藥用植物富貴菜的研究現(xiàn)狀與展望

李炎林,熊興耀,劉東波,于曉英,張家銀,劉明月,

(1.湖南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心,湖南長沙 410128;2.湖南省作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),湖南長沙 410128;3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖南長沙 410128)

富貴菜 (Gynura divarica ta DC.)是菊科三七屬多年生宿根草本植物[1],又稱白子 (籽)菜、白背菜、雞菜、白背三七草、大肥牛、叉花土三七、菊三七等,是一種藥食兼用型的保健型野生蔬菜[2]。富貴菜為我國民間傳統(tǒng)的中草藥資源,具有清熱涼血、活血止痛、止血之效,主治咳嗽、瘡瘍、燒燙傷、跌打損傷、風(fēng)濕關(guān)節(jié)痛、崩漏、外傷出血等[3]。民間以富貴菜為食譜,廣泛用于高血壓病、高血脂癥、糖尿病、癌癥、乳腺炎、關(guān)節(jié)炎及支氣管炎等,被稱為“神仙草”[4-6]。

作為我國傳統(tǒng)的民間藥食兼用型植物,具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益,其已在社會中引起廣泛的關(guān)注。本文綜述了國內(nèi)外富貴菜在植物學(xué)特性、資源分布與生態(tài)環(huán)境、營養(yǎng)與保健、采后保鮮、栽培繁殖病蟲害防治、功能化學(xué)成分及藥理作用研究等方面進(jìn)行了綜述,旨在為進(jìn)一步綜合合理地開發(fā)利用富貴菜資源提供參考。

1 植物學(xué)特性

多年生草本,株高 30～60 cm;直根系,主根肉質(zhì),側(cè)根多;莖肉質(zhì),基部紫色帶綠,嫩莖淺綠色,具淺棱,被短柔毛或無毛,分枝力強(qiáng)。葉為單葉互生,通常集中于下部,肉質(zhì),橢圓形或卵形,長 2 cm～15 cm,寬 1.5 cm～5 cm,先端鈍或尖,基部截形,微心形或楔形,漸狹成柄,邊緣有鋸齒或淺裂,稀全緣;葉脈羽狀,側(cè)脈 3～5對;葉面綠色,背面有時變紫色,兩面被短毛;葉柄長 0.5 cm～4 cm,偶爾基部具有卵形或半月形的耳;上部葉較小,狹披針形或線形,羽狀淺裂。頭狀花序 3～5個,排列成傘房花序;花序梗長 1 cm～15 cm,被毛短,具 1～3苞片;總苞鐘形,長 8 mm～10 mm,寬 6 mm～8 mm,具數(shù)個小外苞片;總苞片 11～14,線狀披針形,寬 1 mm～2 mm,先端漸尖,邊緣膜質(zhì),背面被毛或無毛。橙黃色小花,管狀,長 11 mm～15 mm,管部長 9 mm～11 mm。瘦果褐色,圓柱形,長 5 mm,具 10條肋,肋間有微毛;冠毛白色,絹毛狀,長 10 mm～12 mm;花果期 8月～10月[1,7]。

2 生態(tài)學(xué)特性

富貴菜主產(chǎn)臺灣、廣東、廣西、海南、云南、貴州等地,越南北部也有分布,即耐熱喜濕,又能耐寒、耐旱,生長適溫為 20℃～30℃,低于 15℃莖葉生長緩慢,成株可忍耐 40℃的高溫、3℃的低溫、-2℃時地上部分凍死,南方地區(qū)可以露地越冬。植物喜陽光充足,但適當(dāng)遮蔭有利于提高產(chǎn)量和品質(zhì)。對土壤要求不嚴(yán)格,忌積水,但以微酸性至中性、土層深厚、疏松肥沃、保水保肥能力強(qiáng)的壤土或沙壤土為宜[2,8-13]。

3 營養(yǎng)與保健

富貴菜是 20世紀(jì) 90年代中后期逐漸從野生蔬菜發(fā)展為人工栽培生產(chǎn)的高檔蔬菜,其營養(yǎng)豐富,新鮮的富貴菜富含水分、粗脂肪、粗蛋白、維生素類、微量金屬元素等[8]。任冰如等[14]認(rèn)為富貴菜至少含有人體必需的 7種氨基酸,其中蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸這 5種必需氨基酸的比例,所有植物都高于模式譜標(biāo)準(zhǔn)值;楊暹等[15]研究認(rèn)為新鮮富貴菜含較高的水分、灰分、粗纖維和礦物質(zhì)營養(yǎng)元素,特別是 K的含量較高,但其能對鉛、鎘等重金屬元素有富集;富貴菜富含亞麻酸和亞油酸等脂肪酸成分,對治療心血管系統(tǒng)疾病、降低血脂、抑制血栓的形成和抗?jié)兊扔幸欢ǖ淖饔肹16-17];曾憲鋒等[18]對不同生長發(fā)育階段、不同生長環(huán)境的白子菜硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量研究表明其亞硝酸鹽的含量均低于無公害蔬菜亞硝酸含量的限量標(biāo)準(zhǔn)(≤4.0 m g/kg),為品質(zhì)上乘的蔬菜。綜上所述,富貴菜是一種營養(yǎng)豐富,品質(zhì)優(yōu)的一級蔬菜。

4 采后處理

鮮切蔬菜因其方便、營養(yǎng)、衛(wèi)生、新鮮的特點(diǎn)受到廣大消費(fèi)者的喜歡,符合我國傳統(tǒng)的消費(fèi)市場。富貴菜是一種較難保鮮的蔬菜,采后在自然狀態(tài)下1天甚至幾個小時后就開始失水萎蔫甚至腐爛。李素清等[19]對不同貯藏溫度處理下的富貴菜的采后生理特性研究表明 (5±1)℃處理能顯著抑制鮮切富貴菜貯藏期間的呼吸強(qiáng)度和蒸騰失水,保持較低的膜透性、丙二醛含量和較高的葉綠素含量以及SOD、POD、CAT活性,從而延緩富貴菜的衰老,延長了貯藏壽命;復(fù)合護(hù)色保鮮劑組合:0.1%抗壞血酸+0.1%檸檬酸 +2.0%CaC l2+0.4%植酸可以較好地抑制鮮切富貴菜的褐變和 PPO活性,保持較高的葉綠素含量、V c含量、POD活性和較低的丙二醛含量,該護(hù)色保鮮劑組合能較好的滿足鮮切富貴菜采后護(hù)色與保鮮的要求[20]。

5 栽培繁殖以及病蟲害的防治

隨著蔬菜市場的無公害化栽培以及富貴菜由野生蔬菜馴化為人工栽培,其栽培面積不斷擴(kuò)大,產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高,栽培技術(shù)也在不斷改進(jìn)。其栽培技術(shù)要點(diǎn)主要包括產(chǎn)地環(huán)境的選擇、育苗、定植、肥水管理、中耕除草、病蟲害的防治、適時采收等[2,8-13]。

富貴菜很少結(jié)籽,而其莖節(jié)部位容易產(chǎn)生不定根,故在富貴菜的生產(chǎn)中一般采用扦插繁殖來育苗。為適應(yīng)工廠化的生產(chǎn),李孌[7]首先建立了富貴菜離體培養(yǎng)體系,通過對培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,獲得最佳的基本培養(yǎng)基、外植體類型、接種方式及光照強(qiáng)度等建立富貴菜的微繁體系。

作為一種野生蔬菜,富貴菜抗性較好,病蟲害少,僅常見的病蟲害有蚜蟲、斜紋夜蛾、灰霉病等。但隨著野生馴化的一種栽培,在不同的栽培地區(qū)相續(xù)報(bào)道了富貴菜的黑斑病[21]、青枯病[22]、立枯病[23]等。

6 功能化學(xué)成分及藥理作用

6.1 功能化學(xué)成分研究

富貴菜的化學(xué)成分主要包括多糖、黃酮類、吡咯西里啶生物堿、揮發(fā)油成分等。目前國內(nèi)對其有效成分的提取、分離和鑒定工作較多。

6.1.1 揮發(fā)油

秦曉霜等[24]對全株風(fēng)干的富貴菜進(jìn)行 GCM S色質(zhì)聯(lián)用儀分析得出富貴菜揮發(fā)油的總離子圖中共顯示 46個峰,其中主要成分為蓽橙茄醇、斯潘連醇、δ-杜松烯、柏木烯、β-石竹烯、γ-欖香烯、植醇、α-石竹烯、紫蘇醛、β-合歡烯、喇叭茶醇、棕櫚酸、咕芭烯、2-十一酮、6,10-二甲基 -2-十一酮;冼寒梅等[25]經(jīng) GC-M S分析鑒別出富貴菜揮發(fā)油化學(xué)成分 44種,其中在根、莖、葉揮發(fā)油中分別鑒定出31,25和 27種化學(xué)成分,有 14種成分為 3個藥用部位所共有其中以α-石竹烯、δ-蓽澄茄烯、大葉香烯 D。

6.1.2 黃酮類及其苷類化合物

[26-27]報(bào)道,富貴菜植株中含有黃酮類化合物,且不同部位黃酮類物質(zhì)的含量不一樣;從富貴菜中分離得到的黃酮類及其苷類化合物主要有槲皮素、3-O-β-D-吡喃葡萄糖槲皮素、3-O-β-D-吡喃葡萄糖 (6→1)-α-L-鼠李糖槲皮素、3-O-β-D-吡喃葡萄糖 (6→1)-α-L-鼠李糖山柰素、胡蘿卜苷等[28,30]。

6.1.3 多糖類

姜曼花等[29]以溫度、固液比、提取時間和提取次數(shù)四因素采用單因素實(shí)驗(yàn)確定正交水平的方法水提白背三七,發(fā)現(xiàn)其可能含有 3種多糖成分。

6.1.4 醇類化合物及其衍生物

據(jù)參考文獻(xiàn)[28,30],從富貴菜 (白背三七)中分離提取到的醇類化合物及其衍生物主要有表木栓醇、乙酰表木栓醇、β-谷甾醇、豆甾醇、正二十烷、二十四烷醇、二十八烷酸、二十八烷醇、棕櫚酸、豆甾醇 -3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、豆甾醇、β-谷甾醇、木栓酮。

6.1.4 其他

除以上幾類主要化合物外,還從富貴菜中分離得到了腺苷[28]、尿苷[28]、到千里光裂堿型和奧托千里光裂堿型的吡咯里西啶生物堿[31]。

6.2 藥理作用研究

富貴菜作為我國傳統(tǒng)的保健型蔬菜和中草藥資源,具有清熱、涼血、散瘀消腫等功效,民間常用做治療糖尿病、抗腫瘤的中草藥來應(yīng)用。

據(jù)相關(guān)研究報(bào)道,白背三七草水提取液對蠶豆根尖細(xì)胞的微核率沒有影響;而對環(huán)磷酰胺誘發(fā)的微核率則有抑制作用,其微核率從 41.6% ±5.32%降至 2.2%±2.17%,提示這種植物具有一定的抗癌作用[32]。白背三七鮮樣水提物 3.3,6.6 mL/kg及 95%乙醇提取物 0.75,1.50 m L/kg對正常小鼠的血糖有顯著的降低作用,其中 1.50 mL/kg 95%乙醇提取物的降血糖效果優(yōu)于格列本脲;白背三七乙酸乙酯提取物 40 g(生藥)/kg,正丁醇提取物 4 g(生藥)/kg均可明顯降低正常小鼠的血糖,且乙酸乙酯提取物 40 g(生藥)/kg能明顯降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖;白背三七總生物堿 (32,16,8 m g/kg)、總黃酮 (8,4,2 m g/kg)及單體化合物 IV[3-O-β-D-吡喃葡萄糖 (6→1)-α-L-鼠李糖山奈素](8,2 m g/kg)對正常及四氧嘧啶糖尿病模型小鼠血糖水平均有降低作用,該作用對四氧嘧啶糖尿病模型小鼠更為顯著[33]。

7 展 望

富貴菜作為原產(chǎn)于中國的亦食亦藥的植物資源,其具有悠久的食用和藥用歷史。目前國內(nèi)對該種植物的研究主要集中在野生引種馴化與栽培、功能化學(xué)成分的初步分離提取工作等,但尚無進(jìn)一步深入的探索,更缺乏對富貴菜資源的摸底,缺乏對其化學(xué)成分與活性之間的關(guān)系的系統(tǒng)研究等,綜上所述,筆者建議從以下幾個方面做工作:

(1)種植資源遺傳多樣性研究和保護(hù)

物種保護(hù)策略和措施的制定必須建立在對物種多樣性水平和居群遺傳結(jié)構(gòu)充分了解的基礎(chǔ)上。在充分收集國內(nèi)外的富貴菜資源的基礎(chǔ)上,利用AFLP、微衛(wèi)星、單核苷酸多態(tài)性等分子標(biāo)記方法,對富貴菜種內(nèi)的親緣關(guān)系、遺傳結(jié)構(gòu)及進(jìn)化水平等進(jìn)行深入研究,結(jié)合對傳粉、種子散布、繁育系統(tǒng)和人為破壞等方面的研究,將為富貴菜的保護(hù)、引種馴化、遺傳育種、標(biāo)準(zhǔn)化種植研究提供理論依據(jù)。

(2)現(xiàn)在育種技術(shù)和栽培技術(shù)

為解決富貴菜需求量高、野生和栽培存在差異等資源、質(zhì)量問題,有必要加強(qiáng)育種和種植研究。利用雜交、轉(zhuǎn)入優(yōu)良性狀基因、組織培養(yǎng)等方法可改良品種,提供優(yōu)質(zhì)種源。對富貴菜資源進(jìn)行規(guī)?；鸵?guī)范化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的質(zhì)量保證,對穩(wěn)定并提高產(chǎn)品質(zhì)量有重要作用,從而將中藥工業(yè)現(xiàn)代化、中藥農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化三者有機(jī)地結(jié)合起來。

(3)現(xiàn)代新興生物技術(shù)應(yīng)用

利用分子生物學(xué)技術(shù)手段,建立富貴菜 DNA指紋圖譜和化學(xué)成分指紋圖譜,通過對不同產(chǎn)地富貴菜的基因型、藥用特征成分、含量和分布式樣進(jìn)行深入研究,不僅可以為富貴菜的鑒別和質(zhì)量評價提供科學(xué)依據(jù),而且通過DNA圖譜和化學(xué)圖譜的相關(guān)性研究,有助于篩選出優(yōu)良品種。通過開展富貴菜主要藥用成分生物合成途徑、機(jī)理以及相關(guān)的功能基因的研究,將為下一步通過細(xì)胞工程和基因工程直接生產(chǎn)藥用生理代謝產(chǎn)物奠定基礎(chǔ)。

(4)加強(qiáng)藥理學(xué)研究強(qiáng)度

加強(qiáng)對富貴菜的化學(xué)和藥理研究,并將研究與民間用藥方向相結(jié)合,具有活性的新成分,對于指導(dǎo)臨床用藥、開發(fā)新藥和擴(kuò)大新藥源是非常必要的。

(5)開展綜合運(yùn)用

根據(jù)相關(guān)報(bào)道,富貴菜對鉛、鎘等重金屬元素具有富集作用,根據(jù)這一特性可以用來治理被重金屬污染的地區(qū),凈化土壤和水體,進(jìn)行綜合開發(fā)。

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