全 文 ：铁皮石斛研究进展
邵　华, 张玲琪, 李俊梅, 魏蓉城Ξ
(云南大学生命科学学院, 云南 昆明　650091)
摘　要: 综述了 20 余年来国内有关铁皮石斛的组织培养、化学成分、药理作用、菌根真菌等研究工作, 并对其产业
化开发的有关问题作了初步的探讨。
关键词: 铁皮石斛; 组织培养; 菌根真菌
中图分类号: R 282. 2　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 0253 2670 (2004) 01 0109 04
Advances in research of D end robium of f icina le
SHAO H ua, ZHAN G L ing2qi, L I Jun2m ei, W E I Rong2cheng
(Co llege of L ife Science, Yunnan U niversity, Kunm ing 650091, Ch ina)
Key words: D end robium of f icina le K im u ra et M igo; t issue cu ltu re; m yco rrh izic fungi
　　铁皮石斛D end robium of f icina le K im ura et M igo 是兰
科石斛属多年生附生草本植物, 主要分布于西南和江南各
省。我国的石斛属植物有 76 种[1 ], 其中有 33 个种作为商品
石斛的原植物被收购[2 ] , 铁皮石斛是《中华人民共和国药典》
中被收载的 5 种石斛属植物之一。石斛的药用部分是新鲜或
干燥茎, 具有益胃生津、滋阴清热的功效。铁皮石斛的种子极
小、无胚乳, 自然条件下需与某些真菌共生才能萌发, 很难用
实生苗栽培; 而传统的分株、扦插等方式的繁殖率极低, 加上
人为的过度采挖和破坏生境, 其资源已濒临灭绝, 被国家列
为重点保护的药用植物之一。为能规模化栽培铁皮石斛以提
供充足的铁皮枫斗加工原料和保护野生资源, 国内有关研究
机构从 20 世纪 70 年代便开始了铁皮石斛的开发研究工作。
现将 20 余年来的有关研究工作进行分类概述, 并对其产业
化开发的有关问题作初步的探讨。
1　组培快繁研究
111　外植体: 文献报道的有种子[3～ 7 ]、无菌苗幼苗茎段、原
球茎[8, 9 ]及人工种子[10 ] , 其他的外植体的研究还未见报道。
据研究, 由种子诱导的愈伤组织的分化能力较强 [11 ], 而且由
种胚培养的原球茎的质量较高 [7 ]。
112　再生植株获得途径: 种子→原球茎→小植株 [3, 5, 6, 9 ]; 种
子→原球茎→无菌苗茎段→小植株; 种子→原球茎→愈伤组
织→丛芽→生根苗[11 ]; 种子→愈伤组织→原球茎→小植
株[4 ]; 原球茎→人工种子→幼苗[10 ]; 茎尖→愈伤组织→丛
芽→生根苗[5 ]。
113　种子萌发
11311　基本培养基: 铁皮石斛种子自然成熟约需 230 d, 3
个月以上胚龄的种胚在无菌播种时的萌发率, 一般在 90%
以上[6 ]。成熟的种子在 KS, SH , VW , PT [6 ] ,M S [4 ] , 改良的
N 6 [7 ] , 1ö2 M S [3 ]及RM 多种基本培养基上均可萌发。
11312　激素: 在无菌播种的培养基中不附加激素, 种子也能
萌发生长。加一定浓度的NAA , BA 或NAA + BA 组合后,
可提高种子的萌发率, 加入 2, 42D 后, 胚萌发率较对照组低
很多, 附加 015 m göL KT 或 IAA , 萌发率与对照组相近[3, 6 ]。
11313　植物提取液: 对于不同的植物提取液, 加入椰子汁、
香蕉汁、马铃薯汁和豆芽汁均可使种子的萌发率达 90% 以
上, 而加上蕃茄汁的仅有 65% [6 ]。
114　原球茎增殖
11411　基本培养基: 原球茎在不加激素的 HM S, L S 和 KC
液体培养基中增殖量的大小顺序为HM S> KC> L S。1ö2M S
上生长的原球茎体积大、无分化及增殖适宜, 以其作增殖培
养基最好。蔗糖是原球茎生长最容易利用的碳源, 以 3% 的
浓度较佳[8 ]。
11412　激素: 在HM S 液体培养基中分别加入 Β脱皮激素、
NAA 和 KT 后, 均较对照组的原球茎增殖率高, 其中以 015
m göL Β脱皮激素和NAA 增殖率最高。也有作者认为不加
激素更有利于保存种子[8 ]。张铭等[7 ]在改良的M S 液体培养
基中附加不同浓度的ABA , 原球茎的鲜重和干重都明显增
加, 以 015 m göL ABA 为佳。
11413　植物提取液: 张治国等[8 ]比较了 3 组附加 20% 植物
提取液对原球茎生长的影响, 增殖率顺序为马铃薯> 荸荠>
对照> 香蕉, 但因对照组不分化、体积大及增殖适量, 香蕉组
的原球茎生长不良, 研究者认为原球茎增殖时最好不加植物
提取液。
11414　pH 值: 周根余等试验了不同的 pH 条件下 1ö2M S
附加 110 NAA 的固体培养基原球茎的平均生长率, 显示出
在研究者的实验条件下, 原球茎生长的最适 pH 510～ 514。
·901·中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 1 期 2004 年 1 月
Ξ 收稿日期: 2003205215
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (39860005)
作者简介: 邵　华 (1964—) , 男, 云南省华宁县人, 从事生物技术研究开发工作。　T el & Fax: (0871) 5033369　
E2m ail: yim 401@public. km. yn. cn
11415　温度和光照: 原球茎在光照下培养比在黑暗中培养
的增重显著, 25 ℃培养比 20 ℃培养增重稍大[8 ]。
115　原球茎分化
11511　基本培养基: 研究表明[9 ] , 原球茎在附加马铃薯提取
液及激素的VW , N 6, 1ö2M S, B 5 和 KC 培养基上均可分化
出茎叶, 总分化率大小顺序为 1ö2M S> VW > B 5> N 6> KC。
1ö2M S 上的苗叶色浓绿、出苗整齐。
11512　激素: 张治国等[9 ]报道了BA 与NAA 不同的组合及
浓度对原球茎分化的影响。培养 40 d 后, 原球茎的分化和增
殖以 210 m göL BA + 012 m göL NAA 组合较好; 培养 60 d
后, 苗分化整齐且生长快, 以 012 m göL BA + 210 m göL
NAA 组合较好。
11513　植物提取液: 实验表明[9 ] , 在附加 3 种不同的 20% 植
物提取液的培养基中, 原球茎分化率顺序为马铃薯> 荸荠>
对照> 香蕉。在 20% 马铃薯提取液培养基上, 分化的苗较健
壮整齐, 叶色浓绿。
116　生根及壮苗[12 ]
11611　基本培养基: 在附加 210 m göL NAA 和 10% 香蕉汁
的培养基上培养幼苗, 通过综合考核幼苗的生长状况, 50 d
时, KC 组和VW 组较好; 80 d 时, B 5 组和 1ö2M S 组较佳;
120 d 时,B 5 最好、1ö2M S 次之、KC 第三、VW 最差。
11612　激素: 刘骅等在M S 培养基上研究了 210 m göL
IAA ,NAA 和 IBA 对幼苗生长的影响, 加NAA 比加 IAA 或
加 IBA 及对照组的苗更高、茎较粗、叶色浓绿、根系较发达。
11613　植物提取液: 20% 的香蕉、荸荠和马铃薯及香蕉皮提
取液对幼苗的作用实验表明, 20% 的香蕉提取液对幼苗的生
根壮苗作用最好。
117　茎尖培养: 在不同的基本培养基上利用茎尖诱导愈伤
组织的研究结果表明[5 ],M S 比N 6 好, 而 KS, VW 及 KC 的
效果欠佳。茎尖在附加 015 m göL BA 和 012 m göL NAA 的
M S 培养基上, 经 30 d 的培养可诱导出愈伤组织, 再经 20 d
的培养可分化出不定芽。切开不定芽, 用同样的在培养基培
养后移入N 6+ 10% 香蕉汁中培养, 30 d 便可得到生根的小
植株。
2　栽培及采收
211　栽培: 壮苗培养完成后, 打开瓶盖在室温及自然光下练
苗 7～ 10 d, 以提高出瓶苗的抗逆能力。将出瓶苗移栽在温室
的花盆或竹槽里, 保持一定的空气湿度和土壤水分, 成活率
为 80% 以上。在碎砖 4 份、碎木炭 1 份、珍珠岩和蕨根适量的
基质上移栽组培苗的成活率也达 80% [5, 6 ] , 苗出瓶前需练苗
并对基质进行消毒。试管苗移栽于阴蔽度为 60%～ 80% 的
长有苔藓的树杆、岩石或用吸水石、砂岩作基质的盆中, 适时
浇水, 每月用 1 000 倍M S 稀释液喷施, 移栽苗的成活率为
60%。浙江天皇药业有限公司的规模化组培苗的移栽成活率
高达 95% 以上。
212　采收: 两年生的茎的抗氧化能力最强。丁亚平等 [13 ]对
1～ 4 年生的茎的生物碱、多糖、17 种游离氨基酸和 16 种微
量元素的检测后认为, 若以增强免疫力为目的, 可采收 1 年
或 3 年生的茎; 若以清音明目为目的, 可在第 4 年采收; 若兼
顾以上两个方面, 在第 3 年秋季采收最佳。
3　化学成分及药理作用
311　水溶性多糖与免疫增强作用: 从传统药材收购标准来
看, 茎粗短、嚼之有浓厚黏性的品质较好。分析表明, 茎的黏
性物质主要是水溶性的多糖。黄民权等 [14 ]检测的多糖含量
为 2217%。王世林等分离到 3 种相对分子质量不同的多糖,
为一类O 2乙酰葡萄甘露聚糖。李满飞等测定产自贵州独山
的铁皮石斛的多糖含量为 18120%。铁皮石斛的水溶性多糖
为一类免疫增强剂, 对提高小鼠外周白细胞和促进淋巴细胞
产生移动因子具有明显的作用。在实验条件下, 还可消除免
疫抑制剂环磷酰胺的副作用 [15 ]。
312　菲类化合物与抗癌活性: 马国祥等在所分析的 18 个种
的石斛中, 铁皮石斛是含有鼓槌菲 (ch ryso toxene) 和毛兰素
(erian in)两种抗癌物质的 5 个种之一。药理研究表明, 这两
个菲类化合物具有对肝癌和艾氏腹水癌细胞抑制活性 [16 ]。
313　滋阴清热和生津作用: 铁皮石斛提取液可抑制大鼠肾
脏微粒体N a+ , K+ 2A T P 酶的活性[7 ] , 该酶为基础代谢下产
生热能最主要的酶, 据此推测其活性可能与中医的阳虚内热
症有关。徐建华等[18 ]证实, 铁皮石斛的浸膏能改善甲亢型小
鼠的虚弱症状, 能拮抗阿托品对家兔唾液分泌的抑制作用,
表明其具有生津的功效。
314　氨基酸组份与性味: 黄民权等分析了铁皮石斛的总氨
基酸含量为 13312 m gög (干物质)。其中, 谷氨酸、天冬氨酸和甘
氨酸的含量占总含量的 3518% , 这与其性味甘淡微咸相关。
4　其他研究
411　细胞培养与活性成分: 付开聪等[11 ] 在 1ö2M S + 210
m göL BA + 310 m göL NAA 中可使铁皮石斛的细胞快速增
殖并对一些功能成分及服用功效作了初步的研究。
412　人工种子: 郭顺星等[10 ]选用原球茎作体细胞胚, 初步
建立了人工种子制作流程, 以改良的 1ö2M S 附加 3% 蔗糖
为胚乳的人工种子的存活率和发芽率最高, 成苗也最好。
413　愈伤组织产生多糖。黄民权等[19 ]从愈伤组织中提取得
到了水溶性多糖, 含量达 2110%。经分析检验, 它与原植物
多糖的水解单糖组份和含量、红外特征吸收峰及免疫增强功
能均有明显的相似性和功效一致性。这为铁皮石斛多糖的产
业化开发的新的原料来源途径提供了依据。
414　试管开花: 王光远等[4 ]将原球茎转入先在M S 附加 015
m göL ABA 上培养 15 d 作预处理后再转入附加 210 m göL
BA 上培养 5 个月, 花形成的频率最高, 达 8414%。
415　居群形态: 丁小余等[20, 21 ]将产于云南、贵州与广西的铁
皮石斛的主要居群分为 F 型和H 型。F 型的茎较短而柔软、
具粘性, 是加工铁皮枫斗的优质居群。H 型的茎较长, 粘性
差, 不适宜加工枫斗。这一分型与传统的药材收购的鲜草的
等级标准相似。同时, 作者测出这两种居群的 rDNA IT S 碱
基序列上有两个位点的差异, 变异分别发生于 IT S 区、518
区内, 这一差异与植物生活型的差异呈一定的相关性。
416　菌根真菌: 郭顺星等[22 ]从铁皮石斛和金钗石斛的根中
·011· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 1 期 2004 年 1 月
分别分离到 14 株和 11 株真菌, 其中有 5 株菌可促进种子萌
发, 有 7 株菌可与生根幼苗形成菌根结构关系。在形成菌根
关系的 7 株菌中仅有 3 株对幼苗有明显的促生作用。结果表
明, 铁皮石斛的不同生长发育阶段可与相同或不同的真菌共
生, 这些真菌主要是半知菌, 少数是担子菌。另外, 郭顺星
等[23 ]从细叶石斛及见血清种子萌发的原球茎中分离出 7 种
真菌, 其中有 2 株菌可促进种子的萌发。张集慧等 [24 ]从铁皮
石斛根中分离到的石斛小菇的菌丝体中检测到玉米素 Z 和
玉米素核苷 ZR , 从其发酵液中仅检测到 ZR。Z 和 ZR 可促进
细胞分裂分化, 说明石斛小菇与铁皮石斛形成菌根关系后具
有明显的促进幼苗生长的机制。
417　寡糖素: 用从铁皮石斛中制备的寡糖素加入到西洋参
的愈伤组织培养基中, 皂苷的产率比对照明显提高。
5　讨论
511　在规模化组培快繁中, 对外植体的选择要求, 除了植株
生长健壮及无病虫害外, 最重要的是选取 F 型居群植株作种
源, 以保障所采收的铁皮石斛有较高的药材等级和多糖
含量。
512　从研究工作进展来看, 铁皮石斛的组培快繁技术要用
于规模化育苗栽培还需解决以下几个问题。第一, 组培苗的
高生产成本。铁皮石斛快繁过程, 不仅转接培养次数多, 而且
周期长, 消耗了大量动力、人力和原材料。在生产上, 应在保
证苗的质量的前提下, 从各个方面降低成本, 如培养基中可
用白糖代替蔗糖等。第二, 移栽苗的低成活率。移栽苗的成活
率的高低是快繁技术能否应用于规模化栽培的关键之一。要
解决这一问题, 必须从以下几个方面入手: (1) 改进各个环节
的培养条件, 获得生长健壮的出瓶苗, 以丛栽提高栽苗的群
体抗性作用; (2) 出瓶前练苗; (3) 改进移栽棚的栽培条件和
实施严格的管理措施, 使基质、光照、湿度、温度、通风等条件
控制在接近或达到工艺规程所要求的条件下, 施肥应根据苗
的生长发育状况有针对性制定成分、使用量等, 病虫害的防
治也不可忽视; (4)菌根真菌制剂及菌肥的应用, 以改善其微
生态条件, 提高移栽苗的抗病抗逆能力。
513　铁皮石斛的杂交、诱变和转基因的育种工作还未见报
道。为适应铁皮石斛的规模化栽培的生产需要, 应加强抗病
抗逆能力强及药用成分含量高的优良品种的育种工作, 使今
后铁皮石斛的深加工有优质的原料保障。
514　规模化栽培的铁皮石斛主要作为加工铁皮枫斗、功能
食品和药品的原料。因此, 铁皮石斛的质量卫生标准的制定
和无公害栽培技术的实施是其销售的前提。应从组织培养、
栽培、加工、检验、包装、仓储及运输等所有环节制定规范化
的实施标准。
6　结语
经过 20 余年的铁皮石斛的开发研究, 为规模化栽培提
供了不少的技术保障。只要我们在开发研究和生产中, 不断
降低育苗和栽培成本, 提高产品的内在和外在质量, 生产无
公害的药材的原料药, 那么现代生物技术将在保护濒危药用
植物资源的生态效益、发展地方特色药材种植的经济效益和
增加药农收入的社会效益等方面发挥愈来愈重要的作用。
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植物药治疗糖尿病的研究概况
车今智, 傅德贤3 , 欧阳藩Ξ
(中国科学院过程工程研究所 生化工程国家重点实验室, 北京　100080)
　　糖尿病是一种与遗传因素有关又与多种环境因素相关
的慢性全身性疾病, 是由于体内胰岛素的绝对或相对分泌不
足而引起的糖、脂肪、蛋白质的代谢紊乱。随着经济的发展、
人类生活水平提高和环境污染的加剧, 糖尿病的患病率呈上
升趋势, 糖尿病的各种并发症已经成为糖尿病人致残和早亡
的主要原因。因此, 寻找治疗糖尿病新药, 特别是从传统药物
和植物药中去筛选新的天然活性成分是一条重要途径。本文
对各种植物药的作用方式综述如下。
1　促进葡萄糖转运及周围组织、靶器官对糖的利用
　　徐梓辉等[1 ]从薏苡仁分离提取薏苡仁多糖 (co ixan) , 用
co ixan ip , 在 50 和 100 m gökg 的剂量时, 能降低正常小鼠、
四氧嘧啶糖尿病模型小鼠和肾上腺素 (A dr) 高血糖小鼠的
血糖水平 (P < 0105, 0101) , 且呈现一定的量效关系。因为
A dr 能够促进肝糖原分解, 肌糖原酵解, 加速糖原异生, 从而
升高血糖, 因而可以推测 co ixan 可能有抑制糖原异生作用,
从而达到使血糖水平降低的目的。
黄芪生脉饮与增液汤[2 ]可降低接受糖负荷后的血糖峰
值, 使回落迅速加快, 并能对抗A dr 升高血糖, 增加肝糖原
合成作用, 其机制可能与促进胰岛素分泌和增加组织对糖的
转化有关。仙鹤草颗粒 (HA G)也有类似的作用[3 ]。
施红等[4 ]用石斛合剂对糖尿病患者的临床疗效观察, 其
具有显著降低血糖, 改善血黏度、血脂的疗效。并选用优降糖
(磺脲类) , 以及降糖尿 (双胍类) 作为阳性对照药物, 石斛合
剂对于四氧嘧啶及A dr 诱发的糖尿病小鼠均有明显的降低
血糖作用, 其疗效均优于对照组, 且无致低血糖危险。
采用玉米须水提物腹膜内给药 100 m gökg, 7 h 后可使
链脲佐菌素 (ST Z) 诱导的小鼠血糖水平从 (500±26) m gö
mL 降至 (361±41) m gömL (P < 0105) , 且作用呈剂量依赖
性[5 ]。推测玉米须可能有抑制糖原异生作用。
佐藤修二报道, 用桑叶 50% 甲醇提取物 (M E) 作大鼠小
肠管流实验,M E (相当于 011% 桑叶) 共存时可迅速抑制蔗
糖吸收, 中止加M E 时, 立即恢复。显示桑叶成分对二糖类分
解酶 (sucrase)活性的抑制作用。饭冢幸澄等将桑叶水提, 冻
干作实验材料, 给药剂量为 100, 10, 1 m gökg, 注入门静脉,
30～ 120 m in 后外周静脉血葡萄糖分别降低 50% , 20% ,
7%。显示桑叶的提取物作用于淀粉消化的最后阶段, 对二糖
酶 (麦芽糖酶和乳糖酶)有明显的抑制作用, 可能是抑制餐后
血糖的有效药物。
复方地骨皮对于正常和模型小鼠均具有明显的降糖、降
脂作用, 并能增强其免疫功能 [6 ]。其机制可能为药物促使机
体增加了对血糖的利用。
2　保护胰岛 Β细胞, 促进胰岛素稳定分泌
　　成新法等[7 ] 用 ST Z 致糖尿病大鼠模型, 采用超临界
CO 2 萃取的中药复方降糖灵 3 号药、8 号药降糖作用显著。
因为 ST Z 造模会损伤胰岛 Β细胞, 使大鼠胰岛出现核固缩
细胞及空泡状细胞, 而 3 号、8 号药组的核固缩胰岛细胞极
少, 结果说明 3 号、8 号药组具有保护 Β细胞的功能, 从而维
持胰岛素的稳定分泌, 达到降糖的作用。王思功等[3 ]采用
ST Z 和A dr 复制糖尿病模型。用仙鹤草颗粒 (HA G, 018 gö
kg) 8 d 可使 ST Z 糖尿病小鼠血糖水平明显降低, HA G 很
可能是通过促进 Β细胞的再生而起降血糖作用。
郭健等[8 ]用四氧嘧啶建立高血糖大鼠模型, 并用中药血
糖安给大鼠 ig 7 d 后, 测定大鼠的血糖值与血清胰岛素值。
糖尿病治疗大鼠的血糖值及糖耐量与糖尿病模型组相比有
明显降低 (P < 0105) , 而正常大鼠的血糖值和血清胰岛素值
并无变化。可以推测, 血糖安的降糖作用很可能是通过改善
·211· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 1 期 2004 年 1 月
Ξ 收稿日期: 2003204219
基金项目: 国家 973 研究计划资助项目 (2002CB512908)
作者简介: 车今智 (1977—) , 女, 辽宁省沈阳市人, 中国科学院过程工程研究所硕士研究生。3 通讯作者　E2m ail: fudex ian@yahoo. com　T el: (010) 82627066