梁春輝,黃 敏,鄭俊冰,李 林,閆曉東
(1.廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東廣州 510507;2.黃埔海關(guān)技術(shù)中心,廣東廣州 523076)
金線蓮是蘭科多年生草本植物,又名金線蘭、金絲草、樹(shù)草蓮等,其株型小巧,葉型優(yōu)美,葉脈金黃色,有清涼、解毒滋陰、降火、消炎止痛等功效,享有“藥中之王”的美譽(yù)[1-2]。金線蓮在自然條件下發(fā)芽率極低,野生的逐年減少,于1990年被福建省政府列為瀕危藥用植物[3]。隨著研究的不斷深入,金線蓮日益受到世人青睞,具有廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景[4]。
金線蓮株高4~20 cm,根莖細(xì)且軟,根狀莖匍匐生長(zhǎng),莖節(jié)明顯,節(jié)上有不定根,葉互生,為卵形或圓卵形,且有金屬光澤,葉的大小因品種而異[1],基部近圓形,葉片正面為暗天鵝絨綠色,網(wǎng)脈金黃色,背面淡紫紅色,葉柄長(zhǎng)9~10 cm,總狀花序頂生,具2~6 朵疏散的花,花苞片淡紅色,卵狀披針形,長(zhǎng)6~9 cm,花瓣黃白色,近鐮刀形,結(jié)蒴果,窄橢圓形;唇瓣整體為叉形,邊緣撕裂,裂片條形,花期8—9月,果期9—10月[2-3]。主要分布在大洋洲、亞洲、熱帶及亞熱帶地區(qū),以及我國(guó)福建省、浙江省、江西省[1]。金線蓮屬中陰性植物,性喜溫涼潮濕環(huán)境,垂直分布范圍廣,海拔300~1200 m 均有分布,特別是海拔300~600 m 中低丘陵區(qū)分布較廣[4]。金線蓮的品種主要有臺(tái)灣金線蓮[5-6]、福建金線蓮[5,7]、滇南金線蓮[8]。
金線蓮常年生長(zhǎng)在涼爽、陰濕、弱光的生態(tài)環(huán)境下,其土壤以紅壤為主,部分為黃壤或紫壤土,空氣相對(duì)濕度為85%~95%,溫度在20℃~25℃之間,喜生長(zhǎng)于山澗常綠闊葉林下枯枝落葉層、樹(shù)兜、石壁、溝邊等陰濕處[1]。魏翠華[9]認(rèn)為光照強(qiáng)度2000~5000 Lux 的中等偏低光照更適于福建金線蓮植株的生長(zhǎng),而陸祖正[10]研究則認(rèn)為,400 Lux 是廣西金線蓮生長(zhǎng)的最低光照度,而后隨光照強(qiáng)度加大,金線蓮生長(zhǎng)越健壯。可見(jiàn),不同省份地區(qū)對(duì)人工種植金線蓮所需的光照存在明顯差異。
金線蓮是多年生珍稀中藥材,民間有“藥王”、“金草”美稱。味甘,微苦,性平[11]。具有清熱涼血、除濕解毒、平衡陰陽(yáng)、扶正固本、調(diào)和氣血五臟、生津養(yǎng)顏、滋補(bǔ)皮膚等功效,能夠全面提高人體免疫力,增強(qiáng)人體對(duì)疾病的抵御能力[12]??捎糜谥委煼谓Y(jié)核咯血、糖尿病、腎炎、膀胱炎、重癥肌無(wú)力、遺精、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、小兒驚風(fēng)、婦女白帶以及毒蛇咬傷等癥狀[2]。
研究表明,金線蓮多糖能提高免疫,抑制小鼠體重及免疫器官指數(shù),促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞增殖,對(duì)健康小鼠腫瘤壞死因子具有促進(jìn)作用[4]。金線蓮提取物能抑制肝損傷引起的肝脾腫大和胸腺萎縮,起到保肝的作用[13]。另外,金線蓮苷可顯著增強(qiáng)脲霉素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型抗氧化能力,并降低血糖和膽固醇水平,下調(diào)血糖濃度[14],具有一定的抗脂質(zhì)氧化功能[15]。陳新峰等[16]研究發(fā)現(xiàn)福建金線蓮揮發(fā)油對(duì)人肺細(xì)胞NCI-H446 有抑制作用,且抑制作用呈時(shí)間和劑量依賴性,說(shuō)明金線蓮中的揮發(fā)油能抗腫瘤,是非常有發(fā)展前景的抗腫瘤藥物或輔助腫瘤藥物。
1.5.1 黃酮類。何春年等[17]從金線蓮中分離得到槲皮素、5,4′-二羥基-6,7,3′-三甲氧基黃酮。黃酮被認(rèn)為是金線蓮藥效的重要成分,具有抗癌保肝的作用,金線蓮黃酮包括總黃酮及黃酮苷如蘆丁、槲皮素、山奈酚、異鼠李素等[18]。
1.5.2 生物堿及核苷類。生物堿主要廣泛存在于植物、動(dòng)物、微生物等生物的有機(jī)體內(nèi),是一類含氮的堿性有機(jī)化合物,有較顯著的生物活性,是中草藥中重要的有效成分之一。核苷類成分有胞苷、次黃嘌呤、腺嘌呤[19]。林佩莉[20]從金線蓮中提取出生物堿成分,對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有強(qiáng)烈的鎮(zhèn)痛作用,比嗎啡強(qiáng)10~40 倍,其主要成分是異亮石松堿。
1.5.3 甾體化合物。金線蓮中分離得到的甾體化合物主要為24-異丙烯基膽甾醇、開(kāi)唇蘭甾醇、β-谷甾醇、豆甾醇、采油甾醇和羊毛甾醇[21]。
1.5.4 多糖類。金線蓮中多糖含量比較高[22],占13.326%,低聚糖11.243%,還原糖為9.789%。張錦雀[23]經(jīng)柱前衍生化高效液相色譜法分析金線蓮多糖主要由5 種單糖組成,甘露糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖和巖藻糖,經(jīng)超聲波法及凝膠柱層析提取到分子量均一多糖組分,經(jīng)測(cè)定得分子量18197。
1.5.5 揮發(fā)油。金線蓮揮發(fā)油的主要成分為正十六烷酸(25.22%)和十八碳二烯酸和十八碳三烯酸甲酯(13.64%),十八碳二烯酸甲酯(6.74%),二十碳三烯酸甲酯(4.42%)。其它成分主要是飽和烷烴、醛、酮、脂肪酸及脂肪酸酯。上述許多成分有較強(qiáng)的生物學(xué)活性,正十六烷酸為有效的滅蚊劑,能夠增強(qiáng)心肌活性,亞油酸和亞麻酸等具有降低血脂和膽固醇、減少動(dòng)脈粥樣硬化、抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)大腦發(fā)育等功效[24]。
目前金線蓮人工栽培的2 種主要傳統(tǒng)模式是大棚栽培和林下栽培。大棚栽培方式是利用大棚人工創(chuàng)造可控的光照、氣溫、空氣濕度等條件,搭配適合金線蓮生長(zhǎng)栽培基質(zhì),減少不良因素對(duì)金線蓮生長(zhǎng)的影響,使金線蓮生產(chǎn)集約、穩(wěn)定和高效[25]。張玲艷等[26]以福建金線蓮組培生根苗為材料,研究表明泥炭土是最適宜金線蓮生長(zhǎng)的基質(zhì)。仿野生栽培技術(shù)既可利用林下資源,提高林地使用效率,又能滿足金線蓮野生狀態(tài)的生長(zhǎng)環(huán)境,收獲產(chǎn)品質(zhì)量好、價(jià)值高,深受我國(guó)廣大林農(nóng)和市民的喜愛(ài)[27]。甘金佳等[28]研究發(fā)現(xiàn)林下腐殖土是最適合金線蓮在林下栽培的基質(zhì)。但大棚栽培及林下仿野生栽培都存在不足之處,大棚栽培首次投入成本較高,而仿野生林下種植容易遭受鳥蛇等動(dòng)物取食,而且金線蓮種苗發(fā)生病蟲害時(shí),很容易傳播蔓延。
郭劍雄和洪佰仲[29]研究出全新的栽培方式——金線蓮袋式有機(jī)栽培方法。袋式有機(jī)栽培方法通過(guò)人為調(diào)節(jié)環(huán)境因子,可實(shí)現(xiàn)全年種植金線蓮,所使用的是泥炭土加珍珠巖(3∶1 配比)的種植土壤,種植苗、栽培袋都經(jīng)過(guò)消毒。金線蓮袋式栽培為封閉式,在栽培期間不使用農(nóng)藥,生產(chǎn)出高品質(zhì)的有機(jī)金線蓮。封閉式袋式栽培還能有效阻止病害的傳播及蟲害的發(fā)生[30]。金線蓮屬喜陰植物,在光照強(qiáng)度為2000~3000 Lux 時(shí)生長(zhǎng)較快,光照強(qiáng)度過(guò)低不利于金線蓮正常生長(zhǎng)[31],紅光相比藍(lán)光更有利于金線蓮叢生芽的誘導(dǎo)[32]。
目前金線蓮的組織培養(yǎng)技術(shù)已發(fā)展得比較成熟,組織培養(yǎng)途徑一般有4 條:一是通過(guò)外植體脫分化誘導(dǎo)愈傷組織,后誘導(dǎo)芽的分化;二是直接誘導(dǎo)外植體萌發(fā)腋芽或頂芽,再進(jìn)行繼代培養(yǎng);三是誘導(dǎo)種子萌發(fā)成原球莖,再通過(guò)原球莖的增殖與分化獲得芽苗;四是通過(guò)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件優(yōu)化,一步成苗的組織培養(yǎng)方法[33]。許晴等[34]發(fā)現(xiàn)福建金線蓮不定芽愈傷組織誘導(dǎo)最適培養(yǎng)基配方為MS+0.5 mg/L+4.0 mg/L BA+0.3 mg/L KT。張鐵[35]指出金線蓮莖段、種子等都可能誘導(dǎo)出原球莖,可直接發(fā)育成完整小苗。陳圓媛等[36]研究發(fā)現(xiàn)采用植物組織培養(yǎng)和無(wú)土栽培技術(shù)相結(jié)合的方法,以樹(shù)皮為栽培基質(zhì),添加1/4 MS+1 mg/L NAA+1.5 mg/L 6-BA 的營(yíng)養(yǎng)液,有利于福建金線蓮莖段一次性成苗。
付傳明等[37]將廣西金線蓮離體莖段接種到含不同濃度生長(zhǎng)類激素NAA 和IBA 的基準(zhǔn)培養(yǎng)基上,培養(yǎng)至90 d時(shí)發(fā)現(xiàn),各培養(yǎng)基均能誘導(dǎo)金線蓮腋芽生長(zhǎng)和生根,生根率達(dá)到100%。在株高和根數(shù)量方面,NAA 處理的根數(shù)最多,優(yōu)于IBA 和對(duì)照處理,其中NAA 1.0 mg/L 處理誘導(dǎo)的根多且較長(zhǎng),植株株高最高,植株生長(zhǎng)健壯。劉潤(rùn)東等[38]以野生金線蓮為外植體,在MS 基本培養(yǎng)基中添加6-BA 1.0 mg/L 和NAA 0.1 mg/L 誘導(dǎo)叢生芽,發(fā)現(xiàn)高濃度的6-BA和NAA 不利于叢生芽的誘導(dǎo),當(dāng)6-BA 濃度最高為5.0 mg/L、NAA 為0. 5 mg/L 時(shí)誘導(dǎo)材料幾乎全部壞死。此外6-BA與IBA 組合只有少量芽叢產(chǎn)生。
細(xì)胞分裂素與植物生長(zhǎng)素有協(xié)同作用。玉米素(ZT)是一種植物體內(nèi)天然存在的細(xì)胞分裂素。劉潤(rùn)東等[38]研究發(fā)現(xiàn)在附加6-BA 1.0 mg/L 的MS 培養(yǎng)基上適當(dāng)添加ZT能明顯促進(jìn)芽叢的發(fā)生,但是隨著ZT 濃度的增高,金線蓮芽叢誘導(dǎo)率逐漸降低。羅曉青等[39]的研究結(jié)果表明6-BA 和ZT 激素對(duì)野生興仁金線蓮叢生芽增殖的效果優(yōu)于激動(dòng)素(KT)。付傳明等[37]誘導(dǎo)廣西金線蓮壯苗生根,得出6-BA 對(duì)壯苗生根培養(yǎng)效果最好,植株生長(zhǎng)健壯,平均株高最高,莖粗也最粗,噻笨?。═DZ)培養(yǎng)基株高一般,平均根最多,且莖粗僅次于6-BA;添加KT 和ZT 的培養(yǎng)基,植株的株高、根數(shù)及莖粗居中,植株生長(zhǎng)相對(duì)較直。
韓曉紅等[40]研究發(fā)現(xiàn)添加6-BA 4.0 mg/L +ZT 0.2 mg/L+2,4-D 0.2 mg/L 激素時(shí),金線蓮的原球莖誘導(dǎo)效果最好,誘導(dǎo)率高達(dá)81%。在NAA 0.5 mg/L +ZT 0.2 mg/L +TDZ 0.2 mg/L激素配比時(shí),原球莖誘導(dǎo)效果最好,誘導(dǎo)率達(dá)75%,最適的叢生芽誘導(dǎo)與增殖的培養(yǎng)基為MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+TDZ 0.2 mg/L+ 蔗糖30 g/L+ 瓊脂7 g/L。吳坤林等[41]研究獲得最佳生根培養(yǎng)基為MS +NAA 0.2 mg/L+IBA 2.0 mg/L+3%蔗糖,誘導(dǎo)率達(dá)96%。楊成行等[42]研究證明0.5 mg/L NAA、4.0 mg/L IBA 和0.1 mg/L 6-BA、并附加3 g/L活性碳和100 g/L 香蕉汁的條件下,金線蓮的生根率可達(dá)97%。
近些年金線蓮鮮草在國(guó)內(nèi)價(jià)格較高,最高可賣到0.12 萬(wàn)元/kg,干草可賣到1.4 萬(wàn)元/kg 左右。一般可實(shí)收12 萬(wàn)株/hm2左右的金線蓮,扣除人工、種苗等成本,利潤(rùn)可達(dá)1 萬(wàn)多元,效益非??捎^[43]。目前,金線蓮在福建的發(fā)展正處于起步階段,金線蓮產(chǎn)業(yè)主要分布在廈門、泉州永春、三明明溪、永安、龍巖武平、漳州南靖等地區(qū),涌現(xiàn)出了一批產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)及一批優(yōu)秀自主品牌。其中龍頭企業(yè)有儒蘭(福建)生物科技有限公司,福建虎伯寮生物集團(tuán)有限公司等,優(yōu)秀自主品牌有儒蘭、草之典、虎伯寮等[44]。作為商品,金線蓮除了極少數(shù)作為室內(nèi)觀賞植物銷售外,絕大多數(shù)被用作藥材,或作為茶葉代替品。臺(tái)灣地區(qū)許多居民皆認(rèn)為金線蓮是最珍貴的健康補(bǔ)品,將之用于日常飲料,或制作成為一道道美味佳肴[45]。2012年南靖縣利用植物組培快繁技術(shù)生產(chǎn)金線蓮種苗15000 萬(wàn)株,人工設(shè)施栽培金線蓮基地面積達(dá)67 hm2,年產(chǎn)鮮品60 萬(wàn)kg,年創(chuàng)產(chǎn)值5 億元[46]。因此種植金線蓮有非常好的市場(chǎng)前景。
金線蓮是多年生珍稀中藥材,民間有“藥王”、“金草”美稱。它既有好的觀賞價(jià)值,又有多種顯著的藥用和保健功效,具有清熱涼血、扶正固本、陰陽(yáng)互補(bǔ)、生津養(yǎng)顏、益壽延年等功效。由于金線蓮對(duì)生態(tài)環(huán)境要求比較嚴(yán)格,自然繁殖和生長(zhǎng)較緩慢,加上人類肆意采摘,野生資源日益減少[47]。所以要?jiǎng)?chuàng)新金線蓮的栽培技術(shù),不斷提高金線蓮的產(chǎn)量和品質(zhì)。另外市場(chǎng)上含有開(kāi)唇蘭屬植物藥材的制劑非常少[48],因此應(yīng)加大該屬植物的藥理活性方面的研究工作,并盡快建立一套科學(xué)可靠的質(zhì)量控制方法,以保證該屬植物藥用價(jià)值的開(kāi)發(fā)利用。