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Effects of cultivation regulation on active ingredient accumulation and pharmacological research of Angelica dahurica

  • Niu Fenxi ,
  • Zhang Hailong ,
  • Shang Xiaoli
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  • Xuchang Agricultural Technology Extension Station, Xuchang 461000, China

Received date: 2025-07-22

  Online published: 2026-05-28

Abstract

Angelica dahurica is one of the commonly used Chinese medicinal materials with medicinal and edible properties. This article studied the effect of cultivation regulation on the accumulation of active ingredients in Angelica dahurica and explored its active ingredients and pharmacological effects. Different germplasm and cultivation conditions affect the yield and active ingredient content of Angelica dahurica. In terms of soil conditions, soil texture pH, nutrients (nitrogen, phosphorus, potassium) are key factors affecting the accumulation of active ingredients, and sandy loam soil and appropriate fertility ratios are beneficial for increasing coumarin content. In terms of agronomic measures, autumn sowing, planting density of 20 cm×35 cm, soil moisture content of 20%-40%, and moderate shading (54.5%) can increase the yield and coumarin content of Angelica dahurica. Coumarins (imperatorin, isoimperatorin, etc.) and volatile oils (olefins and alcohols) are the core material basis for the anti-inflammatory, analgesic, adjuvant therapy for tumors, whitening and antioxidant effects of Angelica dahurica. In terms of anti-inflammatory and analgesic effects, they exert their effects by inhibiting the NF-κB signaling pathway and regulating neurotransmitters; in terms of adjuvant therapy for tumors, coumarins can inhibit cancer cell proliferation and enhance chemotherapy sensitivity; in terms of whitening and antioxidant properties, the water extract of Angelica dahurica and various coumarin components can inhibit tyrosinase activity, scavenge free radicals, and reduce melanin production. It is suggested to conduct regional cultivation adaptability research in the future, establish a standardized cultivation technology system, and steadily improve the yield and quality of Angelica dahurica.

Cite this article

Niu Fenxi , Zhang Hailong , Shang Xiaoli . Effects of cultivation regulation on active ingredient accumulation and pharmacological research of Angelica dahurica[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2026 , 32(10) : 93 -96 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.10.024

白芷(Angelica dahurica)味辛性温,能调和寒热失调引发的病症、祛风散结,可作为外用膏药、面脂等的原材料[1-2]。现代药理学表明,白芷中含有香豆素类、挥发油类、苷类、多糖类等化合物,能够发挥抗炎、镇痛、美白和舒张血管等功效[3]。孙国志等[4]研究表明,白芷中的异欧前胡素、氧化前胡素、佛手柑内酯、水合氧化前胡素、白当归素、花椒毒酚等有效成分均具有镇痛、平喘、祛痰等药理作用。该植物在多地区均有种植,如江浙地区栽培杭白芷;四川遂宁地区栽培川白芷;河南、安徽等地区栽培禹白芷、亳白芷;河北安国地区栽培祁白芷[5]
从采集野生植物入药到人工栽培,丰富的实践经验印证了不同种质和栽培条件对中药材质量的影响。本文研究了栽培调控对白芷活性成分积累的影响,并探究其主要药理作用,有助于揭示白芷生长发育与活性成分合成积累的内在机制,为白芷的优质栽培及合理利用提供参考。

1 栽培条件对白芷产量及活性成分的影响

种质和栽培条件差异导致的白芷质量波动,会直接影响其活性成分的药理作用[6]。因此探究土壤条件及农艺措施对白芷产量及活性成分的影响对白芷科学种植具有积极意义。

1.1 土壤条件

不同栽培地区的白芷有效成分含量不同,以总香豆素含量为例,祁白芷在7.404 0~11.124 4 mg/g、禹白芷在6.765 7~11.425 3 mg/g、亳白芷在7.529~12.180 mg/g、川白芷在6.198 3~13.342 9 mg/g、南川白芷在6.733 3~12.400 4 mg/g[4]。张佳旭等[7]在研究川白芷、禹白芷、亳白芷、祁白芷和南川白芷5种种质在适宜采收期的香豆素类含量时发现,禹白芷的异欧前胡素含量为1.369 3 mg/g、欧前胡素含量为3.084 1 mg/g,仅次于川白芷和南川白芷。遂宁川白芷的株高、叶片和根长在苗期和收获期较优,这与遂宁地区土壤耕作层质地轻、结构呈微团粒、微碱性有着直接联系[8]。砂土土层深厚、疏松,具有良好的透气性和透水性,有利于白芷根系的生长。朱兴龙等[9]研究了四川遂宁7个乡镇的土壤质地和白芷有效成分含量之间的关系,发现砂质壤土种植的白芷中氧化前胡素、欧前胡素和异欧前胡素均优于粉砂质黏壤土和黏土。
白芷的主要利用部位为根部,pH 6.0~8.0的土壤条件适宜其根系吸收营养成分[10]。此外,丰富的有机质、氮、磷、钾等养分,能够为白芷的生长提供充足的营养物质,是影响白芷生长和活性成分积累的关键因素。种植地块保肥力强、肥力优厚是道地产区白芷的质量优于其他地区的重要因素之一,如遂宁白芷种植区土壤深耕层的氮、磷、钾等养分含量均高于南川白芷种植区[11]。蒲盛才等[12]研究发现,配合施用适量的氮、磷、钾肥有利于降低白芷早期抽薹率,提高产量。氮、磷、钾肥配比对白芷中欧前胡素含量的影响较大,低钾水平下配施适宜的氮、磷肥可提高川白芷中欧前胡素含量,高钾水平下配施氮、磷肥利于其异欧前胡素的生成[13-14]。土壤质地、pH及氮磷钾肥的合理配施会影响白芷有效成分的积累。

1.2 农艺措施

白芷质量的主要评价指标包括产量和香豆素类成分含量。吴宝成等[15]研究发现,夏播、春播和秋播白芷的生长期越长,平均产量和香豆素成分含量越高;以秋播白芷的平均产量较高,为1.581 kg/m2,香豆素成分含量为1.00%。播期推迟能够显著降低白芷早期的抽薹率,防止其过早开花导致根部木质化、药用价值降低,因此白芷适宜在白露前后秋播[16]。不同栽种密度对白芷产量和香豆素成分含量也有影响,栽培密度为20 cm×35 cm时,白芷产量和香豆素成分含量明显高于10 cm×35 cm,其中产量提高55.8%[17]。水分、光照和施肥管理方面,杭白芷生长旺盛期的土壤含水率保持在20%~40%时,其产量和香豆素成分含量最高,土壤含水率低于20%时处于干旱状态,高于40%时处于淹水条件,白芷会出现生长不良或烂根现象。生长期遮光度54.5%(相当于设置单层遮阳网)时,有利于白芷的产量增加和香豆素成分积累;秋播白芷第一年不施肥或施少量肥,春后适当追肥2~3次,其产量和香豆素成分含量达到最佳[18]。白芷的产量与香豆素类成分含量受播期、密度、水分、光照及施肥等栽培措施影响,其中秋播、适当稀植、适度遮光及春后合理追肥均有利于提高其产量与品质。
综上,适宜的土壤条件、合理的栽培调控措施能有效提升白芷的产量及内在活性成分含量。进一步明确其活性成分及药理作用,是优化栽培措施、保障药材疗效的理论基础。

2 白芷主要药理作用

白芷的活性成分主要有香豆素类、挥发油、白芷多糖、生物碱类、氨基酸类、黄酮类、微量元素等。香豆素类成分中,欧前胡素是白芷质量控制指标之一,此外还有异欧前胡素、氧化前胡素、水和氧化前胡素、佛手柑内酯、白当归素等。挥发油类成分约占0.24%,主要有烯烃类和醇类物质等[19-20]。白芷核心活性成分为香豆素类和挥发油类物质,是白芷抗炎镇痛、肿瘤辅助治疗、抗过敏和抗氧化的重要物质基础。

2.1 抗炎镇痛

在抗炎方面,欧前胡素和异欧前胡素等能够通过抑制NF-κB信号通路,减少TNF-α、IL-6等炎症因子的释放,从而减轻炎症反应。华俊萍等[21]在对脂多糖(LPS)诱导小鼠急性肺损伤模型的研究中发现,给予欧前胡素干预后小鼠肺损伤评分降低,炎症细胞浸润明显减少,TNF-α、IL-1β炎症因子的表达量及MMP-9蛋白水平显著降低,表明欧前胡素对小鼠肺部炎症具有良好的抑制作用。在糖尿病导致皮肤溃疡大鼠的创面愈合和烧伤感染创面愈合中,白芷中的香豆素类成分能够发挥抗炎、抑制创面感染等作用[22-23]。在大鼠佐剂性关节炎模型中,白芷挥发油能够减轻大鼠足肿胀[24]
在镇痛作用方面,香豆素类成分能够作用于中枢神经系统和外周神经系统,调节疼痛信号的传递,从而发挥镇痛效果。聂红等[25]在伤害性疼痛模型大鼠研究中指出,白芷挥发油通过降低外周血的单胺类神经递质、5-羟色胺等物质含量,以减轻疼痛。此外,在探究白芷发挥镇痛作用物质基础的研究中,文小燕等[26]利用RAW 264.7细胞,通过荧光标记法发现欧前胡素和补骨脂素能够通过抑制NF-κB核转录因子影响iNOS靶标,发挥镇痛作用。郭珺等[27]Trpv1基因敲除小鼠的对比研究中发现,白芷水提液能够通过抑制瞬时感受器电位离子通道蛋白V1(Transient receptor potential ion channel protein,TRPV1)功能,缓解小鼠因热刺激和化学刺激引起的疼痛感受。白芷中的香豆素类和挥发油类成分可通过抑制NF-κB信号通路、降低炎症因子及单胺类神经递质、调控TRPV1等途径,发挥抗炎和镇痛作用。

2.2 肿瘤辅助治疗

董伟等[28]研究表明,欧前胡素、白当归脑和欧前胡素、异欧前胡素、氧化前胡素及异补骨脂素能抑制MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞增殖,且与阿霉素连用后能明显降低阿霉素对MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞的半抑制浓度(IC50)值,进而增强化疗增敏作用。白芷挥发油、多糖可通过介导癌细胞内源性凋亡、抑制癌细胞迁移和调节机体的免疫功能等,在黑色素瘤、肠癌中表现出良好的辅助治疗作用[29]。白芷中的香豆素类成分能抑制乳腺癌细胞增殖并增强阿霉素的化疗敏感性,其挥发油和多糖则通过诱导凋亡、抑制迁移及调节免疫等在黑色素瘤、肠癌中发挥辅助治疗作用。

2.3 美白、抗氧化

酪氨酸酶(Tyrosinase)是黑色素合成的关键酶,其活性直接调控黑色素生成量,而黑色素积累程度与皮肤美白效果呈负相关。在白芷不同成分对酪氨酸酶活性影响的研究中发现,白芷水提取物对酪氨酸酶活性的抑制效果显著,且能够加速黑色素在小鼠上皮细胞中的代谢[30]。网络药理学研究和分子对接结果显示,白芷美白作用可能与β-谷甾醇、油酸乙酯增强机体的抗氧化能力有关,其能调节黄褐斑病人环氧合酶-2(COX-2)水平,抑制酪氨酸酶活性,进而减少黑色素生成[31]。通过建立白芷超高液相色谱指纹图谱发现,氧化前胡素、异欧前胡素、佛手柑内酯等是祁白芷抗氧化的主要成分,且抗氧化作用与该类成分含量呈正相关[32]。白芷通过其水提取物、β-谷甾醇、油酸乙酯及氧化前胡素、异欧前胡素、佛手柑内酯等成分抑制酪氨酸酶活性、调节COX-2水平并增强抗氧化能力,从而发挥美白和抗氧化作用。
综上,白芷中的欧前胡素、异欧前胡素等香豆素类成分可发挥抗炎镇痛、肿瘤辅助治疗、美白和抗氧化等作用。

3 结语

本文总结了白芷栽培条件对其产量及活性成分含量的影响,并探究了其主要的药理作用。栽培管理对白芷的活性成分积累具有一定影响,其中,土壤类型、酸碱度、肥力等对白芷活性成分积累至关重要。部分活性成分含量与药效密切相关,如欧前胡素和异欧前胡素含量增加,白芷抗炎、镇痛效果增强。明确了栽培条件对中药材质量和药效的影响。在栽培调控技术方面,相关研究集中于单一栽培措施对活性成分和药效的影响,缺乏多种栽培措施综合作用的系统研究。未来需针对不同生态区域,开展白芷栽培适应性研究,基于区域农业生态特征,建立全面、精准的栽培调控技术体系,稳定提高白芷的产量和品质。
[1]
李时珍. 本草纲目:金陵版排印本[M]. 3版. 王育杰,整理. 北京:人民卫生出版社,2023.

[2]
张永清. 药用植物栽培学[M]. 2版. 北京:中国中医药出版社,2021.

[3]
国家药典委员会. 中华人民共和国药典 一部:2025年版[M]. 北京:中国医药科技出版社,2025.

[4]
孙国志,段宝忠,黄文昊,等. 基于活性成分比例一致性的白芷药材质量评价数据挖掘[J]. 中草药202354(16):5329-5338.

[5]
王梦月,贾敏如. 白芷本草考证[J]. 中药材200427(5):382-385.

[6]
陶华,安素妨,许兰杰,等. 白芷化学成分的生物活性及应用研究进展[J]. 安徽农学通报202531(8):100-103.

[7]
张佳旭,晏宇杭,吴清华,等. 不同种质白芷适宜采收期及质量评价研究[J]. 中草药202455(15):5245-5255.

[8]
张志梅. 白芷质量性状形成及栽培调控研究[D]. 北京:中国农业大学,2005.

[9]
朱兴龙,张佳旭,陈晓妍,等. 遂宁川白芷产地变迁过程中土壤质地对药材质量的影响[J]. 世界中医药202419(18):2725-2733.

[10]
杨帆,周文佐,赵晓,等. 基于GIS的盐亭县白芷种植生境适宜性评价[J]. 中国中药杂志201944(17):3705-3710.

[11]
陈兴福,丁德蓉,刘岁荣,等. 生态环境对白芷产量质量的影响[J]. 生态学杂志199514(3):29-32.

[12]
蒲盛才,张兴翠,丁德蓉,等. 氮、磷、钾施用量及其配比对白芷产量的影响[J]. 中国生态农业学报200614(1):136-138.

[13]
孙鹏,余赟,张洪江,等. 套餐肥对白芷生长发育及产量的影响[J]. 腐植酸2023(2):43-47.

[14]
陈郡雯,吴卫,侯凯,等. N、P和K肥配施对川白芷产量及欧前胡素和异欧前胡素量的影响[J]. 中草药201142(1):153-157.

[15]
吴宝成,冯煦,顾红梅,等. 栽培因子对江苏杭白芷产量和香豆素成分含量的影响[J]. 安徽农业科学201341(22):9238-9242.

[16]
吴萍,郭俊霞,王晓宇,等. 播期对白芷幼苗生长及早期抽薹发生的影响[J]. 北方园艺2025(4):97-103.

[17]
王亚楠,邵珠庆,张云飞,等. 白芷栽培技术要点及种植技术创新研究[J]. 种子科技202341(18):73-75.

[18]
黄娅,韩凤,韦中强,等. 中药材白芷GAP种植技术[J]. 亚太传统医药20128(2):11-13.

[19]
陈琳,唐志书,宋忠兴,等. 不同产地白芷药材9个呋喃香豆素成分的含量测定及其质量评价[J]. 中国中药杂志201944(14):3002-3009.

[20]
王蕊,刘军,杨大宇,等. 白芷化学成分与药理作用研究进展[J]. 中医药信息202037(2):123-128.

[21]
华俊萍,王宋平. 欧前胡素对小鼠急性肺损伤的影响及其机制研究[J]. 中国现代医学杂志202030(13):11-18.

[22]
李玉珠,张晓娜,王颖,等. 托里消毒散精简方对糖尿病皮肤溃疡大鼠创面愈合的影响及其机制[J]. 中草药201647(9):1560-1566.

[23]
魏琳,黄磊,钟君. 白芷欧前胡素联合康倍敷料用于烧伤感染创面的效果评价[J]. 护理学杂志201833(4):38-39,64.

[24]
孙守坤,丛立新,郭环宇. 白芷总挥发油对大鼠佐剂性关节炎的影响[J]. 中国老年学杂志201636(22):5544-5546.

[25]
聂红,沈映君,曾南,等. 白芷总挥发油对疼痛模型大鼠的神经递质的影响[J]. 中药药理与临床200218(3):11-14.

[26]
文小燕,许国清,容丽英,等. 白芷介导NF-κB-i NOS靶标镇痛作用成分的筛选及同时测定[J]. 今日药学201929(6):375-378.

[27]
郭珺,陈丹,朱婵,等. 白芷水提液镇痛作用及其机理研究[J]. 广西师范大学学报(自然科学版)201937(4):103-110.

[28]
董伟,汤喜兰,赵国巍,等. 白芷香豆素类化合物对乳腺癌细胞的化疗增敏作用研究[J]. 中国临床药理学与治疗学201924(2):140-146.

[29]
刘一宁. 白芷多糖的分离纯化、结构分析及抗肿瘤活性研究[D]. 天津:天津科技大学,2021.

[30]
周典,张建华,李华,等. 白芷不同提取物对黑色素影响的比较研究[J]. 上海中医药大学学报200721(5):72-75.

[31]
田坤,杨丽花,马丽绕,等. 基于网络药理学和分子对接探究白芷治疗黄褐斑的作用机制[J]. 微量元素与健康研究202542(1):1-6,28.

[32]
段天华,徐荣荣,李蕊,等. 祁白芷UPLC指纹图谱的建立及其抗氧化谱效关系研究[J]. 中国药学杂志202459(10):896-903.

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