黄酮类[5]，现代药理研究结果表明：艳山姜具有抗菌[6]、抗氧化[7]、抗炎镇痛[8]、杀虫驱虫[9]、抗癌[10]和神经保护[11]等活性。目前，国内外对艳山姜的研究主要集中于挥发油及其活性方面，对其他具体化合物研究较少。为进一步开发艳山姜的药用价值，明确其活性物质基础，本研究对艳山姜果实进行系统的化学成分分析。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
艳山姜果实由云南恩和生物有限公司提供，并由云南农业大学烟草学院徐俊驹教授鉴定。
1.2 试验方法
1.2.1 艳山姜果实化学成分提取
取干燥的艳山姜果实24 kg，经粉碎机粉碎，放入80 L的渗透桶中，倒入甲醇溶液50 L浸泡10 h，减压蒸馏，反复提取8次，得到粗提物5 kg。将粗提物溶于蒸馏水中，用乙酸乙酯反复萃取10余次，回收乙酸乙酯后得到萃取物2 kg。
1.2.2 艳山姜果实化学成分分离纯化
用石油醚和丙酮按体积比 (50∶1、30∶1、20∶1、10∶1、8∶2、7∶3、6∶4和1∶1)对乙酸乙酯层萃取物进行硅胶柱色谱分离，梯度洗脱，得到10个组分 (F1~ F10)。
F6经硅胶柱色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (50∶1~8∶2)]梯度洗脱，得到12个组分 (F6.1~ F6.12)；F6.6经硅胶柱色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (30∶1~8∶2)]梯度洗脱，得到8个组分 (F6.6.1~ F6.6.8)；F6.6.4经硅胶柱色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (30∶1~10∶1)]梯度洗脱后，得到5个组分 (F6.6.4.1~F6.6.4.5)；F6.6.4.5经制备型薄层色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (20∶1)]分离后，得到化合物4 (0.5 g)；F6.6.5经制备型薄层色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (20∶1)]分离后，再利用HPLC [ 甲醇∶水 (8∶2~1∶0)]梯度洗脱，得到化合物1 (4.0 mg)；F6.6.6经制备型薄层色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (10∶1)]分离后，再经HPLC [ 甲醇∶水 (8.5∶1.5~1∶0)]梯度洗脱，得到化合物2 (4.5 mg)；F6.6.7经制备型薄层色谱[ 石油醚∶丙酮 (20∶1)]分离后，再经HPLC [ 甲醇∶水 (8∶2~1∶0)]梯度洗脱，得到化合物3 (5.0 mg)。
F7经硅胶柱色谱[ 石油醚∶丙酮 (30∶1~6∶4)]梯度洗脱，得到10个组分 (F7.1~ F7.10)；F7.6经硅胶柱色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (20∶1~6∶4)]梯度洗脱，得到9个组分 (F7.6.1~F7.6.9)；F7.6.8经硅胶柱色谱[ 石油醚∶丙酮 (10∶1~6∶4)]分离后，得到4个组分 (F7.6.8.1~F7.6.8.4)；F7.6.8.3中有白色片状固体析出，过滤后，采用制备型薄层色谱[ 乙酸乙酯∶二氯甲烷 (8∶2)]分离，得到化合物5 (0.45 g)。
F8经硅胶柱色谱[ 石油醚∶丙酮 (30∶1~6∶4)]梯度洗脱，得到10个组分 (F8.1~F8.10)；F8.8经硅胶柱色谱[ 石油醚∶乙酸乙酯 (20∶1~6∶4)]梯度洗脱，得到9个组分 (F8.8.1~F8.8.9)；F8.8.6经硅胶柱色谱[ 石油醚∶丙酮 (10∶1~6∶4)]分离后，得到4个组分 (F8.8.6.1~F8.8.6.4)；F8.8.6.3中有大量白色晶体析出，通过重结晶，得到化合物6 (5.4 g)。
F9经硅胶柱色谱[ 石油醚∶丙酮 (10∶1~1∶2)]梯度洗脱，得到9个组分 (F10.1~F10.9)。在F10.6中发现有无色透明方块晶体析出，用甲醇洗脱过滤，再用丙酮洗脱过滤，得到透明方晶，然后用二氯甲烷溶解方晶，再通过重结晶，得到化合物7 (3 g)。
1.2.3 艳山姜果实化学成分鉴定
运用13C NMR、1H NMR和ESI-MS光谱分析方法对所得化合物进行结构鉴定，化合物1~7结构如图1。
2. 结果与分析
化合物1：无色油状物，C24H38O4，ESI-MS m/z：391[M+H]+。1H NMR (800 MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 7.71 (2H, dd, J=7.2, 4.0, H-3, 6), 7.53 (2H, dd, J=7.2, 4.0, H-4, 5), 4.25~4.19 (4H, m, H-1 ′, 1 ″), 1.68 (2H, m, H-2′, 2″), 1.33~1.25 (16H, m, H-3′, 3″, 4′, 4″, 5′, 5″, 7′, 7″), 0.90 (6H, t, J=7.2, H-6′, 6″), 0.92 (6H, t, J=7.2, H-8′, 8″); 13C NMR (200 MHz, CDCl3, δ): 167.8 (s, 2×COO), 132.5 (s, C-1, 2), 128.8 (d, C-3, 6), 130.9 (d, C-4, 5), 68.2 (t, C-1 ′, 1 ″), 38.7 (d, C-2′, 2″), 30.4 (t, C-3′, 3″), 28.9 (t, C-4′, 4″), 23.0 (t, C-5′, 5″), 14.1 (q, C-6′, 6″), 23.8 (t, C-7′, 7″), 11.0 (q, C-8′, 8″)。以上波谱数据与文献[12-13]报道基本一致，故鉴定该化合物为bis (2-ethylhexyl) benzene-1, 2- dicarboxylate。
化合物2：无色油状物，C24H38O4。1H NMR (600 MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 8.09 (4H, s, H-2, 3, 5, 6), 4.27 (4H, m, H-1′, 1′′), 1.75 (2H, m, H-2′, 2′′), 1.50 ~1.30 (16H, m, H-3′, 3′′, 4′, 4′′, 5′, 5′′, 7′, 7′′), 0.90 (6H, t, J=7.0, H-6′, 6′′), 0.95 (6H, t, J=7.5, H-8′, 8′′); 13C NMR (150 MHz, CDCl3, δ): 166.0 (s, 2×COO), 134.2 (s, C-1, 4), 129.5 (d, C-2, 3, 5, 6), 67.7 (t, C-1′, 1′′), 38.9 (d, C-2′, 2′′), 30.6 (t, C-3′, 3′′), 29.0 (t, C-4′, 4′′), 23.0 (t, C-5′, 5′′), 14.0 (q, C-6′, 6′′), 24.0 (t, C-7′, 7′′), 11.0 (q, C-8′, 8′′)。以上波谱数据与文献[14-15]报道基本一致，故将该化合物鉴定为terephthalic acid bis (2-ethylhexyl) ester。
化合物3：无色油状物，C16H22O4，ESI-MS m/z：279 [M+H]+。1H NMR (800 MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 7.72 (2H, dd, J=5.6, 3.2, H-3, 6), 7.53 (2H, dd, J=5.6, 3.2, H-4, 5), 4.31 (4H, t, J=6.4, H-8, 8′), 1.74~1.70 (4H, m, H-9, 9′), 1.47~1.42 (4H, m, H-10, 10 ′), 0.96 (6H, t, J=7.2, H-11, 11 ′); 13C NMR (200 MHz, CDCl3, δ): 132.3 (s, C-1, 2), 128.9 (d, C-3, 6), 131.0 (d, C-4, 5), 167.7 (s, C-7, 7′), 65.6 (t, C-8, 8′), 30.7 (t, C-9, 9′), 19.2 (t, C-10, 10′), 13.7 (q, C-11, 11′)。以上波谱数据与文献[16]报道基本一致，故鉴定该化合物为dibutyl phthalate。
化合物4：黄色油状物，C30H58O2，ESI-MS m/z：451[M+H]+。1H NMR (600 MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 5.36~5.33 (2H, m, H-11, 12), 2.36 (2H, m, H-10), 2.35 (2H, t, J=7.5, H-2), 2.02 (2H, m, H-13), 1.63 (4H, m, 2×CH2), 1.31 (16H, br s, 8×CH2), 1.29 (14H, br s 7×CH2), 1.25 (12H, br s, 6×CH2), 0.88 (3H, t, J=6.9, H-30); 13C NMR (150 MHz, CDCl3, δ): 180.3 (s, C-1), 129.7 (d, C-11), 130.0 (d, C-12), 34.1 (t), 31.9 (t, 2×CH2), 29.7 (t, 14×CH2), 29.6 (t), 29.4 (t), 29.3 (t), 29.2 (t), 29.0 (t), 27.2 (t), 27.1 (t), 24.7 (t), 22.7 (t), 14.1 (q, C-30)。 以上波谱数据与文献[17]报道基本一致，故将该化合物鉴定为n-triacont-11-enoic acid。
化合物5：白色片状晶体，C29H48O。1H NMR (600 MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 3.52 (1H, m, H-3), 2.28 (2H, m, H-4), 5.35 (1H, m, H-6), 0.70 (3H, d, J=7.3, H-18), 1.02 (3H, s, H-19), 0.92 (3H, d, J=6.5, H-21), 5.16 (1H, dd, J=15.2, 8.8, H-22), 5.02 (1H, dd, J=15.2, 8.8, H-23), 0.84 (3H, t, J=7.2, H-29); 13C NMR (150 MHz, CDCl3, δ): 37.2 (t, C-1), 31.9 (t, C-2), 71.8 (d, C-3), 42.3 (t, C-4), 140.7 (s, C-5), 121.7 (d, C-6), 33.9 (t, C-7), 31.6 (d, C-8), 50.1 (d, C-9), 36.1 (s, C-10), 21.1 (t, C-11), 39.7 (t, C-12), 42.3 (s, C-13), 56.7 (d, C-14), 24.3 (t, C-15), 28.2 (t, C-16), 56.0 (d, C-17), 11.8 (s, C-18), 18.8 (s, C-19), 39.7 (d, C-20), 23.0 (s, C-21), 138.3 (d, C-22), 129.2 (d, C-23), 45.8 (d, C-24), 29.1 (d, C-25), 19.8 (s, C-26), 19.4 (s, C-27), 26.0 (t, C-28), 12.0 (s, C-29)。以上波谱数据与文献[18]报道基本一致，故鉴定该化合物为豆甾醇。
化合物6：白色针状晶体，C14H14O3，ESI-MS m/z：231[M+H]+。1H NMR (600MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 5.41 (1H, d, J=2.0, H-3), 5.72 (1H, d, J=1.9, H-5), 2.75 (2H, t, J=8.0, H-7), 2.97 (2H, t, J=7.6, H-8), 7.29~7.16 (5H, m, H-10, 11, 12, 13, 14), 3.75 (3H, s, 4-OCH3); 13C NMR (150 MHz, CDCl3, δ): 171.0 (s, C-2), 87.5 (d, C-3), 164.7 (s, C-4), 100.1 (d, C-5), 164.1 (d, C-6), 32.6 (t, C-7), 35.2 (t, C-8), 139.7 (s, C-9), 126.2 (d, C-10, 14), 128.1 (d, C-11, 13), 128.4 (d, C-12), 55.6 (q, 4-OCH3)。以上波谱数据与文献[19]报道基本一致，故鉴定该化合物为dihydro-5,6-dehydrokawain。
化合物7：无色针状晶体，C28H24O6，ESI-MS m/z：456[M]+。1H NMR (600 MHz, CDCl3, δ, J/Hz): 5.34 (1H, d, J=2.1, H-3), 5.92 (1H, d, J=2.0, H-5), 4.17 (1H, d, J=11.0, H-7), 4.36 (1H, dd, J=12.0, 6.0, H-8), 3.71 (3H, s, 4-OCH3), 5.30 (1H, s, H-3′), 3.60 (1H, d, J=9.8, H-5′), 6.60 (1H, d, J=15.8, H-7′), 6.95 (1H, d, J=15.8, H-8′), 3.28 (3H, s, 4′-OCH3), 7.43~7.24 (10H, m)是2个苯环上的氢信号。13C NMR (150 MHz, CDCl3, δ): 164.6 (s, C-2), 91.8 (d, C-3), 170.5 (s, C-4), 102.7 (d, C-5), 158.6 (s, C-6), 45.7 (d, C-7), 54.5 (d, C-8), 135.8 (s, C-9), 127.5 (d, C-10), 128.4 (d, C-11), 128.2 (d, C-12), 128.4 (d, C-13), 127.5 (d, C-14), 55.9 (q, C-15), 163.9 (s, C-2′), 88.7 (d, C-3′), 169.9 (s, C-4′), 39.1 (d, C-5′), 79.4 (s, C-6′), 124.3 (d, C-7′), 131.4 (d, C-8′), 135.6 (s, C-9′), 126.8 (d, C-10′), 128.4 (d, C-11′), 127.8 (d, C-12′), 128.4 (d, C-13′), 126.8 (d, C-14′), 55.4 (q, C-15′)。以上波谱数据与文献[20]报道基本一致，故鉴定该化合物为aniba dimer A。
3. 讨论
艳山姜作为特色民族药材，国内外对其均有研究，但主要集中于艳山姜挥发油的成分及活性方面，对艳山姜果实的化学成分研究较少。在分离过程中发现：艳山姜果实中小极性物质较多，很多成分难以分离纯化，因此，本研究主要集中于中等极性成分的分离和鉴定，从中得到7个化合物，其中dihydro-5,6-dehydrokawain含量较高，有研究表明：该化合物能拮抗实验性胃及十二指肠溃疡，对花生四烯酸和胶原引起的家兔血小板聚集具有明显的拮抗作用，抑制ATP释放[21]。在本研究的基础上，将对艳山姜果实化学成分以及生物活性展开进一步研究，为深度开发和利用艳山姜提供一定的数据支持。
4. 结论
利用正相硅胶柱色谱、薄层层析色谱和HPLC分离手段对艳山姜果实化学成分进行分离纯化，得到7个化合物。其中，化合物bis (2-ethylhexyl) benzene-1,2-dicarboxylate (1)、terephthalic acid bis (2-ethylhexyl) ester (2)、dibutyl phthalate (3)和n-triacont-11-enoic acid (4)为首次从艳山姜果实中分离得到。
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图 1 大狼毒种群扩散对亚高山草甸土壤有机碳、速效氮、全磷和速效磷含量的影响
注：不同小写字母表示同一测定时期同一土层不同样地间差异显著(P<0.05)；下同。
Figure 1. Effect of E. jolkinii spread on the contents of soil organic carbon, available nitrogen, total phosphorus and available phosphorus contents of sub-alpine meadow
Note: Different lowercase letters indicate significant differences in different plots (P<0.05); the same as below.
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图 2 大狼毒种群扩散对亚高山草甸土壤细菌、真菌和放线菌数量的影响
Figure 2. Effect of E. jolkinii spread on the numbers of bacteria, fungi and actinomycetes of sub-alpine meadow
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图 3 大狼毒种群扩散对亚高山草甸土壤微生物量碳、氮和磷含量的影响
Figure 3. Effect of E. jolkinii spread on the contents of carbon, nitrogen and phosphorus of microbial biomass in sub-alpine meadow
表 1 研究样地大狼毒数量特征
Table 1 The quantitative characteristics of E. jolkinii in the study plots
样地
sites冠幅/cm
crown width株高/cm
height分枝数
branch numbers分盖度/%
coverage密度/(株·m−2)
density/(plant·m−2)S 7.2 19.5 1.6 5.4 1.5 M 35.0 28.2 8.1 20.8 3.6 L 57.5 45.6 18.0 45.5 6.8 
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