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紫茉莉化学成分与生物应用研究进展



全 文 :紫茉莉化学成分与生物应用研究进展
赵赫南,刘永志,王凤昭,韩俊艳
(沈阳大学城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室,辽宁 沈阳 110044)
摘要:紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)具有生态适应广、生长速度快、繁殖力强等特性,我国很多地区均有栽
培。近年来,紫茉莉在医药、植物保护、环境保护方面都显示出了研究价值。对紫茉莉在化学成分与生物
应用方面的研究进展进行了综述。
关键词:紫茉莉;化学成分;植物修复;化感效应;杀虫剂
中图分类号:Q949.745.3 文献标识码:A 文章顺序编号:1672-5190(2016)09-0025-03
Research Progress on Chemical Constituents in Mirabilis jalapa L. and Its Biological
Application
ZHAO He-nan,LIU Yong-zhi,WANG Feng-zhao,HAN Jun-yan
(Liaoning Key Laboratory of Urban Integrated Pest Management and Ecological Security,Shenyang University,Shenyang
110044,China)
Abstract:Mirabilis jalapa L. possesses the characteristics of wide ecological adaptation,rapid growth and strong fertility,etc. It
can be cultivated in most areas in China. In recent years, it shows great research values in areas of pharmacy, plant protection and
environmental conservation. We reviewed the research progress on chemical constituents in Mirabilis jalapa L. and its biological
application.
Key words:Mirabilis jalapa L.;chemical constituents;phytoremediation;allelopathy;insecticide
收稿日期:2016-08-22
项目来源:辽宁省自然科学基金资助项目(2014020100)。
作者简介:赵赫南(1990—),男,硕士研究生,主要研究方向
为植物源农药研究。
通讯作者:韩俊艳(1968—),女,教授,博士,主要研究方向为
植物源农药研究。
紫茉莉(Mirabilis jalapa L.,MBJ),别称胭脂花
或粉子头,为观赏花卉,具有生态适应广、耐贫瘠、
生长速度快、繁殖力强等生物特性,原产热带美洲,
在我国很多地区均有栽培 [1]。 近年来,MBJ 的研究
得到重视,其在医药、植物保护、环境保护方面也显
示出了研究价值。笔者主要对紫茉莉在化学成分与
生物应用方面的研究进展进行了综述。
1 紫茉莉化学成分的研究进展
1.1 根的化学成分 早期对 MBJ 根化学成分的研
究发现,其中含有多种甜菜素、豆甾醇、β-谷甾醇、
葫芦巴碱、萜类等生物活性成分,以及氨基酸、有机
酸、脂肪酸、半乳糖、淀粉等营养成分[2]。 近年来,陆
续有报道称从喜马拉雅 MBJ 根分离得到 7 种化合
物:balanoinvolin (Ⅰ)、β-谷甾醇 (Ⅱ)、 胡萝卜苷
(Ⅲ)、boeravinone D(Ⅳ)、氯苯(Ⅴ)、boeravinone B
(Ⅵ)和天师酸(Ⅶ)[3];从黄花 MBJ 根得到 7 种鱼藤
酮类化合物, 其中的异喹啉生物碱具有抗 HIV 活
性的成分 [4]。 Wang 等[5]也在 MBJ 中发现了类鱼藤
酮化合物。 有人从 MBJ 根中分离二十三碳酸单甘
油酯、boeravinone C、mirabijalone A、大黄酚[6]。 邹妍
琳等 [7 ]从喜马拉雅 MBJ 正丁醇提取物中分离
出了色氨酸、1-甲基-四氢-β-咔啉-3-羧酸、腺苷、
6′-O-(E)-feruloylsucrose、 丁香树脂酚单-β-D-葡
萄糖苷等化合物。 有人自 MBJ 根的挥发油中鉴定
出了 23种化合物的结构[8]。
1.2 种子的化学成分 MBJ 种子主要包含了粗纤
维、木素、蛋白质、脂肪、淀粉等化学成分。MBJ种子
还可提取籽油,籽油中饱和脂肪酸含量很低,其中
硬脂酸含量仅为 1.74%; 绝大部分为不饱和脂肪
酸,总量高达 83.46%,其中,多元不饱和脂肪酸亚
麻酸的含量达 17.87%, 因而 MBJ 籽油是一种具有
调节血脂作用的植物油[9]。有人从 MBJ种子的 80%
乙醇提取物中分离出了 3 种化合物,其中包括 2 个
黄酮类化合物:5,7,3′-三羟基-4′-甲氧基黄酮与
4′,5,7-三羟基黄酮,另一个为豆甾醇[10]。
1.3 花的化学成分 MBJ 花顶生,总苞内仅 1 花,
无花瓣。 花萼呈花瓣状,喇叭形,直径 2.5 cm左右,
花色主要有紫红色、黄色和白色 3 种。 李凌智等 [11]
从 MBJ 花石油醚溶性成分中分离鉴定出皂甙类化
合物, 从水溶性成分中分离鉴定出多种氨基酸、有
机酸、糖类、甙类、酚类、挥发油等物质,从醇溶性成
分中分离鉴定出酚类、强心苷、内酯及香豆素、黄酮
等物质。
2 紫茉莉在土壤修复中的研究进展
当前,土壤持久化学污染物与重金属污染已成
Animal Husbandry and Feed Science畜牧与饲料科学 2016,37(9):25-27
DOI:10.16003/j.cnki.issn1672-5190.2016.09.008
为 一 个 日 益 突 出 的 问 题 。 植 物 修 复
(phytoremediation)是修复土壤的重要手段,可利用
某些植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无
害。 MBJ 植物粗壮, 生长快, 并能自播繁衍后代,
MBJ 生物量大,作为花卉植物不进入食物链,是进
行应用植物进行土壤修复较好的选择。
2.1 清除持久化学污染物 多环芳烃(PAHs)是一
类严重的环境污染物, 包含了多种化合物, 修复
PAHs污染土壤一直是环境修复的热点问题。 赵媛
媛等[12]研究了 MBJ 与微生物联合对多环芳烃化合
物芘污染土壤的修复效果。 在温室盆栽条件下,经
过 90 d 的修复试验,MBJ-芘的专性降解菌 ZQ5 联
合修复可将人工污染土壤中的芘降解 81.1%;对于
石油污染土壤,上述联合修复使芘降解 50.3%。 焦
海华等 [13]研究发现,在石油污染盐碱土壤中,MBJ
生长对根际土壤微生物群落结构具有较大影响,并
可以促进石油烃的降解,但不同季节试验结果有差
异。 Peng等[14]研究也发现,MBJ对处理石油污染有
效。 其他研究证明,MBJ 对多环芳烃污染土壤具有
很好的修复作用[15]。硝基苯也是一种常见的土壤污
染物,MBJ在硝基苯浓度小于 10 mg/kg 污染土壤中
具有较好的耐性, 并且能够促进土壤中硝基苯的
去除[16]。
2.2 清除重金属 镉(Cd)是自然界第 3 位的污染
环境、威胁人类健康的金属元素。 刘家女[17]研究发
现,MBJ 可耐受浓度高达 300 mg/kg 的 Cd;MBJ 具
有修复 Cd和盐复合污染土壤的潜力[18]。 吴双桃[19]
报道了 MBJ 在 Cd 污染土壤中的生长特征、 对 Cd
的富集能力和体内分布规律,认为 MBJ 对 Cd 的耐
性较强,富集浓度最高可达 92.82 mg/kg,Cd 在 MBJ
的分布从高到低依次为根>茎>叶。 对于中、低浓度
Cd污染土壤,MBJ可取得较好的修复效果。 MBJ的
修复作用与光照有关,MBJ 植株在高光强条件下积
累 Cd量最大,对土壤的修复效果最好[20]。 Wang等[21]
研究发现,EDTA 与 EGTA 可以增强 MBJ 对 Cd 的
富集作用。
3 紫茉莉在植物保护方面的研究进展
3.1 杀虫作用 近年来,MBJ 在植物保护方面的
研究得到了重视。MBJ茎氯仿提取物对菜粉蝶幼虫
具有很好的毒杀与拒食效果,处理第 5 天有近 90%
死亡, 第 3 天与第 5 天的拒食率分别为 96.8%与
99.6%;MBJ茎提取物对小菜蛾、斜纹夜蛾也表现出
较好的抑制作用 [22-23]。 MBJ 花含有生物碱,可驱避
和麻醉蚊虫,可以制成蚊香。其他学者研究也发现,
MBJ提取物对一些害虫具有拒食作用[24]。
3.2 抗病害作用 很多研究发现,MBJ 有抗病害
作用。MBJ根和茎的甲醇提取物可以抑制梨黑斑病
菌、西瓜炭疽病菌菌丝生长 [22];MBJ 全株含有一
种抑制植物病毒侵染的 MBJ 抗病毒蛋白(MAP),
0.8 μg/mL 的 MBJ MAP 几乎可完全抑制珊西烟叶
片上的烟草花叶病毒(TMV)[25]。MBJ根丙酮抽提物
也具有较强的抑制 TMV 效果, 对上表面抑制率为
84.7%,对下表面为 89.5%[26]。其他研究也发现,MBJ
具有抗植物病害作用[27-30]。
3.3 化感作用 化感作用是自然界中植物与周围
的生物群落通过以次生代谢物质为媒介所建立的
稳固的化学作用关系,可以通过化感作用研究寻找
控制杂草和病虫害的天然产物,从而减少农业生态
系统对化学农药的依赖。 很多研究认为,MBJ 具有
化感作用,MBJ 的提取液会不同程度地影响其他作
物的种子萌发及幼苗生长。 辛福梅等[31]研究发现,
MBJ 种子水浸液对绿豆和小麦种子萌发和幼苗生
长均存在不同程度的抑制作用。许桂芳等[32]研究发
现,MBJ 根、 茎和叶的水浸液对多种作物种子的萌
发和幼苗生长都具有化感作用。 张益民等 [33-34]认
为,MBJ 果实水提液对西瓜、枸杞、月见草等都具有
化感作用。
4 紫茉莉在医药方面的研究进展
MBJ 具有一定的药用价值,最早在《本草纲目
拾遗》中就有所记载,MBJ 性寒,味甘,根、叶、种子
和花均可入药,MBJ 可用于热淋、白浊、水肿、赤白
带下、关节肿痛、痈疮肿毒等症[1]。 现代医学研究认
为,MBJ有以下几方面的作用。
4.1 抗癌作用 陈业高等 [35]从 MBJ 根中分离出 4
种鱼藤酮类化合物:boeravinones B(1)、E(2)、9-O-
methyl-4-hydroxy boeravinone B (3)和 mirabijalone
B(4)。这些化合物有不同程度的体外抑制人白血病
细胞株和人肝癌细胞株活性。MBJ鲜根的脱脂水提
取物可能具有抑制小鼠肉瘤 (S180)、Lewis 肺癌以
及 Walker256 癌的作用[36]。
4.2 抗菌作用 MBJ 根水煎剂可抑制金黄色葡萄
球菌、 痢疾杆菌和大肠杆菌,MBJ 根醇提物对金黄
色葡萄球菌有抑制作用[37]。MBJ种子乙醇提取物也
对多种细菌有抑制作用,但对大肠埃希菌和枯草芽
胞杆菌无效[38]。
4.3 抗病毒作用 从 MBJ 根部分离出一种核糖体
失活蛋白(ribosoml inactivating protein)。 该蛋白因
能抑制艾滋病病毒 HIV-Ⅰ在受感染的巨噬细胞和
T 淋巴细胞内的复制,具有广泛的抗病毒作用而受
到越来越多的关注[39]。
畜牧与饲料科学 第 37 卷26
4.4 降血糖作用 MBJ 根水提物中含有葫芦巴碱
等降血糖活性物质,可降低四氧嘧啶性糖尿病小鼠
的血糖[40]。MBJ根醇提物对高血糖模型小鼠也有降
血糖作用,但对正常血糖小鼠无明显影响[36,41]。
4.5 强心作用 MBJ 叶或全草的水提物 (用乙醇
沉淀后)具有肾上腺素样作用,在对离体兔心的研
究中,可使兔心的收缩振幅增大,频次加快,但作用
时间短暂,很快完全恢复[2]。
5 结语
MBJ分布广泛,易于栽培和种植,其化学成分复
杂,生物活性广泛,在医药方面应用较早,近年来的研
究表明,MBJ 在污染土壤修复和植物保护方面的开
发应用潜力也很大,但是目前实际应用还很少,因此,
应加大研究投入,让该物种为人类做出更大贡献。
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第 9 期 103杨培培等:崂山奶山羊胎儿骨髓间充质干细胞(BMSCs)的分离培养及成神经诱导分化