全 文 ：·1902· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第12期2007年12月
石蒜属植物分类鉴别、药用成分及生物技术应用研究进展
谢峻，谈锋。，冯巍，陈斌
(西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆市三峡库区植物生态
与资源重点实验室，重庆400715)
摘要：介绍了当前石蒜属植物在形态学、细胞学、遗传学等不同水平上的分类方法并对石蒜属植物特有的生物学
特性造成其分类鉴定的困难进行了总结。此外，还介绍了石蒜属植物生物碱，并且着重介绍了用于治疗老年性痴呆
症的特效药石蒜属次生代谢产物加兰他敏生物代谢合成、提取分离和有机合成、半合成的研究进展情况；并就运用
组织培养与无性繁殖等技术对石蒜属植物进行快繁，以满足市场需求进行了总结。最后对运用现代生物技术，通过
基因改造，构建转基因植物进行了展望。
关键词：石蒜属；加兰他敏}生物合成
中图分类号：R282．71；R284．2；R284．3文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2007)12—1902—04
Advancesinstudiesonclassification，identification，medicinalingradients，
andbiOtechnologiealapplicationofpla tsinLycorisHerb·
XIEJun，TANFeng，FENGWei，CHENBin
(KeyLaboratoryofEco—environmentsi ThreeGorgesR ervoirRegion，MinistryofEnducation，KeyLaboratory
ofPlantEcologyandResourcesinThreeGorgesR ervoirRegion，SchoolofLifeSciences，
SouthwestUniversity，Chongqing400715，China)
Keywords：LycorisHerb．；galanthamine；biosynthesis
石蒜属(LycorisHerb．)是石蒜科中的一个重要属。石蒜
属植物分布于长江流域及西南各省。喜阳，耐半阴，喜湿润，
耐于旱，稍耐寒，适宜排水良好、富含腐殖质的沙质壤土。石
蒜鳞茎中含有石蒜碱(1ycorine)、伪石蒜碱(pseudolycorine)、
加兰他敏(galanthamine)、诺维定(narwedine)、力可拉敏
(1ycoramine)等多种生物碱，其中，加兰他敏作为乙酰胆碱酯
酶(acetylcholinesterase，AchE)抑制剂用于治疗老年性痴呆
具有良好效果。
1鉴别与分类
由于石蒜属植物种问差异不大、种内形态差异又较大，
且一些种存在多型现象，同一种不同产地营养特征，尤其是
叶的形态和大小以及抗寒能力均有差异，在自然与人工栽培
条件下，又易于杂交。这给石蒜属植物种问和种内的分类和
遗传关系研究带来很多困难。
1．1 形态学：周守标等[11对石蒜属12种植物叶片进行了比
较解剖学研究，邓传良瞳1和周守标[33又运用显微和扫描电镜
技术分别对石蒜属11种植物叶微形态和石蒜属13种植物
花粉形态特征比较分析，发现石蒜属植物在形态学上，既具
有许多相似特征：1)石蒜属植物叶片均为异面叶，叶片横切
面的端部、中部及基部的轮廓基本呈浅“w”或“v”字型，叶片
中维管束数目多为奇数，叶脉维管柬鞘由薄壁细胞组成；2)
石蒜属植物叶表皮气孔器为无规则型，近轴面表皮细胞形
状、气孔器类型、垂周壁式样、气孔大小及气孔外拱盖内缘种
间无差异或极小，表明石蒜属植物为一自然分类群；3)石蒜
属植物花粉形态均为两侧对称，赤道面观呈舟形或肾形，极
面观为椭圆形或长椭圆形，具有单萌发槽或萌发沟，槽长几
乎达两端，花粉的外壁均具网状纹饰。又具有一定的种间差
异：1)石蒜属植物的叶肉组织虽均有一定的栅栏组织和海绵
组织分化，但二者的厚度、时肉中所占比例及栅栏组织的细
胞层数在种问有一定的差异；2)石蒜属植物叶表皮气孔器近
轴面无差异或极小，但远轴面表皮细胞形状、气孔密度、气孔
指数、气孔是否下陷、气孔外拱盖是否有蜡质纹饰等种间差
异较大；3)石蒜属植物花粉外壁虽均具网状纹饰，但又可划
分为粗网状纹饰和细网状纹饰两种类型，面根据扫描电镜观
察到在网眼底壁及网脊上是否附有小乳突或小瘤状突起，又
划分为无乳突粗网、乳突粗网和无乳突细网、乳突细网4个
亚型。
1．2细胞学：目前，对石蒜属植物细胞核型研究主要染色体
融合理论和断裂理论。秦卫华等H]就石蒜属20种植物核型
进行了总结，认为杂交在石蒜属物种形成中起关键作用。石
蒜属中发现有很多多倍体，如石蒜L．radiata(L7 Her．)
Herb．(2n一33)、换锦花L．sprengeriCom sxBaker
收稿日期：2007一04—25
作者简介：谢竣(1981一)，男，安徽人，生物化学与分子生物学博士研究生。Tel：(023)68367091
*通讯作者谈锋Tel：(023)68252698Fax：0 3—6 252365E-mail：tanfeng@SWU．edu．cn
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第12期2007年12月·1903·
(及一33)和血红石蒜(Zn一32)。它们是典型的三倍体，染色
体均为t或T型。根据融合理论，鹿葱L．squamigera
Maxim．(2n一27)、短蕊石蒜L．caldwelliiTraub(2n一
27)、香石蒜L．incarnataComesxC．Sprenger(2n=30)和
江苏石蒜(2n一30)是由一个二倍体未减数配子与另一个二
倍俸的正常配子形成的三倍体(2≈一33t)，经Robertson式
融合而形成的特殊三倍体。由于石蒜属杂交的普遍存在，石
蒜属中2n=19(如稻草石蒜L．stramineaLindl．和乳白石蒜
L．aNnfloraK idz．)是2n=16和2n=22的二倍体杂交种；
而孙一27(如短蕊石蒜和鹿葱>则是由2n一16的未减数配
子与2n22的正常配子的杂交种。
1．3 遗传学：邓传良等[5]以长筒石蒜L．10ngitubaY．
HsuetQ．J．Fan为例，杨志玲等卟3以红花石蒜为例，分别探
讨了花被片DNA的提取方法，确立了ISSR反应体系，优化
了PCR扩增条件。鉴于我国有着丰富的石蒜种质资源，而当
今石蒜植物各分类群的分类地位及系统发生在形态学和细
胞生物学上的划分存在差异，张露等[73利用RAPD标记探
讨了石蒜属13个种之间的遗传变异和系统亲缘关系，将石
蒜属植物分为具有单型核型结构(I型)和具有两型核型结
构(V型或!型)的两大类。该研究与细臆染色镕组型研究结
果以及聂刘旺等re]的同工酶分析结果一致，而与经典的以花
的形态和颜色及其发生期为主要依据将石蒜属分为整齐花
亚属和石蒜亚属的结果不完全吻合。邓传良等[9]在借鉴了上
述研究的基础上，基于37个形态学、解剖学、孢粉学和细胞
学性状及解剖学性状之外的28个形态学、孢粉学和细孢学
性状，分别对石蒜属进行分支系统学分析，建立了石蒜属种
问的系统发育关系，将石蒜属16种分为2大类且与RAPD
指纹图谱的划分基本一致。基于解剖学9个性状，对11个种
进行系统发育树构建，其结果也支持上述系统发育树。Shi
等n叼根据ITS序列将石蒜属植物分为3大类：中国石蒜
L．chinensisTraub、长筒石蒜、黄长筒石蒜己．10ngituba
var．flavaY．HsuetX．L．Huang、安徽石蒜L．anhuiensis
Y．HsuetQ．J．Fan、忽地笑L．aurea(L7Her．)Herb．；换
锦花、石蒜、L．radiatavar．pumila、红蓝石蒜、玫瑰石蒜己．
roseaTraubetMoidenke、铁色箭L．5anguineaMaxim，、L．
sanguineavar．koreana；短蕊石蒜、稻草石蒜、乳白石蒜、L．
flavescens及其2变种。该分类方法与张露等口]以RAPD标
记的分类方法有一些出入。此外，Shi等[10]还认为稻草石蒜
是中国石蒜和￡．radiatavar．pumila的杂交种。中屠石蒜
和忽地笑杂交得到异源三倍体短蕊石蒜和乳白石蒜。
Lee等[11]根据同工酶电泳结果分析认为，L．flavescens
是二倍体中国石蒜和四倍体L．sanguineavar．koreana的
异源三倍体杂交种。L．sanguineavat．koreana在9个基因
座中的4个都表现了异源杂合性。这也提示了其为异源四倍
体，而非二倍体。而从L．flavesczns在种群中的等位基因分
布的特征看，异源三倍体的发生也确实是多种多样的。同时，
同工酶电泳数据结果支持Kim等根据形态学提出L．
flavescensvar．uydoensis应作为工．flavescens的一个新变
种。并且，根据同工酶电泳的证据。L。uydoensis应直接新划
分为一种。
2药用成分研究
2．1药理作用：石蒜属植物生物碱为主要的药用成分，已经
有了较系统的研究，其中伪石蒜碱、石蒜碱具有抗肿瘤作用}
最近还发现石蒜碱具有抗急性呼吸道综合症冠软病毒
(severeacuter spiratorysyndrome-associatedcoronavirus，
SARS—CoV)的作用。“等[123从200多种中药中发现4种中
药提取物具有潜在的抗SARS—CoV的活性，其中石蒜提取
物效果最佳，经进一步分离得到单一组分石蒜碱，其抗病毒
EC50为(15．7土1．2)nmol／L。
加兰他敏系从石蒜属植物中分离提取的生物碱，其作为
AchE抑制剂类药物首先由Syapeec公司于1996年在奥地
利上市，随后于2000年7月被欧盟批准在英国、爱尔兰首次
上市。Z001年获美国FDA许可用于治疗阿尔茨海默病。且
加兰他敏是用于治疗阿尔兹海默病的特效药物。该药具有双
重作用机制，既能选择性地抑制AchE活性，又能调节脑内
的烟碱受体，从而提高类胆碱的效能，因而优于其他AChE
抑制剂‘”]。．加兰他敏还可用于治疗逆转神经肌肉阻滞、肌营
养不良、重症肌无力和小儿麻痹后遗症等疾病。
2．2 生物合成代谢途径：Jells等[14]研究了非洲番杏Stele—
tiumstricture中的松叶菊碱(mesembrinealkonoids)的生物
合成代谢途径。松叶菊碱与石蒜属生物碱haemanthamine结
构非常相似，推测这两组化合物的生物合成途径平行，即碳
骨架的构建均来自丙氮酸和酪氨酸。Eiehhorn等n53通过放
射性同位素标记生物合成的前体，发现N一去甲基化的4，．o一
甲基降孤挺花定较Ⅳ一甲基化的4’一甲基降孤挺花定参入到
加兰他敏生物合成中的速度快，前者大约为后者的3倍}且
加兰他敏直接由去甲基加兰他敏生成，而非其他途径。推断
4’一。一甲基降孤挺花定是石蒜属生物碱的通用前体。其中，加
兰他敏生物合成的关键步骤在于4，^O一甲基降孤挺花定邻
对位酚的氧化耦合。此外，研究还推测石蒜属其他两类生物
碱Ⅳ一去甲基诺维定和Ⅳ一去甲基加兰他敏均由Ⅳ一去甲基化
的4’一D．甲基降孤挺花定通过对一邻和对一对耦合形成。
2．3加兰他敏提取与合成
2．3．1提取分离工艺：植物来源加兰他敏运用传统的有机
溶剂提取法多以乙醇作为提取溶剂[1“÷先从石蒜的鳞茎中
提取全部生物碱，再利用高石蒜碱盐酸盐溶于氯仿的性质将
其从酸渡中分离。利用多花水仙碱溶于NaOH，石蒜碱不溶
于水而伪石蒜碱能溶于水等性质分别处理。调节pH值后得
含加兰他敏生物碱的粗提物，加丙酮溶解后通HBr，静置，取
下层胶状沉淀，加无水乙醇，加温溶解放置后，得白色结晶为
加兰他敏氢溴酸盐。范华均等[17,18]分别以石蒜属植物石蒜
和忽她笑为原料考察了微波藕助提取法(MAE)提取如兰链
敏的效率。结果发现传统溶剂提取法的提取效率为MAE法
的2／3。肖观秀[19]以超临界COz萃取法，通过对COz一乙醇一
水的三元体系相行为研究，确立了以90％乙醇水溶液作为
夹带剂，并通过正交试验确立了超临界CO；萃取加兰他敏
万方数据
·1904· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第12期2007年12月
的最优条件为温度65℃，压力40MPa，COz流量20g／min。
2．3．2全合成与半合成：加兰他敏分子式C-tHz。N0。，相对
分子质量287．35。由于加兰他敏空气中不稳定，通常多制成
加兰他敏氢溴酸盐。自Barton首次化学合成加兰他敏以来，
多数采用酚氧化耦合或分子内Heck反应。Marco等[20]就加
兰他敏的合成做过总结，认为目前加兰他敏的制备多采用中
间体力可拉敏、诺维定等半合成制备。Zhong[21]还将石蒜属
生物碱分为crinine、galanthamine、lycorine和cherylline四
大类群，并分别综述了它们当前全合成和半合成的研究情
况。刘涛等[22]以藜芦醚和酪氨酸为原料，经异香草醛和酪
胺，分别合成了外消旋加兰他敏及中间体Ⅳ一(4一羟基苯乙
基)-2一溴一5一羟基一4一甲氧基苯甲胺、N一(4-羟基苯乙基)一Ⅳ一
(2-溴一5一羟基一4一甲氧基苄基)甲酰胺、诺维定衍生物和外消
旋加兰他敏，并分别通过以D一2，3一二对甲苯甲酰基酒石酸
为拆分剂的化学拆分和以加兰他敏作为诱导结晶的晶核的
物理拆分，获得具有药理活性的左旋加兰他敏。
3组织培养和生理研究
3．1 组织培养和无性系的快速繁殖：由于石蒜不仅是世界
上著名的观赏花卉，在国内外园林中广泛应用，而且又具有
广泛的药用价值，但石蒜自然分球和实生繁殖的增殖系数
低，周期长。为满足市场需要，可以采用组织培养技术对石蒜
进行快繁。目前，对石蒜的组织培养研究多集中在考察生长
调节剂对石蒜生理生化以及种球繁殖系数的影响。在石蒜的
快繁中，常用到一些生长素和细胞分裂素，生长素被用于诱
导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素主要用于促进细胞分
裂和不定芽的分化。
何树兰等[2钉筛选了石蒜不定芽增殖和生根的最佳培养
基分别为MS+6-BA5mg／L+NAA0．5mg／L和MS+
6-BA0．5mg／L+NAA0．5mg／L。王清等[2钉筛选了黄花石
蒜(忽地笑)不定芽诱导、增殖和生根的最佳培养基分别为
MS+6一BA10mg／L+NAA0．5mg／L、MS+6一BA
5mg／L+NAA0．5mg／L和MS+IBA2mg／L。刘志高
等[。5]考察了乳白石蒜不定芽诱导、增殖和生根的最佳培养
基分别为MS+6-BA1mg／L+NAA0．1mg／L、MS+6-BA
5mg／L+NAA2．0mg／L和MS+6一BA1．0mg／L+NAA
2．0mg／L。肖艳等乜胡对黄花石蒜培养基生长调节剂的配比
进行了筛选，并发现暗培养效果整体优于光培养。吕玉华
等[271探讨了红花石蒜和黄花石蒜双鳞片快繁条件，发现光
照培养条件下红花石蒜双磷片出芽率较高，二者对外源激素
6一BA的反应有显著差异，对外源添加的蔗糖质量浓度反应
也有显著差异，有机附加成分硅藻±显著提高黄花石蒜双鳞
片出芽率，而活性炭起抑制作用；生长调节剂IBA诱导的石
蒜生根率比NAA要低。此外，还考察了不同6-BA与NAA
配比及切割方式对红花石蒜小鳞茎增殖的影响。姚青菊
等[283在分析了石蒜繁殖方法的基础上，还对鳞茎切割扦插
繁殖方法进行了研究，结果发现米字形八分法是比较适合石
蒜切片扦插繁殖方法。
3．2生理研究：李爱荣等乜明全程观察了中国石蒜叶片生长
发育和分化，并通过石蜡切片法和扫描电镜法对叶片的形成
过程进行了研究，将其分为叶原座形成时期、叶原基生长时
期、带状叶片的形成以及叶鞘的形成4个阶段。李玉萍等口0]
采用裂区设计研究遮光程度和栽培密度对石蒜地上部分生
长状况及切花品质的影响，结果发现遮光程度对石蒜营养生
长的影响不显著，但遮光程度对石蒜生殖生长和切花品质的
影响显著；栽培密度对石蒜营养生长的影响也不显著，但对
切花品质的影响较大。
4展望
由于石蒜属植物的生物学特性造成其分类鉴定的困难，
导致寻找高产石蒜属生物碱，尤其是寻找高产加兰他敏的石
蒜进展不大。另外，尽管加兰他敏有良好的治疗效果，但由于
加兰他敏的手性碳的存在，化学全合成加兰他敏步骤繁琐、
产率低、反应条件苛刻，且消旋产物不易拆分，不适合工业化
大规模制备；而采用植物提取，天然资源又有限。以每例老年
痴呆患者每年需要15g的剂量，每年不过几万人可以得到
治疗。因此，今后在继续筛选高量加兰他敏的石蒜品种的同
时，深入了解石蒜属生物碱生物合成代谢途径，运用现代生
物技术，构建转基因植物，通过基因改造，提高加兰他敏的产
量，利用无性系的离体快繁技术进行转基因植物大规模人工
种植，对解决加兰他敏的原料来源具有良好和广阔的前景。
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超高压技术在中药有效成分提取中的应用
陈瑞战1’2，张守勤3，刘志强2
(1．长春师范学院化学学院，吉林长春130032}2．中国科学院长春应用化学新药研究室，吉林长春130022；
3．吉林大学生物与农业工程学院，吉林长春130025)
摘要：超高压技术是近年来发展较侠的一种新型的如工技术，具有快速、高效、耗能小、提取温度低、操作简单以
及绿色环保等特点，是一种新型的提取技术，广泛地应用于热敏和易焦糊食品的低温灭菌，病毒灭活，疫苗制取，淀
粉和蛋白质改性，食品加工，铜药等诸多领域，为生物、医药和食品工程的科学研究、产品开发、工艺改革提供了新
的平台。近几年超高压技术开始应用于中药有效成分的提取。本文试对超高压提取的基率原理、方法、设备、工艺流
程、主要特点以及在中药有效成分提取中的应用进行综述。 ， o，
关键词：超高压技术，中药}提取 ． i．
中圈分类号：R284．2 文献标识码：A 文章组号：0253—2670(2007)12—1905—04
Applicationofultrahighpressuretechnologyinextractingactivecomponent
fromChinesemateriamedica
CHENRui—zhanl”，ZHANGShou—qin3，LIUZhi—qian92
(1，CollegeofChemistry，ChangchunNormalUniversity，Changchun130032，China；2．LaboratoryofNewD ugResearch，
ChangchunInstituteofAppliedChemistry，ChineseAcad myofSciences，Changchun1．30022，China；
3．BiologicalandAgriculturalEngineeringColle e，JilinUniverstiy，Changchun130025，China)
Keywords：ultrahighpressuretechnique；Chinesemateriamedica(CMM)；extraction
收稿日期：2007—03—23
基金项目：国家自然科学基金资助项目(30472135)
作者筒介：陈瑞战(1967一)，男，山东青岛人，副教授，博士，主要从事中药有效成分的提取、分析研究。E—mail：ruizhanchen@163．com
万方数据
石蒜属植物分类鉴别、药用成分及生物技术应用研究进展
作者： 谢峻， 谈锋， 冯巍， 陈斌， XIE Jun， TAN Feng， FENG Wei， CHEN Bin
作者单位： 西南大学生命科学学院,三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆市三峡库区植物生态与资
源重点实验室,重庆,400715
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2007,38(12)
被引用次数： 13次

参考文献(30条)
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25.Liu Z G;Tong Z K;Chu J M Tissue culture in vitro of Lycoris albiflora[期刊论文]-浙江林学院学报
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引证文献(13条)
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3.蹇黎 DNA分子标记技术在石蒜属植物中的应用[期刊论文]-种子 2012(3)
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12.项忠平.魏绪英.蔡军火 石蒜属植物研究进展[期刊论文]-安徽农业科学 2010(3)
13.蔡军火.魏绪英.付振勇.徐松琴.张露 石蒜属植物发育生物学与栽培技术研究进展[期刊论文]-江西林业科技
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