朱玉婷
【摘 要】芡歐鼠尾草原產(chǎn)于中美洲高山地區(qū),后被引入多國(guó)栽培。其種子“奇亞籽”富含油脂和蛋白質(zhì),長(zhǎng)期被應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、保健領(lǐng)域,近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)其在生物防控等領(lǐng)域也具有一定價(jià)值。本文主要收集近十年來(lái)的國(guó)內(nèi)外關(guān)于芡歐鼠尾草在形態(tài)學(xué)、適應(yīng)性、價(jià)值開發(fā)、栽培繁殖技術(shù)等方面的研究進(jìn)展,對(duì)其目前研究現(xiàn)狀、出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,以期為日后相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植物開發(fā)提供參考。
【關(guān)鍵詞】芡歐鼠尾草;奇亞籽;文獻(xiàn)資料;開發(fā)現(xiàn)狀
芡歐鼠尾草(Salvia hispanica)系唇形科(Lamiaceae)鼠尾草屬(Salvia)一年生草本植物,產(chǎn)自墨西哥中西部山區(qū),早在哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲大陸之前,就已經(jīng)作為當(dāng)?shù)赝林说募Z食和藥用作物被廣泛種植[1]。芡歐鼠尾草的種子即“Chia”,國(guó)內(nèi)音譯為奇亞、奇亞籽等,其在醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域具有具有廣闊的開發(fā)前景[2],在降血脂血糖、降血壓、改善膚色、防治皮膚病、甚至減肥[3-5]等方面都有一定功效。
一、形態(tài)學(xué)和適應(yīng)性研究
芡歐鼠尾草莖呈四棱形多分支,密被細(xì)小絨毛,株高1-2m;單葉對(duì)生有長(zhǎng)葉柄,葉形呈卵形或橢圓形,先端漸尖,葉緣具鈍鋸齒;多數(shù)輪狀花序組成總狀花序,頂生或腋生。每朵小花生于宿存苞片內(nèi),小花呈筒狀二唇形?;ㄆ谠诋?dāng)年9月中旬至次年初霜[6];二強(qiáng)雄蕊,其中1對(duì)雄蕊顯著退化不育;種子因品種差異有黑白2種顏色,呈橢圓形,長(zhǎng)寬約2.1mm和1.4mm。
芡歐鼠尾草為短日照開花植物,適宜生長(zhǎng)于溫暖氣候帶,被廣泛種植于中南美洲各國(guó)[2]。性喜溫暖干旱的氣候條件,喜光耐半陰。喜排水良好透氣性強(qiáng)的沙質(zhì)或黏質(zhì)土壤,忌水淹。對(duì)土壤有較好的適應(yīng)性,能在pH5-7.5的土壤環(huán)境中生長(zhǎng),在瘠薄土壤也生長(zhǎng)良好[7]。其在成花誘導(dǎo)上不具備良好的光周期變異性,因此在北緯32°以上地區(qū)受霜凍影響而栽植受限[2]。
二、藥理性、毒理性研究
芡歐鼠尾草的種子是人們主要的利用部位。古瑪雅人和阿茲特克人很早將其視為增加耐力的藥品和食物補(bǔ)充[8]。該植物被視為擬糧(pseudoceral),即糧食替代品,因其膳食纖維、天然抗氧化劑和不飽和脂肪酸含量高被視為絕佳的保健食品。榮旭[9]評(píng)估奇亞籽的營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)現(xiàn)其中約含有34.20%的粗脂肪、23.31%粗蛋白質(zhì)和27.71%的膳食纖維;含18種氨基酸總量達(dá)23.10%,其中人體必需氨基酸總量達(dá)8.20%;在其油中檢出不飽和脂肪酸以亞油酸(22.43%)和α-亞麻酸(62.48%)為主;其富含多種礦物質(zhì),尤其是Ca含量達(dá)829.21 mg/100 g,同時(shí)奇亞籽具有高K低Na的特點(diǎn)。高鉀低鈉飲食能降低高血壓和心腦血管疾病發(fā)病幾率。高亞靈[10]對(duì)奇亞籽餅的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析檢測(cè),檢測(cè)出多酚含量達(dá)4.67 mg/g,高于未經(jīng)壓榨的奇亞籽。同時(shí)測(cè)定對(duì)奇亞籽餅的膨脹力、持水力、結(jié)合水力等物性得出綜合物性值為11.60,高于大豆纖維和玉米纖維。
Sandoval等[11]研究指出奇亞籽含有11S球蛋白、7S堿性球蛋白和2S富硫白蛋白等多種貯藏蛋白,富含α-亞麻酸,二十碳五烯酸、多不飽和脂肪酸和二十二碳六烯酸的生物前體。因此奇亞籽可作為人類的新型輔食。然而科學(xué)界對(duì)其安全性尚不確定,需要進(jìn)一步研究和適當(dāng)?shù)臏y(cè)試。李淑琴等[13]為了解奇亞籽的毒理安全性對(duì)小鼠進(jìn)行毒理試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)奇亞籽為無(wú)毒級(jí)物質(zhì),亦不具有遺傳毒性。但也有相關(guān)醫(yī)學(xué)報(bào)道指出奇亞籽會(huì)引發(fā)呼吸道過(guò)敏患者產(chǎn)生諸如蕁麻疹、面部水腫、頭暈等不良反應(yīng)[8]。
此外,芡歐鼠尾草在其它領(lǐng)域也有潛在的開發(fā)價(jià)值。奇亞籽可作為蛋雞飼料[14],Di等[15]發(fā)現(xiàn)2%稀釋濃度的奇亞籽分泌物可使壤土和粘土的團(tuán)聚體穩(wěn)定性增加2.3倍,而砂土則增加4.9倍。Di等[16]還發(fā)現(xiàn)奇亞籽分泌物作為土壤調(diào)理劑可降低農(nóng)業(yè)土壤中除草劑的遷移率。Emma[17]還開發(fā)出以奇亞籽為原材料的水凝膠,指出這種水凝膠可作為低端制造業(yè)和3D打印的絲狀材料。
三、繁育技術(shù)研究
由于國(guó)內(nèi)政策限制和大眾缺乏了解,芡歐鼠尾草種植規(guī)模不大。在栽培施肥方面,胡宗紅等[18]在湖南地區(qū)對(duì)“奇雅1號(hào)”進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在該地其生長(zhǎng)期為200d,其分支數(shù)和花序數(shù)與產(chǎn)量顯著相關(guān)。其后,胡宗紅[19]等又在五個(gè)地區(qū)(分別為海南三亞、云南大理、湖南永州、湖南長(zhǎng)沙、河南南陽(yáng))開展了芡歐鼠尾草的試驗(yàn)性種植,發(fā)現(xiàn)芡歐鼠尾草的適宜種植地為大理、永州、長(zhǎng)沙。其在三亞生長(zhǎng)周期只有98d,但分枝和花穗數(shù)目少,因此產(chǎn)量最低;而在大理生長(zhǎng)周期為180d,略短于湖南、河南地區(qū),但產(chǎn)量最高。僅從地形和氣候角度分析,作者認(rèn)為這主要得益于大理全年無(wú)霜。徐琰等[20]用營(yíng)養(yǎng)液對(duì)芡歐鼠尾草進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)芡歐鼠尾草的株高與地徑的生長(zhǎng)規(guī)律基本一致,其名為hoagland的營(yíng)養(yǎng)液能顯著促進(jìn)生長(zhǎng)。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)[21]的研究人員采用愈傷組織和叢生芽組織培養(yǎng)方法,利用芡歐鼠尾草葉片再生原理,將種子接種在1/2MS+6-BA5.0~10.0 mg/L+NAA0.5~1.0 mg/L愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng),直至葉片邊緣形成愈傷組織并產(chǎn)生叢生不定芽;切下不定芽于1/2MS+NAA0.2-0.5 mg/L生根培養(yǎng)基上培養(yǎng),直至長(zhǎng)出根系得到再生苗。李偉麗等[22]以芡歐鼠尾草成熟種子為外植體,以1/2MS為基本培養(yǎng)基,用不同濃度外源激素對(duì)愈傷組織進(jìn)行誘導(dǎo)、增殖和生根影響,進(jìn)一步縮短了培養(yǎng)時(shí)間。芡歐鼠尾草再生體系的建立縮短植物萌發(fā)到成熟的時(shí)間,為研究其生理生化方面的科研人員節(jié)省了時(shí)間,同時(shí)也為其日后形成大規(guī)模高效化生產(chǎn)提供了可能。
種子萌發(fā)受到內(nèi)在因素和外界環(huán)境的共同影響。 Menezes等[23]觀察奇亞籽在不同溫度下的萌發(fā)率,發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于25°C時(shí)會(huì)對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生不利影響。而胡宗紅[18]等(2015)發(fā)現(xiàn)在土壤環(huán)境下鼠尾草發(fā)芽的最適氣溫為25℃,適宜基質(zhì)為pH6.5-7.0的沙壤或粘土。 Possenti[24]等在鋪有三種不同的基底(On-paper, Between-paper, Paper roll)的平板上用18℃和25℃處理奇亞籽,發(fā)現(xiàn)在放在紙面上的種子萌發(fā)率均高于其它處理,而在25℃條件下各處理的種子萌發(fā)率均高于18℃。王亞娟等[25]在不同溫度下對(duì)奇亞籽進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其在15-25℃條件下其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和鮮重隨著溫度升高而升高,而黑色奇亞籽各項(xiàng)指標(biāo)均大于白色奇亞籽。但影響種子萌發(fā)的條件還包括鹽度、濕度等諸多因素。在種子萌發(fā)階段緩解鹽脅迫的不利影響,將會(huì)大大提高鹽漬土壤環(huán)境下植物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量[26]。然而目前還沒(méi)有關(guān)于這些因子對(duì)奇亞籽萌發(fā)影響的相關(guān)論文,僅有同屬植物的相關(guān)研究可供參考。關(guān)雪蓮[27]對(duì)新疆鼠尾草種子進(jìn)行梯度濃度NaCl處理后發(fā)現(xiàn)其萌發(fā)的耐鹽極限值為0.2 mol/L。張銳等[28]對(duì)紅花鼠尾草和藍(lán)花鼠尾草種子用NaCl、KCl、Na2SO4處理后發(fā)現(xiàn)前者對(duì)這三種鹽分的適應(yīng)范圍在0.88%、0.55%和1.30%,后者則在1.45%、0.56%和0.80%,經(jīng)鹽脅迫處理的兩者隨著鹽濃度的升高其萌發(fā)時(shí)間逐漸推遲;趙碩等[29]采用聚乙二醇(PEG6000)溶液對(duì)鼠尾草種子進(jìn)行干旱脅迫發(fā)現(xiàn)其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均隨著干旱脅迫程度的加深而總體下降,指出當(dāng)溶液濃度控制在4%以內(nèi)時(shí)才能保證其較高的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。
四、總結(jié)與展望
(1)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)芡歐鼠尾草的研究主要集中在醫(yī)藥保健領(lǐng)域,指出在減肥調(diào)脂、降血糖方面具有良好功效。然而其在工業(yè)原材料、土壤環(huán)境治理領(lǐng)域的表現(xiàn)反映出其潛在開發(fā)價(jià)值。
(2)國(guó)內(nèi)已對(duì)芡歐鼠尾草開展了試種和組培快繁實(shí)驗(yàn)。然而就其田間施肥的相關(guān)研究罕見,因此探索適合芡歐鼠尾草的田間管理方式對(duì)提高芡歐鼠尾草產(chǎn)量與品質(zhì)具有重要意義。
(3)目前缺乏芡歐鼠尾草在分子生物和栽培施肥等領(lǐng)域研究報(bào)告。芡歐鼠尾草既可作為油料糧食作物,其花序也具觀賞價(jià)值,可考慮將其園林價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值共同開發(fā)。
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