藥用植物白鮮研究進(jìn)展

劉卉　金光德　李美陽　南桂仙

摘 要 白鮮為蕓香科多年生草本植物，為我國傳統(tǒng)的中藥材，被廣泛應(yīng)用于消炎止血等方面?；诖?，對(duì)白鮮在生物技術(shù)、主要化學(xué)成分及藥理活性等方面進(jìn)行綜述，以期為白鮮的進(jìn)一步研究與可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞 白鮮;生物技術(shù);化學(xué)成分;藥理作用

中圖分類號(hào)：R282.71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.30.026

白鮮為蕓香科白鮮屬多年生宿根草本植物，根皮制干后稱為白鮮皮，是重要的中藥材，主要分布在東北三省、新疆、甘肅等地區(qū)。近年來，由于過度開采導(dǎo)致野生資源匱乏，而人工栽培尚處于探索階段。基于此，從生物技術(shù)、主要化學(xué)成分及藥理活性等方面進(jìn)行梳理總結(jié)，以期為白鮮種質(zhì)資源的研究與利用、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供重要參考。

1 白鮮栽培技術(shù)方面的研究

白鮮主要以種子繁殖喜歡溫暖濕潤的環(huán)境，耐寒、耐旱、但不耐水澇，所以種植白鮮大多在含有沙石的土壤上。種子具有體眠特性，這是人工栽培需首要解決的問題。目前，可以利用低溫層及低溫處理、赤霉素處理、沙藏處理等方法有效打破種子休眠，提高白鮮種子的發(fā)芽率，可以使白鮮種子高效快速地應(yīng)用于生產(chǎn)和科研[1]。雖然已有關(guān)于高效規(guī)范種植及管理白鮮方面的研究報(bào)道，但因白鮮種子具有體眠特性，加上苗期多發(fā)病蟲害以及移栽到土壤后不易存活等原因使白鮮大面積種植難以推廣。通過生物技術(shù)手段利用有限的資源快速繁殖和有效利用白鮮是一種很好的解決途徑。

2 白鮮主要化學(xué)成分和藥理活性研究

我國對(duì)白鮮的開發(fā)研究始于20世紀(jì)90年代。白鮮富含多種化學(xué)成分，目前，國內(nèi)外研究人員已經(jīng)利用高效液相色譜法、硫酸-苯酚比色法等技術(shù)手段從白鮮皮中分離出約100種化合物，主要包括生物堿、檸檬苦素、黃酮類、甾體類、多糖化合物及揮發(fā)油等[2]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，白鮮有清熱燥濕、抗菌消炎、抗癌、止血以及提高機(jī)體免疫力等多種藥用功能，對(duì)手足癬、腳氣、頭痛、肺熱、骨質(zhì)增生、淋巴結(jié)核、女子陰中腫痛和產(chǎn)后中風(fēng)等疾病的治療均有明顯效果[3-7]。但也有研究表明，白鮮中可能存在一些導(dǎo)致肝損傷的成分，但導(dǎo)致肝損傷的作用機(jī)制還不清楚。因此，今后還需對(duì)白鮮藥理方面開展進(jìn)一步研究，以期發(fā)現(xiàn)更多的藥用價(jià)值以及減少一些不必要的損傷[8]。

3 白鮮在生物農(nóng)藥方面的研究

白鮮提取物具有天然植物殺蟲劑的功效。研究表明白鮮的殺蟲活性顯著，但對(duì)魚類等生物無明顯傷害;白鮮中的梣酮增加了三齡幼蟲的拒食率和死亡率;白鮮根的蒸餾液對(duì)玉米蚜蟲具有明顯的觸殺和拒食作用;白鮮堿以及黃酮阻礙了昆蟲的生長。且白鮮對(duì)稻瘟病菌、番茄葉霉、玉米彎孢菌、茄腐鐮刀菌和菌黑色素的生長有抑制作用。白鮮作為天然農(nóng)藥進(jìn)行開發(fā)有無化學(xué)殘留、易降解等優(yōu)點(diǎn)，前景廣闊[9-11]。

4 白鮮生物技術(shù)方面的研究

我國對(duì)白鮮的生物技術(shù)方面的研究歷史較短處于起步階段，研究報(bào)道也相對(duì)較少。在有關(guān)組織培養(yǎng)的研究報(bào)道中，朱新洲建立了白鮮懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系[12]，張霞等和寧靜等分別找出了新疆白鮮與長白山白鮮最佳組培苗的生長狀態(tài)[13-14]，韓瑩等篩選出了白鮮從誘導(dǎo)愈傷組織到不定芽分化再到生根所涉及的理想培養(yǎng)基，并通過實(shí)驗(yàn)建立了白鮮的最佳細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)體系[15]。賈曉龍等通過組織培養(yǎng)的方法，建立白鮮的組培體系，用不同生長調(diào)節(jié)劑處理的愈傷組織中測得有效藥用成分，篩選出了最適愈傷組織誘導(dǎo)且黃柏酮含量最佳的培養(yǎng)基和白鮮堿和梣酮的含量最適培養(yǎng)基[16-17]。這些研究為白鮮今后高效生產(chǎn)有效藥用成分和可持續(xù)發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

在基因調(diào)控、次生代謝產(chǎn)物合成途徑等方面，李依民利用高通量測序技術(shù)獲得白鮮根轉(zhuǎn)錄組信息特征，涉及132個(gè)京都基因（KEGG）標(biāo)準(zhǔn)代謝通路，其中包括18個(gè)次生代謝標(biāo)準(zhǔn)通路[18]。楊柳和郭娜均應(yīng)用寡核苷酸芯片表明，白鮮皮中一些主要的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)如DNA復(fù)制和重組等受到白鮮堿影響[19-20]。郭毅斌研究表明白鮮皮提取物DPR-2可能通過中和內(nèi)毒素作用，阻斷肉毒素與RAW264.7細(xì)胞受體的結(jié)合，從而抑制了肉毒素介導(dǎo)的細(xì)胞活化[21]。王晶瑩研究表明，白鮮堿通過下調(diào)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR/p70S6K/eIF4E）和促分裂原活化性蛋白激酶（MAPK）通路降低低氧誘導(dǎo)因子-1的a亞基組（HIF-1a）蛋白的合成，并通過抑制糖原合酶激酶3（GSK-3β/Slug）信號(hào)通路降低對(duì)脊椎動(dòng)物鋅指蛋白（Slug）的表達(dá)[22]。通過高通量測序技術(shù)和寡核普酸芯片技術(shù)的研究所獲得信息，為后續(xù)利用植物次生代謝基因工程技術(shù)高效生產(chǎn)白鮮次生代謝活性成分奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

5 存在問題與建議

白鮮具有多種功效，近年來市場對(duì)其需求量逐漸增加，人們大量無意識(shí)地濫采亂挖野生白鮮，使其野生資源儲(chǔ)量急劇減少。再加上我國耕地面積有限，對(duì)于多年生藥用植物而言，大田栽培難以保證其正常生長年限，致使其有效成分積累量低且易受環(huán)境變化、農(nóng)藥殘留等不利因素影響，難以滿足國內(nèi)外市場龐大的需求量和嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。所以急需對(duì)白鮮進(jìn)行深入的研究，從而推動(dòng)白鮮及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

6 展望

目前，我國雖然在白鮮化學(xué)成分提取及藥理方面有了較多的研究成果，但在種質(zhì)資源與育種、生物技術(shù)等方面的研究較為落后。利用生物技術(shù)手段提高白鮮次生代謝產(chǎn)物調(diào)控途徑的研究可以很好地滿足市場需求，但是目前還未進(jìn)入系統(tǒng)化研究。利用毛狀根的培養(yǎng)、次生代謝產(chǎn)物生物合成的調(diào)控機(jī)制的研究和利用基因工程技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)基因工程菌提取有效藥用成分等方面的研究，成為高效生產(chǎn)白鮮次生代謝活性成分以及研究其生物合成調(diào)控機(jī)制的理想方法。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)植物毛狀根中次生代謝產(chǎn)生生物合成進(jìn)行調(diào)控，以期篩選出植物次生代謝活性成分生物合成路徑中關(guān)鍵酶，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)基因定位、克隆以及高效表達(dá)，已成為利用植物次生代謝基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)植物次生代謝活性成分的有效方法。這不僅為藥物生產(chǎn)和新藥開發(fā)探索了新的途徑，也從根本上解決了白鮮藥用資源可持續(xù)利用和發(fā)展的問題，為后續(xù)利用植物次生代謝基因工程技術(shù)高效生產(chǎn)白鮮次生代謝活性成分奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，對(duì)于利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)高效生產(chǎn)次生代謝活性成分、發(fā)現(xiàn)調(diào)控植物次生代謝活性成分生物合成的關(guān)鍵酶以及保護(hù)藥用植物資源的基因資源的可持續(xù)利用具有重要的意義。

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（責(zé)任編輯：趙中正）