杜溶訖 于增 金殷彪
摘要 鼓槌石斛是傳統(tǒng)的名貴藥用植物,近年來對該植物的研究取得了顯著的進展。在系統(tǒng)查閱相關文獻的基礎上,對鼓槌石斛種質資源分布、化學成分、藥理作用、菌根真菌及基因多態(tài)性和指紋圖譜的研究進展進行總結,以為鼓槌石斛的合理利用提供依據。
關鍵詞 鼓槌石斛;種質資源;化學成分;藥理作用;菌根真菌;指紋圖譜;基因多態(tài)性
中圖分類號 S567.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2018)23-0006-03
Abstract Dendrobium chrysotoxum Lindl is a traditional valuable medicinal plant,and the research on this plant has made remarkable progress in recent years. On the basis of systematic review of relevant literature,a brief summary of the research progress on germplasm resources distribution,chemical composition,pharmacological effects,mycorrhizal fungi,gene polymorphisms and fingerprints of Dendrobium chrysotoxum Lindl was provided to provide scientific evidence for the rational utilization.
Key words Dendrobium chrysotoxum Lindl;Germplasm resources;Chemical composition;Pharmacological effects;Mycorrhizal fungi;Fingerprint;Gene polymorphisms
鼓槌石斛又名金弓石斛,是《中華人民共和國藥典》中收載的5種石斛屬植物之一,其莖入藥稱為黃草石斛,具有陰傷津虧、口干煩渴、食少干嘔、病后虛熱、目暗不明等功效[1]。
近年來,由于人類的破環(huán),野生鼓槌石斛資源遭到嚴重破壞。而就其自身特性而言,自然狀態(tài)下其種子繁殖僅在合適的養(yǎng)分條件下才能萌發(fā)成幼苗,面臨枯竭的危險[2]。同時,鼓槌石斛的發(fā)展也存在魚龍混雜、良莠不齊、優(yōu)質原料供應短缺、質量標準和檢測手段缺乏等系列問題[3]。因此,從種質資源分布、化學成分、藥理作用、菌根真菌及基因多態(tài)性和指紋圖譜等方面對鼓槌石斛近年來的研究做了系統(tǒng)的綜述,為鼓槌石斛合理的開發(fā)利用及保護提供方向和依據。
1 種質資源分布
野生的鼓槌石斛主要分布于緬甸、泰國、老撾、越南[1]。唐玲等[4]調查發(fā)現中國的鼓槌石斛主要分布于云南南部至西部,以西雙版納州、普洱市、德宏州、臨滄市4地最為集中,保山市、紅河州、文山州和大理州的部分縣也有少量分布。由于市場需求量的持續(xù)增加和其生長環(huán)境的破壞,野生石斛資源面臨枯竭,出現鼓槌石斛的人工栽培,主要集中在云南省西雙版納州市、普洱市、德宏州,其他地區(qū)均以零星栽培為主,其中,普洱市栽培面積最大,占栽培總面積的80%以上。
2 化學成分
近年來,中外專家學者對鼓槌石斛進行大量有關其化學成分的研究,表明含有糖類、氨基酸類、微量元素、鞣質、脂溶性及揮發(fā)性成分等。
2.1 糖類成分
鼓槌石斛中糖類含量高種類多。龔慶芳等[5]利用苯酚-硫酸法測定7種石斛多糖含量,鼓槌石斛多糖含量為16.54 g/100 g,僅次于鐵皮石斛、河南石斛、鉤狀石斛。利用HPLC測定鼓槌石斛中D-葡萄糖含量較高,D-甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖含量較低,不含有鼠李糖。魯芹飛等[6]采用內標法測定鼓槌石斛中甘露糖含量為0.24%。
2.2 氨基酸類
鼓槌石斛中含有多種氨基酸。曲繼旭等[7]對其所含氨基酸進行分析,認為含有天冬氨酸、谷氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸17種氨基酸,其中必需氨基酸7種,半必需氨基酸5種,且鼓槌石斛中必需氨基酸占氨基酸總量的32.55%。魯芹飛等[6]采用茚三酮顯色法測定鼓槌石斛中氨基酸含量為0.80%。
2.3 微量元素
鼓槌石斛中所含微量元素與療效有關。杜靜等[8]采用電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法測定6種人體必需微量元素鎂(Mg)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錳(Mn)、鉻(Cr)、硒(Se)含量,Mg、Fe、Mn、Zn含量均較高,Mg含量最高,達1 538.043 mg/kg。還檢測出重金屬元素Hg含量超標,高達0.441 mg/kg。
2.4 鞣質 石斛中鞣質類成分鮮有報道,陳佳江等[9]參照《中國藥典》2010版附錄X鞣質含量測定法測出鼓槌石斛中鞣質含量高達3.61%,僅次于金釵石斛。
2.5 脂溶性成分 羅方利等[10]運用氣相色譜-質譜連用(GC-MS)法從鼓槌石斛中分離54個色譜峰,鑒定出37種成分,其中含量高于2%的有7種,其中三十一烷(10.430%)、二十九烷(3.630%)是鼓槌石斛所特有的,還包括亞油酸(11.140%)、三十一烷(10.430%)、二十五烷(5.710%)、n-十六酸(4.970%)、鄰苯二甲酸二丁酯(3.880%)、二十九烷(3.630%)、十五烷酸(2,170%)。
2.6 揮發(fā)性成分
李崇暉等[11]利用固相微萃?。⊿PME)方法結合GC-MS技術測定鼓槌石斛花體現主要含有乙酸辛酯、甲酸辛酯、苯乙醛、α-蒎烯、芳樟醇、γ-松油烯、1,3,5,5-四甲基-1,3-環(huán)己二烯等揮發(fā)性成分,其中3-蒈烯含量最高為84.606%。李文靜等[12]運用GC-MS技術從鼓槌石斛花中鑒定出18種揮發(fā)性成分,主要有棕櫚酸、棕櫚油酸、亞油酸、二十三烷,棕櫚酸為鼓槌石斛花中特有成分,相對含量達6.37%。張冬英等[13]利用水蒸氣蒸餾法結合GC-MS技術從鼓槌石斛花中分離出115個化合物,主要類型為單萜類、脂肪烴及其衍生物類物質。
3 藥理作用
3.1 免疫作用
現代藥理研究已證明鼓槌石斛具有免疫增強作用,余琪等[14]通過小白鼠試驗,發(fā)現鼓槌石斛能有效提高T淋巴細胞增殖能力,提高小鼠巨噬細胞吞噬率、吞噬指數和血液中的白細胞數,增強小鼠的免疫功能,特別是非特異性免疫方面。
3.2 抗肝損傷
長期或大量飲酒會造成肝功能損害,錢明雪等[15]通過試驗發(fā)現鼓槌石斛多糖能從抑制炎性反應、恢復脂質代謝紊亂、提高抗氧化能力、加速乙醇分解排泄等方面有效保護肝損傷。
3.3 抗糖尿病
我國已逐漸成為世界上糖尿病患者最多的國家之一,而糖尿病的嚴重并發(fā)癥:糖尿病視網膜病變已嚴重影響患者的健康。余增洋等[16-17]采用視網膜組織伊文思藍滲透觀察試驗發(fā)現鼓槌石斛乙醇提取物可有效降低早期非增殖性糖尿病視網膜性病變過程中炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平,還可有效降低Egr-1以及下游調控的凝血/止血相關基因TF、Serpine1的基因表達,緩解血-視網膜屏障的影響,改善早期非增殖性糖尿病視網膜病變的水平。
3.4 抗腫瘤作用
鼓槌石斛中富含毛蘭素,崔名揚等[18]采用SRB法檢測毛蘭素能誘導Caco-2細胞凋亡與抑制其增殖,可能通過線粒體途徑誘導細胞凋亡。崔旭琴等[19]研究發(fā)現毛蘭素能抑制結腸癌細胞SW-480生長的作用。
3.5 抗氧化和滋陰作用
王冬梅等[20]測定鼓槌石斛中體外抗氧化性的作用接近于鐵皮石斛,優(yōu)于金釵石斛,并且比較云南、四川、廣西3地所產鼓槌石斛,云南產鼓槌石斛的體外抗氧化效果最好,采用氫化可的松建立陰虛大鼠模型,得出云南、廣西、四川3地所產鼓槌石斛均具有等同的促進體重增加的作用。
3.6 抗血栓作用
血栓是心腦血管疾病發(fā)病的重要因素之一,李嬋娟[21]通過小鼠體內注射石斛粗體物,發(fā)現6 g/kg干燥的鼓吹石斛粗體物連續(xù)注射3 d能明顯延長凝血時間,連續(xù)注射5 d可有效對抗原-腎上腺素誘導小鼠體內血栓的形成,使小鼠的死亡率顯著降低。
3.7 保護腸胃作用
中藥石斛性甘,味微寒,具有益胃生津的功能[22]。朱麗娜等[23-24]通過小鼠試驗比較5種不同基源石斛對小鼠腸推進、胃排空及胃黏膜損傷的保護作用,研究表明鼓槌石斛對小鼠的胃排空和腸推進有一定的抑制作用,而金釵石斛對其無明顯的作用,且鼓槌石斛和鐵皮石斛對胃黏膜保護作用優(yōu)于疊鞘石斛、馬鞭石斛及金釵石斛,鼓槌石斛可使胃組織中的SOD顯著回升,還可降低乙醇性胃黏膜損傷過程中胃組織MDA含量的異常增高。
4 菌根真菌
蘭科植物具有天然的菌根共生關系,其生活史的完成需要合適的真菌共生[25]。馬雪亭等[26]利用克隆文庫技術從西雙版納和臨滄市的8份野生鼓槌石斛根部獲得14個真菌可操作分類單元(OTU),隸屬于膠膜菌科和小紡錘菌目。該研究發(fā)現鼓槌石斛的每個植株都能與多種菌根真菌共生,其對菌根真菌的專一性較低,西雙版納和臨滄市菌根真菌中只有1個OUT是相同的,表明地理分布不同其真菌菌根類群存在明顯的差異,與鼓槌石斛所處的生態(tài)環(huán)境存在一定的相關性。楊紹周等[27]從鼓槌石斛中分離到33株內生細菌,其根中所占的數量和種類最多為11株,其次是莖、葉,其中菌株GB1屬產酸克雷伯氏菌,具有固氮作用,GB20屬腸桿菌,有解磷的作用,GB7屬解淀粉芽孢桿菌,GB16屬鏈霉菌,GB8、GB9、GB21屬芽孢桿菌,均有病害生防的功能。
5 指紋圖譜
指紋圖譜是近年來研究的熱門課題之一。石媛慧等[28]采用HPLC-DAD-ELSD篩選乙腈-0.5%冰乙酸進行梯度洗脫,建立鼓槌石斛的指紋圖譜,對該圖譜分析得鼓槌石斛中富含香豆素、毛蘭菲、毛蘭素、5,4,-二羥基-3,3,-二甲氧基聯(lián)芐、1,4,7-三羥基-5-甲氧基芴酮、dengibsin、2,4,7-三羥基-5-甲氧基芴酮、2,7-二羥基-3,4二甲氧基-9,10-二氫菲8種成分,未檢測出濱蒿內脂。廖格等[29]利用HPLC建立以鼓槌石斛、鐵皮石斛等4種藥用石斛和6種觀賞石斛的指紋圖譜,從圖譜中分析得出此與特征指紋圖譜共有模式的相似度均不足0.7,表明不同種石斛間化學成分差異較大。
6 基因多態(tài)性
基因多態(tài)性是近年來研究的熱門課題之一。鄭司浩等[30]通過設計1對特異性引物,對35份鼓槌石斛樣品進行擴增,顯示為明顯的陽性者,可有效地從同源物種中快速、準確地鑒定出,還具有操作簡單、準確、特異性好等優(yōu)點。林榕燕等[31]利用qPCR技術檢測PMM在鼓槌石斛、金釵石斛等試管苗的表達情況,結果表明鼓槌石斛的相對表達量最高,金釵石斛、鐵皮石斛次之,霍山石斛的相對表達量最少。栗丹等[32]通過分析石斛屬植物的ITS序列,將鼓槌石斛、鉤狀石斛、叉唇石斛等分在石斛組,與原傳統(tǒng)分組分在頂葉組不同。彭小鳳等[33]根據葉綠體psbA-trnH序列構建的NJ樹將鼓槌石斛與疊鞘石斛劃分為同一分支,根據葉綠體psbA-trnH序列與核糖體5S rRNA間隔區(qū)序列組合后構建的NJ樹將鼓槌石斛和密花石斛還歸為傳統(tǒng)石斛分類中的頂葉組。金建峰等[34]通過對24種石斛進行ITS序列分析,結果表明鼓槌石斛和粟斑石斛的親緣關系最為接近,遺傳距離最小。
7 小結
綜上所述,近幾年鼓槌石斛的研究主要集中于化學成分、藥理作用、基因多態(tài)性等方面,并取得突破性的進展。鼓槌石斛是《中國藥典》收錄的3種藥用石斛之一,其在抗氧化與滋陰、保護腸胃方面藥理藥效顯著,因此在抗氧化、保護腸胃等方面進行中成制劑成品與保健品的開發(fā)前景廣闊。
目前,鼓槌石斛的應用開發(fā)存在不足:①野生鼓槌石斛資源瀕于枯竭,栽培與應用是其研究開發(fā)的熱點。②近年來,專家學者克隆鼓槌石斛代謝途徑的關鍵基因,對其遺傳轉化技術進行探索,對鼓槌石斛種屬基因分子從分子生藥學的角度進行研究,應該成為將來研究的方向之一。③在石斛成分研究中,多糖含量很高,常作為評價的依據,而忽略其他成分的測定,為此,在構建鼓槌石斛特征性圖譜和多指標評價體系、保證鼓槌石斛的質量標準等方面可開展更進一步的研究。
參考文獻
[1]秦路平,黃寶康,順慶生.易混淆藥用植物圖鑒[M].上海:上??茖W技術出版社,2015:116.
[2] 唐玲,李戈,唐德英,等. 鼓槌石斛的資源現狀與保護利用研究[J].中國野生植物資源,2012,31(4):61-63.
[3] 鄭司浩,黃林芳,陳士林.鼓槌石斛特異性PCR分子鑒定[J].中草藥,2013,44(6):744-748.
[4] 唐玲,李戈,唐德英,等.鼓槌石斛的資源現狀與保護利用研究[J].中國野生植物資源,2012,31(4):61-63.
[5] 龔慶芳,周浩,王新桂,等.7種石斛多糖質量分數的測定及單糖組成分析[J].食品科技,2013,38(3):172-175.
[6] 魯芹飛,黃松,林培,等.5種不同石斛的多糖與氨基酸及甘露糖的含量比較[J].中國實驗方劑學雜志,2014,20(2):59-62.
[7] 曲繼旭,賀雨馨,陳龍,等.3種石斛氨基酸組成及營養(yǎng)評價[J].遼寧中醫(yī)藥大學學報,2018,20(2):60-62.
[8] 杜靜,秦民堅,黃林芳,等.石斛中微量元素的含量測定及其安全性評價[J].中國藥房,2012,23(47):4477-4479.
[9] 陳佳江,郭力,許莉,等.疊鞘石斛與藥典收載石斛品種鞣質含量對比[J].中國實驗方劑學雜志,2013,19(2):61-63.
[10] 羅方利,郭力,許莉,等.疊鞘石斛與石斛藥典收載品種脂溶性成分GC-MS對比研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2013,24(6):1419-1421.
[11] 李崇暉,黃明忠,黃少華,等.4種石斛屬植物花朵揮發(fā)性成分分析[J].熱帶亞熱帶植物學報,2015,23(4):454-462.
[12] 李文靜,李進進,李桂鋒,等.GC-MS分析4種石斛花揮發(fā)性成分[J].中藥材,2015,38(4):777-780.
[13] 張冬英,范黎明,龔舒靜,等.鼓槌石斛花總黃酮及揮發(fā)性成分研究[J].食品科技,2014,39(10):198-202.
[14] 余琪,毛培江,姜建民,等.4種藥用石斛對增強小鼠免疫功能效果的比較研究[J].中國現代應用藥學,2017,34(2):191-195.
[15] 錢明雪,李勝立,李凡,等.6種石斛多糖抗亞急性酒精性肝損傷作用的比較[J].中國藥學雜志,2015,50(24):2117-2123.
[16] 余增洋,盛雨辰,周玲玉,等.鼓槌石斛對小鼠非增殖性糖尿病視網膜病變的改善作用及其機制研究[J].中草藥,2016,47(11):1908-1913.
[17] 余增洋,陸賓,季莉莉,等.鼓槌石斛改善糖尿病性視網膜病活性及其機制[J].國際藥學研究雜志,2016,43(2):301-306.
[18] 崔名揚,康丹丹,和磊,等.鼓槌石斛毛蘭素誘導人結腸癌Caco-2細胞凋亡[J].食品工業(yè)科技,2016,37(16):352-356.
[19] 崔旭琴,蘇鵬,朱啟彧,等.毛蘭素誘導結腸癌SW480細胞凋亡的分子機制[J].應用與環(huán)境生物學報,2011,17(4):512-516.
[20] 王冬梅,杜靜,黃林芳.石斛抗氧化和滋陰作用的試驗研究[J].安徽農業(yè)科學,2013,41(15):6655-6657.
[21] 李嬋娟.幾種石斛粗提物抗凝抗血栓作用的對比研究[J].云南中醫(yī)中藥雜志,2012,33(12):61-62.
[22] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典:一部[S].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2010:85.
[23] 朱麗娜,劉賢武,朱紅云,等.五種不同基源石斛對小鼠腸推進及胃排空的影響[J].中藥與臨床,2012,3(1):11-14.
[24] 朱麗娜,劉賢武,徐芳,等.五種不同基源石斛對小鼠胃粘膜損傷的保護作用及機制研究[J].中藥與臨床,2012,3(1):7-10.
[25] 唐德英,馬潔,張麗霞,等.鼓槌石斛種質資源調查研究[J].中國中藥雜志,2010,35(12):1529-1532.
[26] 馬雪亭,邢曉科,郭順星.鼓槌石斛的地理分布與菌根真菌區(qū)系組成的相關性[J].菌物學報,2016,35(7):814-821.
[27] 楊紹周,吳毅歆,邵德林,等.鼓槌石斛內生細菌分離、鑒定及功能分析[J].中國農學通報,2014,30(25):171-176.
[28] 石媛慧,郭力,許莉,等.不同品種石斛的HPLC-DAD-ELSD指紋圖譜研究[J].世界科學技術-中醫(yī)藥現代化,2013,15(6):1329-1332.
[29] 廖格,張友源,宋希強,等.觀賞石斛與藥用石斛HPLC指紋圖譜及生物活性的比較[J].熱帶生物學報,2015,6(4):420-425.
[30] 鄭司浩,黃林芳,陳士林.鼓槌石斛特異性PCR分子鑒定[J].中草藥,2013,44(6):744-748.
[31] 林榕燕,鐘淮欽,葉秀仙,等.霍山石斛PMM基因的克隆及其表達分析[J].熱帶作物學報,2017,38(12):2326-2333.
[32] 栗丹,李振堅,毛萍,等.基于ITS序列石斛材料的鑒定及系統(tǒng)進化分析[J].園藝學報,2012,39(8):1539-1550.
[33] 彭小鳳,何濤,淳澤,等.基于葉綠體psbA-trnH和核糖體5S rRNA基因間隔區(qū)序列的石斛種間和種內鑒別[J].應用與環(huán)境生物學報,2015,21(5):887-896.
[34] 金建峰,朱思眉,蔣明,等.石斛屬植物rDNA ITS序列的克隆與分析[J].浙江農業(yè)學報,2014,26(3):685-692.