免费文献传递   相关文献

绿玉树的利用价值及其国内研究进展



全 文 :绿玉树的利用价值及其国内研究进展
杨颜慈 (西北大学生命科学学院,陕西西安 710069)
摘要 介绍了绿玉树不仅是一种高效的能源植物,还具有药用价值、害虫防治价值、生态价值等许多利用价值。同时,从绿玉树在我国
的分布情况,绿玉树碳氢化合物及甾醇含量分析,种质资源多样性、组织培养和栽培技术等方面综述了绿玉树在国内的研究进展,以期
实现绿玉树产业规模化种植,从而为人类带来巨大利益。
关键词 绿玉树;化学成分;利用价值;研究进展
中图分类号 S759. 3 + 5; Q949. 9 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611( 2012) 26 -12963 -03
Use Value and Domestic Research Progress of Euphorbia tirucalli L.
YANG Yan-ci ( College of Life Sciences,Northwest University,Xi’an,Shaanxi 710069)
Abstract Euphorbia tirucalli L. not only is used as energy plant,but also has other use values,such as medicinal value,pests preventive treat-
ment value,ecological value. The research progress in E. tirucalli was introduced from its distribution in China,the analysis of its hydrocarbons
and sterols,the diversity of its germplasm resources,its tissue culture and cultivation technique,with the aim to realize the industrialized planting
of E. tirucalli and bring great benefits to human beings.
Key words Euphorbia tirucalli L. ; Chemical substance; Application value; Research progress
作者简介 杨颜慈( 1990 - ) ,女,内蒙古包头人,本科生,研究方向:植
物学,E-mail: 18702965633@ 163. com。
收稿日期 2012-06-29
绿玉树(Euphorbia tirucalli L.)是植物界双子叶植物门
木兰纲金虎尾目大戟科大戟属的植物[1],又名光棍树、绿珊
瑚、光枝树、龙骨树[2]。绿玉树为热带灌木或小乔木,高 4 ~9
m,枝肉质,圆柱状,绿色,簇生或散生;叶缺少或仅有数枚散
生,线状,矩圆形;耐旱、耐盐和耐风,喜温暖(25 ~ 30 ℃) ,好
光照,耐半阴,在贫瘠的土壤也可生长[2]。Schmelzer 等认为
绿玉树起源于东非热带地区的一些国家,如安哥拉、埃塞俄
比亚、肯尼亚、苏丹等[1]。我国自 20 世纪 70 年代初在海南、
云南等地引种栽培。绿玉树因其具有广泛的利用价值而得
到世界范围的认知和研究。早期许多国家的人们将其视为
一种民间医药[1]。通过对绿玉树化学成分的检测与分析,人
们发现绿玉树乳汁中含有丰富的碳氢化合物,其中有一些与
石油组分相似[3],因而绿玉树也被看作是一种能源植物。近
年来,绿玉树还被用作杀虫剂[4]原料、绿化造林植物[5]、观赏
植物等。因此,开发利用绿玉树有着巨大的潜力。
1 绿玉树的利用价值
绿玉树可用作石油植物,还可用于治疗一些疾病,对于
病虫害防治、改善生态环境等方面也具有一定作用。随着研
究技术的发展,绿玉树的化学成分逐渐为人所知:Kapaczews-
ki在 1947年就指出绿玉树的乳汁中含有约 28%的固体物
质,其中有 21% ~ 27%的水溶物质,59% ~ 63%的脂溶物质
以及 12% ~14%的橡胶状物质[1]。Uchida等[6]在 2010 年研
究发现绿玉树茎愈伤组织中含有菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾
醇、异岩藻甾醇等,对绿玉树成分的明晰有助于人们对其新
功能的发现。
1. 1 能源价值 国际能源部预测未来 20 年全世界对化石
能源的消耗将是目前的 2倍[7],化石能源消耗殆尽的必然性
加速了人们寻求新能源物质的步伐,而生物能源的发现则为
目前能源紧缺的现状带来了福音[8]。Maugh[2]在 1976 年就
研究认为,绿玉树的乳汁中含有丰富的碳氢化合物,且与石
油的成分相似。有研究指出 100 kg 绿玉树茎就可提取 8 kg
的石油物质[5]。绿玉树枝条含有丰富的乳汁,且乳汁中富含
烯、萜、甾醇等类似石油成分的碳氢化合物,可以直接或与其
他物质混合成原油,作为燃料油替代石油。因此绿玉树是一
种石油植物。
1. 2 药用价值 民间早期就利用绿玉树作为一种药物治疗
一些疾病。在许多国家和地区,如巴西、印度、印尼、马拉巴
尔海岸、马来群岛,绿玉树被用作传统药物原料:其汁液可用
以通便,驱风,治疗淋病、百日咳、哮喘、水肿、麻风、黄疸病、
膀胱结石等;其乳汁也可用于治疗发痒及蝎子的蜇咬。Wer-
ner 和 Harold Porter研究发现,绿玉树可用于治疗阳痿、毒蛇
咬伤,并可以用作鱼毒[4]。
近年来随着人们对绿玉树成分的明晰,发现了其新的一
些药用价值。目前研究发现,绿玉树的汁液有一定的抗癌作
用。Valadares M C 等[9]用绿玉树植物浸出液(125、250 及
500 mg /kg)来喂养患有欧利希腹水肿瘤(EAT)的小鼠,实验
发现绿玉树植物浸出液直接或间接地引起了 EAT小鼠的髓
调节反应并抑制肿瘤生长和发展,延长了小鼠的寿命。王晓
阳等[10]发现,绿玉树的氯仿提取部位在质量浓度为 1 mg /ml
时对人肺癌细胞 A549 和人肝癌细胞 BEL-7402 具有显著的
抑制活性,抑制率分别为 94. 2%和 96. 4%;之后对氯仿部位
进行了系统地化学成分研究,从中分离得到 11 个单体化合
物,其中有 9 种化合物是首次从绿玉树中提取得到的。
1. 3 害虫防治价值 由于人们大量且不加区别地使用合
成杀虫剂,使得水生态系统和一些非目标生物生存环境受到
严重的威胁,因此人们加快了寻找环境友好型杀虫剂的步
伐。目前,许多研究者发现一些植物复合物可以用作杀虫
剂[4]。Sharma[4]等发现许多植物都可以用于害虫防治。
Sileshi等认为绿玉树是可以防治白蚁的最有效树种。Sid-
diqui-MA等研究发现用绿玉树乳汁作种子包衣剂能抑制一
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(26):12963 - 12965 责任编辑 高菲 责任校对 李岩
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.26.139
些病菌的繁殖,且对植物寄生线虫有毒害作用。Chauhan Sa-
roj等[11]研究发现蒲公英赛醇与绿玉树的丙酮浸出液按 1∶ 1
混合是一种非常有效的植物灭螺剂,对椎实螺(Lymnaea acu-
minata)的杀灭作用尤为明显。
1. 4 生态价值 由于绿玉树具有耐旱、耐盐、耐风及在贫瘠
的土壤也可生长的特点,人们经常将它种植在少雨地区,这
样不仅可以绿化造林、保护土壤,而且还可将其用于石油生
产。20世纪 80年代初,肯尼亚为了调整干旱地区农业结构,
防止水土流失,进行了干旱地区重要能源植物的研究与开
发,筛选出在干旱与半干旱地区最适合种植的能源植物———
绿玉树[4]。由此可见绿玉树具有一定的生态作用。
2 国内研究进展
2. 1 绿玉树在我国的分布情况 绿玉树在我国引种栽培成
功后,李凌等[12]对我国绿玉树的分布状况做了调查。其调
查研究指出:香港的部分地区、台湾的澎湖列岛、海南西部和
南部沿海引种的绿玉树已经逸为野生;作为观赏树种,绿玉
树在西双版纳有少量露地栽培;广州、昆明的绿玉树均在温
室内栽培。调查结果表明,绿玉树适宜在干旱炎热地区生
长。其研究还指出,采用枝条引种的方式能保证绿玉树在长
期的迁移过程中不发生较大的遗传变异。
2. 2 绿玉树碳氢化合物及甾醇含量分析 李凌[13]对西双版
纳的成年绿玉树和重庆引种的 2 年生海南绿玉树乳汁进行
一定的处理后,用气相色谱 -质谱联用机(GC-MS)分析,得
出的结论是二者总体成分十分接近,均含有绿玉树“指纹”成
分———绿玉树甾醇,但其在海南幼年绿玉树中的含量
(17. 40%)高于西双版纳成年绿玉树中的含量(10. 91%) ;海
南幼年绿玉树的烷烃和烯烃的相对含量(5. 01%)低于西双
版纳成年绿玉树烷烃和烯烃的相对含量(14. 57%)。李
凌[14]同时采用气相色谱 -质谱联用机分析了栽培在重庆的
荷兰和海南绿玉树夏季乳汁的碳氢化合物和甾醇的相对含
量,其结果是荷兰绿玉树乳汁中含 18 ~ 32 个碳原子的链烷
相对含量较低(2. 33%) ,海南绿玉树乳汁中含 9 ~ 44 个碳原
子的链烷含量较高(8. 55%) ;两者乳汁中的羊毛甾醇的含量
接近。由于重庆冬天的平均气温较低,使得绿玉树的露地生
长有一定的困难,因此大规模引种绿玉树到重庆还有待进一
步研究。
2. 3 我国绿玉树种质资源遗传多样性 黄文霞等[15]利用
ISSR分子标记技术对 12 份绿玉树品系进行亲缘关系分析,
其结果显示这 12 份绿玉树品系可分为 2 个类群,其中云南
绿玉树单成一个类群。该试验结果揭示了我国绿玉树种质
资源具有遗传多样性,这种多样性不仅表现在来自不同地区
的品系间,也表现在来自同一地区的品系间。
2. 4 绿玉树组织培养和栽培技术 中国科学院华南植物园
生物技术研究组马国华研究员和分子生物学研究组吴国江
等人通过合作研究发现,不经过愈伤组织形式能直接诱导不
定芽的形成,并建立再生体系,这将为绿玉树的遗传改良产
生直接的推动作用。
刘召亮、何觉民等[16]研究培养绿玉树茎段组织的最优
条件,其结果是萌芽培养最优的诱导培养基为1 /2MS + 0. 02
mg /L NAA +1. 00 mg /L 6-BA,分化率为 89. 7%;继代培养最
优培养基为 1 /2MS + 0. 02 mg /L NAA + 0. 60 mg /L 6-BA +
3. 00 mg /L AD,增殖倍数为 5. 70;生根培养最优培养基为
1 /2MS +0. 40 mg /L NAA +0. 40 mg /L IBA,生根率达 100%,
移栽成活率达 80%。何觉民等[17]研究温度、光长和空气湿
度对绿玉树越冬嫩枝扦插成活率的影响。其中培养温度以
15 ℃最好,在该温度下绿玉树嫩枝扦插成活率达 75%;光长
对越冬绿玉树嫩枝扦插成活率没有显著影响;以空气湿度为
20%处理的绿玉树嫩枝扦插成活率最高,达 62. 5%。
3 展望
由于绿玉树对生长环境温度的要求较高,所以其在我国
能够露地栽培的地区有限。但随着研究的不断深入,人们试
图在不改变绿玉树原有应用价值的前提下,扩大露地栽培范
围,或在经济、科学技术的支持下,扩大大棚栽种面积,最终
实现林场规模经营。同时研究人员也在寻找绿玉树的快速
繁殖方式———无性繁殖的最优培养条件,从而缩短其生长周
期,提高经济效益。目前研究已发现不同来源绿玉树种质资
源具有遗传多样性,通过开展选择育种研究,利用杂交育种、
诱变育种等方法对其进行有效的改良,从而培育优良的绿玉
树品种,改良的目标是提高绿玉树的生长适应性及经济产物
的产量。随着人们对绿玉树使用价值认识的不断深入,绿玉
树必将会产业规模化种植,这样不仅可以弥补我国化石燃料
不足,缓解过分依赖大量进口石油的被动局面,而且有助于
水土保持和改良土壤,达到保护和建设生态环境的目的。在
加大科研范围的基础上,积极促进绿玉树的研究成果转化为
生产力,形成产业化,使得绿玉树在多种疾病治疗、虫害防治
等领域蓬勃发展,为人类带来巨大的利益。
参考文献
[1]MWINE J,VAN DAMME P. Euphorbia tirucalli L.(Euphorbiaceae) -
The miracle tree:Current status of available knowledge[J]. Scientific Re-
search and Essays,2011,6(23):4905 -4914.
[2]叶水英.介绍几种有推广价值的石油植物[J].生物学通报,2011,46
(3):13 -15.
[3]MAUGH T H. The petroleum plant:Perhaps we can grow gasoline[J]. Sci-
ence,1976,194:46.
[4]ABHISHEK KUMAR,MANIRAM PRASAD,DIWAKAR MISHRA,et al.
Toxicity of aqueous extract of Euphorbiatirucalli latex on catfish,Hetero-
pneustes fossilis[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety,2010,73(7):
1671 -1673.
[5]何觉民,黄顺虹,何仪,等.高效能源作物绿玉树的抗旱性及其无性系、
个体间差异研究[J].华北农学报,2011,26(3):219 -223.
[6]UCHIDA H,OHYAMA K,SUZUKI M,et al. Triterpenoid levels are re-
duced during Euphorbia tirucalli L. callus formation[J]. Plant Biotechnol,
2010,27(1):105 -109.
[7]LIU S Y,LIN C Y. Development and perspective of promising energyplants
for bioethanol production in Taiwan[J]. Renewable Energy,2009,34(8):
1902 -1907.
[8]DIPUL KALITA. Hydrocarbon plant—New source of energy for future[J].
Renewable and Sustainable Energy Reviews,2008,12(2):455 -471.
[9]VALADARES M C,SILVIA GRANJA CARRUCHA,WALTER ACCORSI,
et al. Euphorbia tirucalli L. modulates myelopoiesis and enhances the re-
sistance of tumour-bearing mice[J]. International Immunopharmacology,
2006,6(2):294 -299.
[10]王晓阳,刘丽萍,康廷国,等.绿玉树的化学成分研究[J].中草药,
2011,42(12):2398 -2401.
[11]CHAUHAN SAROJ,SINGH AJAY. Impact of Taraxerol in combination
46921 安徽农业科学 2012 年
with extract of Euphorbia tirucalli plant on biological parameters of Lym-
naea acuminate[J]. Revista do Instituto de Medicina Tropical de Sao
Paulo,2011,53(5):265 -270.
[12]李凌,李政.绿玉树分布状况的调查研究[J].西南农业大学学报:自
然科学版,2005,27(5):644 -647.
[13]李凌.绿玉树春季乳汁的碳氧化合物及甾醇的 GC-MS分析[J].林业
科学,2007,43(3):90 -95.
[14]李凌,李政,黄静洁. 2种来源绿玉树夏季乳汁中碳氢化合物和甾醇的
气相色谱 -质谱分析[J].西南大学学报:自然科学版,2007,29(2):
102 -105.
[15]黄文霞,何仪,何觉民,等.高效能源植物绿玉树种质资源遗传多样性
的 ISSR分析[J].植物遗传资源学报,2010,11(4):487 -490.
[16]刘召亮,何觉民,陈彪,等.绿玉树茎段组织培养再生体系的建立[J].
安徽农业科学,2011,39(17):10161 -10163.
[17]何觉民,何仪,黄娇芬,等.高效能源植物绿玉树扦插繁殖技术研究 Ι.
温度、光长和空气湿度对绿玉树冷害嫩枝扦插成活率的影响[J].广
东农业科学,2009(8):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
49 -51.
( 上接第 12953页)
叶猴即使在受到干扰的情况下,黑叶猴也有相当的时间在缓
坡和山脚觅食[19]。因此,山脚和缓坡植被的破坏影响了黑
叶猴的食物来源;③石山是一个非常脆弱的生态系统,一旦
受到破坏,由于石山水热条件的改变,植被很难恢复[20]。因
此,石山间的植被破坏使栖息地之间的连接度降低,最后导
致栖息地片段化。片段化的栖息地往往有更多的边缘,黑叶
猴可利用的栖息地面积下降,它们更容易暴露而受到其他潜
在捕食者的攻击。在扶绥岜盆,白头叶猴在开垦的山脚觅食
受到狗的攻击,1 对白头叶猴母子因伤势过重而死(崇左白
头叶猴保护区,未发表)。因此,山体植被急需恢复。
在弄邓黑叶猴分布区,对黑叶猴种群的捕猎威胁依然存
在。在中国西南部地区叶猴(黑叶猴和白头叶猴)常被作为
重要的动物药材,用它们的骨髓和白酒浸制的产品俗称“乌
猿酒”[18],据说这种产品对多种病有显著的疗效。20世纪70
年代,在扶绥和邻近的大新县大量的黑叶猴就被捕杀来制作
乌猿酒[3]。虽然,从野生动物保护法颁布以来,黑叶猴受到
保护,但在不少分布区非法捕猎并没完全停止,而黑叶猴骨
架的黑市价格一路飙升。因此,广西黑叶猴的种群数量从 20
世纪 70年代末期的 4 000 ~5 000[5]降到现在的 300 多,被局
限在少数的片段化栖息地中[3]。从调查访问的情况来看,弄
邓黑叶猴也未能幸免,而非法捕猎依然不容乐观。
要保护这里的黑叶猴种群及其栖息地,需要考虑的因素
太多,可从以下方面做起:①建立保护小区保护这里的黑叶
猴及其栖息地。从我国实际情况出发,建立自然保护区显然
不太可行,面积太小,破坏严重,但是建立保护小区是适合
的。因此,在弄邓黑叶猴的分布区建立一个保护小区,严格
保护这里的黑叶猴种群及其栖息地;同时通过积极地恢复山
脚和山上的植被,提高栖息地质量,扩大黑叶猴种群的栖息
地;②开展公众教育,特别是关于黑叶猴保护重要性的宣传
教育。利用正面和反面的教材,让群众知道保护黑叶猴和栖
息的重要性,敢于举报非法偷猎现象;③加强社区居民的培
训。通过一些实用技术的培训,改变当地单一的经济结构,
增加收入渠道,提高经济效益,减少对石山资源的依赖;④加
强技术指导和资金扶持。加强沼气池的建设和使用维持指
导,改变当地社区的能源结构,减少对石山植被的利用,恢复
山体的植被,提高黑叶猴的栖息地质量。
参考文献
[1]IUCN.2008 IUCN Red List of Threatened Species[EB/OL].[2010 -11 -
02]. http / /www. redlist. org.
[2]NADLER T,MOMBERG F,DANG N X,et al. Vietnam Primate Conserva-
tion Status Review 2002:Part 2:Leaf monkeys[M]. Hanoi:Fauna & Flora
International-Vietnam Program and Frankfurt Zoological Society,2003.
[3]LI Y B,HUANG C M,DING P,et al. Dramatic decline of Francois’s lan-
gur (Trachypithecus francoisi)in Guangxi Province,China[J]. Oryx,2007,
41(1):38 -43.
[4]罗杨,张明海,马建章,等.贵州黑叶猴日活动时间的分配[J].兽类学
报,2005,25(2):156 -162.
[5]吴名川.广西灵长类动物的种类分布及数量估计[J].兽类学报,1983,3
(1):16.
[6]刘万福,韦振逸.广西灵长类资源和保护现状[M]/ /夏武平,张荣祖.
灵长类研究与保护.北京:中国林业出版社,1995.
[7]龚石华,熊金荣,李兆元.广西扶绥县黑叶猴的分布和种群数量调查
[J].林业调查规划,2007,132(6):36 -39
[8]黄乘明,韦显盛,周岐海,等.栖息地质量对黑叶猴活动时间分配的影
响[J].兽类学报,2007,27(4):338 -343.
[9]申兰田,李汉华.广西的白头叶猴[J].广西师范大学学报:自然科学
版,1982(2):78 -81.
[10]卢立仁,黄乘明.白头叶猴的种群调查[J].兽类学报,1993,13 (1):11
-15.
[11]韩宗先,吴少斌,周先容,等.金佛山黑叶猴对阳光和降雨因子的行为
对策[J].安徽农业科学,2010,38(6):2968 -2970.
[12]HUANG C M,LI Y B,ZHOU Q H,et al. A study on the behavior of cave-
entering and leaving and selection of sleeping sites of a Francois’langur
group Trachypithecus francoisi[C]/ /HANOI NADLER T,STREICHER
U,LONG H T,et al. Conservation of primates in Vietnam. Hanoi:Frank-
furt Zoological Society,2004.
[13]HU G,DONG X,WEI Y,et al. Evidence for a decline of Fran?ois’lan-
gur Trachypithecus francoisi in Fusui Nature Reserve,south - west Guan-
gxi,China[J]. Oryx,2004,38(1):1 -7.
[14]孙儒泳.动物生态学原理[M]. 3 版.北京:北京师范大学出版社,
2001.
[15]ANTHONY L L,BLUMSTEIN D T. Integrating behavior into wildlife con-
servation:the multiple ways that behavior can reduce Ne[J]. Biological
Conservation,2000,95:303 -315.
[16]西双版纳纳板河流域国家级自然保护区管理局,云南省林业生态工
程规划院.西双版纳纳板河流域国家级自然保护区社区合作管理的
理论与实践[M].北京:中国农业大学出版社,2010.
[17]曹晔晖.向海自然保护区社区共管实施研究[D].北京:北京林业大学,
2007.
[18]黄乘明.中国白头叶猴[M].桂林:广西师范大学出版社,2002.
[19]周岐海,蔡湘文,黄乘明,等.黑叶猴在喀斯特石山生境的觅食活动
[J].兽类学报,2007,27(3):243 -248.
[20]袁道先.中国岩溶学[M].北京:地质出版社,1994.
5692140 卷 26 期 杨颜慈 绿玉树的利用价值及其国内研究进展