中药质量控制是实现中药标准化、产业化、现代化、国际化的基础和关键,药效物质是支撑中药质量的基石,由于中药自身的复杂性,使得中药药效物质基础研究未取得突破性进展,绝大多数中药的药效物质基础尚不清楚。人们对中药药效物质调控规律的生物本质还缺乏认识。受环境因素影响,中药药效物质的代谢累积(含量)差异很大,导致中药质量很不稳定。因此,研究中药药效物质的代谢积累过程、药效物质之间的相关联系及其影响因素,已成为提高中药质量的主要基础科学问题之一。鱼腥草作为传统“药食同源”中药,具有酚类及挥发性物质协同作用表现的显著抗氧化活性以及其他多种生物活性。由于地域、气候以及栽培技术等因素影响鱼腥草酚类及挥发性物质的代谢累积(含量),导致鱼腥草的质量难以保证。探讨环境因子对鱼腥草酚类及挥发性物质的代谢累积过程的影响及其相关联系,对揭示鱼腥草药效物质基础和稳定鱼腥草质量具有重要意义。本论文工作从代谢组学角度,基于多学科交叉理论,通过现代仪器(HPLC和GC-MS)分析等手段,系统研究鱼腥草酚类及挥发性物质代谢积累过程、物质之间的相关性以及这些物质与土壤环境因子的相关性。建立酚类及挥发性物质在线分析方法,明确物质代谢积累变化趋势,探讨与土壤环境主要因子之间的相关性。另外,初步探讨了抗氧化活性与酚类物质间的相关性。结果如下1、建立了HPLC-DAD同时测定16种酚类物质(绿原酸、东莨菪内酯、牡荆素、芦丁、阿福豆苷、异槲皮苷、芸香柚皮苷、山奈苷、槲皮苷、槲皮素、山奈素、猫眼草酚、紫花牡荆素、5-羟基-3’,4’,6,7-四甲氧基黄酮、5-羟基-3,3’,4.7-四甲氧基黄酮和莰非醇-3,7,4’-三甲醚含量)的分析方法；建立了GC-MS同时测定25种挥发性物质(a-蒎烯、樟烯、β-蒎烯、2-甲基-2-戊烯醛、月桂烯、柠檬烯、桉叶醇、反-2-己烯醛、松油烯、顺-3-己烯乙酯、1-己醇、α-环氧蒎烷、顺-3-己烯-1-醇、反-2-己烯-1-醇、癸醛、芳樟醇、乙酰龙脑、β-石竹烯、甲基正壬酮、4-松油醇、龙脑、癸醇、丁香酚、异植醇和植醇)的分析法。该两种方法均线性良好：r2>0.9990；精密度、重复性和稳定性较好：RSD<5%；回收率：98.53-102.25%；样品用量少(仅0.05g),不破坏植物正常的生理活动,适于鱼腥草酚类及挥发性物质的动态监测。2、建立了35个不同地域来源的鱼腥草叶中多酚、总黄酮、16种酚类及25种挥发性物质的代谢累积(含量)以及根际土壤微生物特性、酶活性及养分状况的数据库。结果显示不同地域来源鱼腥草主要酚类及挥发性物质含量、土壤微生物PLFAs的丰度、酶活性和养分状况因来源不同而异,且它们之间存在相互作用关系。3、初步阐明了鱼腥草的生长总体上促进土壤微生物繁殖,并且影响微生物群落结构。通过不同地域来源的鱼腥草同一地点连续栽培2年后,结果显示根际土壤的细菌、G+、G-、真菌、放线菌及总PLFAs丰度总体显著高于对照；但单个土壤微生物的PLFAs丰度有些升高,如：α-15：0,18：1ω9t,有些降低,如：i-16：0,14：0。4、明确了鱼腥草酚类物质的代谢累积(含量)主要受环境因素影响,而挥发性物质的代谢累积(含量)主要受遗传因素和环境因素影响。结果显示,不同地域来源的鱼腥草(酚类和挥发性物质差异显著)在同一地点栽培后,其酚类物质含量差异不显著,而挥发性物质的成分和含量以及样品之间差异的变化趋势与不同地域来源的鱼腥草基本一致。5、明确了鱼腥草主要酚类及挥发性物质在生长过程中代谢累积(含量)的变化趋势：(1)叶和根状茎主要酚类及挥发性物质的含量随时间变化先升后降,在生殖生长期含量最高；(2)花、叶和根状茎酚类物质含量的变化趋势为：花>叶>根状茎；(3)花主要酚类物质的含量变化趋势为：初花期上升、盛花期最高,终花期又降低；(4)主要挥发性物质的含量因化合物种类及植株部位(花、叶和根状茎)不同而异。6、探讨鱼腥草主要酚类及挥发性物质与土壤环境因子(微生物群落结构,酶活性以及养分)之间的相关性,揭示鱼腥草可以促进土壤微生物的繁殖、酶活性及活化土壤养分,可能与酚类及挥发性物质的代谢有关。结果显示：(1)单一酚类或挥发性物质与某种或几种或某一类微生物的PLFAs生物标记丰度呈显著相关性(P<0.05),与总细菌、总真菌、总放线菌和总微生物的PLFAs丰度的相关性因化合物而异；多酚和总黄酮与总细菌、总放线菌和总微生物的PLFAs丰度呈显著正相关(P<0.05),与总真菌呈显著负相关(P<0.05)；提示了鱼腥草酚类及挥发性物质累积影响土壤微生物群落结构。(2)单一酚类及挥发性物质与过氧化氢酶、磷酸酶、尿酶、多酚氧化酶和蔗糖酶中的一种或几种酶有显著相关性(P<0.05),多酚和总黄酮与过氧化氢酶、磷酸酶和多酚氧化酶呈显著正相关(P<0.05)。(3)多酚和总黄酮与有效钾、有效磷和有机质呈显著正相关(P<0.05)；单一酚类及挥发性物质与有效磷、有效钾、碱解氮和有机质中的一种或几种呈显著相关性(P<0.05),如：绿原酸与有效钾、有效磷和有机质呈显著正相关(P<0.05)；α-蒎烯和甲基正壬酮与碱解氮呈显著性正相关(P<0.05)；α-蒎烯、癸醛和β-石竹烯与有机质呈显著正相关(P<0.05)；樟烯、甲基正壬酮、β-蒎烯、月桂烯、柠檬烯和乙酰龙脑与有效钾和有效磷呈显著正相关(P<0.05)。这表明土壤环境因子诱导和影响鱼腥草酚类及挥发性物质的代谢累积。7、初步探讨了酚类物质含量与抗氧化活性的相关性。结果表明,多酚和总黄酮与提取物的DPPH-清除率呈显著正相关(P<0.05),单个酚类物质与提取物的DPPH·清除率呈正相关,但不显著,这说明鱼腥草抗氧化能力是单个酚类物质抗氧化能力的总贡献,具有有机的整体性。