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鳶尾屬植物在我國(guó)的研究進(jìn)展

2020-12-15 08:50段芳瑤鄒裕文張宏志
鄉(xiāng)村科技 2020年36期
關(guān)鍵詞:鳶尾化合物物種

向 騫 段芳瑤 鄒裕文 張宏志

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410128)

1 鳶尾屬植物資源概況

鳶尾屬植物在我國(guó)分布范圍廣,資源豐富,且備受?chē)?guó)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者重視。全球有10 個(gè)鳶尾分布中心,其中3 個(gè)分別位于我國(guó)的西南、西北及東北地區(qū)。我國(guó)約產(chǎn)鳶尾屬植物64 個(gè)種、8 個(gè)變種、1 個(gè)亞種及6 個(gè)變型[1],約占全球鳶尾屬物種的1/5。雖然我國(guó)鳶尾屬植物種類(lèi)繁多,但隨著時(shí)代發(fā)展,多地生態(tài)環(huán)境遭到破壞,一些種類(lèi)如大連南關(guān)嶺的矮鳶尾、江蘇太湖邊的宜興溪蓀及鎮(zhèn)江的華夏鳶尾等瀕臨滅絕。針對(duì)此現(xiàn)象,我國(guó)建立了植物園與種質(zhì)資源圃,用來(lái)保護(hù)鳶尾屬種質(zhì)資源[2]。

2 鳶尾屬植物的化學(xué)成分研究

我國(guó)對(duì)鳶尾屬植物的化學(xué)成分研究起步較晚,為更科學(xué)合理地利用其資源,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)德國(guó)鳶尾根莖的化學(xué)成分進(jìn)行分離純化,運(yùn)用波譜分析法及理化性質(zhì)對(duì)分離得到的21個(gè)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。其中,11個(gè)化合物首次在德國(guó)鳶尾屬中分離得到,主要化學(xué)成分有商陸素、染料木素、irilin D等;2個(gè)化合物首次從鳶尾屬中分離得到,分別為紫檀素(muningin)及某類(lèi)三甲氧基異黃酮;3個(gè)化合物首次從鳶尾科中分離得到[3]。我國(guó)學(xué)者為了研究華夏鳶尾中的乙酸乙酯成分,采用硅膠、ODS和凝膠等多種柱層析方法,分離得到2個(gè)化合物,經(jīng)過(guò)質(zhì)譜、核磁共振及文獻(xiàn)查閱對(duì)比,鑒定化合物分別為22,23-epoxyiridal(I)和β-谷甾醇(II),其中化合物I首次從華夏鳶尾中分離得到[4]。

3 鳶尾屬植物的藥理活性研究

3.1 抗腫瘤活性

相關(guān)研究表明,鳶尾屬植物中含有染料木素和鳶尾苷元,其中鳶尾苷元具有細(xì)胞毒素,能抑制細(xì)胞分裂,在一定程度上能抑制胃腺癌細(xì)胞和白血病細(xì)胞增殖,可將其應(yīng)用于腫瘤化療中。

3.2 抗癌活性

研究表明,密蘇里鳶尾根中的單環(huán)鳶尾醛、五環(huán)三萜、苯醌類(lèi)化合物可作用于白血病細(xì)胞,其中苯醌類(lèi)化合物對(duì)口腔表皮癌細(xì)胞具有細(xì)胞毒活性;大苞鳶尾種子中的苯醌類(lèi)化合物可作用于前列腺癌細(xì)胞;德國(guó)鳶尾根狀莖的脂溶性成分能限制宮頸癌細(xì)胞的擴(kuò)散[5]。

3.3 抗菌殺菌作用

鳶尾屬植物的自然陳化鳶尾根莖內(nèi)含有一種揮發(fā)油,對(duì)某些致病菌有抑制作用,是一種潛在的抗菌藥物,可作為抗菌藥物的開(kāi)發(fā)來(lái)源。鳶尾屬植物所含有的鳶尾苷元對(duì)發(fā)癬菌屬的皮膚癬菌有較好的抑制作用。

3.4 抗瘧疾活性

從德國(guó)鳶尾中分離得到的鳶尾醛類(lèi)化合物(21-desoxy-iridalgermanal)可作用于紅細(xì)胞,參與細(xì)胞膜的建構(gòu),發(fā)揮與膽固醇相似的作用,減少被感染細(xì)胞與正常細(xì)胞細(xì)胞膜之間的流動(dòng)性和通透性,具有顯著的抗瘧疾作用。

3.5 選擇性調(diào)節(jié)雌激素受體作用

鳶尾屬植物體內(nèi)所含有的鳶尾苷元能抑制黃體激素的分泌,從而防止女性絕經(jīng)后出現(xiàn)潮紅現(xiàn)象。同時(shí),鳶尾苷元還能預(yù)防女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松,且因其對(duì)女性乳腺和子宮均無(wú)副作用,可將其作為選擇性雌激素調(diào)節(jié)劑[6]。

4 鳶尾屬植物的園林應(yīng)用及其生態(tài)價(jià)值

4.1 鳶尾屬植物的園林應(yīng)用

①專(zhuān)類(lèi)園、巖石園。鳶尾屬植物種類(lèi)豐富,可將其運(yùn)用于專(zhuān)類(lèi)園或巖石園中。大多數(shù)鳶尾屬植物的花期在4—5 月,前后相差近45 d,利用不同的花期,可在專(zhuān)類(lèi)園中營(yíng)造獨(dú)特的春景、夏景。鳶尾屬植物身姿飄逸,其花顏色各異,結(jié)合跌水、石階,配合高山植物,可構(gòu)成別致的巖石園景觀。②花壇、花境。宿根花卉,一年種植、多年開(kāi)花,可用于園路及花壇邊緣的裝飾,既能使游覽者常年欣賞富有生機(jī)的景色,又能降低綠化成本,豐富地被種類(lèi)。鳶尾屬植物的花冠龐大,可作公路邊優(yōu)美的林帶及河道邊綿延的護(hù)坡。③水面綠化。鳶尾屬植物由于生態(tài)習(xí)性不同,對(duì)土壤及水分的需求不同,有的喜濕、有的耐燥。因此,可將其運(yùn)用在水生植物園,或作為水生植物景觀[7]。

4.2 鳶尾屬植物的生態(tài)價(jià)值

鳶尾屬植物不僅具有良好的景觀價(jià)值,也具有極高的生態(tài)價(jià)值。其發(fā)達(dá)的根系、蔥翠的葉片,可防風(fēng)固坡、防止水土流失。鳶尾屬植物某些種類(lèi)獨(dú)特的生態(tài)習(xí)性,能減少污水中雜質(zhì),凈化水體,提高水質(zhì),美化水邊環(huán)境,此外,某些種類(lèi)對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的需求,維持了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與統(tǒng)一。例如,馬藺,耐堿耐旱,能在鹽堿地生長(zhǎng)繁育,可改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境;蝴蝶花,耐陰喜濕,能生長(zhǎng)在其他生物不能生長(zhǎng)的陰暗之地,既豐富了群落物種多樣性,也維持了群落系統(tǒng)的穩(wěn)定[8]。

5 鳶尾屬植物的其他研究

5.1 系統(tǒng)發(fā)生學(xué)研究

有關(guān)學(xué)者對(duì)產(chǎn)自我國(guó)的部分鳶尾屬物種的葉綠體DNA的matK 及rbcL 基因序列進(jìn)行了擴(kuò)增,對(duì)其系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)以及物種樹(shù)進(jìn)行了構(gòu)建和分析,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)白鳶尾(Iris mandshurica)與粗根鳶尾(Iris tigridia)在系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)中的位置處于須毛狀附屬物亞屬中,不應(yīng)將他們劃分到不同亞屬;鳶尾屬物種的核苷酸在物種演變中的突變,大多數(shù)是中性的或近中性的;鳶尾屬物種的分歧時(shí)間為47.159 7 百萬(wàn)年前(Mya),大約為4 700 萬(wàn)年前;將部分鳶尾屬物種的rbcL 和matK 基因片段序列串聯(lián),構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(shù),能更清晰地確定各物種的系統(tǒng)位置,且擁有極高的支持率[9]。

5.2 育種研究

我國(guó)對(duì)鳶尾屬植物的育種研究較歐洲國(guó)家晚,直至20 世紀(jì)90 年代,劉青林等人研究了鳶尾花的體細(xì)胞無(wú)性系受離體培養(yǎng)影響的變異規(guī)律,標(biāo)志著我國(guó)開(kāi)始對(duì)鳶尾屬植物進(jìn)行育種研究[10]。之后,周永紅等人從細(xì)胞學(xué)領(lǐng)域?qū)Ρ庵窕ê秃m的花粉減數(shù)分裂進(jìn)行研究[11],柯立明等人對(duì)鳶尾進(jìn)行了系統(tǒng)的種間雜交試驗(yàn),推動(dòng)了我國(guó)鳶尾育種工作的開(kāi)展[12]。目前,我國(guó)鳶尾屬植物的育種工作主要集中在無(wú)髯鳶尾與德國(guó)鳶尾兩類(lèi),育種技術(shù)有常規(guī)雜交育種、輻射育種、分子技術(shù)運(yùn)用、后代優(yōu)株選育花色、抗性研究及雜交后代胚培養(yǎng)研究[13]。

5.3 香料研究

據(jù)相關(guān)研究表明,自然界中新鮮的鳶尾屬植物并無(wú)鳶尾酮,但含有其前體物質(zhì)鳶尾醛類(lèi)(iridals)。取富含鳶尾醛類(lèi)(iridals)的根,在常溫下陳化兩三年,可緩慢合成鳶尾酮。鳶尾酮能產(chǎn)生獨(dú)特的紫羅蘭一般的芳香,多將其運(yùn)用于香料中,用來(lái)制作香水、香皂、化妝品等。鳶尾酮還具有定香力,將鳶尾浸膏運(yùn)用于煙卷中,作煙草添加劑,可改進(jìn)煙草風(fēng)味,提高煙草品質(zhì)[14]。

6 結(jié)論

我國(guó)鳶尾屬植物資源豐富,所含化學(xué)成分眾多,如異黃酮類(lèi)化合物、三萜類(lèi)化合物、苯醌類(lèi)化合物等,且具有極高的藥用價(jià)值,可抗腫瘤、抗癌、抗瘧疾等。鳶尾屬植物花色繁多,適應(yīng)性強(qiáng),易栽培,生態(tài)價(jià)值極高,可廣泛運(yùn)用于園林景觀。鳶尾屬植物開(kāi)發(fā)潛力大,我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)其育種研究,更多地運(yùn)用轉(zhuǎn)基因、原生質(zhì)體融合、體細(xì)胞雜交等先進(jìn)技術(shù),培育出更加優(yōu)良的新品種。

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