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薇甘菊综合开发和利用的研究进展



全 文 :2009(03)
Resource and Application Of Landscape Plants
园林植物资源与应用
·
薇甘菊综合开发和利用的研究进展
Progress in Studies on the Comprehensive Exploitation and Utilization of Mikania mi-
crantha H.B.K.
周海燕 1 黄业进 2
Zhou Hai-yan Huang Ye-jin
(1惠州市园林科学研究所,惠州 516001;2惠州市园林管理局,惠州 516001)
(1 Huizhou Institute Of Landscape Science, Huizhou 516001; 2 Huizhou Landscaping Administration Bureau, Huizhou 516001)
摘 要:随着人们对生态环境的重视和对薇甘菊经济价值的认识,近年来引起了人们的较大关注。文章综述了薇甘菊在农业、医药、
环保等方面综合利用的研究进展,为进一步综合开发和利用这种外来植物提供参考。
关键词:薇甘菊;综合利用;研究进展
Abstract: In recent years, comprehensive exploitation and utilization of Mikania micrantha H. B. K attracts a larger con-
cern w ith people s attention on the ecological environment and awareness on the value of Mikania micrantha H . B. K.
This paper reviewed the research progress of Mikania micrantha H . B. K in the value of agriculture﹑medicine and envi-
ronmental protection etc, in order to provide a reference for further research .
Key words:Mikania micrantha H. B. K.;Comprehensive utilization;Research advances
近年来,随着人们对生态环境的重视和对薇甘菊经济价值
的认识,有关学者对薇甘菊这种恶性杂草的防治、开发进行了
大量研究,有力地阻止了其对生态环境的破坏,同时,也为充分
地利用这种资源提供了丰富的理论依据。研究表明,薇甘菊在
农业、医药、环保等方面都有显著的利用价值。
1 薇甘菊在农业方面的利用价值
挥发油是植物为生存竞争而产生的次生代谢物的一种,薇
甘菊挥发油对蔬菜主要害虫小菜蛾、黄曲条跳甲和猿叶甲有显
著的产卵驱避作用,同时也具有一定的毒杀作用,薇甘菊挥发
油成分较为复杂多样,且不同产地及部位的挥发油成分及含量
也有较大差异,这可能与其生长的气候环境不同及不同时期所
释放的次生代谢产物的种类和数量的差异有关[1]。薇甘菊的挥
发油的化感潜力研究结果发现,其对植物、真菌、细菌都有生物
活性,对植物和水稻稻瘟病菌的抑制活性尤其显著[2]。近年来在
薇甘菊上几乎没有发现真正危害的昆虫,一些植食性昆虫如芫
菁、蝗虫、夜蛾类在薇甘菊周围植物上取食而不取食薇甘菊,推
测可能薇甘菊含有可以驱避昆虫或使昆虫拒食的物质[3]。薇甘
菊对桔小实蝇具有明显的驱避效果,在薇甘菊环境内诱杀桔小
实蝇虫数明显低于正常环境诱杀虫数,全年 1- 12月薇甘菊环
境内对桔小实蝇的驱避率为 13. 33- 92. 78%,全年平均驱避率
为 50. 65%;杨桃园内,以薇甘菊甲醇提取物喷施的杨桃,可以
把本地种杨桃的桔小实蝇危害率控制在 50%以下,而对照的危
害率超过 80%[4]。
使用甲醇、乙酸乙酯、乙醚提取薇甘菊地上部植株并测试
三种提取物对桔全爪螨产卵的驱避作用,结果发现这些提取物
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处理后一天都有显著的产卵驱避效果,其中甲醇提取物效果最
好,处理一天后的产卵驱避率为 74. 22%[5]。薇甘菊的醇提取液
可用于杀灭桔全爪螨,其浓度在 0. 1g/ L时,对种群增长控制率
可达 72. 4%,具有显著的杀虫效果[24, 25]。薇甘菊乙醇、丙酮提取
物对菜青虫、小菜蛾幼虫均有显著的拒食和毒杀作用,质量浓
度为 500mg/ L的乙醇提取物对 1- 2龄的菜青虫的毒杀作用达
到 80%,相同质量浓度的丙酮提取物对两种幼虫的毒杀作用略
低于乙醇提取物。浓度为 125mg/ L的乙醇、丙酮提取物对两种
幼虫均具有拒食作用,前者拒食率为 97. 4%和 70. 4%,后者提
取物的拒食率分别为 96. 5%和 98. 3%[6]。小花假泽兰乙醇提取
物在一定浓度下对苹果炭疽等 8种植物病原菌的离体抑制效
果均达到 100%[7],氯仿萃取物对番茄灰霉病菌、小麦纹枯病菌、
苹果炭疽病菌、玉米大斑病菌等 7种供试病原菌的抑制作用相
对较强[8],0. 02g/ ml的薇甘菊甲醇、丙酮提取物对辣椒疫霉、玉
米大斑病菌菌丝的抑制率均为 100%[9]。薇甘菊乙酸乙酯萃取物
对菜心和萝卜种子的生长有较强的促进作用[10]。小花假泽兰茎
叶乙醇提取物的各极性段进行研究表明,其抑菌活性成分主要
集中在低极性和中等极性部分[11]。
薇甘菊提取物乙醇部分对水稻、萝卜、黄瓜、菜心具有不同
程度的化感作用,总体上呈现出低促高抑的现象,且随着溶液
浓度增大而抑制作用增强。其中干物质为 0. 1g/ ml的乙醇部分
溶液对菜心的种子萌发,幼苗生长,根长生长抑制作用最为明
显;干物质为 0. 01g/ ml溶液对水稻的根长生长有明显的促进
作用;干物质为 0. 002g/ ml溶液对水稻、菜心的种子萌发,幼苗
生长,根长生长也有一定的促进作用[12]。
薇甘菊的净光合率为 21. 56 μmol CO2· m- 2· s- 1[13],其
茎叶均具有较强的光合效率[14],是一种富含碳的原料,如能将其
应用于生产沼气,不但能提供大量的能源,而且可以降低农业
生产成本,有巨大的潜在应用价值[15]。
目前对薇甘菊生物活性方面的研究已取得一定进展,尤其
在农用方面的价值研究较多,但对其具体成分活性的研究较
少,还有待于研究。利用薇甘菊提取物具有杀虫、抑菌活性这一
特点开发生物农药,可以有效控制杂草生长,杀灭危害植物的
害虫和植物病原菌。该类生物农药对环境不会造成污染,且可
避免有害生物对目前使用化学农药过程中产生抗药性问题。
2 薇甘菊在医药方面的应用潜力
植物体内含有多种活性成分,具有抗癌、抗炎、抗菌、抗病
毒等效果,有学者对薇甘菊的药用价值进行了研究。在原产地
中南美洲薇甘菊被广泛用作民间植物药,水煎茎叶可用来治疗
多种疾病如创伤、癌症、霍乱、毒蛇咬伤和其他用途[26]。Facey 等
对牙买加传统药用植物所做的系统研究发现,薇甘菊中分离出
的薇甘菊内酯和二氢藤薇甘菊内酯可抑制金色链球菌和白色
念珠菌的生长,这将为薇甘菊药用价值的深入研究奠定基础[27]。
从小花假泽兰中分离出的鸡屎藤内酯能够很好的阻碍血液中
一些激活剂引起的化学发光反应,并具有阻碍一些炎症介质的
作用,初步可说明鸡屎藤内酯具有一定的药用价值。根的提取
物可以提高老鼠肝和一些肝外组织中谷胱甘肽转移酶的活性,
降低谷胱甘肽的含量,这种特性可以增强抵制癌作用发生的能
力[8]。薇甘菊提取液对真菌和细菌均有抑制作用,可抑制金黄色
葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌、奇异变形杆菌和绿脓杆菌等常见
病原菌[28]。薇甘菊提取物乙酸乙酯部分溶液对革兰氏阳性菌和
革兰氏阴性菌都有一定的抑制生长作用[16]。薇甘菊是一种外来
恶性杂草,生长快、来源广,其水提液在 250mg/ ml浓度时与新
洁尔灭的效果差别不大[17],且属于植物源消毒剂如果能将其开
发成抗菌药物,用于禽畜养殖场等环境的消毒作用,不仅消除
了薇甘菊在沿海地区的危害,并且还能带来较大的经济效益。
免疫学活性实验结果表明,薇甘菊水提液和醇提液均可使
小鼠 CD4+细胞和 CD4+/ CD8+的值由 0. 68上升至 1. 47,刺激动
物产生增强免疫活性的物质,提高机体抗肿瘤的能力[18]。以上研
究结果对于免疫学研究和抗肿瘤药物的开发具有重要意义。
3 薇甘菊在环境保护方面的应用
研究发现,薇甘菊生长的地方,周围的植物都会在短时间
内萎缩直至死亡,这可能与薇甘菊自然产生和释放的挥发性物
质有关。田间观察发现,由薇甘菊占据的植物群落,其邻近的草
本植物密度比无薇甘菊生长的区域明显降低。薇甘菊对其他植
物生长的抑制作用显而易见,其中可能利用化学手段抑制邻近
植物和微生物的萌发、生长和发育。据报道,薇甘菊的叶片和根
的提取物具有化学他感作用,能够抑制一些杂草的生长,因此
可用来控制这些杂草。其生态学上的特征也证明薇甘菊有被开
发为除草剂的潜力。
研究表明,土壤肥力对薇甘菊的生长和分布影响不大,而
相对重要的因子是光照和土壤水分[19]。正是由于薇甘菊对生长
环境要求不高,而且生长繁殖迅速,薇甘菊极其适合在采矿后
的废弃地等地域种植,或者可用来恢复垃圾场的植被[20]。在内伶
仃岛,薇甘菊可生长于海滩附近甚至海水中,根据这一对高盐
的适应性,可能用于盐碱地的复垦[21]。
4 薇甘菊化学成分研究
从薇甘菊中分离得到的天然产物主要有萜类及其醇和酮
的衍生物、酚类化合物、甾醇类化合物,且数目有限,作为一种
植物化学成分应该是多种多样的,这些物质对植物、昆虫、真
菌、细菌都表现出一定的生物活性[29. 22]。薇甘菊中化感次生物质
的存在是薇甘菊在生态系统中能成为优势种并迅速蔓延的重
要原因之一。李拥军等人研究从薇甘菊化感活性部分分离获得
了 3个活性化合物,并鉴定了它们的结构,初步确定了薇甘菊
的主要化感活性物质为α- 香树脂醇、豆甾醇和阿魏酸,其中
阿魏酸是一种具有强烈活性的化感物质,在薇甘菊的化学竞争
机制中起到了重要作用[23]。
目前,对薇甘菊化学成分研究较少,还有待于加强。为综合
开发利用薇甘菊,寻找除草剂先导化合物,开发出良好的生物
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除草剂等提供重要的理论依据。
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作者简介
周海燕,1979生,女,内蒙古呼和浩特人,博士,
2008年毕业于内蒙古农业大学植物学专业,园林工
程师。
黄业进,1964生,男,园林高级工程师,现就职
于惠州市园林管理局。
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