全 文 ：藏红花的研究进展
陈书安 ,王晓东 ,赵 兵 ,王玉春
(中国科学院过程工程研究所 (原化冶所 )生化工程国家重点实验室 ,北京 100080)
摘 要: 藏红花是一名贵的中草药 ,论述了其国内外研究进展 ,分析了藏红花资源短缺的问题 ,提出了解决途径 ,并
对藏红花的进一步研究进行了展望。
关键词: 藏红花 ;资源 ;组织培养
中图分类号: R282. 71 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670( 2001) 12 1137 03
Advances in studies onCrocus sat ivus
CHEN Shu-an, W ANG Xiao-dong , ZHAO Bing , W ANG Yu-chun
( Sta te Key Labor ato ry o f Bio ch emical Engineering , Institute o f Pro cess Enginee ring , Chinese Academ y of Science, Bei-
jing 100080, China)
Key words: Crocus sativus L. ; limited availability; tissure cultur e
藏红花 ( sa ffron, Crocus sativus L. )作为妇科良药在欧
洲和亚洲广泛应用 ,又可用于开发功能性食品、天然色素、保
健性化妆品等 ;还可以把藏红花作为观赏植物载培。 但是藏
红花只是柱头入药 ,产量极低 ;又因为其资源极其有限 ,致使
其价格昂贵 ,一直被誉为“植物黄金”。藏红花原产欧洲 ,我国
历来都是进口供药用 ,虽然进行引种栽培 , 提供少量商品 ,
但是因种源少、适宜栽培的地区有限、条件苛刻等因素 ,满足
不了市场的需求 ,因此出现了供不应求的局面。
1 分类与分布
番红花 ( saff ron, Crocus sativus L. )为鸢尾科 ( Iridace-
ae )番红花属多年生草本植物 [1] ,又名藏红花、西红花 ,原产
于西班牙、希腊、南欧各国以及伊朗等地 ,印度、日本也有栽
培 ,经印度传入我国西藏 ,因此称为藏红花 ,在我国的浙江、
江苏、山东、北京等地有栽培 [1, 2 ]。 作为药用植物藏红花在国
外的最早记载是在公元 1550 年左右 《埃伯斯纸草书》
之中 [3]。
2 经济价值
藏红花的药理作用有镇静、祛痰、刺激、解痉 ,用于胃痛、
调经 ,可治疗痢疾、麻疹、发热黄疸、肝脾肿大、泌尿道感染及
糖尿病等 [2]。
近年来 ,科学家发现藏红花柱头中的一些化学物质 ,如
藏红花素、藏红花苦素、藏红花醛和藏红花酸具有明显的抗
癌作用 ,可以从分子水平抑制原癌基因的启动以及癌细胞
DN A和 RN A合成 ,因此藏红花已成为新型抗癌药物的研
究热点 [4, 5]。
除了在医药上具有较高的药用价值外 ,藏红花作为一种
珍贵调味剂、香料和染料在欧洲已经有几百年的悠久历
史 [6]。然而藏红花资源短缺 , 15万～ 20万朵花经过 400 h以
上的人工劳动才能生产 1 kg的藏红花 ,这使藏红花的价格
高达 2 000美元 /公斤 [7 ]。
3 生理活性物质的检测
藏红花素和藏红花醛等是藏红花的主要活性成分 ,不同
的研究者报道的这两种色素的特征峰波长均有差异 [8～ 10 ] ,为
了对藏红花质量进行评价 ,必须确定方便、稳定的检测系统。
1990年版中国药典规定甲醇提取物的吸光度 432 nm在 0. 5
以上。
4 解决资源短缺的途径
藏红花的栽培生产主要是采用室内栽培、收获鲜花的方
法 [11] ,但是在室内开花期间 ,待放的花苞会突然发生萎蔫 ,
继而腐烂 ,造成产量和质量的下降。 这种萎花现象每年都有
不同程度的发生 ,造成藏红花药材产量下降 5%以上 ,严重
时成批萎花 ,损失更为严重 [11]。同时我国藏红花因栽培条件
下不能结实 ,要靠球茎繁殖 [12] ,在栽培过程中球茎越种越
小 ,小球茎开花少而且花小 ,甚至不开花 ,从而失去药用价
值 ,繁殖速度慢 ,不能满足市场的需求 ,因此研究者试图通过
不同的途径来解决资源短缺的问题。
4. 1 球茎的诱导: 为克服自然条件的限制 ,可以用组织培养
法快速繁殖球茎 ,以满足扩大种源的需要。 球茎的诱导方式
多样 ,国内外的报道很多 [12～ 14] ,诱导球茎也比较容易。 以嫩
叶为外植体的组织培养: 将嫩叶接种在加 BA( 2 mg /L或 3
mg /L或 5 mg /L )、 2, 4-D ( 2 mg /L )的 M S培养基 ,或者加
BA( 1. 5 mg /L )、 NAA( 2. 5 mg /L )的 M S培养基上 ,其蔗糖
浓度为 6% ,并附加 300～ 500 mg /L水解乳蛋白 ,不仅能产
生愈伤组织 ,而且能分化形成小球茎 [13]。黄守印等 [12]研究表
明:以叶基切段为外植体诱导愈伤组织的培养基为 N6+ BA
( 0. 5 mg /L )+ 2, 4-D ( 2 mg /L );分化培养基为 M S+ NAA
( 0. 2 mg / L) + 0. 5 BA和 M S+ Zt ( 3 mg /L )+ N AA( 0. 5
mg / L) ;促根培养基为加 0. 5%活性炭的 1 /2M S+ 生长素
·1137·中草药 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s 2001年第 32卷第 12期
收稿日期: 2001-04-03作者简介:陈书安 ( 1973-) ,男 ,山东沂源人 ,博士生 ,生物化学工程专业 ,植物天然药物研究方向。 Tel: 010-82627059
( IAA或 IBA或 NAA) 1 mg /L;试管苗用沙壤土移栽 ,各个
环节均在 15℃下进行。 也可以用球茎作为组织培养的外植
体 , B5的基础上补加 6-BA( 2～ 5 mg / L)可诱导丛生芽 ,在
B5的基础上补加 IAA ( 5 mg /L)可诱导球茎的形成 [14 ]。
以上球茎的诱导实验需要系统地分析不同外植体诱导
能力之间差异 ,而且处在基础实验研究的水平 ,这有待于进
一步进行球茎工业放大和应用性研究。
4. 2 离体培养柱头状物: 藏红花的药理作用主要部位是其
柱头 ,因此若离体条件下获得大量的花柱 -柱头状物 ,可以不
必诱导球茎 ,再进行繁殖、生长收获柱头 ,直接获得药用部
位。直接离体条件下诱导藏红花花柱-柱头状物的再生 ,国外
在 1987年就获得了成功 [8, 9] ,并陆续有所报道 [10, 15]。 这些研
究用的外植体大部分是幼花柱 (有的幼花柱还带有半个子
房 ) ,这大大限制了它的实用价值 ,因为一个开花球茎一年只
能提供 1～ 3个幼花柱。国内中国科学院植物所陆文粱 [15]等
以藏红花的花被为外植体获得花柱 -柱头状物的再生 ,这极
大地增加了外植体的来源。 因为一个开花球茎一年能提供
6～ 18个枚花被片 ,连同筒状结构其体积比花柱要大得多 ,同
时详细研究了不同外植体、年龄和激素对花柱 -柱头状物再
生的影响: 外植体花茎在培养过程中有的可以生成愈伤组
织 ,但都不能分化成花柱 -柱头状物 ;花药为外植体则全部死
亡 ;子房为外植体出现膨大且胚珠长大从中突出 ;柱头为外
植体则逐渐由浅黄变红并分泌许多红色物质进入培养基 ,然
后死亡。只有花被和花柱外植体在激素组合的培养基上可以
再生出花柱 -柱头状物。
4. 3 细胞培养:由于藏红花的药用部位主要是其柱头 ,若大
规模生产不但需要大量劳动力和大面积的耕地 ,且产量低。
利用器官组织培养法如离体条件下获得大量的花柱 -柱头状
物可以节约耕地和劳动力 ,但是花柱 -柱头状物的再生时间
很长 ,约 1个月左右 [10, 15] ,不利于大规模生产 ,因此若能筛选
出快速生长又能产生藏红花素、藏红花苦素、藏红花醛和藏
红花酸等药理活性物质的细胞系、愈伤组织等 ,利用植物细
胞培养技术大规模生产藏红花药理活性物质 ,是解决藏红花
供不应求的有效方法之一。在这一方面清华大学郭志刚等进
行了研究 ,并且取得了较好的结果: 筛选出生长较快的愈伤
组织并通过二步培养法生物合成藏红花素 [16, 17]。
4. 4 开发替代品:藏红花素和藏红花酸等主要生理活性成
分不仅藏红花的柱头上含有 ,某些茜草科栀子属植物的种子
和花中也有一定的含量 ,这为解决藏红花资源短缺提供了一
条新的途径。藏红花素在栀子属中的检测以及通过藏红花素
大花栀子 Gardendia jsminoides Ellis产生藏红花素和藏红
花醛的报道可见国内外文献 [18～ 20 ];藏红花素等在栀子中的
含量有待于进一步提高。
4. 5 其它途径:利用藏红花球茎繁殖体进行快速繁殖 ,生产
人工种子进行人工种植 ,或利用生物反应器进行细胞大规模
培养是现代生物技术解决藏红花资源短缺 ,满足国内外市场
需求的有效途径。 重点研究从有效药用成分高、继代稳定的
藏红花细胞系 ,并利用新型的植物细胞、组织、器官反应器大
规模培养细胞或其它繁殖体进一步使球茎出苗 ,提高出苗
率 ,在人工种植中研究藏红花球茎预处理技术、防止萎花技
术 ,以便提高藏红花的产量。 采取超声强化破碎 -浸提-纯化
耦合技术 ,可以提高提取效率 ,降低能耗 ,进一步降低成本 ,
实现藏红花素提取工艺现代化。 在工程技术方面 ,国内目前
具有宽阔的研究空间。
5 展望
5. 1 对我国藏红花的资源进行勘察 ,有助于充分利用和保
护我国中草药品种资源的多样性。
5. 2 生理活性物质的检测以及藏红花质量评价体系需要进
一步完善。
5. 3 组织培养 ,尤其是针对提高活性物质含量的组织培养
需要加大科研的力度。
5. 4 工程技术方面:加强适用于藏红花植物细胞、组织、器
官培养的生物反应器研制及生物工程放大的研究。
5. 5 藏红花素等活性物质的代谢途径、调控方法、关键酶的
基因定位以及基因的克隆、高效表达以及化学合成等方面需
深入研究。
5. 6 可以综合考虑含量、成本等因素 ,充分利用其它自然资
源如栀子 ,开发藏红花素天然药用产物。
总之 ,通过资源调查、工程技术、生物技术等技术手段相
结合 ,可以解决藏红花资源短缺的问题 ,并为藏红花的商品
化和市场化打下坚实的基础。
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黄连的研究进展
兰 进 1 ,杨世林 1 ,郑玉权 2 ,邵家斌2 ,李 勇2
( 1. 中国医学科学院 中国协和医科大学药用植物研究所 ,北京 100094; 2. 成都西岭生态农业有限公司 ,四川
成都 610072)
摘 要: 概述了黄连栽培的发展应用现状 ,化学、药理、临床及栽培生产的研究进展 ,提出了黄连栽培生产及新药开
发的发展方向。
关键词: 黄连 ;栽培 ;化学 ;药理
中图分类号: R282. 71 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670( 2001) 12 1139 03
Advances in studies onCoptis chinensis
LAN Jin1 , YANG Shi-lin1 , ZHENG Yu-quan2 , S HAO Jia-bin2 , L I Yong2
( 1. Institute o f Medicina l Plant Development, Chinese Academy o f Medica l Sciences and Peking Union M edical Co lleg e,
Beijing 100094, China; 2. Chengdu X iling Ag ricultura l CO. , L td. , Chengdu Sichuan 610072, China)
Key words: Coptis chinensis Franch. ; cultiv ation; chemist ry; pha rmaco log y
黄连为毛茛科植物黄连 Coptis chinensis Franch.、三角
叶黄连 C. deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao或云连 C. teeta
Wall.的干燥根茎 , 始载于东汉《神农本草经》 ,列为上品 ,据
不完全统计 13部宋代以前古代方书中有 3. 2万多方剂 ,含
黄连的方剂有 1 760, 约 5%左右的方剂中有黄连 [1]。 据《全
国中成药品种目录》统计 ,以黄连作原料的中成药品种有黄
连上清丸、复方黄连素片、加味香连丸等 108种。随着国际上
应用天然药物的热潮 ,特别是日本对黄连解毒汤的深入研究
和大量应用 ,黄连出口量将进一步增加。黄连生产潜力很大 ,
特别是川鄂湘黔山地、川西南山区、秦巴山地、川滇藏南山
地 ,适宜种植黄连的山坡面积很大。近年来 ,黄连及复方的药
理和临床研究又有了新的发现 ,并扩大了应用范围 ,引起了
人们对黄连的特别关注。
1 化学成分
黄连的主要成分为多种生物碱 ,包括小檗碱 ( be rberine )、
黄连碱 ( coptisine)、甲基黄连碱 ( w o renine) ,巴马亭 ( pa lma-
tine)、药根碱 ( jatr or rhizine )和表小檗碱 ( epiberberine)。 此
外 ,还含有木兰花碱及阿魏酸等。
Kobayashi报道从黄连根茎中分离出拓扑异构酶Ⅰ 和
Ⅱ的抑制剂 ,对细胞中的 DN A复制、转录和重组等起重要
作用。黄连根茎的水提物可稳定哺乳动物 DN A拓扑异构酶
的分裂复合体。在生物测定导向下的分离得到 2个原小檗碱
生物碱 ,表小檗碱和 g ro enlandicine,它们是体外拓扑异构酶
Ⅰ 介导的 DN A分裂作用的活性成分 ,但无拓扑异构酶Ⅱ介
导的 DNA分裂活性。对结构有关的原小檗碱生物碱的进一
步研究中 ,证明 berber rubine是体外拓扑异构酶Ⅱ 介导的
DNA分裂的特异性诱导剂 [2]。
Hirano从黄连中分离到落叶松脂素和反式阿魏酸对羟
基苯乙酯。这两个化合物均显示 SOD样作用 ,为自由基清除
剂。落叶松脂素是比抗坏血酸更为有效的超氧化物自由基清
除剂 [3 ]。
2 药理作用
黄连的药理研究报道主要以小檗碱和黄连解毒汤为
重点。
2. 1 抗微生物作用
2. 1. 1 抗菌作用: 黄连抗菌谱广泛 ,极低浓度即开始阻止霍
·1139·中草药 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s 2001年第 32卷第 12期
收稿日期: 2001-03-26作者简介:兰 进 ( 1960-) ,女 ,中国医学科学院药用植物研究所 ,副研究员 ,硕士 ,北京市政府专家顾问。 主要从事药用植物和药用真菌的研究 ,已发表科研论文 30余篇。 Tel: ( 010) 62899723