包 穎

(吉林省林業(yè)技術(shù)推廣站，吉林 長春 130022)

豚草(Ambrosiaartemisiifolia)是借助風(fēng)媒傳粉的一年生草本植物，屬菊科(Asteraceae)。豚草原產(chǎn)于北美，是外來入侵物種。豚草是雌雄同株植物，據(jù)相關(guān)研究結(jié)果表明，每株豚草都能夠長出上千粒種子，2.4 kg鮮重的豚草植株最多可產(chǎn)62 000粒種子，可長到2 m高，如果將豚草種子放在種子庫，這些種子在土壤中能夠保持39年有效[1]，因此，豚草在許多國家還在持續(xù)不斷地?cái)U(kuò)散，這些國家也在采取多種措施抵抗豚草入侵。豚草花粉極易引起過敏反應(yīng)，極低濃度就會對敏感者造成過敏反應(yīng)，癥狀伴有鼻炎和少數(shù)皮膚炎及蕁麻疹。濃度稍高就會對過敏者產(chǎn)生長期過敏反應(yīng)。豚草花粉可引起強(qiáng)烈的哮喘反應(yīng)，這種反應(yīng)比其他過敏源嚴(yán)重。豚草主要花粉過敏源是多肽類和免疫球蛋白E結(jié)合導(dǎo)致，從而引發(fā)枯草熱相關(guān)癥狀。免疫反應(yīng)機(jī)理受花粉油脂含量和倍半萜內(nèi)脂影響。目前，在歐洲有3 300萬人對豚草過敏，在美國也達(dá)到2 300萬。在1971年，有報道表明豚草能引發(fā)枯草熱，然而，其免疫反應(yīng)機(jī)理直到半個世紀(jì)后才發(fā)現(xiàn)[2]。豚草還對其他農(nóng)業(yè)作物構(gòu)成威脅，有研究報道表明，豚草能削減大豆產(chǎn)量。豚草因其危害性而受到廣泛關(guān)注，作為一種農(nóng)作物雜草和主要空氣過敏原對公共衛(wèi)生造成影響。本文根據(jù)目前豚草研究現(xiàn)狀，介紹下豚草防治、應(yīng)用情況，并提出未來研究建議[3]。

1 豚草防治

對豚草的防治相當(dāng)困難，為消滅豚草，美國、墨西哥、俄羅斯、日本等國每年都投入大量資金,但至今尚未完全根除。俄羅斯利用一種甲蟲的專一食性來防除 ,但作為外來有害入侵生物 ,豚草非常難于防治 ,單一采用某種方法都有其不利的一面[4]。利用百草枯等除草劑對豚草進(jìn)行化學(xué)防除一直作為一種有效的方法在世界各地普遍使用，目前，我國以草甘膦、百草枯、 二甲四氯、克蕪蹤等應(yīng)用最廣泛。豚草物理防治的主要方法是人工拔除和人工刈割。豚草生物防治主要利用昆蟲、病原菌、植物替代和化感作用[5]。

作物在種植前使用除草劑對有效防治至關(guān)重要，草甘磷可以應(yīng)用于除草。草甘磷是廣譜、系統(tǒng)性的芽后除草劑，有研究表明，種植前可以在早期使用除草劑對抗草甘膦豚草進(jìn)行防治。然而，后續(xù)單獨(dú)使用草銨磷可以達(dá)到長期防治效果。在大豆出芽和齊苗時期，大多數(shù)種植前使用的除草劑經(jīng)測定防治效果均在95 %以上，并且，草銨磷可作為后續(xù)除草劑用于防治抗草甘膦豚草，還可根據(jù)雜草種類選擇與其他除草劑如異丙甲草胺、乙草胺混合使用[1]。

生物入侵通常與多重引入和先前分離的種群遺傳混合物有聯(lián)系。除此以外，進(jìn)化潛力可能會通過增加遺傳變異、混合基因型可能從雜種優(yōu)勢中受益，這可能有助于提高其性能和侵入性。雜種優(yōu)勢可能會導(dǎo)致生物入侵。因此，如何通過基因技術(shù)來實(shí)現(xiàn)防治也是未來研究方向[6]。

2 豚草應(yīng)用研究進(jìn)展

研究者們對豚草的研究主要集中在豚草對作物危害，豚草作為入侵物種對周圍環(huán)境的影響和豚草防治技術(shù)方法與措施。近幾年來，對于豚草有了新發(fā)現(xiàn)和新利用，張國財(cái)、趙楊、張欣倩利用5種不同提取方法提取豚草粗提物，并對提取率、提取物稀釋液殺蟲效果作對比，殺蟲試驗(yàn)效果作顯著性分析,表明超聲波提取法為最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的提取方法。豚草殺蟲抑菌活性物質(zhì)生物測定研究表明，對天幕毛蟲、落葉松毛蟲均有不同程度效果。對樟子松枯梢病菌、楊樹葉枯病菌、楊樹爛皮病菌均有抑菌作用。豚草殺蟲抑菌活性物質(zhì)安全性試驗(yàn)研究表明，根據(jù)我國現(xiàn)行農(nóng)藥毒性分級標(biāo)準(zhǔn)可以確定豚草粗提物為低毒等級，根據(jù)農(nóng)藥毒性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，為微毒，因此，對生態(tài)環(huán)境及水生生物、哺乳動物都無害,可作為安全植物源農(nóng)藥進(jìn)行開發(fā)利用[7-10]。包穎采用微膠囊化技術(shù)，選取復(fù)合凝聚法、單凝聚法、原位聚合法來制備豚草提取物微膠囊劑，并設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得出最優(yōu)化試驗(yàn)條件配比方案，通過掃描電子顯微鏡觀測、粒度分析、紅外光譜檢測、熱重分析、緩釋試驗(yàn)和室內(nèi)毒力測定試驗(yàn)來測定制備的豚草提取物微膠囊劑性能，結(jié)果表明，制備的豚草提取物微膠囊劑成功包覆，粒度均勻，能在一定程度抵抗外界環(huán)境干擾，緩釋性能良好，具有良好防治效果[11-14]。微膠囊劑是環(huán)境友好型農(nóng)藥新劑型，它以水作為助劑取代了二甲苯等有機(jī)溶劑，在很大程度上減少了對環(huán)境的污染，因此，利用微膠囊化技術(shù)來制備植物源農(nóng)藥豚草提取物微膠囊劑也是新嘗試。目前，對豚草其他作用、性能及深入利用的研究報道并不多見，未來可進(jìn)一步進(jìn)行研究，探索豚草應(yīng)用新領(lǐng)域。

3 豚草未來研究與利用建議

3.1深入研究豚草重要成分

有研究結(jié)果表明，有5種物質(zhì)與相關(guān)文獻(xiàn)報道中的5種具殺蟲抑菌活性的化學(xué)成分分子量一致，即綠原酸、二氫豚草素、豚草素、冠裸穗豚草素和銀膠菊酯，5種殺蟲抑菌活性成分中有四種為倍半萜類化合物，說明豚草中起主要?dú)⑾x和抑菌作用的即為倍半萜類化合物。豚草所具有的殺蟲抑菌活性作用來源于其植物體內(nèi)所含有的大量萜類物質(zhì)，這些物質(zhì)在自然界中的化感作用較強(qiáng),在豚草生長過程中發(fā)揮了重要作用，不僅使其在與其他植物的生長競爭中獲得優(yōu)勢，并且使昆蟲難于取食，造成其危害性蔓延。若利用豚草這一特性,將其開發(fā)為植物源殺蟲抑菌劑，則將在豚草的控制上發(fā)展出一條新路。對于豚草中相關(guān)成分分析還有很大研究空間，系統(tǒng)而全面地對豚草具體成分進(jìn)行剖析非常有必要，了解其成分組成有利于研究其侵入和致過敏機(jī)理，從而有效防治和預(yù)防。同時，對探索豚草應(yīng)用領(lǐng)域提供借鑒。

3.2 合理利用豚草植物

根據(jù)文獻(xiàn)資料，已經(jīng)從豚草中分離出29種倍半萜內(nèi)酯，其中許多具有顯著藥理活性，如抗菌、抗真菌、抗原生動物、抗炎，還對心血管和肝臟具保護(hù)作用。豚草屬的倍半萜內(nèi)酯對各種腫瘤細(xì)胞系的抗增殖作用已被廣泛研究。普通豚草作為食物和藥用植物的使用也越來越普遍，這引起了人們的關(guān)注。市場上出現(xiàn)幾種作為食品添加劑(干燥豚草粉、酒精提取物)的產(chǎn)品或食品(由植物鮮芽制成的果泥)。還有宣傳攝入豚草具有抗焦慮、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)、解毒、刺激食欲、抗癌、抗過敏、具黏液溶解作用等，但目前沒有科學(xué)研究結(jié)果來支持這些理論?？紤]到豚草含有潛在細(xì)胞毒性倍半萜內(nèi)酯物質(zhì)的事實(shí)，建立急性和慢性毒理學(xué)研究對于人用的安全性十分必要[2]。因此，在未來對豚草的應(yīng)用領(lǐng)域作出科學(xué)論斷之前，請謹(jǐn)慎對其進(jìn)行開發(fā)利用。目前，對于豚草利用的研究相當(dāng)少，所以豚草合理利用方面還需要大量科學(xué)驗(yàn)證。對豚草的研究方向不僅在防，未來在于怎么利用，利用本身也是防治的一種有效途徑。對其利用優(yōu)勢在于豚草長勢快，易傳播，取材較多；但劣勢在于真正需要大面積集中利用時，可能因一時無法滿足用量而資源枯竭，因?yàn)樘崛∑浠钚晕镔|(zhì)需大量豚草。利用豚草提取活性物質(zhì)時提取技術(shù)也要改進(jìn)與提高，需達(dá)到生產(chǎn)化，形成工藝。實(shí)現(xiàn)上述所有技術(shù)還有成本問題，技術(shù)與資金成本能否達(dá)到預(yù)期效果，這都是要思考和解決的問題，今后對于豚草的研究還有很長的路要走，有待于進(jìn)一步大量試驗(yàn)和驗(yàn)證。

3.3 實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉

Germann等人利用分子生物學(xué)技術(shù)對大氣顆粒物中菊科植物艾蒿和豚草過敏原進(jìn)行定量DNA分析[15]，Rasmussen等人對因氣候變化而導(dǎo)致歐洲三種能引起過敏癥的豚草的分布范圍變化及其對人類健康的潛在影響進(jìn)行研究[16]，Sotillo W. S.等人對豚草中分離的倍半萜內(nèi)酯和合成衍生物的抗癌干細(xì)胞活性進(jìn)行研究[17]，Turkalj M. I.等人對因豚草花粉過敏引起的過敏性鼻炎患者進(jìn)行臨床療效、安全性、最新進(jìn)展及對過敏原特異性免疫治療進(jìn)行研究[18]，Albertini, R., M.等人在意大利北部利用工具對豚草屬植物進(jìn)行大氣生物監(jiān)測和制圖，從而有針對性地預(yù)防[19]。因此，儲多對豚草的防治、過敏原及對環(huán)境影響的研究都和其他相關(guān)學(xué)科有聯(lián)系，生物學(xué)與醫(yī)學(xué)、病理學(xué)、免疫學(xué)等學(xué)科緊密結(jié)合。國內(nèi)學(xué)者在做此項(xiàng)研究時，建議拓寬思路，運(yùn)用不同方法，形成學(xué)科交叉利用思想，將豚草研究領(lǐng)域在學(xué)科方面進(jìn)行擴(kuò)大，不同學(xué)科間相互影響也有利于發(fā)現(xiàn)新的研究內(nèi)容，具有啟發(fā)性和延伸性。

4 小結(jié)

目前關(guān)于豚草的相關(guān)研究在國內(nèi)比較有局限性，主要集中在豚草對其他物種的影響和防治方面。國外學(xué)者對其研究范圍在不斷擴(kuò)展，通過近幾年文獻(xiàn)可看出有許多新發(fā)現(xiàn)。未來應(yīng)不斷探索新的研究領(lǐng)域、開闊思路，尋求更好、更新、更便捷的方式對其防治，并根據(jù)豚草性能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。

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