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野鴉椿屬植物繁育方法和藥用成分研究進(jìn)展

2016-04-11 20:07:36賴(lài)慧靈季艷林李朋飛鄒雙全
生物技術(shù)進(jìn)展 2016年1期
關(guān)鍵詞:繁育技術(shù)

賴(lài)慧靈, 季艷林, 樓 楊, 王 巧, 李朋飛, 鄒雙全*

1.福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院, 福州 350002;

2.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院, 福州 350002;

3.福建農(nóng)林大學(xué), 生物農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福州 350002

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野鴉椿屬植物繁育方法和藥用成分研究進(jìn)展

賴(lài)慧靈1,季艷林2,樓楊3,王巧2,李朋飛2,鄒雙全2*

1.福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院, 福州 350002;

2.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院, 福州 350002;

3.福建農(nóng)林大學(xué), 生物農(nóng)藥與化學(xué)生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福州 350002

摘要:野鴉椿屬植物是我國(guó)藥賞兩用的珍稀野生植物,可以通過(guò)播種、組織培養(yǎng)和扦插等方式繁殖。野鴉椿屬植物的藥理研究較多,其具有消炎、抗細(xì)胞增殖和抑菌殺蟲(chóng)等作用。綜述了野鴉椿屬植物繁育技術(shù)和藥用成分方面的研究進(jìn)展,并從野鴉椿屬種群生態(tài)學(xué)、栽培、病蟲(chóng)害防治以及微生物生態(tài)多樣性等四個(gè)方面展望了野鴉椿屬植物微生物研究的重點(diǎn)方向和主要趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞:野鴉椿屬;繁育技術(shù);藥理成分

野鴉椿屬(Euscaphis)植物是具有地域特色的多年生、低維護(hù)、低成本、三至四季均可觀(guān)賞的珍稀藥用植物。野鴉椿屬植物不僅藥用價(jià)值很高,而且還是極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的野生觀(guān)賞植物。其冠形舒展美觀(guān),葉色濃綠,奇數(shù)羽狀復(fù)葉;花黃白,傘房狀聚傘花序頂生,覆被花相,花期長(zhǎng);秋季枝干變紅;果形如紅色展翅的蝴蝶,點(diǎn)綴亮黑色種子,是集觀(guān)葉、觀(guān)花、觀(guān)果于一身的優(yōu)良園林觀(guān)賞樹(shù)種[1,2]。

省沽油科(Staphyleaceae)野鴉椿屬植物共有3 種,我國(guó)有野鴉椿(Euscaphisjaponica)、圓齒野鴉椿(Euscaphiskonishii)及其變種建寧野鴉椿(Euscaphisjaponicavar.jianningenisi)[3,4]。野鴉椿是除西北和東北地區(qū)外均有分布的落葉小喬木,尤其以海拔400 m以上溝谷地帶的闊葉林居多,主要分布在長(zhǎng)江流域以南的山坡或溪邊的灌木叢。但是在云南地區(qū),野鴉椿能夠在海拔900~1 800 m的疏林或灌木叢中生長(zhǎng)[5]。圓齒野鴉椿是天然分布于華東和華南等省區(qū)海拔500~1 200 m的山谷、疏林或林緣的常綠小喬木[6]。建寧野鴉椿為生于福建建寧丘陵的野鴨椿變種,分布于常綠闊葉林林緣或林中。野鴉椿屬種群常與深山含笑(Micheliamaudiae)、樂(lè)昌含笑(Micheliachapensis)、紅翅槭(Aceraceaefabri)、木荷(Schimasuperba)、苦櫧(Castanopsissclerophylla)、檵木(Loropetalumchinensis)、楓香(Liquidambarformosana)等樹(shù)種混生或散生,少有成片的純林[7],其自身更新能力弱。近年來(lái),生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞,導(dǎo)致其天然林面積和種群都在急劇減少。它們適合生長(zhǎng)于空氣濕度大、日照時(shí)間短、酸性土壤且疏松、肥沃、排水良好的山區(qū)環(huán)境中[8~10]。野鴉椿屬植物是生態(tài)建設(shè)以來(lái)頗受重視的野生觀(guān)賞植物,其栽培繁育和藥用價(jià)值方面的研究均受到普遍關(guān)注。但是野鴉椿屬植物在園林應(yīng)用方面的研究報(bào)道較少,利用微生物組學(xué)對(duì)其進(jìn)行栽培和藥用研究還未見(jiàn)報(bào)道。本文綜述了近年來(lái)野鴉椿屬植物國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展,以期為該植物在園林應(yīng)用和微生物方面的研究提供參考。

1繁育方法

1.1播種繁殖

在野鴉椿屬植物的播種繁殖研究中發(fā)現(xiàn),野鴉椿屬種子因其種皮骨質(zhì)化、堅(jiān)硬致密、有蠟質(zhì)層,具有深休眠特性[11,12]。通過(guò)變溫層積[13],即對(duì)不同層積時(shí)間圓齒野鴉椿種子萌發(fā)及其生理生化變化情況的觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)種仁和種殼內(nèi)均有抑制物存在,該抑制物影響種子的發(fā)芽和生長(zhǎng),且種仁中抑制物的活性顯著高于種殼,只有變溫層積處理并不能完全打破種子機(jī)械障礙和解除深休眠性。通過(guò)熱水浸泡的方法,即用60~65℃的熱水將種子浸泡20~40 h,可以軟化蠟質(zhì)層和種皮,促進(jìn)種子吸水膨脹,有助于種子的萌發(fā)[14]。沙藏處理也可以催促種子發(fā)芽。將種子沙藏2年,到第3年的2、3月份播種,不僅出苗速度快而且長(zhǎng)勢(shì)整齊,發(fā)芽率達(dá)75%[15]。但是需要的時(shí)間太長(zhǎng),不是最佳的種子催芽方法。

1.2組織培養(yǎng)

野鴨椿屬植物在無(wú)性繁育方面的研究成果很多。在以根、莖和葉片為外植體的研究中發(fā)現(xiàn),莖段通過(guò)0.2%的升汞溶液滅菌8 min后,用MS和1.5 mg/L的NAA激素及1.5 mg/L的6-BA組合培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),其誘導(dǎo)率達(dá)到100%[16]。以圓齒野鴉椿的成熟種子作為外植體[17],建立種子無(wú)菌株系的最佳培養(yǎng)基配方是將MS作為基本培養(yǎng)基,加入0.3 mg/L NAA和0.5 mg/L BA于7.5 mg/L 瓊脂和20 g/L蔗糖中;而適宜生根培養(yǎng)(生根率高達(dá)95%)的培養(yǎng)基配方是:1/2 MS+0.1 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA+7.5 mg/L瓊脂+20 g/L蔗糖。對(duì)莖段或種子繼代增殖的幼嫩葉片的研究發(fā)現(xiàn):在20 g/L蔗糖和7.5 mg/L瓊脂以及各1.0 mg/L 的N6-(2-Isopentenyl)adenosine和NAA 激素的WPM培養(yǎng)基上形成的愈傷組織,在30 d后誘導(dǎo)率可達(dá)到95.7%;而不定芽在1/2 WPM+0.3 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA+7.5 mg/L瓊脂+20 g/L 蔗糖的培養(yǎng)基上生根效果較好,其再生植株的成活率可以達(dá)到90%以上[18]。除了以上的研究外,組織培養(yǎng)方面還有叢生芽增殖[19]研究,圓齒野鴉椿芽的繼代增殖培養(yǎng)需要合理的激素配比、蔗糖量以及自然光照等,而活性炭的作用則是抑制其增殖。野鴉椿屬植物雖然在組培方面的研究成果較多,但是主要運(yùn)用于科學(xué)研究中,并沒(méi)有在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣使用。該研究有利于縮短種子因深度休眠造成的難發(fā)芽問(wèn)題,較常規(guī)的播種繁殖速度快,不受時(shí)間和地域的限制,且方便批量生產(chǎn),若將其工藝進(jìn)一步改善,能為推廣運(yùn)用和栽培提供技術(shù)參考。

1.3扦插繁殖

野鴉椿屬植物的扦插繁殖受諸多條件的影響,在扦插前需對(duì)基質(zhì)和插穗進(jìn)行消毒滅菌,扦插環(huán)境需要保持通風(fēng)和遮陰?;|(zhì)、季節(jié)和生根激素對(duì)野鴉椿屬植物插穗的生根均有很大影響[20,21]。將插穗浸泡在500 mg/L IAA溶液1 min后插于黃心土可將生根率提高到88.2%;而5月份扦插生根時(shí)間最短,只需40 d就可以生根成活,另外施用IBA和ABT6處理可以增加生根條數(shù)。

2化學(xué)成分及其藥用研究

2.1傳統(tǒng)藥學(xué)價(jià)值

在中國(guó)傳統(tǒng)藥用記載中,野鴉椿屬植物全株各個(gè)部位都可入藥,是良好的中藥材,也是血脈通膠囊中的一味主要藥材。據(jù)《中國(guó)藥用植物志》[22]及各地方藥物志[23~26]記載,野鴉椿屬植物具有理氣止痛、止癢祛風(fēng)、散結(jié)消腫之功效;可以治療婦女虛氣、虛熱、月經(jīng)不調(diào)和子宮脫垂;根微苦平,可以治療泄瀉、痢疾、跌打損傷,去風(fēng)除濕、健脾調(diào)營(yíng);而花和果主治頭痛眩暈、氣滯性胃痛和風(fēng)疹塊。

2.2野鴉椿屬植物的主要藥用成分

2.2.1酯類(lèi)化合物目前,通過(guò)野鴉椿各個(gè)部位化學(xué)物質(zhì)的分離、提取及分析,野鴉椿屬植物的藥理活性研究有較多發(fā)現(xiàn)。1998年Takeda[27]通過(guò)提取和分離野鴉椿的葉片首次發(fā)現(xiàn)化合物野鴉椿酯;1999年,董玫等[28]利用甲醇提取的方法得到6種化合物,其中有2種化合物結(jié)構(gòu)與野鴉椿酯相似,并驗(yàn)證有5種具有抑制誘導(dǎo)炎癥的作用,其中2種作用明顯,且確定這與α、β不飽和羰基有關(guān),說(shuō)明野鴉椿屬植物的葉片可用于治療增殖性炎癥[29]。李先輝等[30]通過(guò)野鴉椿水提取物研究也發(fā)現(xiàn)其具有抗炎鎮(zhèn)痛的作用。

2.2.2鞣花酸類(lèi)化合物2009年,Maedas[31]首次發(fā)現(xiàn)了一種鞣花丹寧二聚物——鞣花丹寧,該物質(zhì)與樹(shù)皮中發(fā)現(xiàn)的鞣質(zhì)均有抗人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)的作用和抑制致癌物誘變、抗腫瘤的作用。與其他鞣質(zhì)成分相比具有較強(qiáng)的抗脂質(zhì)過(guò)氧化[32]、抑制血管生成[33]和活血化瘀的作用,且經(jīng)提取可栲膠[9]。另外,野鴉椿中有3種三萜化合物對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠的病變細(xì)胞有明顯的細(xì)胞毒性作用,如白血病腫瘤細(xì)胞、肺部和乳腺癌細(xì)胞[34]。野鴉椿中的化合物能引起Hela細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化,且能明顯的抑制Hela體外培養(yǎng)的細(xì)胞增殖,該化合物為7-羥基-2-辛烯基-5-內(nèi)酯和3,7-二羥基-5-辛內(nèi)酯[35]。

2.2.3三萜類(lèi)化合物野鴉椿可以降低和抑制血清中LN、PIII NP、HA的含量和由多糖誘導(dǎo)的一氧化氮含量;肝星形狀細(xì)胞(HSC)因?yàn)槭艿揭傍f椿三萜化合物果樹(shù)酸的抑制,其增殖受到影響,在一定程度上說(shuō)明野鴉椿屬植物有保護(hù)肝臟的作用[36~39]。而將野鴉椿的葉片提取物作用于實(shí)驗(yàn)大鼠中,發(fā)現(xiàn)其不僅可以減少脂肪的形成、脂肪細(xì)胞的分化、人肝X受體(LXR)α的轉(zhuǎn)錄子活性,而且還會(huì)抑制其靶基因的表達(dá)。而LXR的特性與脂肪酸的形成有關(guān),當(dāng)它被抑制時(shí),脂肪酸的形成也會(huì)減少[40],一定程度上有利于肝臟的保護(hù)。

2.2.4甲醇提取物通過(guò)對(duì)福建九阜山[41,42]和湖北九宮山[43]野生殺菌殺蟲(chóng)植物資源的調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)野鴉椿植物的樹(shù)皮和葉片具有殺蟲(chóng)、抑菌的作用,尤其對(duì)稻螟的生長(zhǎng)有很好的抑制作用。王學(xué)貴等[44,45]在研究殺蚜蟲(chóng)和白紋伊蚊活性的多種植物甲醇提取物中,發(fā)現(xiàn)野鴉椿的甲醇提取物在防治這兩種蟲(chóng)害方面有一定的作用。野鴉椿的種子含有25%~30%的脂肪油,這些脂肪油通過(guò)提取和加工可以用于制作肥皂[6]。

3展望

現(xiàn)階段野鴉椿屬植物的相關(guān)研究多以繁殖和藥用研究為主,在園林的栽培應(yīng)用中比較少見(jiàn)。關(guān)于其種群生態(tài)學(xué)和病蟲(chóng)害防治方面的研究也不夠系統(tǒng)和充分,尤其是微生物生態(tài)學(xué)相關(guān)方面的研究至今仍處于空白。若能增加對(duì)野鴉椿有關(guān)微生物組學(xué)在栽培和藥用方面的研究,如開(kāi)展土壤微生物對(duì)野鴉椿生長(zhǎng)、內(nèi)生菌對(duì)野鴉椿化學(xué)成分和藥理作用及病蟲(chóng)害防治影響等相關(guān)方面的研究,不僅能加深野鴉椿屬植物研究的深度,而且能揭示其病蟲(chóng)害防治的機(jī)理及其與自然環(huán)境的相互關(guān)系,有利于加深其栽培、藥理和觀(guān)賞等方面的認(rèn)識(shí)和在園林及藥理方面的應(yīng)用。

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Progress of Proliferation Methods and Pharmacological Component ofEuscaphisPlants

LAI Hui-ling1, JI Yan-lin2, LOU Yang3, WANG Qiao2, LI Peng-fei2, ZOU Shuang-quan2*

1.CollegeofHorticulture,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China;

2.ForestryCollege,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China;

3.KeyLaboratoryofBiopesticideandChemicalBiology,MinistryofEducation,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China

Abstract:Euscaphisis rare wild plants that rewarded of dual-use for both medicine and appreciation, which can be obtained by seed propagation, tissue culture propagation and cutting propagation. Pharmacological studies onEuscaphisare quite abundant, including anti-inflammatory, inhibition of cell proliferation and control of microorganism and insects. This paper reviewed the research progress of propagation techniques and pharmacological component ofEuscaphisplants. At last, the paper outlooked the emphasis and major trends of microbiological studies ofEuscaphisaccording to population ecology, cultivation, pests control and ecological diversity.

Key words:Euscaphis; propagation techniques; pharmacological action

DOI:10.3969/j.issn.2095-2341.2016.01.02

作者簡(jiǎn)介:賴(lài)慧靈,碩士研究生,主要從事園林植物與觀(guān)賞園藝研究。 E-mail:386265934@qq.com。*通信作者:鄒雙全,研究員,研究方向?yàn)樯峙嘤碚摵图夹g(shù)。E-mail:zou@fafu.edu.cn

基金項(xiàng)目:中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范項(xiàng)目(2013015;2014YC14;2015TG017;2015TG18)資助。

收稿日期:2015-12-01; 接受日期:2015-12-15

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