彭麗芬 李新貴 陳通旋 黎 媛 方晨臣
(貴州省林業(yè)學校 修文 550201)
野扇花(Sarcococcaruscifolia)又名清香桂、鐵角蘭、花子藤、野櫻桃、萬年青、胃友,隸屬于黃楊科 (Buxaceae)野扇花屬 (SarcococcaLindley),為常綠灌木,高1~3 m,分枝密集,莖及小枝均綠色,扦插及播種繁殖容易,極少發(fā)生病蟲害,是一種優(yōu)良的園林綠化植物。國內分布云南、四川、廣西、湖南、湖北、陜西、甘肅等省,省內分布于貴陽、開陽、息烽、清鎮(zhèn)、長順、甕安、獨山、羅甸、福泉、荔波、都勻、惠水、貴定、三都、龍里、平塘等地,生于海拔200~2600m的山坡、林下或溝谷中,耐陰性強[1]。本文對野扇花分類研究、生物生態(tài)學習性、群落結構、繁殖技術、藥用價值、園林應用展望等方面的現(xiàn)有研究成果進行綜述,以期為進一步合理開發(fā)利用提供理論基礎和實踐經(jīng)驗。
野扇花分類研究以傳統(tǒng)形態(tài)分類為主,化學分類和RAPD差異分析法也得到了應用。中國科學院昆明植物研究所以花葉等形態(tài)特征進行植物分類研究,發(fā)表了黃楊科的檢索表,其中野扇花屬又稱為清香桂屬,本屬約有16~20種[2]。黃楊屬以黃楊生物堿為次生代謝特征化學成分,野扇花屬以D型為特征化合物,化學分類結果基本上支持Takhtajan的黃楊科分類系統(tǒng)[3]。
陳海云等發(fā)現(xiàn)了莖干和葉背葉脈為紅色的植株,不同于一般常見的綠色植株,扦插繁殖表明該性狀能穩(wěn)定遺傳。RAPD-PCR擴增分析表明,紅莖與綠莖清香桂植株之間發(fā)生了遺傳變化,C06-350 是與清香桂紅莖特征緊密聯(lián)系的1個標記[4]。
野扇花有花果同期的特性,且持續(xù)時間長達3個月。自然情況下,新芽萌發(fā)期為4~6月,新梢生長期5~8月;孕蕾期10~12月,初花期11月下旬~12月,盛花期12月~次年2月;果初期12月~次年1月,成熟期次年1~3月。新芽萌發(fā)期、新梢生長期、開花期,人工栽培較野生群落要提前1個月,果期基本相同,綠期都是365天[5]。
2.2.1 耐寒性研究
野外觀察發(fā)現(xiàn),即使是冬季凝凍天氣,如赫章縣興發(fā)鄉(xiāng)(平均海拔1935m),也未見到野扇花有整株凍死的現(xiàn)象。王榆楓、劉藝對野生野扇花不同休眠時期葉片進行不同溫度(18℃、0℃、-5℃、-10℃、-15℃)的脅迫處理,測試野扇花游離脯氨酸含量、POD酶活性及細胞膜透性等耐寒能力的抗性指標,野扇花在不同休眠階段的耐寒能力有一定差異,半致死溫度為-12.73℃,越冬期有較強的耐寒能力[6~7]。劉方農(nóng)等人觀察到在-2℃情況下,野扇花生長和開花表現(xiàn)均良好,所開的花照樣結實[8]。這些研究結果與野外觀察相吻合,表明野扇花具有較強的抗寒能力。
2.2.2 光適應性
野外調查發(fā)現(xiàn),野扇花既能在強光照條件下健康生長,也能在郁閉度0.9左右的林下生長良好,說明光適應性較強,強光照條件下野扇花木質化程度高于蔭蔽條件下。這些現(xiàn)象得到了科學解釋和驗證。野扇花對光具有較強的內在調節(jié)機制,耐受蔭生環(huán)境[10]。在控光、控溫條件下,野扇花的光補償點僅為0.7μmol/m2.s,其耐陰性明顯強于目前廣為使用的十大功勞(Mahoniafortunei)、八角金盤(Fatsiajaponica)、灑金桃葉珊瑚(AucubajaponicaVariegata);在強光下,野扇花不會出現(xiàn)明顯的光抑制現(xiàn)象[9]。在60%遮光條件下,野扇花植株的地徑、分枝量、最長枝葉片數(shù)和節(jié)間長,以及葉鮮重和葉干重均表現(xiàn)出最佳狀態(tài)[12]。建議育苗中適度遮光,注意適宜的株行距,以促進通風,提高胞間CO2濃度,有利于光合作用進行和野扇花的正常生長[11~12]。
2.2.3 耐旱性研究
野外情況下,野扇花主要生長在石灰土中,這類土壤土層較薄,保水能力較差,但其生長良好。通過盆栽試驗來模擬自然干旱對金沙江干熱河谷幾種主要造林樹種的生理生化影響,探討參試樹種的抗旱機制。六種樹種的抗旱能力從高到低依次排列為坡柳(Salixmyrtillacea)、清香桂、銀合歡(LeucaenaLeucocephala)、清香木(Pistacia weinmannifolia)、黃連木(Pistaciachinensis)、山毛豆(Tephrosiacaudida)[13]。
以樹種的水勢、束縛水、自由水含量、束縛水與自由水的比值、水分飽和虧缺、蒸騰強度、持水力(保水率和恒重時間)等指標對比了27種喀斯特生境的植物的耐旱性,用單因子分析、座標綜合評審法分析,將樹種進行分類,野扇花得分4.8,在這些樹種中排名第8[14],具有較強的抗旱能力。
野扇花耐水分脅迫的途徑一是低水勢,吸水能力較強,持水力較高,二是水分虧缺值中等,貯水能力中等,蒸騰強度中等,以多種適應途徑來適應水分脅迫。水分脅迫下,野扇花的脯氨酸和可溶性糖含量明顯增加,滲透調節(jié)在抗旱機制中有重要作用。
2.2.4 土壤pH值對生長影響的研究
用不同的pH值營養(yǎng)液處理野扇花幼苗,觀察野扇花幼苗變化,發(fā)現(xiàn)野扇花可以生長的土壤pH值范圍比較廣,適宜生長的范圍為中性至弱堿性,在強酸性環(huán)境、堿性環(huán)境下,野扇花生長不良,并出現(xiàn)較多死亡現(xiàn)象[15]。在不同pH值營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下,苗高及苗高凈增長量,地徑生長情況,分枝情況、分枝長度,展葉數(shù),生物量積累和分配,根比重和根冠比等方面均出現(xiàn)顯著性差異。在中性至偏堿性的土壤中,地上部分生物量積累優(yōu)于酸性土壤;在酸性條件下,生物積累量較中性至堿性土要差[16~17]。
針對野扇花植物群落結構的研究文獻極少,記錄非常簡單:野扇花生于山坡、林下或溝谷中[1]。胡剛、馮祥麟[18]等人進行了貴陽高坡繞擾峽谷蠟梅群落特征調查研究,調查表明野扇花是蠟梅群落的主要物種,在多個樣地都出現(xiàn),相對密度最高達9.87%,相對頻度最高達8.57%,重要值高達20.66。除此之外,未見到針對野扇花植物群落結構的研究文獻。
無論是當年生嫩枝,還是多年生木質化老枝均可用于扦插繁殖,以當年生半木質化枝條成活率最高,可達90%以上。扦插時間以夏季為宜,以吲哚丁酸處理可提高成活率[19~20];扦插基質對扦插成活率有較大的影響,一般要求基質肥力良好,保水保肥能力強,質地疏松。穗條截成15cm長的插穗,下端剪成楔形,剪口光滑平整,保留2~3片半葉,扦插深度為插穗的1/2~2/3之間,以插穗的2/3深度為好[21]。
野扇花種子的果肉、胚和胚乳中存在水溶性抑制物質,導致其發(fā)芽時間過長;如未剝離果肉直接播種,最終其出苗時間不一致,參差不齊、陸續(xù)不間斷的出苗,給大量的生產(chǎn)育苗以及管理帶來不便[22]。因此,野扇花種子播種前必須去除果肉。不同地區(qū)野扇花種子千粒重和發(fā)芽率差異較大,如貴陽市的種子千粒重為54.723g,種子發(fā)芽率為73.4%;云南大理蘭坪縣的種子千粒重為45g左右,種子發(fā)芽率為90%以上,這可能與產(chǎn)地環(huán)境條件有關。
種子可隨采隨播,也可冷藏或沙藏至翌年3月播種。冷藏時用布袋裝好種子放入冰箱(5~8℃)保存;沙藏時種子與沙的比例為1∶2,堆放在室內陰涼處,應每周翻動一次,撿出霉爛種子,適量灑水保濕[23]。100mg/l NAA和0.5%KNO3+100mg/l GA3處理后種子的發(fā)芽率有很大的提升。
播種方式采用撒播,播種量100g/m2,播種前用0.3%~0.5%的高錳酸鉀溶液浸種1~2小時,再均勻地將種子撒在苗床內,播后在種子上面覆蓋1~1.5cm的基質,澆透水。播種后20~25天種子開始發(fā)芽,30天可全部出芽[24]。
野扇花組織培養(yǎng)的外植體可以采用當年生葉片、腋芽和成熟胚,以帶腋芽的嫩莖段為好。最適宜的取材季節(jié)是春季,尤其是4月份,在這一時期取材,外植體啟動率、成愈率、成活率和生長誘導值最高,污染率、褐變率最低。適宜外植體生長的碳源是葡萄糖,較適濃度為30g/L;水解酪蛋白能較好促進生長,較適濃度為450g/L。通過試驗,篩選出誘導培養(yǎng)基、增殖培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基,提高了野扇花的繁殖系數(shù)。但是就目前實際應用市場來看,野扇花還沒有得到廣泛的推廣和實施[25~26]。
多采用溶劑提取、各種色譜分離技術進行化合物純化,通過波譜數(shù)據(jù)對單體化合物進行結構鑒定的方法。邱明華采用化學及光譜方法確定了清香桂堿A1及B的化學結構,并用MS/MS技術證實了這個混晶的結構,開啟了野扇花有效成分研究的先河[27]。此后,何康等人應用高速逆流色譜法,以正己烷-乙酸乙酯-無水乙醇-水(6∶1.2∶7.1∶1)上相為固定相,下相為流動相,組成溶劑系統(tǒng)對苗藥三兩銀中的總堿進行分離純化及鑒定[28]。杜江等人建立了酸堿滴定法測定三兩銀總堿含量的方法,用正交設計法對各種影響因素進行優(yōu)選,優(yōu)選取出的提取工藝實用可行[29]。隨著技術的發(fā)展,色譜分離技術得到大量應用。
野扇花在苗藥中稱為三兩銀,含有多種甾體生物堿。邱明華研究了清香桂堿A,A1和B的化學結構[30][31]。其他生物堿還有海南野扇花堿D(sarcovagine D,1)、富貴草堿G(physamineG,2)、富貴草堿H(physamine H,3)、清香桂堿E、清香桂堿F、清香桂堿G、表粉蕊黃胺[32]、矮陀陀酯堿等[33]。章瑤從野扇花中分離到了(+)-異落葉松脂醇-9-O-β-D-葡萄糖苷、(-)-異落葉松脂醇-9-O-β-D-葡萄糖苷等非生物堿類成分[34]。
野扇花味苦,性涼,藥用根、果、全株?,F(xiàn)代醫(yī)學研究表明,甾體生物堿藥理活性主要是膽堿脂酶抑制活性、抗癌抗?jié)兓钚裕咕?、止痙攣、止痢疾、鈣拮抗、血管擴張、氣管松弛等作用,有較高的研究價值[35]。大白鼠藥理試驗證明野扇花生物堿藥理,對胃潰瘍均有顯著的抑制作用,并能減少結扎幽門大鼠的胃液分泌量[36]。清香桂正丁醇部分和總堿對乙酰膽堿和組胺引起的豚鼠離體回腸平滑肌強烈收縮無明顯抑制作用,而藥物本身可引起回腸平滑肌收縮,并呈濃度依賴性[37]。野扇花生物堿具有一定的毒性,隨著總堿劑量的增加,肝、腎的毒性反應增強,心、腦無明顯的毒性反應,但是總堿對肝腎的損傷具有明顯的可逆性[38]。
桂鏡生采用來源鑒定、性狀鑒定、顯微和理化鑒定的方法系統(tǒng)研究了野扇花生藥特性,鑒定特征為:莖組織特征可見韌皮部石細胞和纖維斷續(xù)排成環(huán)狀,木質部成環(huán)狀排列,髓部寬廣,散有少量石細胞。葉中脈向上凸出,維管束外韌型[39]。
在城市綠化中應用野扇花最早提出于2007年,孫成江等人認為野扇花具備優(yōu)良地被植物的大部分特性,可以直接應用,如加以馴化和栽培,特適宜作室內新型觀賞植物和綠籬、地被等耐陰性野生鄉(xiāng)土植物,以豐富園林耐陰性植物的種類[40]。此后,國內相關部門和人員針對開展園林綠化方面的研究,并在實際生產(chǎn)中有少量的應用案例[41~43],如貴陽市、昆明市。目前,由于推廣力度不足,在城市綠化、林業(yè)生產(chǎn)中應用還不普遍。市場上現(xiàn)有野扇花枝條出售,作為藝術插花的葉材使用。
7.1.1 野扇花在化學分類上與傳統(tǒng)形態(tài)分類為主的結果一致,都屬于黃楊科。野扇花栽培植株有紅莖與綠莖植株的遺傳變化。
7.1.2 野扇花有花果同期的特性,自然情況下,野扇花新芽萌發(fā)期為4~6月,新梢生長期5~8月;孕蕾期10~12月,初花期11月下旬~12月,盛花期12月~次年2月;果初期12月~次年1月,成熟期次年1~3月。
7.1.3 野扇花在越冬期有較強的耐寒能力,對光具有較強的內在調節(jié)機制,耐受蔭生環(huán)境,不會出現(xiàn)明顯的光抑制現(xiàn)象。以多種適應途徑來應對水分脅迫,具有較強的抗旱能力。土壤pH5~pH7為野扇花的長勢最優(yōu)區(qū)間。
7.1.4 野扇花以當年生半木質化枝條扦插生根率可達90%以上,時間以夏季為宜,可用吲哚丁酸等藥物處理提高成活率。
7.1.5 種子播種前須去除果肉,可隨采隨播,也可冷藏或沙藏至翌年3月播種。
7.1.6 野扇花有效成分包含清香桂堿A、A1和B、清香桂堿E、清香桂堿F、清香桂堿G、海南野扇花堿D(sarcovagine D,1)、富貴草堿G(physamineG,2)、富貴草堿H(physamine H,3)、表粉蕊黃胺、矮陀陀酯堿等生物堿。此外,還有(+)-異落葉松脂醇-9-O-β-D-葡萄糖苷、(-)-異落葉松脂醇-9-O-β-D-葡萄糖苷等非生物堿類成分。
7.1.7 多數(shù)甾體生物堿有膽堿脂酶抑制作用,有效成分對胃潰瘍均有顯著的抑制作用,并能減少結扎幽門大鼠的胃液分泌量。具有一定的毒性,總堿對肝腎的損傷具有明顯的可逆性。野扇花生藥鑒定特征為:莖組織特征可見韌皮部石細胞和纖維斷續(xù)排成環(huán)狀,木質部成環(huán)狀排列,髓部寬廣,散有少量石細胞。葉中脈向上凸出,維管束外韌型。
7.1.8 野扇花觀賞價值理論研究較多,實際應用和推廣較少。
7.2.1 野扇花的應用前景較好,適宜作室內觀賞植物和綠籬、地被、耐陰環(huán)境綠化及藝術插花的葉材等。建議進行一定規(guī)模的種植應用示范,進行適應性研究,加強野扇花栽植、管護、修剪造型等實際應用技術研究。
7.2.2 野扇花繁殖方法較多,其中扦插繁殖、種子繁殖、組織培養(yǎng)技術比較成熟。從生產(chǎn)成本角度出發(fā),建議以扦插繁殖為主。扦插繁殖成活率高,繁殖材料易得,嫩枝和老枝均可以利用,繁殖材料應用充分,技術與方法簡單,適于大范圍推廣。
7.2.3 加強野扇花植物群落結構研究,摸清野扇花在植物群落中作用和地位,為野扇花人工馴化和應用提供基礎知識,拓寬應用范圍,如困難地段造林綠化。
7.2.4 野扇花有效成分藥理學研究較少,建議加強民間野扇花應用藥方,進行更深層次的藥理和應用研究,為野扇花的藥品開發(fā)提供依據(jù)。
7.2.5 開展野扇花與同屬植物生物堿含量對比研究,開展不同海拔、不同生境野扇花生物堿含量差異性研究,開展標準化種植技術研究,為野扇花大規(guī)模種植和應用提供物質基礎。