貴州淫羊藿屬資源現(xiàn)狀及品質(zhì)影響因素研究進(jìn)展

羅 俊，袁叢軍*，丁訪軍，戴曉勇，王浩東

（1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院 西南喀斯特山地生物多樣性保護(hù)國家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550005；2.貴州雷公山森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，貴州 雷山 557100；3.貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

淫羊藿屬（EpimediumL.）植物全球約55 種［1］，我國原產(chǎn)45 種［2］。根據(jù)花瓣與內(nèi)輪萼片的大小關(guān)系，淫羊藿屬植物分為大花類群與小花類群，貴州是淫羊藿屬植物小花類群發(fā)生和演化的重要區(qū)域和分布中心，尤以黔東北地區(qū)保存的原始種類最多［3］。

淫羊藿屬多種植物具有重要的藥用價值，是我國著名的傳統(tǒng)中藥材，也是貴州最常用的重要苗藥［4］，其中淫羊藿（Epimedium brevicornumMaxim.）、箭葉淫羊藿［Epimedium sagittatum（Siebold &Zuccarini） Maximowicz.］、柔毛淫羊藿（Epimedium pubescensMaxim.）、朝鮮淫羊藿（Epimedium koreanumNakai.）及巫山淫羊藿（Epimedium wushanenseYing.）等5 種已被《中國藥典》收錄［5］，具有補(bǔ)腎陽、強(qiáng)筋骨、祛風(fēng)濕的功效［6］，主治陽痿遺精、筋骨痿軟、風(fēng)濕痹痛、麻木拘攣、更年期高血壓癥和冠心病等［7-9］，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，導(dǎo)致市場對淫羊藿提取物的需求量急劇增加。

由于過度采收和棲息地退化，近年來淫羊藿屬野生資源遭受大面積破壞，資源呈現(xiàn)瀕危趨勢。然而關(guān)于貴州淫羊藿屬植物的研究多集中在資源保護(hù)與開發(fā)利用等方面，缺乏對貴州淫羊藿屬資源現(xiàn)狀和品質(zhì)影響因素的系統(tǒng)梳理。本文整理了貴州淫羊藿屬植物的資源分布情況，分析了淫羊藿屬植物的主要活性成分，重點(diǎn)論述了光照、溫度、土壤及采收時間等因子對淫羊藿屬植物品質(zhì)含量的影響，綜合當(dāng)前人工栽培淫羊藿屬植物的繁殖方式、種植密度和管護(hù)等栽培技術(shù)，分析相關(guān)研究存在的問題及瓶頸，以期為貴州淫羊藿屬植物資源保護(hù)、開發(fā)利用及栽培示范提供參考依據(jù)。

1 貴州淫羊藿屬植物種類研究概況

1.1 淫羊藿屬植物種類歷時變化

貴州淫羊藿屬植物的最早記載起始于1886 年，由法國植物學(xué)家Franchet在貴陽市發(fā)現(xiàn)的新種—粗毛淫羊藿（Epimedium acuminatumFranch.）［10］。1991 年屠玉麟［11］首次對貴州特有植物進(jìn)行專門報道，收錄了1 種貴州特有種—單葉淫羊藿（Epimedium simplicifoliumYing.）。1993 年何順志［12］在銅仁市沿河縣發(fā)現(xiàn)1 新種—黔北淫羊藿（Epimedium borealiguizhouenseS. Z. He & Y. K. Yang.）。1994 年何順志和張?zhí)靷悾?3］在銅仁市松桃縣發(fā)現(xiàn)1新種—小葉淫羊藿（Epimedium parvifoliumS. Z. He et T. L.Zhang.）。1996 年何順志和郭寶林［14］在六盤水市水城縣發(fā)現(xiàn)1新種—水城淫羊藿（Epimedium shuichengenseS. Z. He.）。2001 年《中國植物志》（第29 卷）［15］收錄中國小檗科淫羊藿屬植物約40種，其中記載貴州分布13 種1 變種，應(yīng)俊生在附錄中發(fā)表在銅仁市玉屏縣發(fā)現(xiàn)的新種—多花淫羊藿（Epimedium multiflorumYing.）。2003 年何順志和徐文芬［16］在銅仁市德江縣發(fā)現(xiàn)1 新種—德務(wù)淫羊藿（Epimedium dewuenseS. Z. He， Probst & W. F. Xu.），同年報道了貴州淫羊藿［Epimedium sagittatum（Siebold＆Zuccarini） Maximowicz var.guizhouenseS. Z. He & B.L. Guo.］、劍河淫羊藿（Epimedium myrianthumStearn var.JianheenseS. Z. He & B. L. Guo.）等2 個變種［17］。2004 年《貴州植物志》收錄貴州淫羊藿屬植物14 種［18］。2007 年郭寶林等［19］在黔東南州雷山縣發(fā)現(xiàn)1 新種—擬巫山淫羊藿（Epimedium pseudowushanenseB. L. Guo.），2010年He等［20］在安順市普定縣發(fā)現(xiàn)1 新種—普定淫羊藿（Epimedium pudingenseS. Z. He， Y. Y. Wang & B. L. Guo.），2011 年Flora of China（Vol.19）收錄淫羊藿屬41 種，記載貴州分布種類14個［21］。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)整理得知，貴州淫羊藿屬植物已正式報道的種類就達(dá)20 種1 變種，但由于后期的不斷修正，部分種類被合并處理。

1.2 淫羊藿屬植物種類組成

最新研究資料整理歸納表明，我國有淫羊藿屬植物45 種，貴州現(xiàn)有淫羊藿屬植物20 種，約占44%（詳見表1）。其中黔北淫羊藿、短莖淫羊藿（Epimedium brachyrrhizumStearn.）、德務(wù)淫羊藿、普定淫羊藿、多花淫羊藿、劍河淫羊藿、小葉淫羊藿、擬巫山淫羊藿、貴州淫羊藿、水城淫羊藿、單葉淫羊藿、氈毛淫羊藿（Epimedium coactumH. R. Liang & W. M.Yan.）等10 種2 變種為貴州特有種［10，22］，特有比例達(dá)60%，是我國淫羊藿屬植物主要分布區(qū)中特有種最多的省份。而粗毛淫羊藿、天平山淫羊藿（Epimedium myrianthumStearn.）、巫山淫羊藿、箭葉淫羊藿、黔嶺淫羊藿（Epimedium leptorrhizumStearn.）、長蕊淫羊藿（Epimedium dolichostemonStearn.）、木魚坪淫羊藿（Epimedium franchetiiStearn.）、保靖淫羊藿（Epimedium baojingenseQ. L. Chen et B. M. Yang.）等8種也在貴州有所分布，可見，貴州淫羊藿屬植物物種十分豐富。

表1 貴州淫羊藿屬植物情況表Tab. 1 Report of Epimedium plants growing in Guizhou province

2 淫羊藿屬植物主要活性成分

2.1 黃酮類

黃酮類物質(zhì)是淫羊藿屬植物最主要的活性成分［29］，其中總黃酮、淫羊藿苷（Icariin，ICA）、朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C 是歷版《中國藥典》淫羊藿藥材質(zhì)量控制的指標(biāo)性成分［30-31］。研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿總黃酮能抑制 AMI 過程中缺血再灌注導(dǎo)致的氧化應(yīng)激反應(yīng)，減輕心肌細(xì)胞不可逆性損傷，維護(hù)心肌組織正常功能，對免疫、內(nèi)分泌、心腦血管系統(tǒng)以及骨骼和腫瘤組織等具有多方面藥理活性［32-33］。史闊豪等［29］、孟憲麗等［34］、張玲等［35］發(fā)現(xiàn)ICA 和朝藿定A有較強(qiáng)的抑菌活性。朝藿定A、B、C 和ICA 均能抑制癌癥細(xì)胞增殖分化，隨濃度的遞升，朝藿定C和ICA表現(xiàn)出的抑制作用更強(qiáng)。隨著新的分離技術(shù)在天然藥物分離方面的不斷應(yīng)用，寶藿甙、箭藿甙、淫羊藿甙 A 等新的黃酮類物質(zhì)被分析出來，為新藥的開發(fā)和研制提供了更多的支撐。

2.2 生物堿

截至目前，淫羊藿屬植物共分離出木蘭花堿、淫羊藿堿A、生物堿Epimediphine 等3 種生物堿，具有抗氧化、鎮(zhèn)靜、增強(qiáng)免疫功能、保護(hù)生殖系統(tǒng)等生理活性［36］。在淫羊藿屬主要藥用品種中，以朝鮮淫羊藿中木蘭堿的含量最高，而且葉、莖、地下根莖中均含有木蘭堿，地下根莖中含量最多，粗毛淫羊藿和天平山淫羊藿次之，含量一般在0.07%以上［31］。研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿生物堿可以提升精子的能量代謝水平，提高受損傷小鼠精子質(zhì)量、精子密度和精子活率，改善受損傷小鼠睪丸組織的病變［37-38］。Zhang等［39］證實(shí)生物堿Epimediphine具有較強(qiáng)的乙酰膽堿酯酶抑制作用。

2.3 多糖

淫羊藿多糖具有一定的抗病毒、促進(jìn)個體激素分泌、促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)代謝及血小板凝聚作用，能刺激細(xì)胞免疫應(yīng)答、激活胸腺免疫功能，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，延緩機(jī)體衰老［40］。饒金華等［41］分析出淫羊藿多糖（EPS）主要含有EPS-1、EPS-2 和EPS-3 三個組分，三者主要由半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖醛酸和鼠李糖組成。李龍［42］發(fā)現(xiàn)淫羊藿多糖對機(jī)體的調(diào)節(jié)作用，包括激活T 和B細(xì)胞，激活網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，激活補(bǔ)體，激活巨噬細(xì)胞，誘生腫瘤壞死因子，促進(jìn)干擾素的生成，促進(jìn)白細(xì)胞介素的生成等。

3 淫羊藿屬植物品質(zhì)主要影響因素

3.1 生物因素

3.1.1 光照

光對生物的影響包括光照強(qiáng)度和光質(zhì)兩部分。光照強(qiáng)度的高低影響植物次生代謝產(chǎn)物的積累，過高的光照強(qiáng)度及過低的光照強(qiáng)度都會對淫羊藿屬植物的生長產(chǎn)生一定的影響。研究發(fā)現(xiàn)，光照控制在自然光的 40% ~ 80%時，淫羊藿植株生長良好，結(jié)實(shí)率高；光照在自然光的20%左右時，植株的生長便會受到抑制，結(jié)實(shí)率低；而光照在自然光的50%時，分枝數(shù)、葉片數(shù)、根莖數(shù)量、葉面積、葉片總黃酮含量和總黃酮醇苷含量、總黃酮醇苷總產(chǎn)量和葉片產(chǎn)值均為最大值，因此在生產(chǎn)中可采用50%的遮陰度，以增加淫羊藿屬植物的品質(zhì)和產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益［43-45］。在不同光強(qiáng)下光質(zhì)對淫羊藿屬的生長發(fā)育及活性物質(zhì)的積累也有顯著影響。例如，在（18.2 ± 2.5） μmol·m-2·s-1的光照強(qiáng)度下，藍(lán)光能顯著降低葉片面積，黃光能顯著增加新的莖枝萌發(fā)，具有持續(xù)促進(jìn)作用，60 d時，生物量最高；紅光、藍(lán)光和黃光下淫羊藿苷類黃酮含量高于白光，且黃光最高。在（90.9 ± 2.5） μmol·m-2·s-1的光照強(qiáng)度下，紅光顯著降低葉面積；白光促進(jìn)淫羊藿苷類成分合成的效果強(qiáng)于紅光、藍(lán)光和黃光。當(dāng)強(qiáng)光處理時間加長時，其他光處理淫羊藿苷類成分出現(xiàn)降解，紅光反而能較大幅度促進(jìn)黃酮類成分的合成。因此在生產(chǎn)中，提供適當(dāng)?shù)募t光和黃光，可提高淫羊藿屬植物生物量，同時可提高黃酮類含量［46-47］。

3.1.2 溫度

淫羊藿屬植物的種子存在休眠特性，種子不容易萌發(fā)，需經(jīng)過變溫層積處理打破種子的休眠狀態(tài)。例如，對淫羊藿屬種子進(jìn)行變溫層積處理（1 ~ 90 d 為20 ~ 25℃，91 ~ 150 d 為4℃），在層積過程中，淫羊藿屬種子胚形態(tài)從球形胚逐漸發(fā)育為心形胚，最后為子葉胚，胚率顯著升高，溫度的變化有利于淫羊藿屬種胚的形態(tài)發(fā)育［48］。溫度對淫羊藿屬生長發(fā)育的影響常常是地形、海拔、降雨等多重因素綜合作用的結(jié)果。例如，6 月份淫羊藿屬的各類黃酮類物質(zhì)都與日照時數(shù)、濕度呈負(fù)相關(guān)，與地溫呈正相關(guān)，說明在開花后，淫羊藿屬適宜在溫暖干燥的區(qū)域生長；8 月份總黃酮、淫羊藿苷均與溫度呈正相關(guān)，與日照時數(shù)呈負(fù)相關(guān)，說明在化學(xué)成分合成時期，適度增溫有利于淫羊藿屬植物化學(xué)成分合成［49-50］。

3.1.3 土壤

土壤是植物吸收養(yǎng)分和水分的場所，土壤理化性質(zhì)和無機(jī)元素對植物生長發(fā)育和藥效成分具有重要的影響。粗毛淫羊藿、箭葉淫羊藿等生長于pH為5.5 ~ 6.0 之間的土壤，說明淫羊藿適宜生長于弱酸性土壤［51］。但研究發(fā)現(xiàn)，朝藿定A與土壤pH值呈顯著正相關(guān)，為提高淫羊藿活性物質(zhì)的含量，人工栽培時可選擇pH 7.9 ~ 8.2 的堿性土壤種植。通過逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)影響淫羊藿總黃酮含量的主導(dǎo)土壤因子為全鉀和全氮，且總黃酮隨土壤全鉀含量的增加而增加，隨全氮含量的增加而減少；影響ICA含量的主導(dǎo)土壤因子為有效磷，隨土壤有效磷含量的增加而增加；影響朝藿定A、B 含量的主導(dǎo)土壤因子為有機(jī)質(zhì)，其隨有機(jī)質(zhì)含量增加而增加；影響朝藿定C 含量的主導(dǎo)土壤因子為有機(jī)質(zhì)和可溶性鹽，隨土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加而增加，隨可溶性鹽含量的增加而減少［52］。錢一凡等［53］利用尿素（A）、過磷酸鈣（B）、硫酸鉀（C）三因素五水平正交試驗(yàn)探究出，巫山淫羊藿的葉產(chǎn)量在A5B4C3處理下最高，莖產(chǎn)量在A5B5C4處理下最高；氈毛淫羊藿的葉和莖產(chǎn)量均在A5B5C4處理下最高，因此，在栽培過程中，可以選擇土壤可溶性鹽相對較少的區(qū)域種植，并通過適當(dāng)補(bǔ)充磷肥、增加有機(jī)質(zhì)來提升淫羊藿屬植物的產(chǎn)量和活性物質(zhì)含量。

3.2 非生物因素

不同品種淫羊藿采收時間不同，并隨著生產(chǎn)所需而呈現(xiàn)顯著的差異性。例如，從葉片生物量積累規(guī)律來看，物種間較相似。葉片均重在5 月31 日（天平山淫羊藿和粗毛淫羊藿）或6 月15 日（箭葉淫羊藿和氈毛淫羊藿）前呈上升趨勢，隨后保持平穩(wěn)波動。從總黃酮含量積累規(guī)律來看，物種間存在較大差異。箭葉淫羊藿、粗毛淫羊藿、天平山淫羊藿和氈毛淫羊藿分別在3月15日，6月30日，7月31日和9 月30 日最高。從ICA、朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C累積規(guī)律來看，各物種最佳采收期各不相同，粗毛淫羊藿、箭葉淫羊藿、天平山淫羊藿和氈毛淫羊藿最佳采收期分別為5 月底、6 月中旬、8 月底和9月中旬［30，54-55］。因此，淫羊藿屬植物葉片生物量和黃酮醇苷類成分含量積累均受采收期影響較大，在生產(chǎn)過程中，需根據(jù)葉片生物量、有效成分含量及有效成分積累總量3 個層次的變化規(guī)律進(jìn)行整合分析，合理確定采收時間。

4 人工栽培技術(shù)

目前，人工栽培的淫羊藿屬植物主要有巫山淫羊藿、粗毛淫羊藿、箭葉淫羊藿及氈毛淫羊藿等品種。常使用實(shí)生苗培育淫羊藿成株，其技術(shù)操作簡便，繁殖系數(shù)大，但因?yàn)榉N子休眠期過長，不同類型淫羊藿種子的休眠期長短不一，粗毛淫羊藿種子出苗時間在260 ~ 280 d，另一些品種出苗時間長達(dá)至少一年，故解除休眠困難，種子發(fā)芽率低，成苗少，致使有性繁殖在生產(chǎn)上應(yīng)用不夠廣泛。淫羊藿屬植物有著與塊莖植物類似的繁殖方式，其地下根莖既是養(yǎng)分貯藏器官，又是克隆繁殖器官，在地上分株枝葉死亡后可以繼續(xù)存活以獲取地下資源，因此在人工栽培中，常利用根莖移栽進(jìn)行無性擴(kuò)繁。移栽成活率受根莖長度、栽培密度、栽培深度等因素影響［56-57］。研究表明12 cm 根莖長度處理下的氈毛淫羊藿生長良好，是最適宜的栽培根莖長度，栽培地株行距為30 cm × 30 cm，穴深以苗根伸直為宜，培土至微露芽頭即可，每畝用苗8 000 ~ 10 000 株。林下栽培通常按每畝有效種植面積約280 m2計，用苗量約1 200 株/畝［58］。通過組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁育淫羊藿植株是20世紀(jì)初發(fā)展起來的新興技術(shù)，目前只集中在選擇較好的外植體，調(diào)配最佳培養(yǎng)基誘導(dǎo)愈傷組織的實(shí)驗(yàn)室研究階段，在實(shí)際生產(chǎn)中技術(shù)不成熟、成本較高，無法實(shí)現(xiàn)大面積人工栽培［59］。

5 問題與展望

淫羊藿屬植物的多基原、多產(chǎn)地、難鑒別、種子休眠期長等特點(diǎn)，導(dǎo)致淫羊藿的品種、產(chǎn)地、采收期均會影響其質(zhì)量。不同品種、不同產(chǎn)地、不同采收期的淫羊藿中ICA 的含量差異明顯，同一品種的植株個體間差異也很大，樣本代表性不足。同時，在質(zhì)量控制方面也因評價指標(biāo)性成分過于單一，且ICA 在淫羊藿屬植物中含量不穩(wěn)定，致使市場上很多淫羊藿藥材及飲片質(zhì)量不合格。此外，由于《中國藥典》中還沒有關(guān)于淫羊藿屬植物中重金屬及有害元素的限量標(biāo)準(zhǔn)，在市場中可檢出重金屬及有害元素，且某些產(chǎn)地樣品中重金屬及有害元素量較高［54，57，60］。亟需開展如何提升淫羊藿屬植物品質(zhì)和產(chǎn)量方面的研究：

（1）在指紋圖譜的基礎(chǔ)上結(jié)合“一測多評”技術(shù)，建立淫羊藿屬植物多指標(biāo)成分控制的方法，以滿足其復(fù)雜成分的質(zhì)量控制需要。對淫羊藿屬植物所含的主要結(jié)構(gòu)類群做綜合控制，增加結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的總多糖指標(biāo)；利用指紋圖譜鑒定不同品種間淫羊藿的差異，篩選符合市場需求的品種；利用淫羊藿屬植物的主要生物活性成分內(nèi)在的函數(shù)關(guān)系和比例關(guān)系，采用只測定一個成分，同時獲得多個成分同步測定的計算結(jié)果，綜合分析淫羊藿屬植物的品質(zhì)；通過大樣本數(shù)據(jù)分析，得到各基原所含成分的基本狀況，分別制定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）開展淫羊藿屬植物本地優(yōu)良品種選育，推進(jìn)淫羊藿生態(tài)種植進(jìn)程。在廣泛收集貴州淫羊藿屬植物種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代分子生物技術(shù)相結(jié)合，加快貴州本地淫羊藿屬藥材優(yōu)良品種選育；攻克淫羊藿種苗繁育過程中各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)問題，如種子采集、打破休眠、育苗等；加大對淫羊藿中藥材規(guī)范化種植（GAP）技術(shù)的基礎(chǔ)研究，對貴州淫羊藿屬植物分布地區(qū)的大環(huán)境、小生境、立地條件、不同品種的進(jìn)化生物學(xué)、形態(tài)特征、各種生理、生化指標(biāo)、化學(xué)成分等進(jìn)行深入研究，參照現(xiàn)有的生態(tài)種植成功案例進(jìn)行林下仿生栽培、農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營。

（3）結(jié)合喀斯特地理特點(diǎn)，開展在喀斯特石質(zhì)山地種植淫羊藿屬植物方面的研究。揭示淫羊藿屬植物與喀斯特石質(zhì)生境適應(yīng)機(jī)理，分析生境對淫羊藿屬植物品質(zhì)及主要活性成分的影響，并提出有效性的調(diào)控措施，為后期開展相關(guān)工作提供基礎(chǔ)支撐。