青藏高原特有植物尼泊爾黃堇研究現(xiàn)狀及其種質(zhì)資源保護

蘇丹丹劉玉萍張雨王亞男鄭長遠蘇旭

(1.青海師范大學生命科學學院，青海 西寧 810008；2.青海師范大學青海省青藏高原藥用動植物資源重點實驗室，青海 西寧 810008；3.青海師范大學高原科學與可持續(xù)發(fā)展研究院，青海 西寧 810008)

尼泊爾黃堇(Corydalis hendersonii)又名來棍或日貴，藏藥名“日官孜瑪”、“日棍”，是罌粟科(Papaveraceae)、紫堇屬(Corydalis)的一種多年生草本植物，也是青藏高原特有的一種地道藏藥材。尼泊爾黃堇主要分布于中國新疆西部，西藏中西部，以及青?？煽晌骼铩㈦s多、格爾木、鐵卜加，克什米爾和尼泊爾也有少量分布[1]。通常生長于海拔4200～5200m的海灘地和流石灘。尼泊爾黃堇可全草入藥，味苦、性涼、無毒，具有解熱鎮(zhèn)痛、抗炎、抗心律失常等功效，主要有保護心腦血管和抗血小板凝集等多種藥理作用[2,3]。在全面查閱文獻資料基礎(chǔ)上，對尼泊爾黃堇研究現(xiàn)狀進行了梳理和總結(jié)，并從多學科多角度對尼泊爾黃堇種質(zhì)資源收集與保存的重要性和意義作了詮釋，為今后尼泊爾黃堇種質(zhì)資源的系統(tǒng)研究和合理開發(fā)利用提供基礎(chǔ)性資料。

1 研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外諸多學者[1,4,5]對尼泊爾黃堇的形態(tài)學特征、化學成分以及藥理作用進行了大量研究，取得一系列顯著成果。

1.1 外部形態(tài)特征

尼泊爾黃堇是一種多年生草本植物，株高5～8cm；莖單一或僅有少數(shù)分支，基部環(huán)生枯老葉，中部以上具環(huán)生葉叢；葉柄與葉片近等長，寬4～6cm；葉片卵圓形，長2～3mm、寬1mm；苞片多裂，呈扇形，常具緣毛邊緣；花黃色，直立；花冠大，無雞冠突起或不明顯；種子近圓形，黃色或接近黃褐色，種阜小。不同學者對尼泊爾黃堇外部形態(tài)的描述有所不同[1,6-8]。如，1994年中國植物志編輯委員會編寫的《中國植物志》中將尼泊爾黃堇劃分為原變種和變種，變種為高冠尼泊爾黃堇，認為其與原變種的區(qū)別是外花瓣具有高的雞冠突起，苞片較大，長達3cm[1]；2016年《中國高等植物彩色圖鑒》編委會編寫的《中國高等植物彩色圖鑒》中認為，尼泊爾黃堇葉柄稍長于葉片，長4～8cm，苞片楔形，長達1.8cm，上部1/3處掌狀分裂，裂片線形，頂端急尖[6]；最新出版的《Flora of China》中對尼泊爾黃堇外部形態(tài)進行了詳盡描述，認為根先端有濃密葉蓮座叢，莖疏生分枝，葉柄扁平，通常具緣毛邊緣，葉片三角形，總狀花序具3～8花，傘房狀，花梗直立，在果期鉤彎在先端，蒴果長圓形，具1～9種子，種子1.5～2mm。此外，吳征鎰等[7,8]基于紫堇屬植物的形態(tài)特征，將紫堇屬劃分為Coyrdails和Pistolochia 2大類群，并建立了一個較全面的紫堇屬進化系統(tǒng)。

1.2 內(nèi)部化學成分

先前研究表明，尼泊爾黃堇富含生物堿、黃酮、三萜、甾體及酚苷等多種化學成分[9-13]。

1.2.1 生物堿類化合物

先前學者[4,9-12]研究發(fā)現(xiàn)，尼泊爾黃堇中含有大量的生物堿成分。如，1986年林茂等[4]采用離子交換法從尼泊爾黃堇中分離和鑒定出幾種生物堿，即β-隱品堿、原阿片堿、碎葉紫堇堿、刺罌粟堿和亨脫靈堿，其中亨脫靈堿是一種新的生物堿化合物；傅予等[9]采用電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)(MS)對尼泊爾黃堇中的總生物堿進行分析，獲得11種生物堿成分，分別為四氫芬氏唐松草定堿、人血草堿、9-甲基夏無堿C、隱品堿、四氫表小檗堿、α-別隱品堿、四氫小檗紅堿、金黃紫堇堿、原阿片堿和6-丙酮基-5，6-二氫血根堿，其中9-甲基夏無堿C是尼泊爾黃堇中首次分離到的生物堿成分；尹旭[10]等通過半制備HPLC色譜法從尼泊爾黃堇乙醇提取物中分離到格蘭地新、小檗堿、普羅托品、隱品堿、N-反式-阿魏酰去甲辛弗林、3-(4-羥基-3-甲氧苯基)-N-[2-(4-羥基-苯基)-2-甲氧乙基]丙烯酰胺、N-順式-對香豆酰去甲辛弗林、N-反式-對香豆酰去甲腎上腺素和N-順式-阿魏酰去甲辛弗林等9個已知生物堿；鐘國越等[11]通過類似方法又分離到四氫黃連堿、四氫巴馬汀、奧柯紫堇明堿、藍堇靈、二氫血根堿、四氫非洲防己堿、黃連堿和8-丙酮基二氫血根堿等幾種生物堿成分；易文雯等[12]從尼泊爾黃堇乙酸乙酯部位中分離出12種化合物，其中金圣草黃素、5-hydroxy-7,3′,4′-trimethoxyisoflavone、對羥基苯乙醇、對羥基苯甲酸、煙酰胺和腺嘌呤首次從紫堇屬中得到，化合物Rupestrine A和唐松草林堿首次從尼泊爾黃堇中獲得。此外，另有學者[13]從尼泊爾黃堇分離得到3個新型異喹啉生物堿(±)Hendersine A和Hendersine B。

1.2.2 黃酮類化合物

迄今為止，國內(nèi)外有關(guān)尼泊爾黃堇中黃酮類化合物的研究相對較少，僅見高燕萍等[11]應(yīng)用半制備高效液相色譜、反復硅膠柱色譜、凝膠Sephadex LH-20柱色譜等技術(shù)對尼泊爾黃堇中的非生物堿部位進行了分離純化，從中共獲得13種黃酮類化合物，即芹菜素、槲皮素、木犀草素、山柰酚、5,7,4’-三羥基二氫黃酮、蘆丁、槲皮苷、紫云英苷、烏蘇酸、齊墩果酸、豆甾醇、β-谷甾醇、胡蘿卜苷，其中芹菜素和紫云英苷是首次從尼泊爾黃堇中分離到的黃酮類化合物；同時，高燕萍等[11]運用NMR、MS等波譜方法還從尼泊爾黃堇中分離鑒定到三萜類化合物和甾體類化合物，如齊墩果酸、烏蘇酸、β-谷甾醇、豆甾醇、胡蘿卜苷等。

1.3 藥理作用

先前研究表明，紫堇屬植物在醫(yī)藥中應(yīng)用廣泛，常見的有延胡索、夏天無、苦地丁、塞北紫堇、尼泊爾黃堇等[14]，其中尼泊爾黃堇尤為常用?，F(xiàn)代藥理學和藥效學研究發(fā)現(xiàn)，尼泊爾黃堇具有鎮(zhèn)痛、抗炎、抗心律失常等功效，且具有保護心腦血管和抗血小板凝集等多種藥理作用[15]。

1.3.1 解熱鎮(zhèn)痛與抗炎作用

魏春華等[16]通過對尼泊爾黃堇解熱鎮(zhèn)痛和抗炎作用的綜合研究，發(fā)現(xiàn)其可顯著降低干酵母與脂多糖(LPS)所致的發(fā)熱大鼠體溫，具有緩解冰醋酸與熱刺激導致的小鼠疼痛、二甲苯所致的小鼠耳腫脹以及角叉菜膠引起的大鼠足腫脹等功效，同時能夠顯著提高血清與炎癥組織中SOD活性(P<0.01)以及降低血清與組織中MDA和TNF-α，認為尼泊爾黃堇具有明顯的解熱鎮(zhèn)痛與抗炎作用；Yin等[13]利用尼泊爾紫堇乙醇提取物與總生物堿在醋酸扭體和福爾馬林疼痛模型上的作用研究發(fā)現(xiàn)，總生物堿及主要成分Magnoflorine能夠抑制谷氨酸誘導的大鼠嗜鉻細胞瘤PC12細胞內(nèi)鈣離子濃度，從而發(fā)揮其良好的鎮(zhèn)痛作用。

1.3.2 保護心腦血管及抗血小板凝集作用

Yin等[13]通過小鼠心肌缺血損傷模型發(fā)現(xiàn)，尼泊爾黃堇無水乙醇提取物對其具有明顯的保護作用，認為從尼泊爾黃堇中分離出的生物堿成分(±)Hendersine A、Magnoflorine對脂多糖損傷的心肌細胞具有保護作用，并且在10μmol·L-1濃度下最高可達40%的保護作用，即尼泊爾黃堇無水乙醇提取物具有抗心肌缺血活性；Bai等[17]采用HPLC-DAD和IT-TOF-ESI-MS技術(shù)，制備的尼泊爾黃堇乙醇提取物能顯著抑制凝血酶、腺苷-5-二磷酸和花生四烯酸誘導的血小板凝集，為臨床開發(fā)治療缺血性心臟病尼泊爾黃堇類藥物提供了依據(jù)。

2 尼泊爾黃堇種群動態(tài)研究及種質(zhì)資源保護

2.1 尼泊爾黃堇的種群動態(tài)研究

青藏高原是世界上海拔最高、最廣闊的高原之一。第4紀冰期期間，氣候振蕩改變了該地區(qū)大部分物種的地理分布，使北半球的溫帶地區(qū)產(chǎn)生不同程度范圍的擴張和收縮。由于這種復雜的局部地形和氣候波動，高原以及周邊地區(qū)，有著異常豐富的資源特有種和屬。在過去的幾十年，許多學者進行實驗探討青藏高原特有種尼泊爾黃堇的生理生態(tài)適應(yīng)性和種群動態(tài)變化[18,19]，尼泊爾黃堇是C3植物，有很強的耐貧瘠能力，且在養(yǎng)分限制和充足條件下，自身啟動養(yǎng)分儲備機制以適應(yīng)低溫、干旱的嚴酷環(huán)境；采集遍及青藏高原整個區(qū)域的尼泊爾黃堇樣本，運用中心檢驗(Neutrality test)、貝葉斯天際線(Bayesian skyline plot, BSP)及錯配分布分析(Mismatch distribution analysis, MDA)等方法對葉綠體DNA(cpDNA)和內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed space, ITS)序列變異的種群動態(tài)分析，結(jié)果表明，尼泊爾黃堇整個居群和西部居群發(fā)生了種群擴張，東部、中北和中南區(qū)域居群至今一直處于種群收縮狀態(tài)且經(jīng)歷了嚴重的瓶頸事件(瓶頸事件發(fā)生在0.07Ma左右)；生態(tài)位模擬結(jié)果顯示，尼泊爾黃堇在第4紀冰期盛冰期時，發(fā)生了明顯的種群收縮，同之前相比，當前尼泊爾黃堇的分布又發(fā)生了收縮。生態(tài)位模型模擬預測的潛在分區(qū)變化同基于cpDNA序列變異的尼泊爾黃堇種群動態(tài)分析結(jié)果高度一致。這些結(jié)果同青藏高原氣候演變的歷史極其吻合，預示未來尼泊爾黃堇的瀕危程度還會進一步加劇。

2.2 種質(zhì)資源保護策略

尼泊爾黃堇具有抗寒、抗旱等許多特殊良好性狀基因，要充分發(fā)揮其在種質(zhì)、藥用、生態(tài)和經(jīng)濟等方面的價值。目前關(guān)于尼泊爾黃堇的很多研究仍然空白，缺乏更深入、更系統(tǒng)的研究。但如今尼泊爾黃堇已經(jīng)瀕臨滅絕，然而并沒有得到國內(nèi)相關(guān)單位及科研工作者的重視，且缺乏尼泊爾黃堇當前的資源狀況調(diào)查。因此，了解珍稀瀕危物種的資源情況，為保護和培育尼泊爾黃堇制定合理的策略迫在眉睫。

2.2.1 就地保護

就地保護是最佳的一種方案，能長期有效地保存物種及其遺傳多樣性。因此，減少破環(huán)尼泊爾黃堇生態(tài)環(huán)境的行為，保護棲息環(huán)境，恢復其最適生態(tài)環(huán)境是至關(guān)重要的。

2.2.2 離體保護

采集尼泊爾黃堇不同地區(qū)、不同居群中有代表性的種子放在種質(zhì)資源庫進行保護和研究，同時在條件允許的情況下盡量多采集，防止降低種群的多樣性以此來保證居群的遺傳完整性。

3 展望

尼泊爾黃堇是青藏高原一種珍稀瀕危藏藥材，具有較高的藥用價值和經(jīng)濟價值。然而，由于市場需求量極大、過度開采利用和環(huán)境污染等因素使尼泊爾黃堇已處于嚴重瀕危狀態(tài)，因此尼泊爾黃堇種質(zhì)資源的收集與保存，不僅可以保護其種質(zhì)資源，還可為將來系統(tǒng)探討該物種的遺傳多樣性、群體遺傳結(jié)構(gòu)、物種起源與進化以及物種形成機制等提供材料基礎(chǔ)。據(jù)此，可以開展以下主要研究工作：群體水平上，闡明該物種形態(tài)變異的主要表現(xiàn)性狀和生態(tài)因子類型；群體水平上，闡明微觀性狀在種群間和種群內(nèi)的差異、分類價值及系統(tǒng)演化意義；探討尼泊爾黃堇的遺傳多樣性和群體遺傳結(jié)構(gòu)、遺傳變異地理分布式樣及群體歷史動態(tài)?？傊?，對尼泊爾黃堇進行上述系統(tǒng)研究，不僅有助于今后對其進行合理的開發(fā)利用，而且還可為將來尋找青藏高原新的優(yōu)良中藏藥提供基礎(chǔ)資料。