全 文 ：第 26卷 第 3期 西 南 林 学 院 学 报 Vo1.26 No.3
2006年 6月 JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYCOLLEGE Jun.2006
元宝枫研究现状及未来发展趋势＊
吴 裕1, 2 ,段安安 1＊＊
(1.西南林学院 资源学院 ,云南昆明 650224;2.云南省热带作物科学研究所 ,云南 景洪 666100)
摘要:在收集和总结元宝枫有关研究文献的基础上 ,从生物学习性 、种苗繁育 、造林试验 、有效
成分提取与分析等方面论述了元宝枫的研究现状.针对研究中存在的薄弱环节 ,提出未来重点
研究的领域和建议:加强野生种质资源保护与收集;进行遗传改良研究 、高产栽培技术研究;面
对市场需求 ,加快产品开发研究.
关键词:元宝枫;研究现状;研究领域
中图分类号:S792.35 文献标识码:A 文章编号:1003-7179(2006)03-0071-05
元宝枫 (Acertruncatum Bunge)是槭树科
(Aceraceae)落叶乔木 ,为我国特有植物 ,因翅果貌
似我国古代之金元宝而得此美名.元宝枫又名元
宝槭 、槭 、元宝树 、平基槭 、五脚树 、五角枫.元宝枫
自然分布于黑龙江 、吉林 、辽宁 、内蒙古 、河北 、山
西 、山东 、河南 、甘肃 、宁夏 、陕西等地 ,生于海拔
500 ～ 1 800 m林中 [ 1] .元宝枫是优良的多用途树
种 ,可作油料 、鞣料 、药物 、化工原料 、绿化美化等 ,
具有很高的开发利用价值.近年还引种到江西 、河
南 、安徽 、四川 、云南 、重庆等地 ,在云南进行了产
业化开发.由于元宝枫具有综合性开发利用价值 ,
其经济利用和学术研究越来越受到人们的关注.
1 生理生态研究
元宝枫是二倍体物种 [ 2] , 2 n=2 x=26 ,单叶
分裂 ,雄花与两性花同株 ,伞房状聚伞花序 ,花 5
数 ,雄蕊 8枚 ,在该科中处于比较原始的地位.槭树
科约有 200种 ,长江流域及其以南地区是其现代分
布中心 ,很可能也是槭树科历史上的分布中心和
起源中心[ 2] .由于槭树科长期占据长江流域地区 ,
种群数量大 ,群体的适应多态性和变异性也大 ,产
生了多种适应的基因型向边缘地区扩散.元宝枫
分布在秦岭以北 ,是典型的温带分布植物 ,对我国
西北地区干旱少雨 、四季分明的气候特点具有良
好的适应性 ,在 -25 ℃的寒冷条件下仍能正常生
长 ,且寿命长 ,在秦岭有 100多年的大树存在 [ 3] .
1.1 抗逆性
元宝枫可以通过多种方式适应干旱 ,侧根极
发达 ,含有 VA菌根[ 4] ,抗逆性强 ,特别是抗干旱能
力强 ,一旦受到干旱胁迫 ,元宝枫就大幅度降低叶
水势 ,增强吸水能力.据文建雷等人报道[ 5] ,土壤
含水量从 20%下降到 5%时 ,叶水势从 -0.40MPa
下降到 -0.41 MPa,气孔关闭程度很小;当土壤含
水量从 20%下降到 10%时 ,光合速率仅降低了
21.6%,表现出旱生植物典型的光合特征.据顾振
瑜等在陕西杨凌试验 [ 6] , 1年生苗只需土壤含水量
10%即可维持正常生长 , 20%可达到最大生长量 ,
土壤含水量降低到 5%时也无萎蔫现象.当土壤极
干旱时 ,元宝枫根系合成 ABA,促使气孔关闭 ,从
而达到抗旱之目的[ 7] .元宝枫虽然抗旱能力强 ,但
适应调节也是有一定限度的 ,能自动调节适应缓
慢的干旱 ,快速干旱调节能力差 ,干旱到一定程度
则失去调节作用[ 8] .1天之中 ,元宝枫的光合及蒸
腾速率基本上呈单峰曲线 , 12∶00时光合速率最
高 , 14∶00时叶水势最低 、蒸腾最强 、树体缺水 ,而
光合速率却保持较高的水平 ,它利用降低细胞水
势的办法来提高吸水和抗脱水的能力 ,不具午休
现象 ,能充分利用光能 ,并具有较高的水分利用
率 [ 9] .元宝枫在干旱瘠薄的土地上也能健壮生长 ,
＊ 收稿日期:2005-09-11 ＊＊为通讯作者
基金项目:云南省科技攻关(2000A4-01)资助项目.
作者简介:吴 裕(1972-),男 ,云南镇雄人 ,农艺师 ,硕士生 ,主要从事林木遗传育种的学习与研究.
但是更喜欢水分充足而肥沃的土地 ,以生产为目
的而营造的人工林 ,需辅助适当的农业措施.据苏
建荣等在云南试验[ 10-11] ,适当施加磷肥和钾肥明
显促进植株生长 ,生物量增加 、黄酮类化合物及绿
原酸积累量比对照增加 1.0 ～ 1.5倍.元宝枫植株
体富含单宁 ,对病虫害有积极的防御作用 ,而且有
利于伤口的愈合 ,因而不管野生状态还是人工栽
培的植株都未见明显的病虫害.
1.2 生长特性
元宝枫萌芽力极强 ,通常情况下几乎每个主
芽都能萌发.顶端优势较弱 ,顶芽下部第 1 ～ 3对主
芽极易形成竞争枝 ,干性差 ,层性不明显 [ 12] .陈进
等在陕西宝鸡观察发现 [ 13] ,元宝枫枝条在 1年中
具 2个生长高峰期 ,形成春梢和秋梢 ,但分界不明
显 ,第 1次生长高峰在 4月中旬 ,生长量占全年的
71%;第 2次在 8月中旬 ,生长量占全年的 29%, 6
月中旬至 7月下旬枝条生长处于停顿状态.元宝枫
生理落果量不大 ,约占 15%, 5月下旬出现落果高
峰.从 4月中旬至 5月下旬是果实第 1次快速增重
时期 , 5月初达到峰值 , 6月中旬至 9月中旬 ,为第
2次果实生长期 ,维持在一个相对较高的增长水平
上.10月中旬后 ,果实不在增重 ,进入成熟阶段.
2 育苗与造林研究
2.1 苗木培育
元宝枫常用种子繁殖 ,但种子有休眠特征 ,带
果壳播种出现发芽时间长和出苗不整齐的现象.
据孙秀琴等研究[ 14] ,元宝枫的果皮和种皮并不阻
碍种子吸水 ,发芽比较困难的原因是果皮和种皮
限制了对胚的氧气供应 ,可能同果皮特别是种皮
富含单宁有关.可通过层积法或用水浸泡打破元
宝枫的休眠.据王军等在江苏宿豫县试验 [ 15] ,将带
壳种子浸泡于 40 ℃ ～ 60℃温水中 12 h,再沙藏催
芽 ,或者 60℃温水浸泡 24 h,捞出沥水 ,地膜覆盖
催芽 ,当种子有 5% ～ 10%露白时播种 ,最早 6 d有
幼苗出土 , 10d大量出苗 ,持续 20d出苗达 85%以
上 ,最晚 28d出土.幼苗出土后 ,根系不发达 ,生长
极为缓慢 , 6 ～ 9月是生长最旺盛的时期 ,粗生长高
峰期比高生长高峰期推后 1月左右 [ 15-17] .
用种子繁殖造林 ,常出现林木分化现象 ,近年
来开始了营养繁殖方法的研究.据李艳菊等在陕
西杨凌的试验[ 18] ,平茬苗比实生苗作砧木成活率
高 , 1年实生砧比 2年实生砧成活率高 ,夏秋嫁接
比春季嫁接成活率高 ,带木质部嵌芽接法成活率
最高 ,嫁接苗前 2年以营养生长为主 ,第 3年开始
结实.李艳菊等以陕西杨凌的元宝枫作外殖体进
行组织培养试验 [ 19] ,发现 4月份是初代培养的最
佳取材时期 ,在 1/2MS培养基中附加 0.1 μmol/L
IBA,每天光照 16 h,幼苗生根率高达 90.91%,经
炼苗后盆栽 ,成活率 95%以上.元宝枫的营养繁殖
还处在试验阶段 ,要建立一套有效的营养繁殖体
系还有待进一步研究.
2.2 造林试验
马亚思等在陕西陇县的造林试验表明[ 20] :2
年生苗造林成活率高 ,且发枝量多 ,在水平梯田上
造林比在退耕坡地上成活率高.在极干旱的条件
下造林 ,与其他树种相比 ,元宝枫的成活能力表现
出明显的优势.赵宗林在陕西陇县北部山区试
验 [ 21] ,元宝枫的造林成活率与刺槐相当 ,明显高于
核桃 、油松 、侧柏 、山杏等树种 , 1995年是极干旱的
年份 , 元宝枫的成活率为 34.6%, 而刺槐为
27.2%,其他树种的成活率更低.同时还表明:在极
干旱年份 1年生苗造林 ,其成活率和当年生长量都
高于多年生大苗造林.据宋学术等在山西阳泉市
极干旱的石质薄土阳坡山地造林试验 [ 22] ,定植成
活率达 79.5%,比油松成活率高 ,但生长量不大;
用地膜覆盖栽植 ,成活率可提高 15% ～ 20%,可是
对生长没有明显促进作用.虽然在不同立地条件
下 ,造林成活率不等 ,但明显比其他树种的成活率
要高.在我国北方 ,特别是西北地区 ,元宝枫是有
发展前途的造林树种 ,但关于林木抚育和经营等
方面的研究还未见报道.
3 有效成分提取分析研究
3.1 叶中总黄酮和绿原酸的提取与分析
叶是元宝枫植株最有利用价值的部分之一 ,
以富含黄酮类化合物和绿原酸而著称.王兰珍等
研究发现 [ 23] ,总黄酮和绿原酸的含量随季节的变
化而变化.1年中总黄酮含量 8月份最高 , 为
5.79%;其次是 9月份 ,为 5.01%,绿原酸含量 6
月份最高 ,为 4.83%;其次是 7月份 ,为 3.54%,随
着树龄的增长 ,总黄酮和绿原酸的含量也呈规律
性变化.5年生树总黄酮含量最高 ,为 7.26%;其次
是 6年生树 ,为 6.91%.1年生树的绿原酸含量最
高 ,为 6.99%;其次是 2年生树 ,为 6.49%,随着树
龄的增长而逐渐下降.元宝枫引种到云南后 ,叶有
效成分的提取和分析得到深入研究.据苏建荣等
报道 [ 24] ,总黄酮含量 8月份最高 ,为 5.73%;绿原
酸含量 6月份最高 ,为 4.13%.可见生长在云南和
陕西两地的元宝枫叶黄酮和绿原酸含量的季节性
72 西 南 林 学 院 学 报 第 26卷
变化规律是一致的.
从元宝枫叶中提取的黄酮具有抗氧化活性和
抗血栓作用.谢百波等通过试验 [ 25] ,发现黄酮苷单
体和含量 30%总黄酮苷均有较好的抗血栓作用 ,
从元宝枫叶中分离鉴定了 6个黄酮苷 ,分别是:山
奈酚 -3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷 ,槲皮素 -3-
O-β -D-半乳吡喃糖苷 ,槲皮素 -3-O-α-L
-吡喃鼠李糖苷 ,槲皮素 -3-O-α-L-吡喃阿
拉伯糖苷 ,异鼠李黄素 -3-O-α-L-吡喃阿拉
伯糖苷 ,杨梅素 -3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷.
3.2 氨基酸 、蛋白酶等成分的提取与分析
元宝枫叶是优质的蛋白资源.据王兰珍等对 6
年生树采叶分析 [ 26] , 总氨基酸含量为 11.102%,
检出了 9种人体必须的氨基酸 ,分别是:赖氨酸 、亮
氨酸 、异亮氨酸 、蛋氨酸 、苯丙氨酸 、苏氨酸 、色氨
酸 、缬氨酸 、组氨酸.其中 , 亮氨酸含量最高
(0.99%),必须氨基酸占总氨基酸的 46.14%.据
刘祥义等分析[ 27-28] ,在云南生长的元宝枫 ,叶中粗
蛋白含量 13.42%,氨基酸含量 11.79%.其中 ,有
7种是人体必需的氨基酸 ,必需氨基酸占总氨基酸
的 41.48%,生长在陕西和云南的元宝枫叶氨基酸
成分和含量相差不大 ,符合 FAO/WHO提出的参
考蛋白模式.元宝枫叶也富含蛋白酶 ,据马丽等报
道 [ 29] ,元宝枫蛋白酶的酶促反应最适 pH值
(7.5)、酶促反应最适温度 (60 ℃)、pH稳定性
(5.0 ～ 10.0)和热稳定性(<60 ℃)等性质与木瓜
蛋白酶和无花果蛋白酶等植物巯基蛋白酶相似 ,
而且含量高 ,性能好 ,是可替代木瓜等植物蛋白酶
的新资源之一.元宝枫叶含维生素 E 16.13
mg/100 g.FW,具很高的抗氧化性 ,能有效阻止不
饱和脂肪酸的氧化 ,能抑制有毒自由基形成 ,能与
过氧化物反应 ,使其变成对细胞无害的物质 ,抑制
肿瘤生长 ,增加机体免疫功能 ,预防和治疗心血管
疾病[ 27-30] .元宝枫叶含 SOD(超氧化物歧化酶)
104.40 μg/g.FW,能清除人体过量自由基 ,减缓衰
老 ,且矿物质 K含量特别高 (1 053 mg/100 g.
DW), Na的含量却特别低(1.73 mg/100 g.FW),
具高 K低 Na特点 ,营养价值高 [ 27] .
3.3 果实有效成分提取与分析
元宝枫在原产地 1株 15年生的树每年可采果
10 ～ 15 kg,是重要的油料新资源[ 31] .据王性炎报
道 [ 32] ,元宝枫种仁含油 46.43%.刘祥义等在云南
采种分析 [ 33, 34] ,种仁含油 42.6%,检出了 12种脂
肪酸.其中 ,亚油酸含量最高 ,为 37.35%;油酸含
量次之 ,为 25.80%;神经酸含量为 5.25%.不饱和
脂肪酸占总脂肪酸的 92.31%,因不饱和脂肪酸含
量高 ,有降低血胆固醇 ,减少动脉硬化 ,防止冠心
病的作用.亚油酸是人体必需的重要物质 ,可转化
为花生四烯酸成为构成前列腺素的成分 ,所以元
宝枫油既是优质食用油 ,也是医药保健用油 [ 35] .
元宝枫不同植株间种子含油率不等 ,不同季节
采收种子其出油率也不断变化.在杨凌地区 , 8月下
旬至 9月下旬是种仁油脂储积的主要时期 ,积累量
达 52%;10月底是采收果实的最佳时期 ,此时种子
已充分成熟 ,其出仁率和出油率均达到最高 ,平均出
仁率 35.91% (23.30% ～ 44.30%),平均出油率
48.00% (40.90% ～ 52.51%),以后出油率有所下
降 ,可能与种子自身呼吸和贮藏物质转化有关 [ 36] .
元宝枫的果皮 、果翅和种皮含有大量的优质
缩合性单宁(68.6%),是制革和印染工业的原料
资源 [ 37-39] .元宝枫单宁能镇痛 、催眠 、镇静 、治泻 ,
能延长凝血时间 ,具显著抗凝血作用 ,可以作为治
疗心血管疾病中抗凝血药物的资源.在我国的其
他植物中 ,单宁都产在树皮或根皮里 ,需要采伐树
木才能获得单宁 ,生产周期长 ,只有元宝枫是以果
壳生产单宁 ,年年均可采收 ,随着我国皮革工业的
发展 ,对优质凝缩类单宁的需求日益增多 ,元宝枫
将是一种重要的单宁新资源.
4 未来重点研究领域
关于元宝枫的研究 ,在果实和叶子的有效成
分提取和分析方面比较深入 ,在生物学特性 、苗木
繁殖和造林试验方面也有不少研究.这些研究为
元宝枫的开发利用提供了较全面的科学依据 ,元
宝枫全身都是宝 ,具有综合性开发利用价值 ,而且
抗逆性强 ,易于栽培管理 ,因而开发前景广阔.然
而 ,从目前的研究情况看 ,制约元宝枫产业发展的
重要因素是缺乏优良品种和丰产栽培技术.鉴于
此 ,对未来的重点研究领域提出几点设想与建议.
4.1 加强野生种质资源保护与收集保存
槭树科约有 200种 ,我国产 145种.种群受到
不同程度的威胁 , 《中国物种红色名录》第一卷列
入 115种 ,其中我国特有的 70种 , 濒危和极危的
38种 , 既是濒危和极危 , 又是我国特有的 32
种 [ 40] .我国是槭树科的现代分布中心 ,对槭树科的
物种多样性保护责无旁贷.关于槭树科的物种多
样性 、保护生物学 、生态遗传学等领域很值得研
究.元宝枫是我国特有植物 ,虽然种群数量大 ,分
布面积也广 ,但是受到长期的采伐和人为破坏 ,种
群数量锐减 ,分布零散 ,种群受到严重威胁 ,因而
73第 3期 吴 裕等:元宝枫研究现状及未来发展趋势
作为 “近危种 ”列入此名录 ,种质资源亟待保护.首
先 ,开展元宝枫野生种质资源调查清理工作 ,将分
布比较集中 、种群数量较大 、林分优良的天然林区
(如陕西秦岭 ,内蒙通辽科尔沁沙地等)建立自然
保护区;第二 , 建立元宝枫种质资源收集保存基
地 ,进行迁地保护;第三 ,在充分调查的基础上 ,在
优良林分内 ,收集生长旺盛的元宝枫大树 、老树 、
高结实单株的种子建立多家系的种质资源库 ,结
合家系对比试验;第四 ,在资源保存的同时 ,结合
种源试验 ,探索其地理变异规律性 ,为将来引种和
育种提供科学依据.
4.2 进行遗传改良研究
在自然状态下 , 元宝枫是自由授粉 ,种子繁
殖 ,因而变异特别大 ,其变异表现在外部形态特
征 、生理特征 、果实产量 、有效成分含量等方面 [ 36] .
元宝枫要进行产业化发展 ,必须加快良种化进程 ,
培育优质 、高产 、稳产 、抗性强的优良品种.没有哪
个优良的基因型在所有立地条件下的表现都是最
优的 ,所以针对各栽培地区的气候 、土壤 、水分条
件的不同 ,培育适应该地区的优良品种是将来育
种工作者的研究内容之一.据观察 ,元宝枫种子繁
殖造林 ,林木分化严重 ,主要表现在生活力 、结实
量 、果实饱满度等几个方面.鉴于此 ,元宝枫的良
种选育要走有性繁殖和无性利用相结合的道路.
首先 ,以外部形态为依据进行元宝枫的变异类型
划分 ,再针对叶用或果用不同目的 ,评选出优良的
变异类型;第二 ,在果用变异类型中选择优良单
株 ,采种育苗营建生产林 ,同时发挥种子园的功
能;第三 ,以变异类型划分为依据 ,进行苗木早期
选择 ,利用扦插 、嫁接或组培的方法建立无性系 ,
培育出优良的叶用林品种群和果用林品种群.
4.3 开展叶用林及果用林高产栽培技术研究
我国地域辽阔 ,但人口众多 ,人均可耕地面积
少 ,要发展元宝枫产业 , 应该走集约化经营的道
路 ,加大科技投入 ,提高科技含量 ,提高单位面积
产量.要发展元宝枫产业 ,无论是在原产地还是引
种地 ,元宝枫优质丰产栽培技术都值得研究和探
索 ,希望能建立一套包括造林方式 、造林密度 、施
肥 、节水灌溉 、修剪方式 、病虫害防治等在内的栽
培技术体系.首先 , 叶用林营建可考虑茶园式造
林 ,年年修剪 ,使之矮化 ,高度控制在 1.5 m范围
内 ,这样既方便采叶 ,又使林木保持在一个相对年
轻的发育阶段 ,有效成分含量较高;第二 ,果用林
可考虑自然开心型的修剪方式 ,使各个大枝向不
同的方向伸展 , 扩大受光面积 , 以促进果实的生
长 、有效成分积累和正常成熟;第三 ,可考虑农林
混作 ,在梯田边缘种植元宝枫树 ,梯田内依旧种植
其他农作物 ,既增加了物种多样性 ,也提高了农田
单位面积产量.
4.4 面对市场需求 ,加快产品开发研究
元宝枫具综合性开发利用价值 ,但是多年以
来 ,有效成分的提取研究和产品加工大部分还处
在试验室阶段 ,元宝枫产品的研发和工厂化生产
还需进一步研究.元宝枫是优质的食品 、饮料 、保
健品 、化妆品 、医药品的重要资源.今后 ,高附加值
的元宝枫产品开发设计显得十分必要.随着人们
生活水平的不断提高 ,保健品和化妆品的需求量
也愈来愈大 ,这是一个促进元宝枫产业发展的后
备力量.另外 ,应加强元宝枫在抗癌方面的临床试
验 ,开发出有效的元宝枫抗癌药品.产品的成功开
发和适销对路 , 不但促进元宝枫产业发展 , 反过
来 ,也促进元宝枫种质资源保护和开展基础研究.
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PresentStatusandDevelopmentTendency
ofResearchonAcertruncatum
WUYu1, 2 , DUANAn-an1
(1.FacultyofResource, SouthwestForestryColege, KunmingYunnan650224, China;
2.YunnanInstituteofTropicalCrops, JinghongYunnan666100, Chian)
Abstract:BaseontheresearchdocumentsaboutAcertruncatum, thecurrentsituationoftheresearchesre-
latedtothebiologicalcharacteristics, saplingbreedingtechniques, aforestationtests, theextractingofuseful
compoundsandtheanalyzingofprincipalcomponentofAcertruncatumwerediscused.Themajorresearchfields
forAcertruncatuminthefuturewerepointedoutvs.theweakaspectsintherelatedstudy, andthefolowing
suggestionswereproposedas:strengthencolectionandconservationofwildgermplasmresourceofAcertrunca-
tum;caryoutresearchesongeneticimprovementandsilviculturalregimeforhightimberproduction;speednew
productdevelopmenttomeetdemandofthemarket.
Keywords:Acertruncatum;researchsituation;researchfield
75第 3期 吴 裕等:元宝枫研究现状及未来发展趋势