珍珠梅屬植物研究進(jìn)展

張勝利，代金玲

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

珍珠梅屬(Sorbaria)植物為薔薇科(Rosaceae)繡線菊亞科(Spiraeoideae Agardh)落葉灌木。原產(chǎn)亞洲北部，分布于蘇聯(lián)、朝鮮、日本、蒙古、中國(guó)等。東北、華北至西南各省區(qū)均有分布。本文綜述了珍珠梅屬植物近年在國(guó)內(nèi)外各學(xué)科領(lǐng)域的研究進(jìn)展，并分別從珍珠梅屬植物的園林應(yīng)用、化學(xué)成分及藥理活性和育種技術(shù)等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，希望為該屬植物資源的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 園林應(yīng)用

觀賞花木珍珠梅因白色花蕾圓潤(rùn)形如珍珠而得名，由于精巧的花型，獨(dú)特的花枝形態(tài)，劉嶧[1]把珍珠梅作為壓花材料，對(duì)花材染色和保色效果進(jìn)行了研究。珍珠梅的枝條向外展開(kāi)，樹(shù)形優(yōu)美；華麗的單數(shù)羽狀復(fù)葉互生，枝干頂生大型復(fù)總狀圓錐花序，滿株覆花，絢麗壯觀，近看花型精致小巧，美麗清雅?；ㄖx后剪除花序又能生出新花枝，二次花序更為繁密，花期可延至六七月間，其觀賞價(jià)值在夏季少花的北方尤顯突出。珍珠梅耐陰、耐寒，適應(yīng)性好，不易發(fā)生病蟲(chóng)害，適宜各類園林綠地種植，可孤植、片植，也可與其他花木配植成叢，叢植于庭前、路邊效果更佳，或作公路綠化帶的基礎(chǔ)栽植及綠籬應(yīng)用。

珍珠梅不僅是優(yōu)良的觀花灌木，同時(shí)對(duì)多種有害細(xì)菌具有殺滅或抑制作用。據(jù)中國(guó)林科院林研所試驗(yàn)[2]：華北珍珠梅(S.kirilowii)與其他40個(gè)所試樹(shù)種相比，不僅對(duì)金黃葡萄球菌、綠膿桿菌、結(jié)核桿菌等殺菌作用明顯，且效果穩(wěn)定，殺菌素主要存在于地上器官的揮發(fā)性物質(zhì)中，葉片殺菌物質(zhì)作用最大，嫩枝次之，花最小。不同季節(jié)殺菌作用都較強(qiáng)，但其殺菌作用存在季節(jié)差異。另有鄭華[3]對(duì)珍珠梅揮發(fā)成分中的刺激性、毒害性物質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合人體腦波測(cè)試實(shí)驗(yàn)，得出了珍珠梅的綠色嗅覺(jué)質(zhì)量不利于產(chǎn)生愉悅松弛情緒的結(jié)論，建議園林應(yīng)用中應(yīng)控制其種植數(shù)量和密度。這兩項(xiàng)研究都提到了珍珠梅對(duì)空氣質(zhì)量的影響，有必要進(jìn)一步研究論證。

2 化學(xué)成分及藥理活性研究

珍珠梅屬植物的化學(xué)成分分離、提純工藝和鑒定、藥理活性的研究近年比較多。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該屬植物的研究主要藥用植物珍珠梅、星毛珍珠梅(S.sorbifoliavar.stellipila)、高叢珍珠梅等。珍珠梅屬植物莖、枝、葉均可入藥，活血化瘀，消腫止痛。少數(shù)文獻(xiàn)中提及果穗和花亦可入藥。

Dae Keun Kim等[4]分離出2種新的細(xì)胞毒性化合物cucurbitacin D 和 cucurbitacin F，在闡明其化學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，首次提出其藥理活性——對(duì)離體培養(yǎng)的部分人類癌細(xì)胞系具有細(xì)胞毒性。李孝棟[5]從東北珍珠梅中首次分離出5, 7-二羥基-2-甲基色原酮、5,7-二羥基-8-甲氧基黃酮、5,7,3,4-四羥基-3-甲氧基黃酮、原兒茶酸、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、大黃素、胡蘿卜苷等8種化合物；2006全紅梅[6]從珍珠梅中首次分離出蘆丁、槲皮素；王健[7]2016從高叢珍珠梅中首次分離出羽扇豆醇、30-羥基羽扇豆醇、熊果酸、委陵菜酸、它喬糖苷、2，6-二甲氧基-對(duì)苯二酚-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。研究顯示珍珠梅屬植物化學(xué)成分以黃酮類化合物為主[8-11]。關(guān)麗萍[12]、張樂(lè)華[13]對(duì)黃酮類物質(zhì)蘆丁、槲皮素進(jìn)行含量測(cè)定。

國(guó)內(nèi)對(duì)珍珠梅提取物藥理活性研究的主要機(jī)構(gòu)為吉林延邊大學(xué)、延邊大學(xué)附屬醫(yī)院等。吉林延邊大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)珍珠梅乙酸乙酯提取物的藥理活性進(jìn)行了深入研究[14-23]，測(cè)定了由二甲基亞硝胺和二乙基亞硝酸等化學(xué)致癌的大鼠在給藥后的一系列指標(biāo)變化，包括血清一氧化氮和一氧化氮酶含量、抗氧化活力、慢性肝損傷相關(guān)指標(biāo)等，在此基礎(chǔ)上提出珍珠梅活性成分抗氧化、抗衰老，對(duì)肝癌前病變具有抑制作用；并研究其抑制S180荷瘤小鼠腫瘤血管生成的分子機(jī)理。

單體化合物TTFl(5,2',4-三羥基-6,7,5'-三甲氧基黃酮)是黃酮類化合物中的重要活性成分，李妍[24]探討了緩釋TTFl固體脂質(zhì)納米粒的制備工藝。李光星[25]研究顯示TTFl對(duì)人肝癌HepG-2細(xì)胞增殖有抑制作用。在此基礎(chǔ)上，幺雨含[26]、肖斌[27]、劉延詳[28]等進(jìn)一步研究了珍珠梅黃酮納米粒(TTFl-NP)的抑癌分子機(jī)理：通過(guò)抑制 STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3)的活化進(jìn)而抑制基質(zhì)金屬蛋白酶家族(MMPs)成員MMP2和MMP9蛋白表達(dá)，最終起到抑制人肝癌細(xì)胞HepG-2侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。Xiao B[29]研究TTFl-NP誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑介導(dǎo)凋亡，并抑制離體和體內(nèi)人類肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。QU GW[30]對(duì)珍珠梅莖成分提取，發(fā)現(xiàn)6種新的氰糖苷，研究顯示這些化合物對(duì)LPS(lipopolysaccharide)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞RAW264.7產(chǎn)生氧化氮具有中度抑制效應(yīng)。邵葵陽(yáng)[31]研究了TTFl-NP抑制脂多糖誘發(fā)肝癌細(xì)胞HepG2的炎性作用，推測(cè)其作用機(jī)制與AKT/mTOR信號(hào)通路有關(guān)。馮海一[32]研究也顯示TTFl-NP通過(guò)抑制該信號(hào)通路誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞SMMC-7721凋亡。以上研究對(duì)黃酮納米粒TTFl-NP的藥理作用進(jìn)行了深入探討。

3 育種學(xué)研究

3.1 種質(zhì)資源

珍珠梅屬植物包括高叢珍珠梅(原變種)(S.arboreavar.arborea)、高叢珍珠梅光葉變種(S.arboreavar.glabrata)、高叢珍珠梅毛葉變種(S.arboreavar.subtomentosa)、珍珠梅(原變種)(S.sorbifoliavar.sorbifolia)、珍珠梅星毛變種(S.sorbifoliavar.stellipila)和華北珍珠梅(S.kirilowii)等9種，有文獻(xiàn)記載密脈珍珠梅(S.assurgens)與珍珠梅星毛變種近緣，區(qū)別在于雄蕊少(20)，小葉片具25對(duì)以上側(cè)脈，但文獻(xiàn)未指出與華北珍珠梅的差別。Knud Rahn[33]對(duì)本屬植物進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)植物分類學(xué)依據(jù)，將其修正為4個(gè)種，并提出3個(gè)種(S.grandiflora、S.sorbifolia、S.kirilowii)內(nèi)的星毛變異不具有分類學(xué)重要性，同時(shí)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)人工培育的雜交種(S.sorbifolia×S.grandiflora和S.sorbifolia×S.kirilowii)。

3.2 育種技術(shù)

部分文獻(xiàn)研究了珍珠梅的引種工作：安永鵬[34]在寧夏涇源縣引種六盤山野生珍珠梅，營(yíng)造華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr)與珍珠梅的針闊帶狀混交林，引種珍珠梅生長(zhǎng)良好，耐干旱，抗病蟲(chóng)鼠害強(qiáng)，抵御自然災(zāi)害能力強(qiáng)；麥秀蘭[35]研究了寧夏地區(qū)珍珠梅的引種，從山區(qū)引種到平原地區(qū)地銀川，年降雨量、相對(duì)濕度等與六盤山有明顯差異，植物生長(zhǎng)發(fā)育受影響，通過(guò)合理馴化措施改善其生長(zhǎng)和適應(yīng)性引種成功。以上兩項(xiàng)工作中引種地和原產(chǎn)地距離比較近，引種難度相對(duì)較小。

珍珠梅可以進(jìn)行有性繁殖和無(wú)性繁殖，實(shí)踐中以播種育苗和扦插育苗為主，也可壓條和分株繁殖。部分文獻(xiàn)中開(kāi)展了珍珠梅組織培養(yǎng)技術(shù)研究。由于種子萌發(fā)周期短、出苗整齊，生產(chǎn)中常采用種子繁殖。宋紅[36]采取70 ℃高溫處理珍珠梅種子，發(fā)芽率比對(duì)照提高30. 5%。胡喜梅[37]研究顯示混沙播種方式與播后覆沙、直接播種有顯著性差異，采用遮陰措施在20 d時(shí)達(dá)到出苗盛期，比未遮陰措施的出苗量提高44.7 %。以上對(duì)珍珠梅種子萌發(fā)和保藏條件的討論為生產(chǎn)實(shí)踐中珍珠梅實(shí)生苗育苗提供了理論依據(jù)。未見(jiàn)提高種子產(chǎn)量諸如營(yíng)建種子園等的相關(guān)文獻(xiàn)。

珍珠梅萌蘗性強(qiáng)，易生根，可扦插，也可分株、壓條繁殖。石進(jìn)朝[38]指出珍珠梅枝條扦插全年各時(shí)間段均可，具有愈傷組織生根、側(cè)芽基部分生組織生根兩種類型。高晉東[39]用ABT生根粉1號(hào)浸泡，混合基質(zhì)為河砂+林土，全光照噴霧管理，扦插生根率可達(dá)87%以上。營(yíng)建珍珠梅組培快繁技術(shù)體系不僅可加速培育優(yōu)質(zhì)苗木，還可為建立遺傳轉(zhuǎn)化體系、培育珍珠梅優(yōu)良品種等研究搭建技術(shù)平臺(tái)。馬生軍等[40]以珍珠梅腋芽莖段為外植體，用0.1%HgCl2溶液加入Tween-20滅菌處理，篩選初代培養(yǎng)基MS+6-BA 0.6 mg·L-1，繼代培養(yǎng)基MS+6-BA 0.6 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1和生根培養(yǎng)基1/4MS+IBA 0.2 mg·L-1+IAA0.2 mg·L-1。陳偉[40]首次以華北珍珠梅帶芽莖段為外植體，篩選出適宜華北珍珠梅的初代、增殖和生根培養(yǎng)基配方。兩篇論文都未涉及生根植株的煉苗和移栽環(huán)節(jié)，這些也是珍珠梅組培快繁技術(shù)體系的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

4 研究展望

綜上國(guó)內(nèi)外對(duì)珍珠梅各個(gè)方面的研究情況，提出未來(lái)研究工作的重點(diǎn)和發(fā)展方向：

4.1 加強(qiáng)對(duì)野生珍珠梅資源的收集，尤其是收集種內(nèi)不同層次的變異材料，注意特殊材料的收集。開(kāi)展引種馴化研究，營(yíng)建異地保存的植物資源圃，方便后期開(kāi)展該屬植物生物學(xué)特性、遺傳基礎(chǔ)等方面的研究工作。全面開(kāi)發(fā)珍珠梅屬植物資源，周楊[42,43]研究了珍珠梅果醋和果酒釀制的最佳發(fā)酵參數(shù)，為珍珠梅的食品應(yīng)用開(kāi)辟一條新路。據(jù)記載一株3年生的珍珠梅，側(cè)根就有68條，根長(zhǎng)45～65 cm，最長(zhǎng)可達(dá)120 cm，發(fā)達(dá)的根系可充分發(fā)揮水土保持、涵養(yǎng)水源的作用，選育適應(yīng)性好的珍珠梅良種，為我國(guó)西部廣大地區(qū)的生態(tài)建設(shè)服務(wù)。

4.2 目前珍珠梅品種單一，花色只有白色。所以在珍珠梅的育種方面有較為廣闊的研究空間，尤其是花色育種方面，如培育黃色或間色品種，除此以外還有花期育種、株型及特殊用途的品種培育。根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)，確定適宜育種目標(biāo)，以引種、選擇育種和雜交等常規(guī)育種技術(shù)為主，必要時(shí)可結(jié)合輻射誘變、基因工程育種等方法，制定相應(yīng)育種策略，培育出多樣珍珠梅品種，營(yíng)造出更好的觀賞效果。良種繁育工作也要跟上，才能更好更快地推廣新品種。珍珠梅扦插、分株、壓條已在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用，組織培養(yǎng)技術(shù)還很不成熟，未見(jiàn)珍珠梅種子生產(chǎn)的相關(guān)報(bào)道，只有種子育苗技術(shù)的研究。今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)珍珠梅授粉、受精，種子發(fā)育過(guò)程的基礎(chǔ)生物學(xué)研究，為后期開(kāi)展雜交育種提供理論依據(jù)。

4.3 目前只有為數(shù)不多的研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了珍珠梅藥理活性研究，以黃酮類成分的抑癌作用機(jī)制研究為主，在今后工作中應(yīng)更多了解其藥理毒性，使相關(guān)中醫(yī)中藥產(chǎn)品盡早推向市場(chǎng)。珍珠梅的化學(xué)成分開(kāi)發(fā)也停留在淺層階段，對(duì)其抑菌的作用成分和作用機(jī)理研究缺乏，可考慮在此基礎(chǔ)上深入研究，開(kāi)發(fā)植物源農(nóng)藥產(chǎn)品。