瀕危樹種細毛樟研究進展

姜睿 張北紅 彭藝 李鳳 金志農 肖祖飛

摘 要：細毛樟是樟科樟屬常綠喬木，為我國特有樹種，也是瀕危樹種。細毛樟依據(jù)枝葉精油主成分可劃分為9個化學型，其中欖香素型、金合歡醇型、香葉醇型在其他香料植物中極少見，具有重要的經濟價值。目前，對細毛樟的形態(tài)與解剖學、栽培與繁育、化學型及精油主成分分析等方面已有研究，但在種質資源收集與保護、良種選育、矮林栽培、精油利用與深加工、抗逆性等方面的研究仍為空白。該文對細毛樟的前期研究進行了綜述，梳理了細毛樟研究中存在的問題，并提出了相應的解決對策，以期為細毛樟的后續(xù)研究提供參考。

關鍵詞：細毛樟;精油;研究進展

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）16-0080-04

Research Progress of Cinnamomum tenuipilum， an Endangered Plant

JIANG Rui et al.

（Nanchang Institute of Technology， Jiangxi Porvincial Engineering Reseach Center of Seed-breeding and Utilization of Camphor Trees， Nanchang 330099， China）

Abstract： Cinnamomum tenuipilum is an evergreen tree of Lauraceae and Cinnamomum. It is endemic and endangered tree species in China. Based on its major components of essential oil from leaves， C. tenuipilum can be divided into 9 chemical types. Among them， elemiein， farnesol and geraniol type are rare in other spice plants， which has important economic value. At present， the research of C. tenuipilum focuses on morphology and anatomy， cultivation and breeding， chemical types and essential oil composition. However， there are still some research gaps， such as breeding of varieties， collection and conservation of germ plasm resources， cultivation of dwarf forests， deep processing and utilization of essential oils， stress resistance， etc.. The current research situation in various fields and some existing problems were sorte out， then these corresponding countermeasures were put forward. The results could provide reference for the follow-up study of C. tenuipilum.

Key words： Cinnamomum tenuipilum; Essential oil; Research progress

細毛樟（Cinnamomum tenuipilum Kosterm.）屬于樟科樟屬植物，分布于我國云南南部及西南部，生于山谷或谷地的灌叢、疏林或密林中，海拔在580～1200m，是一種珍貴的香料樹種。細毛樟樹干通直、文理細致美觀，材質與黃樟、香樟等相當，是高檔家具和室內裝飾的優(yōu)良材料[1]。細毛樟的根、莖和葉中含有精油，依據(jù)枝葉精油主成分可劃分為金合歡醇型、香葉醇型、芳樟醇型、甲基丁子香酚型、欖香素型、樟腦型、1，8-按葉油素型、檸檬醛型等9個化學型，是樟屬植物中化學型最多的樹種，特別是欖香素型、金合歡醇型和香葉醇型在香料植物中很少見，具有重要的經濟價值[2]。此外，細毛樟資源少且分布散，是一種瀕危珍稀樹種。目前，已開展了細毛樟形態(tài)與解剖學、栽培與繁育、化學型及精油主成分分析方面的研究，而有關種質資源收集與保護、良種選育、引種馴化、矮林栽培、精油利用與深加工、抗逆性等方面的研究尚未見報道。為此，本文對細毛樟現(xiàn)有的研究進行了綜述，梳理了研究中存在的問題，并提出了相應的對策建議，以期為細毛樟的后期研究提供參考。

1 細毛樟研究現(xiàn)狀

1.1 形態(tài)和解剖學研究 細毛樟為常綠喬木，樹皮灰色，幼枝密被灰褐色絨毛，老枝無毛。葉互生，紙質，倒卵形或近橢圓形，先端圓形或鈍形或短漸尖，葉基寬楔形，葉常集生枝頂，葉初時兩面密被柔毛，后漸變稀疏，羽狀脈，側脈6～7條。圓錐花序腋生或頂生，花小，淡黃色?；ㄆ?—4月，果期6—10月[3]。果近球形，直徑1.5cm，熟時紅紫色。種子的千粒重約為380g，2600粒/kg，含水率為39%～45%。種子卵球形或球形，種皮呈黑色或黑褐色，略堅硬[4]。

細毛樟葉片橫切解剖結構為上表皮、柵欄組織、海綿組織和下表皮。上表皮細胞長方形，外具有薄的角質層，柵欄組織排列緊密，內含大量葉綠素，海綿組織排列疏松，下表皮細胞比上表皮細胞薄，具氣孔和表皮毛。細毛樟油細胞分布在柵欄組織和海綿組織中，油細胞大小是柵欄細胞和海綿細胞的3～5倍。不同葉齡油細胞形態(tài)、大小、數(shù)量、油細胞的距離有差異，嫩葉中油細胞呈橢圓形，長寬分別為54.6μm、37.8μm，油細胞的距離為12.6μm，單位面積油細胞數(shù)量多;新葉中油細胞呈圓形，直徑為46.2μm，油細胞的距離加大到37.8μm，單位面積油細胞數(shù)量減少;老葉中油細胞大小、油細胞的距離進一步增大，單位面積油細胞數(shù)量進一步減少[5]。因此，細毛樟葉片的出油率可能與葉齡有關，主要受油細胞大小和密度的影響。

1.2 栽培與繁育研究

1.2.1 細毛樟播種繁殖 細毛樟種子一般在7月中下旬成熟，采收紫黑色或紫紅色的果實，先洗除果肉，選取沉入水底的種子。細毛樟種子無休眠期，種子忌日曬和防失水。細毛樟種子應隨采隨播，或以濕沙貯藏催芽，播種10～15d后種子開始發(fā)芽，整個發(fā)芽過程需65～80d。不同化學型細毛樟種子發(fā)芽有所差異，金合歡醇型、香葉醇型和芳樟醇型母樹種子的發(fā)芽率較高，發(fā)芽率分別為93%、83%～98%、77%～83%，甲基丁香酚型母樹種子的發(fā)芽率相對較低，為71%。細毛樟幼苗長出2～4片新葉，可移入營養(yǎng)缽進行撫育，待苗高30～40cm時定值，定植株行距一般為2×3m或3×4m，可種1680株/hm2或840株/hm2[4]。這與肖祖飛[6]等研究檸檬醛型樟樹種子的出苗率及幼苗生長量優(yōu)于腦樟型樟樹相似。

1.2.2 細毛樟無性繁殖 目前，細毛樟的無性繁殖研究主要在扦插和嫁接。研究表明，細毛樟扦插最適宜的季節(jié)為6—10月份，最適宜氣溫在22.6～25.5℃，空氣濕度在83%～88%。500mg/L的吲哚-3-醋酸處理當年生或一年生細毛樟插條，生根率可達32%，生根時間需要6～8個月，細毛樟扦插比較難生根。細毛樟的嫁接一般在生長盛期（7月雨季，氣溫25.3℃）和停長期（11月至次年2月霧涼季，氣溫19.4～15.5～17.3℃）進行，停長期的嫁接成活率高于生長盛期，這與停長期氣溫低，接穗不易干枯，利于接口愈合有關。香葉醇型細毛樟在12月進行嫁接，成活率較高，枝節(jié)成活率達到75%、芽接40%;金合歡醇型細毛樟在11月份進行嫁接，芽接成活率44%、枝接32%。與扦插相比較，細毛樟的嫁接成活率高[4]。不同季節(jié)對芳樟醇型細毛樟嫁接成活率的影響較大，12月至次年1月嫁接成活率最高，可達70%以上，這與氣溫低，有利于接口愈合有關。相同季節(jié)，芳樟醇型細毛樟枝接成活率（71%～90%）高于芽接（4%～12%）。砧木高度也影響芳樟醇型細毛樟的嫁接成活率，與5cm、20cm砧木高度相比較，砧木高度40cm嫁接成活率較高，成活率可達90%。因此，芳樟醇型細毛樟的嫁接繁殖應在12月至次年1月，砧木高度40cm，采用枝接[7]。目前，細毛樟扦插繁殖成活率低，嫁接成活率高，但嫁接繁殖系數(shù)低，難以滿足市場需求。扦插繁殖具有操作簡單、繁殖系數(shù)高、能夠維持木本優(yōu)良性狀等優(yōu)點，但影響細毛樟扦插生根的影響因子，例如激素類型和濃度、扦插基質、插條的生理狀況、插條的粗度和長度等均未見到報道。因此，今后急需繼續(xù)開展細毛樟扦插技術方面的研究。

組織培養(yǎng)是苗木快繁的主要方法。研究發(fā)現(xiàn)，MS和6，7-V基本培養(yǎng)基容易誘導香葉醇型細毛樟葉片形成愈傷，且愈傷組織生長旺盛、顏色白色;愈傷組織采用MS+2.0mg/LIAA+0.1KT培養(yǎng)基繼代，干重和生長速率達到最大，分別為308.2mg/瓶、4.57mg/瓶/d;愈傷組織的生長最適pH值和溫度分別是5～6、25℃;黑暗條件下培養(yǎng)，愈傷組織干重和生長速度（301.9±6.9mg/瓶、4.68mg/瓶/d）遠超過光照下（196.3±4.3mg/瓶、2.04mg/瓶/d），并且光照下愈傷組織容易褐化，質地變硬[8]。

1.3 化學型及精油成分分析研究 細毛樟根、莖、葉均含精油，廣泛應用于香料、醫(yī)藥、食品飲料、化工等領域。在云南西雙版納勐侖采集1株6年生細毛樟新鮮葉片，主成分分析發(fā)現(xiàn)芳樟醇含量高達97.51%[9]。從香葉醇、芳樟醇和甲基丁子香酚型細毛樟母樹上采集種子進行育苗，發(fā)現(xiàn)香葉醇型細毛樟分化出8個化學型，97株二年生實生苗有56.70%維持母本化學型，為香葉醇型、26.80%為1，8-桉葉油素型，6.18%為芳樟醇型，5.16%為甲基丁子香酚型，檸檬醛、樟腦、龍腦、α-水芹烯、欖香素等各占1.03%;芳樟醇型細毛樟分化出3個化學型，14株二年生實生苗有57.14%為芳樟醇型、21.43%為1，8-桉葉油素型，14.29%為欖香素型，7.14%為樟腦型，其中欖香素型在樟屬其他樹種未見報道;甲基丁子香酚型細毛樟子代有71.43%的植株維持母本化學型，還有14.29%為芳樟醇型，3.57%為香葉醇型，10.71%主成分不明顯的雜型[2]。采集芳樟醇型細毛樟母樹種子進行播種繁殖，隨機采集二年生以上幼樹葉片，通過香韻法初步鑒別208株單株，其中含芳樟醇型有142株，占總株數(shù)的68.27%，再利用GC-MS檢測其中60株葉片精油主成分，結果55株為芳樟醇型、3株為香葉醇型（香葉醇：73%～85.36%）、2株為欖香烯型（欖香烯：66%～73.69%），芳樟醇型細毛樟出油率和主成分差異較大，出油率在0.4%～2.03%，平均出油率1.33%，主成分在68%～96.99%，平均芳樟醇含量為86.74%[10]。研究發(fā)現(xiàn)，10年生芳樟醇型細毛樟母樹和其4年生扦插苗后代葉片出油率和主成分基本一致;而芳樟醇型細毛樟1年生實生苗出油率僅為0.5%、芳樟醇含量22.61%，與母樹和扦插苗相比較，出油率分別低了1.5%、1.47%。細毛樟一年生苗葉油含量低，二年生實生苗葉油含量和主成分高于一年生實生苗，與母樹相當，說明細毛樟二年生實生苗葉油已經分化[10]。通過嫁接，不同化學型細毛樟嫁接苗后代均能夠保持母本性狀[2]，用繼代6代的香葉醇型細毛樟葉片愈傷組織提取精油，精油主成分仍為香葉醇[8]。因此，細毛樟有性繁殖子代變異較大，不能保持母本優(yōu)良性狀，無性繁殖能夠保持母本優(yōu)良性狀。關于細毛樟有性繁殖分化出多種化學型，其分化機理有待深入研究。

細毛樟葉片出油率受季節(jié)的影響較大。芳樟醇型細毛樟母樹和其扦插苗葉片出油率4—10月份含量較高，12月至次年2月份含量稍低，即葉片出油率生長季高，休眠季低，但芳樟醇含量隨季節(jié)的變化基本保持一致[11]。芳樟醇型細毛樟有性后代葉片出油率生長期（3—11月）高于停長期（12月至次年2月），特別是生長旺盛期（4、5、6月）出油率高，芳樟醇含量各月份差異較小[10]。金合歡醇型、香葉醇型和芳樟醇型細毛樟葉片出油率生長期（4—10月份）較高，停長期（12月至次年2月份）偏低，香葉醇和芳樟醇含量隨時間變化基本不變，金合歡醇含量4月份偏低，10—12月份較高，其他各月金合歡醇含量基本一致。

生境對細毛樟葉油和主成分影響不明顯。在海拔l080m、東向山坡酸性紅壤林地，選取5株野生細毛樟葉片進行精油含量測定及主成分分析，結果表明，3顆為芳樟醇型，葉片出油率在1.23%～1.82%，芳樟醇在67.8%～97.04%;另外2株為桉葉油素型和主成分不明顯者。在另一野生地，海拔約1000m，從不同坡向共采集10株細毛樟葉片進行精油含量測定及主成分分析，發(fā)現(xiàn)5個化學型，其中4株為香葉醇型，出油率在1.51%～1.92%，香葉醇在75.16%～93.3%;2株為甲基丁子香酚型，出油率分別為1.20%、1.74%，主成分分別為69.72%、73.4%，出油率和主成分分別相差0.54%、3.68%，還有金合歡醇型、檸檬醛型、1，8-桉葉油素型各1株[2]。

1.4 分子生物學研究 曾英等[12]研究了香葉醇型和芳樟醇型細毛樟子代幼芽和葉片過氧化物酶同工酶譜帶，發(fā)現(xiàn)2種化學型細毛樟子代幼芽和葉片的同工酶譜一致，認為化學型的劃分是表型，香葉醇型和芳樟醇型細毛樟原屬遺傳性極相似的同一個種。

2 問題與對策

細毛樟枝葉含有精油，是樟屬中化學型最多的樹種，是具有重要開發(fā)價值的香料樹種。經查閱資料，關于細毛樟的研究主要在20世紀70—80年代，之后研究處于停滯狀態(tài)。當前細毛樟在化學型方面的研究較多，而在形態(tài)與解剖學、栽培與繁育、精油成分分析、分子生物學等方面的資料較少，在良種選育、種質資源收集與保護、引種馴化、生態(tài)學特性、矮林栽培、精油利用與深加工、抗逆性等方面則處于空白。因此，有必要完善現(xiàn)有研究，同時推動其他方面的研究。

2.1 加強種質資源收集、保護和引種馴化研究 細毛樟僅零星分布于我國云南南部及西南部，中國科學院西雙版納熱帶植物園內有少量種質資源的保存。細毛樟的野外種質資源少，自然結實率低，很難采集到種子進行繁殖。因此，對細毛樟種質資源進行搶救性收集、就地保護或遷地保護工作迫在眉睫。此外，細毛樟在其自然分布區(qū)域生長勢差，處于一種退化狀態(tài)，這一古老樹種可能對其原有生長環(huán)境不適應，需盡快開展細毛樟復壯研究和引種馴化。

2.2 加強無性繁殖、良種選育和矮林栽培技術協(xié)同研究 目前，細毛樟主要以嫁接繁殖為主，繁殖系數(shù)低、繁殖速度慢，難以在短期內獲取大量苗木。細毛樟扦插生根率低，且扦插和組織培養(yǎng)技術的研究較少。細毛樟扦插生根的因子和生根機制，細毛樟組織培養(yǎng)初代、繼代和生根培養(yǎng)基配方等研究急需開展。良種的選育對細毛樟的開發(fā)利用至關重要。與樟屬其他樹種比較，細毛樟的化學型多達9種，尤其是欖香素型、金合歡醇型和香葉醇型在香料植物中很少見，但至今仍未見到優(yōu)良品種推廣。因此，要以出油率和主成分含量高為目標，在細毛樟分布區(qū)域內選擇不同化學型優(yōu)良單株進行無性繁殖。采用矮林作業(yè)模式，對天然香精香料產業(yè)的發(fā)展具有重要意義。細毛樟香料林栽培可以參考香樟矮林栽培模式[13]，即矮林密植、1年砍伐1次或2年砍伐3次進行枝葉精油的提取，從而極大地提高了單位面積生物量和精油產量。

2.3 開展細毛樟精油代謝機理研究 細毛樟化學型多、精油純度高，但關于細毛樟精油的代謝途徑研究仍未見報道。通過分子生物學手段，掌握細毛樟精油代謝機理，對于細毛樟精油代謝的調控至關重要，同時有助于細毛樟雜交育種、品種改良等。目前，牛樟、山蒼子的基因組測序已經公布，借助這2個相近樹種的測序結果，可以開展細毛樟精油代謝調控機理、精油代謝調控關鍵基因篩選、解析不同化學型細毛樟精油代謝途徑差異以及葉、莖和根精油主成分差異等研究。

2.4 開發(fā)精油產品，提高附加值 與香樟、黃樟、山蒼子等香料植物一樣，細毛樟非木質資源利用的一些關鍵技術和共性技術尚未解決。細毛樟枝葉精油的提取方面仍處于粗放的狀態(tài)，原料貯存與預處理過于簡單，缺乏預處理時間和方式對精油出油率及主成分含量影響研究的技術支持;精油精深加工方面，存在精深加工能力不足、技術水平不高的問題。目前，市場上主流品牌產品是檸檬醛、芳樟醇、龍腦、樟腦、桉葉油素、丁香酚、松油醇等，但也只是為世界發(fā)達國家高端市場提供加工的原材料，離最終形成高附加值香料、藥用產品等仍有較大距離。因此，急需開展精油提取分離、精深加工關鍵技術研究與裝備開發(fā)，為產業(yè)發(fā)展提供技術支撐和奠定基礎;急需研發(fā)出精油的高附加值產品，從而提升產業(yè)的經濟效益和規(guī)模效益。

參考文獻

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（責編：張宏民）

基金項目：江西省林業(yè)局林業(yè)科技創(chuàng)新專項“猴樟、黃樟和細毛樟微扦插關鍵技術研究”（編號：創(chuàng)新專項[2019]04號）;江西省重點研發(fā)計劃一般項目“四種檸檬醛化學型樟樹無性繁殖關鍵技術研究”（編號：20192BBFL60012）;江西省林業(yè)局樟樹研究專項“重要木本香料樟樹全產業(yè)鏈開發(fā)共性關鍵技術研究與應用”（創(chuàng)新專項[2020]07）;江西省科學技術廳重大科技研發(fā)專項“我國南方香料樟樹高效種植與精深加工全產業(yè)鏈關鍵技術研究與開發(fā)”（20203ABC28W016）。

作者簡介：姜睿（1996—），女，四川廣元人，在讀碩士，研究方向：水土保持植物。 *通訊作者 ?收稿日期：2021-05-06