覆盆子山柰酚-3-O-芸香糖苷含量的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种覆盆子山柰酚‑3‑O‑芸香糖苷含量的预测方法，以温差积温和药用果的该指标成分动态变化建立预测模型，实现基于实时积温的KR含量动态预测；在此预测模型的基础上，同时参考果实重量进行第二次筛选，增加了筛选精确性。通过此预测方法建立覆盆子药用果实优质化采收决策的系统，给出产地的采收期预报，保证“山柰酚‑3‑O‑芸香糖苷”含量达标，实现优质优价，平衡企业和农户的利益，为覆盆子产业提升提供技术支持。

Prediction of kaempferol-3-o-rutoside content in Raspberry

【技术实现步骤摘要】
覆盆子山柰酚-3-O-芸香糖苷含量的预测方法
本专利技术属于中药材生产
，涉及覆盆子药用果品质优化的方法。技术背景覆盆子是中医常用的大宗药材，其来源为覆盆子(RubuschingiiHu)的未成熟果实。药用果品质紧密影响其饮片的药效，其中山柰酚-3-O-芸香糖苷(Kaempferol-3-rutinoside,KR)为重要的药效成分之一，《中国药典2015年版》明确规定覆盆子中主要的功效成分山柰酚-3-O-芸香糖苷含量应大于0.03％。但目前整个覆盆子产业普遍存在着品质参差不齐、及品质稳定性和一致性差等问题，且近年覆盆子药材价格断崖式跌落，急需以优质优价的形式提升整个覆盆子产业。前期的研究发现，药用果品质与其发育时期密切相关，但农民大多凭经验判断成熟期，忽略不同环境可能带来的品质发育进程差异，盲目采收、跟风采收，使得药用果山柰酚-3-O-芸香糖苷含量不达标，收购价低，药企无法采购合格原料，也导致果农户生产效益大幅度下降。因此，通过可控和重复性好的技术手段来预测覆盆子的指标成分含量可为药农采收提供精确的采收期预报，保证药材品质优质和稳定。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种覆盆子果实山柰酚-3-O-芸香糖苷含量的预测方法，该预测是基于盛花期后气温预测的，并利用果实重量进行二次筛选，可准确地确定采收期。该预测方法旨在保证覆盆子药用果山柰酚-3-O-芸香糖苷含量达到《中国药典2015年版》规定值(0.03％)以上。一种覆盆子山柰酚-3-O-芸香糖苷含量的预测方法，收集覆盆子产区的果重、山柰酚-3-O-芸香糖苷(KR)质量百分比含量和气温参数数据，得出KR含量在果实发育过程中非单调变化，而是曲线变化且有一个最高峰值，积温速率快则含量变化剧烈，反之则变化平缓。所述的预测方法，基于温差积温与KR含量关系建立相关性模型，根据相关性模型以及当年气温数据用于预测覆盆子KR含量。所述的预测方法，采用Mathematica统计软件建立相关性模型。所述的预测方法，不同的积温变化速率适用不同模型。所述的预测方法，以平均果重为辅助参数，对温度预测的结果进行二次筛选，最后确定采收时间段和可采收的果实。本专利技术的有益效果：通过此预测方法建立覆盆子药用果实优质化采收决策的系统，给出产地的采收期预报，保证“山柰酚-3-O-芸香糖苷”含量达标，实现优质优价，平衡企业和农户的利益，为覆盆子产业提升提供技术支持。附图说明图1是2018度年度两个覆盆子产区果实发育与KR含量图；图2是2018度年度两个覆盆子产区果实发育与温差积温变化的示意图；图3是2018度年度两个覆盆子产区温差积温与KR量变化的示意图；图4是2018度年度两个覆盆子产区果实发育天数(盛花期为原点)与温差积温变化的示意图；图5是两个覆盆子产区果实KR含量与有效积温以及果重的数学模型示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。实施例本专利技术对气温、果实发育以及KR含量之间进行研究，得出气温和KR含量之间的特定关系(模型)用于指导生产。并以果实发育阶段(果重)作为辅助参数进行二次筛选。如图1所示，收集2018年覆盆子在相应产地(淳安临岐和莲都碧湖)的药用果发育动态和KR含量变化的数据，表明KR含量随着果实的发育而变化。KR含量在果实发育过程中非单调变化，而是曲线变化且有峰值和多个极值。如图2所示，收集2018年覆盆子在相应产地(淳安临岐和莲都碧湖)的药用果发育动态，有效积温和温差积温数据(温差积温和有效积温是以盛花期为原点进行收集计算)。有效积温：指在10℃以上的日平均气温值再减去10后的逐日累计之和。温差积温：指日最高温与最低温之差的逐日累计之和。果实发育是以果实重量计。研究表明温度的变化影响果实的KR含量和果实发育。温差积温与KR含量的变化模型拟合度比有效积温拟合合度更高。因此，这里仅以温差积温和KR含量进行数学建模分析。如图3所示，淳安县临岐基地与莲都碧湖镇基地的KR含量曲线呈现了不同的变化趋势，前者比较与后者的曲线明显平缓。如图4中所示，这种差异的主要原因是由于淳安临岐地处山区平均气温较低，温差积温增速平缓等原因所致的。这里分析两地果实发育时期的温差积温增速，明显的特征为淳安临岐的积温变化斜率为8.827(<9)，而莲都碧湖的变化斜率达到11.588(>10)。KR含量的变化表现出一定的气候特征。如图5所示，采用Mathematica统计软件，根据淳安临岐基地KR(y)与温差积温(x)之间的相关性建立数学模型：A0＝-4.11E+01；A1＝1.22E+00；A2＝-1.27E-02；A3＝6.04E-05；A4＝-1.32E-07；A5＝1.07E-10；y为KR的含量x这里为温差积温，xi为发育时期的第i天的温差。结果表明，根据2018年淳安临岐数据模拟的数学模型的拟合度到达了(R2＝0.9000)，通过方差分析其显著性(F＝136.34,P＝8.12E-07,<0.001)。说明此数学模型较好地描述KR(y)与温差积温(x)之间的关系。由于此方程存在多个顶点，此处x定义在200-400区间内存在生物学意义，且可预测KR的含量。KR(y)含量高于0.03％的温差积温区间(x)的近似整数求解为240-368℃，其实践含义为覆盆子果实从盛花期开始计算的温差积温在240-368℃区间内的情况下其药用成分含量KR是合格的。另外，采用类似的方法，得到的KR(y)与果重(x)之间的数学模型，此模型与上述的温度模型类似，但这里的相关性较低(R2＝0.76592)，方差分析其显著性(F＝57.56585,P＝1.56E-05,<0.001)(图5)：y＝A0+A1x+A2x2+A3x3+A4x4+A5x5方程3A0＝-4.11E+01；A1＝6.76714；A2＝-13.98509；A3＝9.90951；A4＝-2.71199；A5＝0.25166。此处x定义在0.5-4.5区间可预测KR的含量。KR(y)含量高于0.03％的温差积温区间(x)的求解范围为2.00-3.77，其实践含义为覆盆子果重2.00-3.77(g)之间的情况下其药用成分含量KR是合格的。相比较而言，温差积温较果重与KR含量的拟合性更好(R2＝0.9000>R2＝0.76592)，但果重指标可作为一类表观指标与温度指标进行二次筛选指标。如表1所示，利用此数学模型对2019年淳安临岐基地的温差积温数据进行模拟计算并抽样测定不同发育时期的11份样品KR含量，与预测KR含量比较。预测KR含量与实际测得的含量之间的相关系数(R2＝0.898)，平均误差为12.74％。同时，参考果重范围2.00-3.77(g)作为二次筛选指标，即可最大程度排除那些同一植株上过早或过迟成熟的果实。...

【技术保护点】
1.一种覆盆子山柰酚-3-O-芸香糖苷含量的预测方法，其特征是：收集覆盆子产区的果重、山柰酚-3-O-芸香糖苷(KR) 质量百分比含量和气温参数数据，得出KR含量在果实发育过程中非单调变化，而是曲线变化且有一个最高峰值，积温速率快则含量变化剧烈，反之则变化平缓。/n

【技术特征摘要】
1.一种覆盆子山柰酚-3-O-芸香糖苷含量的预测方法，其特征是：收集覆盆子产区的果重、山柰酚-3-O-芸香糖苷(KR)质量百分比含量和气温参数数据，得出KR含量在果实发育过程中非单调变化，而是曲线变化且有一个最高峰值，积温速率快则含量变化剧烈，反之则变化平缓。


2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征是：基于温差积温与KR含量关系建立相关性模型，根据相关性模型以及当年气温数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小白，孙健，任江剑，金亮，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33