全 文 :
收稿日期: 2015-12-15
基金项目: 内蒙古自治区科技厅博士基金(2016BS0316)资助。
作者简介: 廖成松,博士,讲师。E-mail:lchsong1983@163.com
* 通信作者: 何广礼,副教授。E-mail:604818451@qq.com
安徽农业大学学报, 2016, 43(4): 658-661
Journal of Anhui Agricultural University
[DOI] 10.13610/j.cnki.1672-352x.20160712.027 网络出版时间:2016-7-12 16:52:41
[URL] http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20160712.1652.054.html
柳兰研究现状与展望
廖成松,何广礼*
(锡林郭勒职业学院,锡林浩特 026000)
摘 要:柳兰是柳叶菜科多年生草本植物,具有重要的药用价值和极高的观赏价值,在园林绿化、植被恢复及
水土保持等方面发挥重要作用。随着中药材市场需求量的逐渐增多,以及城乡景观绿化美化需求的不断增加,对柳
兰的栽培驯化变得尤为迫切。综述了近年来在柳兰化学组成、提取物、地区引种适应性、驯化栽培、生物学鉴定等
方面的最新研究成果,并结合当前实际,对未来的研究方向和重点提出展望。
关键词:柳兰,研究现状,展望
中图分类号:Q949.762.5 文献标识码:A 文章编号:1672−352X (2016)04−0658−04
Research progress in Chamaenerion angustifolium
LIAO Chengsong, HE Guangli
(Xilingol Vocational College, Xilinhot 026000)
Abstract: Chamaenerion angustifolium is an Onagraceae perennial herb with important medicinal value. It
also has high ornamental value and plays an important role in landscaping, vegetation recovery and water conser-
vation, etc. With the gradual increase in the price of medicines and market demand, the domestication cultivation
of Chamaenerion angustifolium as well as industrialization has become particularly urgent. This paper summa-
rized the latest research of Chamaenerion angustifoliumin in the aspects of chemical composition and extraction
methods, introduction, domestication and cultivation techniques, dwarf, and biological identification. Research
perspectives were also discussed.
Key words: Chamaenerion angustifolium; research status; prospect
柳兰[Epilobium angustifolium L.],为柳叶菜科,
柳叶菜属多年生草本植物,又名红筷子,异名山麻
条(四川)、土秦艽、大救驾(湖北)、糯芋(云南)。
柳兰属植物全世界仅有 4 种,我国仅有 1 种,分布
于华北、东北、西北及西南地区。柳兰易形成大片
群体,花期 7月至 8月,开花时十分壮观。
柳兰的重要作用主要体现在以下几个方面:(1)
柳兰是重要的中草药植物。全草入药,主要用于治
疗气血浮肿、肠滑泄水、食饮胀满、肾囊肿大、下
乳、润肠止血等,尤其对跌打损伤、骨折等疗效显
著[1-2]。柳兰植株中富含黄酮、三萜酸、鞣质等物质,
具有明显的抗菌作用。花中富含柳兰聚酚
(Chancrol),为一种水溶性的毒性酚类聚合物,相
对分子质量约 100000,具有抗肿瘤作用[2]。柳兰提
取物还具有抗炎作用,抗炎物质为杨梅素-3-O-β-D
葡萄糖酸苷[3-4],其酚性成分能抑制小鼠肿瘤生长[5]。
(2)柳兰具有极高的观赏价值。柳兰植株高 50~150
cm,茎直立,不分枝,叶长披针形,全绿有锯齿,
总状花絮顶生,花序修长,花色鲜艳,花朵秀美,
花期长,观赏价值极高,还是良好的鲜切花材料[6-7]。
(3)柳兰是重要的园林景观植物和水土保持作物。
在园林绿化中,由于柳兰植株较高,所以极适宜做
花境的背景材料,以及用来设计复层结构的植物景
观。再者,柳兰地下根茎生长能力极强,可用于固
土护坡,是重要的水土保持作物。此外,柳兰也是
优良的蜜源植物[8]。由此可见,柳兰具有重要的药用
价值、极高的观赏价值,而且在园林绿化、水土保
持等方面也具有广泛的应用潜力。
43卷 4期 廖成松等: 柳兰研究现状与展望 659
1 研究进展
1.1 化学组成和提取方法
早期关于柳兰的研究,主要集中在对柳兰的化
学成分和提取物分析方面。于丙午[9]采用 Diaion HP
20(Tsk)、Toyopearl HW 40(C)、MCI gel CHP 20P
(Mitsubishi)柱层析分离的方法,从柳兰 70%丙酮提
取物中分离鉴定了 5 种单体化合物,分别为
tellimagradin I,l-O-galloyl-4,6-O-HHDP-β-D- glu-
copyranose,氯原酸,5,7,3,4-四羟基黄酮-3-O-阿拉
伯糖和大环丹宁二聚体(woodfordin)。王彩芳[10]
采用同样方法对柳兰中单宁及多元酚类成分进行了
研究,首次在 70%丙酮提取物中发现了 6种化合物,
分别为 quercetin-3-O-β-D-galactoside,quercetin-3-
O-(6′-O-galloyl)-β-D-galactoside, quercetin-3-O-α-L-
arabinoside,1,6-di-O-galloyl-β-D-glucopyranose,1-O-
galloyl-4,6-HHDP-β-D-glucopyra-nose,3-O-caffeoyl-
quinic acid。随后,成功鉴定了其中的 3种多元酚化
合物,分别为 1-氧-没食子酰基-4,6-六羟基联苯甲酰
基-β-D-吡喃型葡萄糖 (1-O-galloyl-4,6-HHDP-β
-D-glucopyranose)、1,6-二-氧-没食子酰基-β-D-吡喃
型葡萄糖(1,6-di-O-galloyl-β-D-glucopyranose)、绿
原酸(3-O-caffeoyl-quinic acid),首次发现并鉴定了
没食子酸(gallic acid)[11]。由此,进一步明确了在柳
兰全草 70%丙酮提取物鉴定到的物质为 3 个黄酮
苷、1 个黄酮醇和 9 个鞣质类化合物[12-13]。此外,
Bazylko 等[14]采用高效液相色谱法定量分析获得柳
兰水浸提液中Oenothein B和Quercetin glucuronide。
Kiss等[15]采用生物检测分馏技术,成功将柳兰中几
种黄酮类、酚酸和一种单宁分离。Maruška等[16] 采
用体积比为 3:1 的甲醇与水混合物对盛花期柳兰进
行萃取,采用高效液相色谱对浸提液中自由基清除
能力进行检测和评估。Cando 等[17]对柳兰中萃取酚
醛类物质的方法进行了优化,主要针对提取物中酚
类物质的含量和组成进行了研究。
1.2 化学组分的具体作用
柳兰的化学成分主要有以下几个方面的重要作
用:首先,黄酮类、类黄酮、多酚类物质具有显著
的抗氧化和清除氧自由基的能力[16-19]。其中,羟基
苯甲酸和类黄酮具有显著的抗氧化能力[18],酚醛类
物质能抑制脂肪氧化、加速蛋白的羟基化且使牛肉
变色[17],盛花期柳兰植物中含有的大量黄酮类物质
具有较强的自由基清除能力,尤其是在花中[16]。此
外,刘娟等[20]研究结果表明,柳兰中鞣质含量呈规
律性变化,在花蕾期含量最高(12.5%),果期含量
最低(5.32%),且对 DPPH自由基及超氧阴离子自
由基均有抑制作用。
其次,柳兰提取物具有明显的抗菌能力[21-24]。
整株柳兰提取物对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌均
具有抗性,能显著抑制 Micrococcus luteus、
Staphylococcus aureus 、 Escherichia coli 和
Pseudomonas aeruginosa 的生长[21-24],并且对人体
细胞增生有显著的抑制作用[25]。
第三,柳兰提取物中特征化学物质具备诱导和
抑制生物酶的能力[14-15,26-28]。研究表明,柳兰的提取
物能有效抑制中性肽链内切酶(Neutral endopepti-
dase,NEP)、血管紧张素转化酶(Angiotensin-
converting enzyme,ACE)及氨基肽酶(Aminopepti-
dase N,APN)的活性[14-15,27-28]。另有研究证实,柳
兰水浸出物及其主要的化合物Oenothein B能特定地
诱导前列腺癌细胞中性肽链内切酶(Neutral endo-
peptidase,NEP)[26]。此外,孕蕾期和开花初期或开
花期柳兰的带花枝上部煎剂与 70%乙醇按照 1:10的
比例混合后稀释 100 倍,饲喂成年雄性大鼠,能有
效增强活动能力,降低修饰能力和激动情绪[29]。
1.3 驯化与栽培
由于柳兰具有重要的观赏价值,其引种和驯化
以及繁殖也得到了研究者的高度重视,开展了大量
研究。首先,对野生柳兰引种驯化成功的标准进行
了规范。其次,对柳兰的种子萌发条件和繁殖方式
进行了一系列研究[1,31-34]。柳兰以野生为主,主要有
种子、分株和扦插 3种繁殖方式。柳兰种子发芽的
条件为浸种 3 d至种子发白后,播于河沙:泥炭:田园
土=15:40:45的基质中,控制昼、夜温度分别为 30℃
/20℃,出苗率可达 56.6%[1]。徐文[31]、吕寻[32]、姜
韬等[33]对柳兰的分株和扦插繁殖方法进行了研究。
此外,在对柳兰的众多繁殖方式进行比较时发现,
扦插繁殖和离体快速繁殖方式较好,且适合规模化、
标准化生产,并以柳兰茎段为外植体,建立了离体
快速繁殖体系[6-7,34]。因此,当经济条件与技术人员
均符合要求时,离体快速繁殖是柳兰比较理想的繁
殖方式[34]。
此外,对于野生柳兰引种驯化后生长适应性进
行了研究。刘旭华[35]经过野外调查、引种试验对暖
温带区柳兰的生长规律及对自然条件的适应性进行
了研究。康健等[6-7]将原产于黑龙江省小兴安岭凉水
自然保护区的野生柳兰栽培至具大陆性季风气候特
点的哈尔滨市内,通过全生育期的观察,获取了野
生柳兰在同纬度相同气候类型区域引种栽培的基础
数据。迄今为止,在河北保定[36]、甘肃天水[35]、吉
660 安 徽 农 业 大 学 学 报 2016年
林长春[37]、黑龙江哈尔滨[6-7]等地均引种成功。
1.4 其他相关研究
在上述主要研究的基础上,科学家们还在其他
方面对柳兰进行了探索性研究。比如矮化栽培方
面[36, 38]、生物学特征[39]、药物成分对特定基因表达
的影响[40]等。其中,矮化栽培研究结果表明,机械
矮化摘心法矮化效果和观赏效果突出,药用矮化的
花茎比例均衡;用矮壮素(CCC)喷施野生花卉柳
兰,主茎和侧枝的伸长生长受到明显的抑制,且缩
短主茎和侧枝及花序的节间长度,显著促进侧枝发
生,提高开花率,从而进一步提高了柳兰的观赏价
值[36, 38]。生物学特征研究表明柳兰根横切面皮层细
胞中含草酸钙针晶,内皮层明显,叶中脉维管束半
月形,外韧型[24]。全草粉末特征主要有单细胞非腺
毛,长 150~550 μm,有的弯曲,表面光滑或有细短
状线纹,末端稍尖;众多草酸钙针晶散在或成束,
长 60~110 μm;花粉粒圆球形,直径 115 μm,有 3
个萌发孔,表面颗粒状,直径 20~75 μm[24]。Kujawski
等研究表明柳兰提取物对小鼠肝脏 P450 cytoch-
romes的基因表达有显著影响[40]。
2 研究展望
据国家统计局数据显示,2012年我国中药工业
总产值已达 5156亿元,占医药产业规模的 31.24%,
与化学药和生物药呈现出三足鼎立之势。另据中商
产业研究院数据显示:2014 年生产中成药 367.31
万 t,同比增长 2.14%。《2013-2017年中国药品市场
环境分析及发展趋势预测报告》预测在未来较长一
段时间,中药材的价格和市场需求量还将保持持续
上涨的趋势。因此,随着中药市场的进一步扩大,
柳兰的市场需求量将与日俱增。我国野生柳兰数量
极其有限,远远满足不了市场的需求,开展野生柳
兰的驯化栽培等研究工作,进一步扩大柳兰的种植
面积和产量,正是应对市场经济需求的重要体现。
目前,虽然对柳兰的化学成分和提取方法的研
究较为透彻,在我国的部分地区,野生柳兰的引种
驯化已取得初步成效。但是,野生柳兰的引种和驯
化,引种后的栽培种植以及产业化是一项复杂的系
统工程。要完成这一工程,还需要关注以下几个方
面的问题:
(1)野生柳兰生态环境基本要素及其生长发育
特性。了解野生柳兰对环境条件的适应性是柳兰引
种驯化成功的基础,对于引种驯化至关重要。在对
野生柳兰生态环境基本要素及其生长发育特性研究
透彻的基础上,才能有针对性地制定措施,加快引
种驯化的步伐。
(2)野生柳兰的引种和驯化的限制因子及限制
机制。虽然,野生柳兰的生长适应性研究已有较多
报道[5-6, 20-22],但是,在一定的区域范围内,限制野
生柳兰生长和引种驯化的因素有哪些?具体作用在
哪些方面?其深层次的限制机理目前还不清楚。
(3)柳兰高产栽培的技术尚需完善。目前,在
我国的部分地区小范围内的柳兰种植获得的了成
功,但距离大规模种植还有一定的差距,具体表现
在规模和产量上,尚缺乏高效的栽培管理技术做保
障。因此,加强柳兰高产栽培技术的研发和推广应
用是柳兰种植规模化、产业化的前提和保障。
(4)柳兰中药成分特征物质的富集技术。柳兰
作为一种重要的中草药植物,具有巨大的市场开发
潜力,同时也是引种驯化和大规模栽培柳兰的源动
力之一。作为重要的中草药植物,有效成分的富集
是其走向市场化的基本前提。因此,开发和完善柳
兰中药成分特征物质的富集技术可进一步促进柳兰
的商品化和市场化。
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