木蘭科植物的研究進展

許元明，農(nóng) 娟，龐懷英

（廣西民族師范學院 化學與生物工程系，廣西 崇左532200）

1 引言

木蘭科植物是常用的中藥材，屬于我國國家中藥保護品種之一，也是世界公認的珍貴樹種之一，分布在世界各地，具有極高的科研價值，其種類繁多、種質(zhì)資源極為豐富，不僅在藥用、木材、化工原料等方面具有多種經(jīng)濟效益，而且對于綠化美化環(huán)境、維持生態(tài)平衡有著很高的貢獻。本文綜述了木蘭科植物的種類組成、地理分布、藥用價值及臨床應(yīng)用等方面的基本情況，為木蘭科植物的進一步研究開發(fā)提供借鑒和參考。

2 本草考證及化石記錄

木蘭科為雙子葉植物綱木蘭亞綱的一個較原始的科，屬木本植物。對于木蘭科植物的研究古已有之，據(jù)《名醫(yī)別錄》記載“木蘭生零陵山谷及泰山，皮似桂而香；零陵諸處皆有之，狀如楠樹，皮甚薄而味辛香”?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》記載“皮氣味苦，寒，無毒。主身大熱在皮膚中去面熱赤皰酒齇，惡風癲疾，陰下癢濕，明耳目”。另在《本草綱目》中李時珍也說到“治酒疽，利小便，療重舌；花主治魚哽骨哽，化鐵丹用之”，“木蘭枝葉俱疏，其花內(nèi)白外紫，深山生者尤大，可以為舟”［1，2］。《神農(nóng)本草經(jīng)》中評述五味子，皮肉甘酸，核中辛苦，有咸味，辛甘酸苦咸五味皆備［3］。根據(jù)木蘭科植物的化石記錄、系統(tǒng)發(fā)育和現(xiàn)代分布，可以推測其起源時間應(yīng)該在早期的白堊紀，甚至更早［4］。世界上最早、最可靠的被命名為始木蘭的大化石就被推測出其地質(zhì)時代為早白奎紀的阿普第階一阿爾必階（APtian－albian），被發(fā)現(xiàn)于我國吉林。而在日本、俄羅斯遠東部分和北美也發(fā)現(xiàn)了在晚白堊紀的木蘭科植物化石——Magnolia、Liriodendron、Magnolioxylon等。并且在我國不少地區(qū)也相繼發(fā)現(xiàn)了白堊紀至第三紀的木蘭孢子粉化石［5］。

3 種類組成和地理分布

3.1 分類要點

木蘭科植物是雙子葉植物綱木蘭亞綱的一個較原始的科，對于木蘭科下系統(tǒng)的研究很早就有，而且備受爭議，如以下性狀可作為分屬及分種的主要依據(jù)［6］。生活習性是常綠還是落葉；葉緣是全緣或分裂；葉的著生方式是散生或集生；葉邊緣硬化與否；幼葉在芽中是直立或下垂；有無托葉，托葉與葉柄是貼生的還是分離的；合軸或單軸分枝；花頂生或腋生；花是兩性花還是功能性單性花亦或只是單性花；花是后于葉開放還是與葉同時開放或是先于葉開放；花被片是否同形，數(shù)目有多少；雌蕊群與雄蕊群的相對位置；藥室的開裂方向；藥隔附屬物是短于藥室或長于藥室或不正常發(fā)育；有無雌蕊群柄；心皮是按螺旋排列或輪狀排列；心皮數(shù)目、合生與否；每心皮胚珠數(shù)目；心皮喙的形狀；果實的形狀及開裂方式；聚合果的形狀、質(zhì)地、脫落與否；種皮與果皮分離或愈合；導管壁的紋孔梯狀或紋孔對列，胞壁有無螺紋加厚。

3.2 分屬及種類組成

木蘭科植物的分屬問題各國學者并不統(tǒng)一，當代對木蘭科研究有重要影響的有三大系統(tǒng)［5，6］，分別是已故的大英博物館植物學博士J.E.Dandy于1964年發(fā)表的J.E.Dandy系統(tǒng)，這個系統(tǒng)中將木蘭科分為2個族，共12個屬；中國學者劉玉壺提出的劉玉壺系統(tǒng)（1984，1995及1996增訂），其中木蘭科分為2個亞科，2個族，5個亞族，共15個屬；1985年荷蘭學者Nooteboom提出Nooteboom系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中將木蘭科植物分為2個亞科，2個族，7個屬。本文整合了木蘭科植物研究的以上3個系統(tǒng)及近年來的研究成果，對木蘭科植物作以下分類。

（1）木蘭亞科。木蘭屬 Magnolia，香木蘭屬Aromadendron，蓋裂木屬 Talauma，南美蓋裂木屬Dugandiodendron，擬單性木蘭屬Parakmeria，單性木蘭屬Kmeria。

（2）木蓮亞科。木蓮屬 Manglietia，華蓋木屬Manglietiastrum，厚壁木屬pachylarnax。

（3）長蕊木蘭亞科。長蕊木蘭屬Alcimandra。

（4）含笑亞科。含笑屬 Michelia，合果木屬Paramichelia，觀光木屬Tsoongiodendron。

（5）南洋含笑亞科。南洋含笑屬Elmerrillia。

（6）鵝掌楸亞科。鵝掌楸屬Liriodendron。

（7）五味子亞科。南五味子屬，五味子屬。

（8）八角亞科。八角屬。

3.3 地理分布

目前全世界木蘭科植物有18屬，約335種，主要分布在北半球的亞洲東部和南部、北美的東南部及中美，少數(shù)種類分布至南半球的巴西和新幾內(nèi)亞等地區(qū)［7］。我國分布有11屬，121種及1亞種、8變種、1變型，垂直分布在海拔0～3500m之間，水平分布在東經(jīng)78°～132°和北緯18°～47°的范圍內(nèi)［8］。由表1可知，我國木蘭科植物主要分布于東南至西南部，向西北逐漸減少。

表1 中國木蘭科植物的分布示意圖

4 化學成分

木蘭科植物的化學成分較為復雜，據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到1999年底由木蘭科植物中共分離鑒定了42個倍半萜類成分，43個生物堿，44個木脂素類化合物［9］。迄今為止，從五味子科植物中共分離得到近200個化合物，其中木脂素149個，三萜34個，還有少數(shù)倍半萜、兒茶精甙和揮發(fā)油等［10］。

4.1 黃酮類

2010年鄭成采用高效液相法對紅茴香指紋圖譜進行全面研究，鑒定了紅茴香中主要成分為黃酮類成分，其中以槲皮苷為主，約占生藥的5%［11］。

4.2 倍半萜內(nèi)酯

從北美鵝掌楸的莖皮、根、葉及種子等不同部位分離得到多種結(jié)構(gòu)類型的天然產(chǎn)物，包括吉馬烷型、桉葉烷型及愈創(chuàng)木烷型倍半萜內(nèi)酯10余種（Doskotch等，1970）。Ruangrungsi等（1987，1998）曾從合果木樹皮中分離鑒定了5個倍半萜內(nèi)酯：（－）－parthenolide、（－）－dihydroparthenolide、（－）－9α－h(huán)ydroxydihydropar theno －lide、2α－h(huán)ydroxydihydroparthenotde、8αacetoxy－2α－h(huán)ydroxydihydropartheno －lide［12］。 洪鑫、王斌貴1998年從云南含笑MicheliayunnanensisFr.exFin.etGagn中分離得到1個新的倍半萜醇，命名為12，13－diacetoxy1－1.4.611－eudesmanetetol，以及3個已知的倍半萜內(nèi)酯1β－h(huán)ydroxyarbuscu1inA2，reynosin3，parthenolide 4［13］。

4.3 木脂素

迄今為止，從五味子科植物中共分離得到近200個化合物，其中木脂素149個，五味子屬種子中木脂素含量達0.5%～1.7%。北五味子木脂素以五味子醇甲為主要成分，南五味子則以五味子酯甲為主要成分，產(chǎn)自北京的五味子（S.chinensis）莖木脂素總量是種子的3倍，達4.8%；產(chǎn)自重慶的毛葉五味子（spubescenes）木脂素含量近1.096，其中五味子酯甲達0.5%［10］。洪鑫、王斌貴1998年從云南含笑MiCheliaYunnanensisFr.exFin.etGagn中分離得到3個木脂素3－（α，4－dihydroxy－3－methoxybenzyl）－4－（4－（4－h(huán)ydroxy－3－methoxybenzy1）tetrahydrofuran 5，丁香醛6，丁香脂素7［13］。 云南擬單性木蘭（Parakmeria yunnanensis Hu）的干燥嫩枝中首次分離得到了云南擬單性木蘭素A（parakmerin A，1），是一種新的Eupomatene型木脂素［14］。

4.4 揮發(fā)油

2001年李玲玲在厚樸樹皮揮發(fā)油中鑒定了香檜烯、D一檸檬烯、桉葉油素、氧化芳樟醇B、（士）芳樟醇、萜品烯醇－4、香芹醇、香芹酮、薄荷酮、丁香酚、甲基丁香酚、乙酸肉桂酯、白菖烯、去氫白菖烯、雅檻藍烯、十四烷酸、油酸、十六烷酸和9，12－十八碳二烯醛等48種化合物。厚樸揮發(fā)油主要成分為桉葉油醇及其異構(gòu)體，約占揮發(fā)油總量的40%～55%，其次是聚傘花紊，約占揮發(fā)油總量的10%～20%［15］。五味子中揮發(fā)油主要成分為萜類化合物，另外還含有少量的醇、酯、醛、酮、以及苯和萘的衍生物等［16］。辛夷的揮發(fā)油中主要有拘椽醛（citral）、丁香油酚（eugenol）、按油精（cineole）、乙酸龍腦脂（bornyl acetate）、β－按油醇（β－eudesmol）、1，8－按葉素（ci－neole）、樟腦（camphor）、β－菠烯（βpinene）［17］。

4.5 生物堿

20世紀60年代日本學者伊藤一男等從日本和厚樸中分得9個生物堿：厚樸堿（magnocurafine）、鵝掌楸堿（1iriodenine）、白蘭花堿（michelarbine）、番荔枝堿（anonaine）、木蘭花堿 （magnoflorine）、海罌粟堿（glaueine）、阿西米洛賓（asimilob－ine）、去甲降勞里林（obovanine）與瑞枯靈（retieuline）。我國學者陳芳群等對湖北木蘭（M.sprengeri.Pamp）進行研究，得到厚樸堿和柳葉木蘭花堿（salicifoline），曹治權(quán)等又從武當玉蘭中得到武當木蘭堿（magnosprengerine）。2007年王洪燕等從凹葉厚樸的干皮中分離得到了11個異喹啉類生物 堿，分別為：鵝掌楸堿（1iriodenine）、羅默堿（roemerine）、lirinidine、lysicamine、瑞枯靈（reticuline）、番荔枝堿（anonaine）、異薩蘇林（isosalsoline）、N－甲基異薩蘇林（N－methylisosalsoline）、阿西米洛賓（asimilobine）、N－降荷葉堿（N－nomueiferine）、降南天竹堿（nornantenine），其中8個化合物為阿樸菲類異喹啉生物堿，1個為簡單芐基異喹啉生物堿，2個為簡單異喹啉生物堿［18］。國外學者從北美鵝掌楸不同部位還分離鑒定了20余種生物堿成分，大部分為阿樸菲型生物堿，另有少數(shù)原阿樸菲型生物堿及四氫小檗堿型生物堿（Hufford，1976）［12］。

5 藥理作用

木蘭科植物中有許多種類是我國兩千年以來的傳統(tǒng)藥材，療效顯著。其在藥理方面具有廣泛的作用。

5.1 抗氧化作用

從華中五味子中分離到的五味子酮和從五味子中分離到的五味子乙素、五味子二醇對由維生素CNADPH或Fe2＋－半胱氨酸誘發(fā)的大鼠腦微粒體的脂質(zhì)過氧化有顯著的抑制作用；從南五味子中分離的戈米辛有抑制Fe2＋－Vit C和ADP／NADPH所致的脂質(zhì)過氧化的作用；Kadsura heteroclita提取物和kadsurin具有激活小鼠抗脂質(zhì)過氧化酶作用；heteroclitin A和D對FeCl2－Vit C誘導的脂質(zhì)過氧化具有抑制作用，大多數(shù)木脂素具有抑制由CCl4和半乳糖胺誘導的原代培養(yǎng)的大鼠肝細胞毒性的作用［10］。研究證實，一些木質(zhì)素類化合物有潛在的清除自由基的活性，并且在體外有抑制老鼠晶狀體糖醛還原酶的活性。有關(guān)專家在對豚鼠哮喘動物模型及人胚肺細胞藥物抗氧化作用研究表明，以辛夷為主要藥物的復方制劑能降低豚鼠血清中MDA含量提高SOD活性，也能提高人胚肺細胞SOD水平［17］。

5.2 抗炎作用

辛夷的揮發(fā)油對白細胞介素1（IL－1）、腫瘤壞死因子（TNF）、磷脂酶 A2（PLA2）以及前列腺素 E2（PGE2）、組胺等炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生均有較好的抑制作用，而對機體糖皮質(zhì)激素的合成與分泌沒有明顯影響，同時，通過動物實驗證明了辛夷具有較好的抗炎作用［17］。Tsumura Juntendo等人從木蘭屬植物Magnolia officinalis的干燥皮中提取出來的羥基二酚類物質(zhì)具有治療接觸性皮炎的作用［9］。

5.3 抑菌作用

梁振等通過向家兔上頜竇前壁裂隙處向竇腔內(nèi)注入金黃色葡萄球的動物體外抑菌實驗，證明了辛夷有較好的抑菌作用［17］。有關(guān)專家研究表明：五味子、黃芩、大黃、五倍子、秦皮等15種中草藥均具有抑菌的作用；丹參、丹皮、鐵莧、黃柏對痢疾桿菌和金黃色葡萄球菌具有抑菌作用［19］。2010年李曉娜、朱文清等研究發(fā)現(xiàn)木蓮莖提取物對3種革蘭氏陰性菌痢疾桿菌、大腸桿菌和綠膿桿菌，含笑莖和葉提取物對大腸桿菌有較大的抑菌作用。木蓮、含笑、北美鵝掌楸3種木蘭科植物的莖、葉提取物除了木蓮葉提取物之外，其它提取物對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌、星形奴卡氏菌和枯草芽孢桿菌均有抑制作用；北美鵝掌楸的莖提取物對革蘭氏陽性菌糞鏈球菌有抑制作用；僅有少數(shù)提取物（如木蓮莖和含笑莖）能夠抑制部分革蘭氏陰性菌［20］。Park Jong－Beak等人研究證明木蘭屬植物Magnolia sieboldii莖皮提取物及它的成分能抑制體內(nèi)螺旋菌H.pybori生長；中國學者趙春森等人從木蘭屬Magnolia officinalis的落葉中分離得到的厚樸酚對于控制某些植物疾病有較好的效果［9］。

5.4 抗腫瘤作用

從觀光木根皮及樹皮中分離得到的木香烯內(nèi)酯、小白菊內(nèi)酯、2，3－二羥基－2－甲基丁內(nèi)酯、鵝掌楸堿以及從樹皮中分離得到N－乙?；笾A、D－2－O－甲基一手－肌醇進行了 HL－60、KB、SKOV3、Bel－7402、HCT－8、Hela、EJ、293、BGC－823腫癌細胞株的體外活性試驗研究，結(jié)果表明上述化合物對所測試的腫瘤細胞株均顯示一定的抑制作用［9］。5

.5 其他藥理作用

厚樸主要有抗?jié)儭⒖汞d攣、抗腫瘤、消炎理氣、治腹脹吐瀉的作用；辛夷主要有局部刺激、收斂、麻醉、抗過敏、降壓、抗血小板和抗凝作用；鵝掌楸可以祛風除濕、止咳；天目木蘭有利尿消腫、潤肺止咳等功效［21］。

6 臨床應(yīng)用

木蘭科植物是一味重要的常用中草藥，在人醫(yī)和獸醫(yī)臨床都有廣泛應(yīng)用，并積累了豐富的實踐經(jīng)驗。

6.1 腹痛嘔吐、腎虛腰痛、胃寒

木蘭科植物八角茴香Illicium verum Hook.f.的干燥成熟果實煎湯服用可治中寒嘔逆，寒疝腹痛，腎虛腰痛，干、濕腳氣，開胃止嘔，（治）諸瘺，霍亂，潤腎補腎，舒肝目。

6.2 鼻炎

利用辛夷揮發(fā)油制劑或者辛夷中藥制劑、辛夷制劑聯(lián)合西藥以及含辛夷的湯劑可治療過敏性鼻炎；采用辛夷結(jié)合稀釋的蜂蜜對治療萎縮性鼻炎有顯著療效；辛夷復方制劑或含辛夷的中藥湯劑治療鼻竇炎均有較好的作用效果［17］。

6.3 祛痰鎮(zhèn)咳

五味子煎劑和五味子素具有紓解呼吸系統(tǒng)的慢性咳嗽、呼吸淺短及氣喘胸悶等問題，五味子能增強慢性支氣管炎患者的支氣管上皮細胞的活性功能［22］。

7 綠化及用材

木蘭科植物在園林綠化中應(yīng)用廣泛，其花色艷麗，花香宜人，樹姿優(yōu)美多態(tài)，樹葉、聚合果亦各具特色，是一類具有很高觀賞價值的園林、庭園綠化樹種，而且有許多種類還具有很強的抗環(huán)境污染能力。比如玉蘭具有較強的抗二氧化硫能力；鵝掌楸、含笑、荷花玉蘭等對氯氣都具有較強的抗性；荷花玉蘭還有很強的吸滯粉塵能力。木蘭科植物還是珍貴的用材樹種，如合果木的樹干通直圓滿、材質(zhì)堅硬、美觀、抗蟲、耐腐力強，是極好的高級家具建筑用材；鵝掌揪的木材為淡紅褐色，紋理直，結(jié)構(gòu)細，質(zhì)輕軟，易加工，干燥后不開裂、不變形 、抗蟲蛀，不但是上好的造船、建筑、家具和細木工用材，而且還可以作造紙原料；玉蘭、醉香含笑等是材質(zhì)優(yōu)良的高檔家具、裝飾用材，有的還可做膠合板和微厚板材［23，24］。

8 結(jié)語

對于木蘭科植物的研究方面的文獻很多，由于探討的側(cè)重點不同而各有代表性。本文通過查閱大量文獻，取長補短，對近年來木蘭科植物的研究和發(fā)展趨勢作了初步總結(jié)，文中較詳細地總結(jié)了木蘭科植物的種類組成、化學成分及藥理作用，而分布情況、臨床應(yīng)用及綠化和用材等方面總結(jié)得較簡略。木蘭科植物在工業(yè)用材、城市綠化美化、香料藥用等方面都具有極高的開發(fā)利用價值，若與商品林基地建設(shè)結(jié)合起來，統(tǒng)籌安排，綜合利用，就可充分發(fā)揮木蘭科植物的多種效益。未來木蘭科植物的發(fā)展趨勢將以選育優(yōu)良的栽培品種為基礎(chǔ)，高科技研究方法為手段，充分利用和發(fā)掘木蘭科植物在綠化、醫(yī)療、工業(yè)等方面的潛在價值，使其能更好地為人類的生活服務(wù)。

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