珍稀藥用植物瓶爾小草的研究進(jìn)展

朱濤等

摘要該文綜述了珍稀藥用植物瓶爾小草（一支箭）的研究近況，探討了瓶爾小草的概況、化學(xué)成分、應(yīng)用價(jià)值、種子萌發(fā)、組織培養(yǎng)以及栽培技術(shù)等方面的內(nèi)容，為深入開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)資料。

關(guān)鍵詞瓶爾小草（Ophioglossum vulgatum L.）；化學(xué)成分；研究進(jìn)展

中圖分類(lèi)號(hào)S567文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）14-04226-03

Research Advances of the Rare Medicinal Plants of Ophioglossum vulgatum L.

ZHU Tao，ZHOU Lijun et al（Yibin Vocational and Technical College，Yibin，Sichuan 644003）

AbstractOn the basis of extensive literature retrieval，the species，chemical composition，application value，seed germination and tissue culture，cultivation techniques of the rare medicinal plants of Ophioglossum vulgatum L.were reviewed，which will provide scientific data for deeply development and utilization.

Key wordsOphioglossum vulgatum L.； Chemical composition； Research advance

瓶爾小草（Ophioglossum vulgatum L.）民間稱(chēng)謂一支箭，為蕨類(lèi)植物瓶爾小草科瓶爾小草屬珍稀古老的蕨類(lèi)植物，別名一支槍、獨(dú)葉一支箭、單槍一支箭、一矛一盾、矛盾草、蛇須草、蛇咬子等，喜生于陰濕的山地、河岸及溝邊、林下和草地。瓶爾小草屬植物約有28種，變異性甚大，主要分布于北半球，我國(guó)現(xiàn)有6種，分別為瓶爾小草（Ophioglossum vulgatum L.）、尖頭瓶爾小草（Ophioglossum pedunculosum Desv.）、鈍頭瓶爾小草（Ophioglossum petiolatum Hook.）、狹葉瓶爾小草（Ophioglossum thermal Kom）、心臟葉瓶爾小草（Ophioglossum reticulatum L.）和小葉瓶爾小草（Ophioglossum parvifolium Grev.）[1]。瓶爾小草在植物系統(tǒng)學(xué)研究及對(duì)蕨類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育研究上具有重要科研價(jià)值。由于分布零星分散，植株小而稀少，同時(shí)該植物又有多方面的藥用價(jià)值，是民間一味重要的中藥。近年來(lái)，瓶爾小草的藥用和保健功效引起人們高度重視，不僅能保健，還能清熱消炎、解毒、退熱，治療肝炎、肺炎以及部分癌癥。民眾趨之若鶩在臺(tái)灣稱(chēng)之為“草王”[2-3]。極度的采掘與環(huán)境惡化等原因，使其分布范圍日益縮減，數(shù)量越來(lái)越少，特別是狹葉瓶爾小草目前已經(jīng)陷于瀕臨滅絕的境地，為漸危種，已被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物[4]?，F(xiàn)對(duì)瓶爾小草概況、化學(xué)成分、應(yīng)用價(jià)值、種子萌發(fā)、組織培養(yǎng)、栽培等方面的研究工作進(jìn)行綜述，以利于這一珍稀瀕危植物的保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)利用。

1瓶爾小草概況

1.1原植物瓶爾小草為多年生小型蕨類(lèi)植物，植株高10～30 cm；根狀莖短而直立，肉質(zhì)，黃棕色，呈圓柱形，具一簇肉質(zhì)粗根，如匍匐莖一樣向四面橫走，生出新植物。營(yíng)養(yǎng)葉寬而長(zhǎng)，綠色，全草一般只有一片，總?cè)~柄長(zhǎng)6～9 cm，深埋土中，下半部為灰白色，較粗大。營(yíng)養(yǎng)葉為卵狀長(zhǎng)圓形或狹卵形，長(zhǎng)4～6 cm，寬1.5～2.4 cm，先端鈍圓或急尖，基部急劇變狹并稍下延，無(wú)柄，微肉質(zhì)到草質(zhì)，全緣，網(wǎng)狀脈明顯。孢子葉一片，具長(zhǎng)柄，9～18 cm或更長(zhǎng)，較粗健，初夏時(shí)自營(yíng)養(yǎng)葉基部生出，挺直如矛，故名“矛盾草”或“一支箭”；孢子囊穗扁柱狀，長(zhǎng)2.5～3.5 cm，寬約0.2 cm，先端具突尖，遠(yuǎn)超出于營(yíng)養(yǎng)葉之上。孢子囊約30～60對(duì)，排成2列，在夏季成熟時(shí)橫裂；孢子球狀四面形，具有小突起[5～6]。

中國(guó)植物志第2卷對(duì)其他幾種瓶爾小草的形態(tài)進(jìn)行了較詳細(xì)描述，各種瓶爾小草主要是根據(jù)不育葉形態(tài)不同進(jìn)行區(qū)分的。如狹葉瓶爾小草（Ophioglossum thermale Kom.）一般植株高為10～30 cm；全草一般只有一片營(yíng)養(yǎng)葉，具長(zhǎng)柄，葉片長(zhǎng) 2～6 cm，寬3～10 mm，披針形或倒披針形，先端鈍或微尖，基部楔形，全緣，葉脈網(wǎng)狀，不明顯；葉紙質(zhì)，淡綠色，光滑。

1.2生態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性瓶爾小草不同種分布差異較大，在亞洲、澳洲、歐洲和美洲等地廣泛分布，喜生于氣溫低、濕度大的山地草坡、河岸、溝邊、林下或溫泉附近，具有喜濕和耐瘠薄等特性，適應(yīng)性強(qiáng)，石礫地或巖石縫也能生長(zhǎng)；在東北可耐-40 ℃的低溫[7]。作者曾發(fā)現(xiàn)，瓶爾小草能在根部完全浸沒(méi)于水中情況下生長(zhǎng)多年。開(kāi)春從泥土根部長(zhǎng)出新芽，到夏季植物生長(zhǎng)逐漸變得旺盛，初夏時(shí)自營(yíng)養(yǎng)葉基部長(zhǎng)出孢子葉一片，盛夏時(shí)孢子囊穗逐漸成熟并橫裂；孢子呈灰白色。到了秋、冬季節(jié)抽出孢子囊穗植株的瓶爾小草莖葉逐漸變黃枯萎。由于瓶爾小草根狀莖缺乏不定根和細(xì)根，獲取營(yíng)養(yǎng)需要菌根共生[8] 。瓶爾小草是一種典型的陰生的低光效的植物，呈明顯的集群分布，斑塊現(xiàn)象明顯，在與其他植物間的競(jìng)爭(zhēng)中處于不利位置。由于對(duì)環(huán)境的干擾會(huì)導(dǎo)致野塘蒿等雜草的入侵，而這些植物的蔓延會(huì)對(duì)瓶爾小草的生存構(gòu)成威脅，這些限制了其分布范圍和生長(zhǎng)能力[9]。

何道文[10]對(duì)狹葉瓶爾小草光合作用日進(jìn)程的多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，研究結(jié)果表明，狹葉瓶爾小草凈光合速率日變化曲線為“單峰”型，光合速率上午逐漸上升，午間達(dá)到頂峰，然后逐漸下降，主要由非氣孔限制引起，其凈光合速率與光合有效輻射、空氣相對(duì)濕度和空氣 CO2濃度有著密切的關(guān)系，其中光合有效輻射是影響凈光合速率的直接主要因子，二者呈極顯著正相關(guān)。

1.3資源現(xiàn)狀 瓶爾小草在我國(guó)主要分布于分布于東北、河北、陜西、湖北、湖南、四川、西藏、貴州、江蘇和臺(tái)灣等地，其中狹葉瓶爾小草產(chǎn)于東北、河北、陜西、四川、云南、江西（廬山）及江蘇、香港、海南是該種分布的最南界[11-12]。狹葉瓶爾小草在俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)、朝鮮及日本也有分布。瓶爾小草整體呈現(xiàn)分布廣而數(shù)量極少。致危原因其一是自身原因：即其種子萌發(fā)所要求的條件比較特殊，瓶爾小草本身的生態(tài)位寬度狹窄，厚囊性發(fā)育形成的厚壁孢子囊，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的孢子囊開(kāi)裂機(jī)制，以營(yíng)養(yǎng)繁殖作一種重要的傳播方式，陰生性的低光效能力，加上根系的表面積、突出面積、總長(zhǎng)度等均小于伴生性的植物，這些特點(diǎn)可能是造成瓶爾小草種群分布日趨變窄的重要原因。如狹葉瓶爾小草在長(zhǎng)白山區(qū)僅生活在長(zhǎng)白山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)北坡海拔1 750～1 800 m的聚龍溫泉附近，整個(gè)種群不足300余株[13]。其二是外界因素：一方面瓶爾小草葉嫩極易被昆蟲(chóng)尋食，另一方面其生境被人為地破壞，如不合理地毀林開(kāi)荒，不合理地林下土地利用，以及其藥用價(jià)值和觀賞價(jià)值引起人為的濫采亂挖，進(jìn)一步加重該物種的瀕危態(tài)勢(shì)。近年四川多地報(bào)道一支箭鮮品市場(chǎng)價(jià)達(dá)200元/kg，四川有的地方甚至賣(mài)到300元/kg。

2化學(xué)成分研究

張幗威[14]從川產(chǎn)狹葉瓶爾小草中分離得到有機(jī)酸、酯、甾體和黃酮類(lèi)化合物，分別為亞油酸（1inoleic acid）、三油酸甘油酯（trielaidin）、β谷甾醇（βsitosterol）、正十五酸三甘油酯（pentadecanoate triglyceride）、亞油酸甘油單酯（monolinoleoyl glycerol）、3甲氧基槲皮素（3methoxyquercetin）和3，4二羥基苯甲酸（3，4dihydroxybenzonie acid）。YunLian Lin等[15]從狹葉瓶爾小草中分離出多個(gè)化合物，包括ophioglonin、ophioglonin 7OβDglucopyranoside、ophioglonol、ophioglonol prenyl ether、ophioglonol 4′OβDglucopyranoside、isoophioglonin 7OβDglucopyranoside、quercetin、luteolin以及槲皮素3O甲醚（quercetin 3Omethyl ether）。其中化合物ophioglonin和槲皮素3O甲醚表現(xiàn)出一定的抗乙型肝炎病毒表面抗原活性。 ChuanXing Wan[16]等從尖頭瓶爾小草中分離出2個(gè)化合物：6（3methyl2buten1yl） ophioglonin和ophioglonin 4′Oβdglucopyranoside。吳少華等[17]對(duì)采集于云南省麗江地區(qū)瓶爾小草根的乙醇提取物進(jìn)行了化學(xué)成分研究，分離得到 2個(gè)倍半萜內(nèi)酯苷：taraxinic acid1OβDglucopyranoside（1）和11，13dihydrotaraxinic acid1OβD glucopyranoside（2）。通過(guò)測(cè)定化合物1對(duì)大鼠體內(nèi)由阿司匹林導(dǎo)致胃損傷的影響和對(duì)胃酸分泌的作用研究，證明化合物1有保護(hù)胃粘膜，抗胃潰瘍的活性。

趙保發(fā)等[18]對(duì)不同采收季節(jié)瓶爾小草中黃酮類(lèi)化合物含量進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)采收的瓶爾小草中黃酮類(lèi)化合物的含量有明顯差異，夏季（8月）其含量為58.42 mg/g （DW），是4個(gè)季節(jié)中最高的。張志信[19]采用乙醇回流提取、聚酰胺柱層析的方法對(duì)瓶爾小草中黃酮類(lèi)化合物進(jìn)行提取分離純化，得到黃酮化合物的不同組分，分析表明，從瓶爾小草中分離的黃酮類(lèi)化合物母核上主要有4OH、2OH、7OH、5，7二OH結(jié)構(gòu)。隨后通過(guò)紅外光譜測(cè)定，并與黃酮類(lèi)化合物對(duì)照品槲皮素、蘆丁的紅外光譜進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)濃度30%、50%、60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物均含黃酮類(lèi)化合物，濃度30%和50%乙醇溶液洗脫物以黃酮苷為主，濃度60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物以游離黃酮 （苷元）為主。30%和50%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似；60%和70%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似；80%和90%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似度不高。另外瓶爾小草中還含氨基酸等化學(xué)成分[20]。

3應(yīng)用價(jià)值

3.1藥用價(jià)值瓶爾小草以全草入藥，是一味重要的中藥，具有清熱解毒和消腫止痛功能，用于小兒肺炎、脘腹脹痛、毒蛇咬傷、疔瘡腫毒等；外用治急性結(jié)膜炎、角膜云翳、眼瞼緣炎、感冒發(fā)熱、癲癇、肺炎、胃痛、 陽(yáng)痿、 胃痛、燒燙傷、急性結(jié)膜炎及跌打損傷等[21-22]。趙繼祖[23]報(bào)道一個(gè)13歲的男孩在草叢中戲耍被蛇咬傷，0.5 h后休克。給患者服用中草藥一支箭30 g，水沖服，約1 h后，患者神志漸清，血壓正常。繼續(xù)服用一支箭10 g，并采新鮮一支箭敷患處，3 d后痊愈。

賴(lài)媛嬡等[24]研究了一支箭凝集素（OPA） 在不同溫度，pH值以及不同淬滅劑作用時(shí)，其活性和分子構(gòu)象變化的關(guān)系。結(jié)果表明，OPA具有較強(qiáng)的溫度和酸堿度的耐受性，分子構(gòu)象也無(wú)較大變化，但在 pH12時(shí)，其分子構(gòu)象發(fā)生較大變化，活性也基本喪失。林婧等[25]觀察瓶爾小草內(nèi)生真茵代謝產(chǎn)物的體外抗神經(jīng)炎癥活性，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)生真茵具有一定的抗神經(jīng)炎癥活性，是篩選天然生物活性成分或先導(dǎo)化合物的潛在資源。另外瓶爾小草提取物還有治療胃潰瘍和抗癌等活性[26]。劉宿[27]報(bào)道長(zhǎng)期服用一支箭可引起胃腸道出血癥狀。但該文獻(xiàn)所定義的一支箭可能有誤，不是文章所論述的瓶爾小草。

3.2觀賞價(jià)值瓶爾小草株形優(yōu)美，可引種用于湖畔、河岸、池邊等濕地綠化的地被植物。印度發(fā)現(xiàn)一種粉紅色瓶爾小草其植株形態(tài)更是具有觀賞價(jià)值[28]。

3.3研究和經(jīng)濟(jì)價(jià)值瓶爾小草是珍稀古老的蕨類(lèi)植物在植物系統(tǒng)學(xué)研究及對(duì)蕨類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育研究上具有重要科研價(jià)值。近年一支箭鮮品市場(chǎng)價(jià)達(dá)200元/kg。若能人工栽培對(duì)保護(hù)生態(tài)安全，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)地方農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展都是一件非常有意義的事。

4栽培技術(shù)

4.1組織培養(yǎng)研究顧地周等[19]以溫泉瓶爾小草新生幼葉為外植體，應(yīng)用均勻設(shè)計(jì)法篩選其最適宜的離體培養(yǎng)和種質(zhì)試管保各階段培養(yǎng)基。結(jié)果表明，最適合愈傷組織誘導(dǎo)的培養(yǎng)基為WPM+0.50 mg/L ZT+ 1.90 mg/L 2，4D，誘導(dǎo)率為96.5%；芽苗分化的培養(yǎng)基為WPM+1.70 mg/L ZT+ 0.10 mg/L NAA，分化率為99.0%；生根培養(yǎng)基為1/4 MS+0.05 mg/L IAA+0.03 mg/L IBA，生根率達(dá)97.8%以上；試管保存培養(yǎng)基為WPM+1.10 mg/L KT+3.20 mg/L根皮苷，通過(guò)24個(gè)月的保存，芽苗生長(zhǎng)率僅在6.5%以下。試驗(yàn)成功建立了溫泉瓶爾小草離體培養(yǎng)體系，并證明常溫條件下利用延緩生長(zhǎng)的方法在試管內(nèi)保存溫泉瓶爾小草種質(zhì)是可行的。

4.2人工栽培瓶爾小草屬于厚囊性發(fā)育， 孢子囊壁厚， 在野外自然條件下需要孢子囊壁腐爛后才能釋放孢子，而且孢子囊數(shù)量不多，孢子體又沒(méi)有真正的根，其生長(zhǎng)需要與某些真菌共生，因此主要生長(zhǎng)在陰濕環(huán)境。近年有采用純（鮮）鋸末有機(jī)無(wú)土栽培繁殖瓶爾小草獲得成功的報(bào)道。作者通過(guò)對(duì)瓶爾小草分株移栽，模擬自然環(huán)境進(jìn)行培育也成功實(shí)現(xiàn)瓶爾小草實(shí)驗(yàn)室栽培。

5小結(jié)與展望

綜上所述，瓶爾小草作為珍稀古老的蕨類(lèi)植物在植物系統(tǒng)學(xué)研究及對(duì)蕨類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育研究上具有重要科研價(jià)值；同時(shí)又是集藥用、觀賞于一體的瀕危植物，具有較好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，進(jìn)一步對(duì)其有效成分和人工栽培技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)瓶爾小草野生種質(zhì)資源的保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)研究具有重要的意義。

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