《Biochemical Systematics and Ecology》：Geographic variation in lipophilic constituents of
Cynomorium songaricum in Northwest China: Altitude-mediated metabolic regulation of steroids and fatty acids
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唇溶性成分地理变异及环境互作机制研究——基于GC-MS的系统分析，揭示类固醇与脂肪酸拮抗效应及海拔调控规律，建立成分-海拔-药效三元关联模型。
王杰|张顺超|杨世兵|杨阳|王文舒|周玉碧
中国科学院西北高原生物研究所藏医药研究重点实验室，中国西宁，810008
摘要
为了研究中国西北部五个省份中Cynomorium songaricum脂溶性成分的地理变异，我们使用GC-MS方法分析了15个不同种群的脂溶性成分。共鉴定出81种脂溶性化合物。基于化合物类型的聚类分析表明，类固醇和脂肪酸是主要的影响因素，将所有样本分为三个不同的组。相关性分析显示类固醇和脂肪酸之间存在显著的拮抗作用。此外，海拔高度与类固醇含量呈显著正相关。进一步的多变量方差分析（ANCOVA）表明，类固醇对脂肪酸的强烈拮抗作用掩盖了海拔高度对脂肪酸的促进作用。因此，海拔高度对脂肪酸的总体影响表现为轻微的抑制趋势。此外，PLS-DA分析识别出了一些标志性差异成分，如?stigmasta-3,5-diene?，这些成分是高海拔C. songaricum种群的特征指标。这些发现为构建C. songaricum的成分、海拔高度和药效之间的三者关系奠定了基础，同时也为进一步研究其调控机制提供了重要依据。
引言
Cynomorium songaricum Rupr.是一种多年生肉质草本植物，主要分布在中国西北部的沙漠和半沙漠地区。该植物具有多种生物活性，包括抗癌、抗氧化、免疫调节、神经保护和改善男性生殖功能的作用（Chen等人，2024；Li等人，2025；Lv等人，2023；Sdiri等人，2018；Wang等人，2016；Zhang等人，2022a，Zhang等人，2022b）。目前对C. songaricum的研究主要集中在多糖和黄酮类化合物上（Chen等人，2024；Liu等人，2024；Wang等人，2022）。对其脂溶性成分的系统研究相对较少，尤其是关于它们与不同生态因素相互作用机制的研究更为缺乏。
脂溶性成分通常被认为是中药系统调控作用的关键介质，因为它们能够轻易穿过细胞膜和血脑屏障（Banks等人，2024；Sha'afi等人，1971）。现有研究表明，类固醇、脂肪酸及其衍生物在调节内分泌功能、发挥抗炎作用和维持膜稳态方面起着重要作用（Crowley等人，2021；Moraes-Vieira等人，2016）。然而，这些特定成分在C. songaricum中的分布模式及其与栖息地因素的关系尚未明确。中国西北部地域广阔，海拔梯度显著，C. songaricum的分布范围从新疆库姆塔格沙漠（海拔约500米）到青海柴达木沙漠（海拔约2900米），气候、土壤和相关植物种类也存在显著差异，这为研究C. songaricum化学类型与环境变量之间的相互作用提供了天然实验室。先前的研究表明，一些药用植物（如Asarum和Rhodiola linearifolia Boriss）在应对海拔梯度时表现出代谢谱的适应性变化（Pan等人，2023；Terletskaya等人，2024）。因此，系统地阐明C. songaricum的脂溶性成分及其受海拔驱动的分化机制，不仅有助于更全面地理解其药效物质基础，还为划定真实产地和指导精准栽培提供了科学依据。
本研究选取了来自中国西北部五个省份（新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、青海省、宁夏回族自治区和甘肃省）的15个C. songaricum种群样本，使用GC-MS方法分析了其脂溶性成分。通过聚类分析、相关性热图、PLS-DA和ANCOVA等方法，评估了海拔高度对关键脂溶性成分（特别是类固醇和脂肪酸）的直接影响和间接影响。研究目标包括：（1）表征C. songaricum的脂溶性成分；（2）揭示类固醇和脂肪酸之间的潜在权衡关系及其依赖于海拔高度的调控模式；（3）筛选并验证高海拔栖息地的类固醇标志物。这些发现将为构建C. songaricum的成分、海拔高度和药效之间的三者关系提供理论和数据支持，同时为中药资源的生态化学类型研究奠定基础。
方法部分
化学试剂
石油醚（30–60°C，分析纯度）购自天津白石化学有限公司（中国天津）。正己烷、二氯甲烷、甲醇、三氟化硼和乙醚（均为分析纯度）购自天津第三化学试剂厂（中国天津）。植物样本
从中国西北部的5个不同省份收集了15个
C. songaricum种群样本（表1）。这些样本由专家根据形态特征进行了分类鉴定。
GC-MS鉴定结果
提取物为淡黄色粘稠物质，产率在0.342%至0.849%（w/w）之间。随后通过柱层析法将提取物分为三个极性不同的组分：非极性组分（3.63–14.78%）、弱极性组分（10.30–27.19%）和极性组分（60.62–79.07%）。极性组分是脂溶性成分的主要组成部分。非极性组分和弱极性组分之间的比较显示，P3（民勤、武威）种群...
结论
本研究利用GC-MS技术系统分析了来自中国西北部五个省份的15个C. songaricum样本中的脂溶性成分，共鉴定出81种化合物。分离得到三个组分：非极性组分、弱极性组分和极性组分，其中极性组分所占比例最高。聚类分析将所有样本分为三个不同的组，类固醇和脂肪酸...
作者贡献声明
王杰：验证、监督、项目管理、研究实施、资金筹集。
张顺超：撰写初稿、数据可视化、软件应用、方法设计。
杨世兵：资源获取、研究实施、概念构思。
杨阳：研究实施。
王文舒：研究实施。
周玉碧：撰写与编辑、监督、资源管理、项目管理、研究实施、资金筹集。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了青海省自然科学基金青年科学家基金（项目编号：2024-ZJ-944）的支持，项目名称为“Cynomorium songaricum中寄生信号分子的筛选及其诱导萌发的机制研究”。
