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达立通颗粒整体质量研究进展(三)

发布时间:2022-05-21 15:27:12 | 来源:【药物研发团队 2022-5-21】
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依据《中药复方制剂整体质量评价体系的构建及应用》中关于构建中药复方制剂整体质量评价体系的技术路线,按照《达立通颗粒整体质量研究方案》,开展达立通颗粒整体质量评价研究,包括研发立项研究、组方和方解研究、中药材/饮片质量研究、生产过程控制技术研究、作用机制研究、质量标志物和生物标志物研究、循证医学研究、药物经济学研究。根据项目进展情况,我们将陆续报道相关研究成果。本期介绍植物生长调节剂对中药材质量影响的研究进展。

植物生长调节剂是一类人工合成或从天然产物中提取、具有与植物激素类似生理和生物效应的有机化合物,可影响和有效调控植物的生长和发育,包括从细胞生长、分裂,到生根、发芽、开花、结实、成熟和脱落等一系列植物生命全过程。

植物生长调节剂是人们在了解天然植物激素的结构和作用机制后,通过人工合成或从天然产物中提取与植物激素具有类似生理和生物学效应的物质,在农业生产上使用,以有效调节作物的生育过程,达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。

现已发现具有调控植物生长和发育功能物质有胺鲜酯、氯吡脲、复硝酚钠,生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑和多胺等,而作为植物生长调节剂被应用在农业生产中主要是前九大类。

按照登记批准标签上标明的使用剂量、时期和方法,使用植物生长调节剂对人体健康一般不会产生危害。但如果不规范、无序,甚至滥用植物生长调节剂,可能会使作物过快增长,或者使生长受到抑制,甚至死亡。对农产品的品质会有一定影响,并且对人体健康产生危害。因此,我国法律禁止销售、使用未经国家或省级有关部门批准的植物生长调节剂。

随着中医药快速发展,植物生长调节剂也在中药材栽培种植中使用。但是,目前我国尚无中药材栽培种植使用植物生长调节剂的登记审批制度,中国药典也无专门针对中药材残留植物生长调节剂的控制标准和相关技术指导原则,而且由于农业技术的推广相对滞后,药农对植物生长调节剂的合理使用缺乏科学系统的认识和有效的指导,存在植物生长调节剂不合理使用导致影响人体健康和中药材质量、产区环境污染的风险和安全隐患。因此,必须对中药材栽培种植生产中使用植物生长调节剂的情况以及对人体和中药材质量的影响、对产区环境造成的污染等进开展广泛深入的研究,尽快建立中药材栽培种植使用植物生长调节剂登记批准制度、中药材残留植物生长调节剂控制技术标准和植物生长调节剂使用规范。

一、常用植物生长调节剂分类

常用的植物生长调节剂主要分为植物生长促进剂、植物生长延缓剂、植物生长抑制剂三大类。

植物生长促进剂

植物生长促进剂的作用主要是促进细胞分裂、分化和伸长等,从而促进植物营养器官的生长和生殖器官的发育。实际种植中,植物生长促进通常被用于提高中药材产量。

植物生长促进剂主要包括生长素类、细胞分裂素类、油菜素甾醇类等几大类。

1、生长素类

主要有吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、防落素等。

2、细胞分裂类

主要有6-苄氨基嘌呤(6-BA)、激动素(KT)等。

3、油菜素甾醇类

主要有油菜素内酯、表高油菜素内酯。

4、其他

其它常见生长促进剂还有赤霉素类(CA)、乙烯利、氯吡脲(别名:施特优)等。施特优的生理作用主要是提高光合效率、促进光合产物积累、促进细胞分裂、扩大细胞体积、促进坐果和果实膨大、增强抗性、延缓衰老等。

植物生长延缓剂

植物生长延缓剂的主要功效是抑制植物茎顶端下部区域的细胞分裂和伸长生长,使生长速率减慢、植物节间缩短、诱导矮化、防止植株徒长、形成矮化健壮植株等。主要有多效唑、烯效唑、缩节唑、矮壮素、丁酰肼、氯化胆碱等。

植物生长抑制剂

植物生长抑制剂具有抑制顶端分生组织生长、使植物丧失顶端优势、控制生长、抑制开花抽苔等作用,主要有脱落酸(ABA)、水杨酸、三碘苯甲酸、马来酰肼、抑芽丹、疏果安、整形素等。

二、植物生长调节剂的发现和作用机理

植物生长调节剂是有机合成、微量分析、植物生理和生物化学以及现代农林园艺栽培等多种科学技术综合发展的产物。20世纪20~30年代,发现植物体内存在微量的天然植物激素如乙烯、3-吲哚乙酸和赤霉素等,具有控制生长发育的作用。到40年代,开始人工合成类似物的研究,陆续开发出2,4-D、胺鲜酯(DA-6)、氯吡脲、复硝酚钠、α-萘乙酸、抑芽丹等,逐渐推广使用,形成农药的一个类别。30多年来人工合成的植物生长调节剂越来越多,但由于应用技术比较复杂,其发展不如杀虫剂、杀菌剂、除草剂迅速,应用规模也较小。但从农业现代化的需要来看,植物生长调节剂有很大的发展潜力,在80年代已有加速发展的趋势。中国从50年代起开始生产和应用植物生长调节剂。

对目标植物而言,植物生长调节剂是外源的非营养性化学物质,通常可在植物体内传导至作用部位,以很低的浓度就能促进或抑制其生命过程的某些环节,使之向符合人类的需要发展。每种植物生长调节剂都有特定的用途,而且应用技术要求相当严格,只有在特定的施用条件(包括外界因素)下才能对目标植物产生特定的功效。往往改变浓度就会得到相反的结果,例如在低浓度下有促进作用,而在高浓度下则变成抑制作用。植物生长调节剂有很多用途,因品种和目标植物而不同。例如:控制萌芽和休眠;促进生根;促进细胞伸长及分裂;控制侧芽或分蘖;控制株型(矮壮防倒伏);控制开花或雌雄性别,诱导无子果实;疏花疏果,控制落果;控制果的形或成熟期;增强抗逆性(抗病、抗旱、抗盐分、抗冻);增强吸收肥料能力;增加糖分或改变酸度;改进香味和色泽;促进胶乳或树脂分泌;脱叶或催估(便于机械采收);保鲜等。某些植物生长调节剂以高浓度使用就成为除草剂,而某些除草剂在低浓度下也有生长调节作用。

三、植物生长调节剂使用要点

1、用量要适宜,不能随意加大用量。植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质,不能过量使用。一般每亩用量只需几克或几毫升。有些药农总怕用量少了没有效果,随意加大用量或使用浓度,这样做不但不能促进植物生长,反而会使其生长受到抑制,严重的甚至导致叶片畸形、干枯脱落、整株死亡。

2、不能随意混用。有些药农在使用植物生长调节剂时,为图省事,常将其随意与化肥、杀虫剂、杀菌剂等混用。植物生长调节剂与化肥、农药等物质能否混用,必须在认真阅读使用说明并经过试验后才能确定,否则不仅达不到促进生长或保花保果、补充肥料的作用,反而会因混合不当出现药害。例如:乙烯利药液通常呈酸性,不能与碱性物质混用;胺鲜酯遇碱易分解,不能与碱性农药、化肥混用。

3、使用方法要得当。有些药农在使用植物生长调节剂前,常常不认真阅读使用说明,而是将植物生长调节剂直接兑水使用。是否能直接兑水一定要看清楚,因为有的植物生长调节剂不能直接在水中溶解,若不事先配制成母液后再配制成需要的浓度,药剂很难混匀,会影响使用效果。因此,使用时一定要严格按照使用说明稀释。

4、植物生长调节剂不能代替肥料施用。生长调节剂不是植物营养物质,只能起调控生长的作用,不能代替肥料使用,在水肥条件不充足的情况下,喷施过多的植物生长调节剂反而有害。因此,在发现植物生长不良时,首先要加强施肥浇水等管理,在此基础上使用植物生长调节剂才能有效地发挥其作用。

5、植物生长调节剂属于农药类产品,产品包装必须有正规“农药三证”,标示带为黄色。

6、必须严格按照说明书使用,做好防护措施,防止对人、畜及饮用水安全造成影响。

四、植物生长调节剂的特点与优势

1、作用面广,应用领域多。植物生长调节剂可适用于几乎包含了种植业中的所有高等和低等植物,如大田作物、蔬菜、果树、花卉、林木、海带、紫菜、食用菌、中药材等,并通过调控植物的光合、呼吸、物质吸收与运转,信号传导、气孔开闭、渗透调节、蒸腾等生理过程的调节而控制植物的生长和发育,改善植物与环境的互作关系,增强作物的抗逆能力,提高作物的产量,改进农产品品质,使作物农艺性状表达按人们所需求的方向发展。

2、用量小、速度快、效益高、残毒少,大部分作物一季只需按规定时间喷用一次即可。

3、可对植物的外部性状与内部生理过程进行双调控。

4、针对性和专业性强。可解决一些其他手段难以解决的问题,如形成无籽果实、防治大风、控制株型、促进插条生根、果实成熟和着色、抑制腋芽生长、促进棉叶脱落。

5、植物生长调节剂的使用效果受多种因素的影响,而难以达到最佳效果。气候条件、施药时间、用药量、施药方法、施药部位以及作物本身的吸收、运转、整合和代谢等都将影响到其作用效果。

五、植物生长调节剂使用注意事项

加强肥水管理

1、合理施肥。以有机肥为主,化肥为辅;重施底肥,适量追肥;注重氮、磷、钾肥的配合施用并重视使用微肥;不施果树敏感的肥料,调节生长。

2、科学管水。保花保果和提高坐果率时期是果树需水量较多的时候,如果土壤缺水,应及时灌水,可结合施肥一并进行。灌水不要在中午高温烈日下进行,应在傍晚或早上进行。

加强树势管理

1、疏花疏果。对花果量太多的果树进行疏花疏果,疏留的花果量应视具体树势确定,疏去病虫果、畸形果和过密的果。

2、压控夏梢。可用果宝对水喷雾或采取新梢摘心的办法控制夏梢的快速生长,促使生殖生长,达到增产增收。

3、合理修枝。修枝可减少荫蔽,增强光合作用,一般在采果后或疏花疏果时结合进行,剪去弱枝、枯枝、交叉枝、病虫枝,短截长势过强的枝条,达到膨大果实的目的。

加强病虫防治

1、抓住防治时期。根据病虫害发生发展规律,抓住防治关键时期及时用药防治,减少病虫危害。

2、合理使用农药。一是选择低毒高效的无公害农药;二是按农药使用说明配制浓度,浓度不能过大;三是注重防治方法,开花期不施用杀虫剂,喷药不宜在雨天或高温进行,不施果树敏感的农药。

六、植物生长调节剂相关管理法规

根据《农药管理条例》规定,植物生长调节剂属农药管理的范畴,依法施行农药登记管理制度,凡在中国境内生产、销售和使用的植物生长调节剂,必须进行农药登记。在申办农药登记时,必须进行药效、毒理、残留和环境影响等多项使用效果和安全性试验,特别在毒理试验中要对所申请登记产品的急性、慢性、亚慢性以及致畸、致突变等毒理进行全面测试,经国家农药登记评审委员会评审通过后,才允许登记。

七、植物生长调节剂对中药材质量的影响

植物生长调节剂对中药材外观性状的影响

植物生长调节剂可促进植物根部粗壮、根数增多、根系伸长、生长,抑制茎叶生长、增加根茎鲜重等。

植物生长调节剂对中药材产量的影响

合理使用植物生长调节剂,能延缓叶片衰老、增加光合效果、有利于籽粒灌浆,并能促进植物横向生长,增加中药材产量。

植物生长调节剂对中药材内在成分的影响

植物生长调节剂可通过影响中药材内部的化学物质,对其生长发育、代谢及衰老等多种生理过程进行调控,提高或降低中药材中的化学成分含量。

综上,施用植物生长调节剂虽然会对中药材的生长起到一定的促进作用,但如果不合理和不正确使用,不仅会影响中药材质量,还会对人体和中药材质量产生危害,导致环境污染。因此,在中药材栽培种植中,应当根据实际的载培目的,科学合理地选择和使用植物生长调节剂。

八、植物生长调节剂残留的危害及其检测方法

植物生长调节剂绝大多数是人工合成的化学物质,属于低毒或微毒类,我国2001年修订的《农药管理条例》将植物生长调节剂作为农药进行统一管理。虽然外源施加的植物生长调节剂大多能随着植物的新陈代谢逐渐降解,但如果残留超标仍会影响中药材疗效和用药安全。

目前,中国药典2020年版四部通则 2341 农药残留测定法收载了有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类农药残留量测定法及农药多残留量测定法;中国药典2020年版四部指导原则 9302 收载了中药有害残留物限量制定指导原则,但对具体中药材中植物生长调节剂残留量检测方法和限度尚无明确规定。

目前,用于植物生长调节剂检测的方法主要有酶联免疫吸附法(ELISA)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、液相色谱-串联质谱联用法(LC-MS/MS)。其中,ELISA法易受外界环境影响,GC法对较难气化或易分解的植物生长调节剂的检测应用有限,HPlC法操作相对简单,但灵敏度相对较低。而色谱-质谱联用的方法由于具有高灵敏度和高准确度,已成为植物生长调节剂检测的主流方法。

除色谱-质谱联用技术外,目前也涌现出了一些新技术,如基于高分辨质谱结合聚类分析的代谢组学方法,可同时检测植物体内植物激素的游离态、结合态及植物激素衍生物,并解析与其他植物激素间的相互作用。毛细管电泳和化学发光等方法也被用于植物生长调节剂残留量的测定。对这些新技术进行深入系统的研究,可为植物生长调节剂残留量限量标准的制定奠定基础。

 

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