花椒的研究現(xiàn)狀及討論

朱亞艷 馮世靜 徐嘉娟 侯 娜 魏安智

(1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院 貴陽 550005 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 陜西 楊凌 712100)

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花椒的研究現(xiàn)狀及討論

朱亞艷1馮世靜2徐嘉娟1侯 娜＊魏安智2

(1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院 貴陽 550005 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 陜西 楊凌 712100)

本文就花椒的育種現(xiàn)狀、有效成分、食用和藥用價值、生態(tài)效益及分子生物學(xué)在花椒上的應(yīng)用等方面進(jìn)行論述，并對目前存在的問題進(jìn)行了討論。

花椒；研究現(xiàn)狀；問題

花椒(Zanthoxylum L.)屬蕓香科(Rutaceae)常綠或落葉植物，為喬木、小喬木或木質(zhì)藤本[1]，原產(chǎn)我國，是重要的調(diào)味品、香料及木本油料樹種之一，是一種藥食兩用樹種[2]?；ń返那o和枝具皮刺，莖皮具有芳香味；葉互生，奇數(shù)羽狀復(fù)葉，葉軸有刺突，小葉對生，具有透明油點；花小，青黃色，雌雄異株，頂端傘狀圓錐花序或簇生；蓇葖果，紅色，毛囊開裂，具粗大腺點，沿背腹縫線開裂；種子球形或半球形，黑色，光亮，具胚乳。

花椒作為重要的經(jīng)濟(jì)樹種，在我國栽培歷史悠久，早在公元前11至10世紀(jì)的周代，林鴻榮《椒史初探》中就有我國人民利用花椒的紀(jì)實。明朝時期我國的花椒就已經(jīng)遠(yuǎn)銷朝鮮、日本、新加坡、馬來西亞等國家，享譽(yù)海內(nèi)外。中國花椒屬有39個種14個變種[3]，分布范圍廣，北至遼東半島，南至海南島、臺灣、西藏地區(qū)也有分布。花椒具有較高經(jīng)濟(jì)價值和生態(tài)保護(hù)功能，近年來隨著退耕還林工程的實施和市場需求的拉動，我國花椒種植面積迅速擴(kuò)大。

1 花椒的研究現(xiàn)狀

1.1 花椒生理學(xué)研究

在花椒生理方面，李安定(2007)等以盆栽頂壇花椒幼苗為對象，在不同水分梯度條件下用CO2氣體分析儀進(jìn)行林木生理指標(biāo)觀測，研究了頂壇花椒1年生苗凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、葉片水分利用效益與土壤含水量的關(guān)系，探索出了喀斯特地區(qū)頂壇花椒的最佳土壤含水量范圍[4]。彭惠蓉(2009)等通過幼苗形態(tài)觀察及根、莖、葉生長過程觀測，研究了頂壇花椒種苗苗期生長規(guī)律，并將苗期劃分為3個生長時期[5]。馬英姿(2007)等為了篩選蜆殼花椒組培苗增殖的最優(yōu)培養(yǎng)方案，對影響組培苗增殖的因素進(jìn)行了試驗，探索出了蜆殼花椒的最適增殖培養(yǎng)基[6]。彭熙(2007)等以貴州省花江喀斯特峽谷花椒林地土壤水分全年的動態(tài)變化特征為研究對象，分析了土壤含水量與土壤結(jié)構(gòu)、植被間的關(guān)系以及不同土壤層次水分動態(tài)變化規(guī)律，劃分出了土壤水分垂直變動帶；研究結(jié)果表明不同的土層有不同的水分動態(tài)變化規(guī)律[7]。在耐冷性方面，畢君(2009)等為探討花椒屬不同品系的早期耐低溫能力，采用低溫發(fā)芽與芽苗期低溫培養(yǎng)的方法，研究了低溫對花椒發(fā)芽率、芽苗鮮質(zhì)量及其物質(zhì)代謝的影響，試驗結(jié)果表明花椒各品系芽期和苗期耐冷性具有較好的一致性[8]。

1.2 花椒育種研究

在花椒育種方面，育種工作者采取了一系列措施對花椒的生長進(jìn)行調(diào)控。趙曉光(2010)以當(dāng)年采收的花椒種子為試驗材料，用不同濃度的堿水、沙場低溫和GA3激素處理，提高花椒種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)[9]。楊大圣(2015)和屈紅麗(2015)分別從育苗技術(shù)、苗木管理、整地造林、整形管理、水肥管理、病蟲害防治及采收管理等方面對花椒豐產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了討論[10～11]，為花椒的栽培提供了技術(shù)指導(dǎo)。在良種選育方面，王永發(fā)(2003)、原雙進(jìn)(2006)等選育出一批具有遺傳穩(wěn)定、樹勢強(qiáng)、豐產(chǎn)、易采摘、風(fēng)味獨特等特點的花椒良種，如大紅袍王、獅子頭、南強(qiáng)1號和無刺椒等[12～13]。

1.3 花椒有效成分的研究

近年來，眾多學(xué)者對花椒的化學(xué)成分做了大量的研究，取得了諸多成果。經(jīng)測定：花椒的化學(xué)成分主要有揮發(fā)油、生物堿、酰胺、香豆素、黃酮等，其它成分還有三萜、甾醇、烴類、木脂素以及脂肪酸等[14]，由于產(chǎn)地的氣候、雨量、日照和土質(zhì)等自然因素的影響，花椒化學(xué)組成及含量有較大差異[15]。

花椒作為一種調(diào)味品，其化學(xué)成分的萃取及鑒定方面已有大量研究。牟淑杰(2010)等采用超臨界CO2法，通過單因素試驗和正交試驗設(shè)計，研究了提取過程中花椒粉粒度、萃取壓力、時間和溫度等因素的最佳工藝參數(shù)[16]。魏永生(2011)等利用頂空固相微萃取氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對大紅袍花椒揮發(fā)性成分的研究表明：其主要揮發(fā)性成分為β-月桂烯(21.41%)、苧烯(17.06%)、β-水芹烯(10.60%)、γ-松油醇(萜品醇)(9.50%)、檜烯(8.32%)、β-羅勒烯(8.00%)、胺葉油素(7.09%)、羅勒烯(3.82%)、α-蒎烯(3.59%)、香橙烯(1.15%)、α-乙酸松油酯(1.08%)等萜烯類以及醇類或酯類化合物[17]。應(yīng)用GC/GC-MS對Zanthoxylum schinifolium葉水蒸餾提取物的分析表明：新鮮葉中精油的主要成分是芳樟醇(12.94%)、姜黃素(8.95%)、檸檬烯(6.45%)和甘香烯(5.43%)[18]。馬英姿(2010)等首次從蜆殼花椒中性親脂性成分中分離得到了6個化合物：正三十烷、正十六烷醇、熊果酸、異虎耳草素、佛手內(nèi)酯和β-谷甾醇[19]。

此外，研究者對花椒籽的化學(xué)成分也做了大量研究。經(jīng)試驗分析證實，花椒種籽油主要成分為棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸，其中，油酸、亞油酸、亞麻酸的混合含量高達(dá)57. 549%～87. 907%；花椒籽油含有豐富的Ca、Mg、Fe、Zn及含量較高的Sr、Mn等人體必需的礦物元素[20]。馬養(yǎng)民(2010)等采用GC-MS分析花椒籽油脂肪酸組分，鑒定出l2種脂肪酸，并用峰面積歸一化法測定各種組分的相對含量：棕櫚酸(20.14%)、油酸(29.72%)、亞油酸(29.65%)和α-亞麻酸(17.91%)；花椒籽油不飽和脂肪酸含量高達(dá)78.4%，其中多不飽和脂肪酸占總脂肪酸47.8%[21]。寇明鈺(2006) 以堿溶酸析法提取花椒籽蛋白質(zhì)，結(jié)果表明重慶青花椒籽中蛋白質(zhì)含量較低(7.18%)，而纖維素含量最高，為62.85%[21]。

1.4 花椒的功能價值研究

1.4.1 花椒的食用價值

花椒是調(diào)味佳品，因其含有川椒素、植物甾醇等成分，而具有特殊的麻辣郁香味，是人們喜愛的調(diào)味品之一，也是副食加工業(yè)的主要佐料，能除腥氣、消毒殺菌，是腌制各種醬菜、臘肉、香腸不可或缺的配料。四川花椒被廣泛用于中國、日本、韓國、尼泊爾等的菜系中[23～25]。椒柄、椒葉、樹皮也具有麻味，可做加工調(diào)和的副料，也可做腌菜?！洱R民要術(shù)》中記載：“其葉及青摘取，可以為菹；乾而未之，亦足充事”。

1.4.2 花椒的藥用價值

花椒樹全身是寶，除具有多種營養(yǎng)物質(zhì)外，還有獨特的藥用價值。《本草綱目》中記載：“花椒，其味辛而麻，其氣溫而熱。入肺散寒，治咳嗽；入脾除濕，治風(fēng)寒濕痹，水腫瀉痢，入右腎補(bǔ)火，治陽衰，溲數(shù)、足弱、久痢諸癥?！?花椒是中國傳統(tǒng)的中藥材，其果實可用于治療腹痛、感冒、嘔吐、腹瀉和濕疹[3]。

Zanthoxylum alatum Roxb.是一種藥用灌木，在巴基斯坦俗稱“Timber”，其種籽的粉末具有極佳的香料價值，可以作為芳香補(bǔ)藥和開胃藥，還可用于治療發(fā)燒、消化不良、霍亂等；其果實、樹枝和刺可用作驅(qū)風(fēng)劑和開胃藥，可用于治療牙痛，巴基斯坦人將其干果皮與鹽、薄荷和茴香混合，用于治療消化不良和頭痛[26]；其根可用作退熱藥、消化藥和補(bǔ)藥；其莖皮可用作治療胃腸氣脹、疝痛、消化不良、耳痛、牙痛和蛇咬傷；Zanthoxylumrhoifolium莖皮的醇和己酸提取物具有鎮(zhèn)痛的作用[27]，該花椒的藥用價值在印度得到廣泛的應(yīng)用[28]。

此外，花椒具有防蟲防腐的功能，對害蟲有麻痹、驅(qū)逐、預(yù)防的效果[29]，在保存糧食、衣物時，可用花椒研細(xì)，用紗布包好，放在糧食表面或堆入糧、衣物中，具有防蟲蛀的作用。此外，花椒還具有抗氧化、保肝、抗瘧原蟲、細(xì)胞毒素、抗惡性細(xì)胞增生、抗病毒、抗痙攣和抗真菌的功能[30～36]。

1.4.3 花椒的生態(tài)價值

花椒具有防風(fēng)固壩和保持水土的作用?；ń分鞲^淺，側(cè)根發(fā)達(dá)，一般分布在50cm土層內(nèi)，形成錯綜復(fù)雜的根系網(wǎng)絡(luò)，使其具有耐旱、防風(fēng)固土和改善生態(tài)的功能。李葦潔(2010)等的研究表明，頂壇花椒林生態(tài)系統(tǒng)在維系和促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展及改善喀斯特峽谷生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮了重要作用[37]。

此外，花椒還具有觀賞價值?；ń分l蒼勁，小葉翠綠，枝刺銳利，樹形可造形，是優(yōu)良的園林綠化樹種。

1.5 分子生物學(xué)在花椒上的研究現(xiàn)狀

目前，運用分子生物學(xué)對花椒的研究相對較少。漢素珍(2011)構(gòu)建了適宜花椒ISSR-PCR反應(yīng)的最佳體系[38]。鄧洪平(2008)等以九葉青花椒為研究材料，采用RAPD分子標(biāo)記技術(shù)及聚類分析等方法，證明了九葉青花椒具有相對獨立且穩(wěn)定的形態(tài)特征，并認(rèn)為定義其為變種是科學(xué)可行的[39]。李慶芝(2009)等采用RAPD分子標(biāo)記方法分析11個花椒品種的遺傳多樣性，以及遺傳多樣性與環(huán)境因素的相關(guān)性，結(jié)果顯示不同地域種植的同一品種材料遺傳距離較大，說明了花椒的遺傳多樣性與地域分布有關(guān)[40]。鄭海星(2011)等利用30條RAPD引物對21份花椒種質(zhì)資源的DNA進(jìn)行了擴(kuò)增，從分子水平上反映出了花椒種質(zhì)資源復(fù)雜的遺傳背景[41]。盡管花椒的果實在外部形態(tài)，物理特性上與混淆品差異較小，但在cpDNA trnL-F間隔區(qū)序列上卻存在著顯著而穩(wěn)定的差異，該序列在屬以下的分類階元中同源性極高，可達(dá)100%[42]，此外，王福(2015)等利用ITS2序列二級結(jié)構(gòu)作DNA條形碼輔助分析手段可準(zhǔn)確有效地鑒別花椒及其混偽品[43]。

2 目前存在的問題及討論

2.1 存在問題

除東北、內(nèi)蒙古等地外，我國大部分地區(qū)都有花椒分布。常見的栽培品種習(xí)慣上稱為大紅袍、小紅袍、大花椒、白沙椒、枸椒、六月椒、八月椒等，其分類依據(jù)各不相同，叫法頗多，存在品種雜亂、同名異物等問題，給生產(chǎn)和銷售帶來不便[44]。與其它果樹相比，我國花椒科研起步晚、力量分散，在許多領(lǐng)域的研究不夠深入，花椒的良種選育及產(chǎn)業(yè)化栽培技術(shù)，花椒有效成分的新型提取技術(shù)，分子生物學(xué)等方面，需進(jìn)一步深入研究。

2.2 討論

1)當(dāng)前急需對花椒的品種進(jìn)行規(guī)范化命名，開展大范圍的花椒種質(zhì)資源調(diào)查，同時進(jìn)行選優(yōu)工作，建立種質(zhì)資源基因庫，在此基礎(chǔ)上開展雜交育種、轉(zhuǎn)基因育種等遺傳育種新技術(shù)研究，培育具有穗粒數(shù)多、果粒大、高精油、高抗性(抗病蟲、抗干旱、抗低溫)、藥用價值高、無刺的花椒新品種。同時也可以開展專用目的品種的培育工作，如日本的一些品種，因無刺且株形緊湊，適合椒芽菜生產(chǎn)，培育專用目的的花椒品種，也是花椒育種的一大趨勢。

2)我國花椒產(chǎn)品的開發(fā)落后，特別是醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等領(lǐng)域的研發(fā)相對滯后，也是制約花椒生產(chǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)發(fā)展要與醫(yī)藥、化工領(lǐng)域科研人員進(jìn)行多學(xué)科、多層次合作，大力開展花椒新產(chǎn)品的研發(fā)工作，為花椒生產(chǎn)尋求新出路。

3)在良種選育方面，當(dāng)前應(yīng)做好不同品種的生態(tài)區(qū)劃分及其規(guī)范化栽培技術(shù)，重點仍然是提高品質(zhì)和產(chǎn)量。研究花椒防凍害技術(shù)，爭取在高效防凍產(chǎn)品上取得突破，此外，加強(qiáng)花椒良種選育，篩選出一批性狀穩(wěn)定、結(jié)實量大、刺少、抗逆性強(qiáng)的品種，有助于花椒的推廣種植。

4)對花椒樹不同樹型的冠層結(jié)構(gòu)和生理特征開展研究，以期通過樹體內(nèi)在特征和環(huán)境條件相結(jié)合的研究來分析解決花椒高落花率和高落果率問題。

5)目前，花椒的采摘主要靠人工采摘。人工采摘費用的快速增加，導(dǎo)致椒農(nóng)純收入降低，加上采椒季節(jié)用工量大，導(dǎo)致花椒采收勞動力短缺，采收更加困難。因此，選育無刺品種、研究花椒機(jī)械化采摘技術(shù)和開發(fā)花椒機(jī)械采摘產(chǎn)品亟待解決。

6)此外，分子生物學(xué)技術(shù)在花椒研究上的應(yīng)用較少，在今后的研究中需要加大分子技術(shù)的研究，理論與實踐相結(jié)合，為花椒的輔助育種和高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

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The Current Research Status of and Some Discussions about Zanthoxylum L.

ZHU Ya-yan1FENG Shi-jing2XU Jia-juan1HOU Na1＊WEI An-zhi2

(1.Guizhou Academy of forestry,Guiyang,Guizhou 550005; 2.Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry,Yangling,Shanxi,712100)

This paper introduced the?effective?components?, edible value and healthcare function, current situation of breeding,ecological effect of Zanthoxylum L and the application of molecular biology on the research of Zanthoxylum L. Some existing problems were also discussed.

Zanthoxylum L.; ?research status；problem

2016-04-20

朱亞艷(1988～)，女，碩士，主要從事林木遺傳改良，E-mail：zyynjfu@163.com

侯娜(1983～)，女，工程師，主要從事森林培育工作。E-mail：houna1018@163.com

國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)科研專項項目“花椒良種選育及豐產(chǎn)栽培技術(shù)研究”(項目編號：201304706)；貴州省科技廳中藥現(xiàn)代化項目“花椒屬、紫金牛屬藥用植物資源圃營建與良種培育”(黔科合ZY字[2012]3002號)；貴州省安順市農(nóng)業(yè)科技合作攻關(guān)項目“青花椒優(yōu)良新品種培育及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究”(黔安科農(nóng)合[2013]10號)

S722

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