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碎米荠属研究现状及前景展望



全 文 :碎米荠属研究现状及前景展望
 收稿日期:2011-11-16
刘 婷,郑甲成,张百忍
(陕西省安康市农业科学研究所,陕西 安康 725021)
摘 要:阐述了堇叶碎米荠,壶瓶碎米荠,恩施碎米荠,大叶碎米荠,华中碎米荠五个种的开发利用现状,建议
加大碎米荠属资源的研究深度和市场开发力度。
关键词:碎米荠;十字花科;资源;前景
1 碎米荠属资源概况
碎米荠(Cardamine L.)属十字花科,全世界
约130种,主要分布于温带地区,生于平原或高
山、砂地、细石地或岩生,少有生于石灰质土,多数
生于阴湿处。我国约有42种,占碎米荠属的
30%多,广布南北各地。
我国民间以野菜防治疾病的历史悠久,在孟
洗的《食疗本草》、陈士良的《食性本草》等医疗专
著中就有大量的以野菜治病保健的记载。碎米荠
属中大多数种类可供药用,如大叶碎米荠全草药
用,利小便、止痛治败血病;紫花碎米荠(Cardam-
ine tangutorum)可治黄水疮;花治筋骨疼痛;华
中碎米荠(Cardamine urbaniana)民间用于妇女
补虚药,根状茎可治支气管炎及哮喘;光头山碎米
荠(Cardamine engleriana)全草止咳平喘,利水;
弹裂碎米荠(Cardamine impatiens)全草可供药
用,民间治妇女经学不调;碎米荠(Cardamine
hirsuta)清热去湿:弯曲碎米荠(Cardamine flex-
uosa)清热、利湿、健胃、止泻;水田碎米荠(Yrata
Bunge)清热去湿;其中有些有观赏价值,如紫花
碎米荠,可作为观赏花卉;有些种类的嫩苗可食用
如大叶碎米荠、华中碎米荠;有的种子可以榨油,
如弹裂碎米荠,含油率为36%。早在1978年,湖
北卫生局在《湖北中草药志》中就有过报道:碎米
荠根茎性平、味苦、辛,具有止咳化痰,活血、止泻
等功效,用于治疗百日咳、慢性支气管炎、小儿腹
泻、跌打损伤等症有明显的功效;中国科学院中国
植物志编辑委员会1987年在《中国植物志》中也
有过介绍:其幼嫩茎叶是一种珍稀的野菜可作菜
食用,口感极好,碎米荠的全草亦可作妇女补虚
药,并可治红、白带下等。我国资源种类虽然丰
富,但对资源的食用、药用功效及产品深加工开发
利用等研究均没有充分引起足够的重视,很多碎
米荠种的研究还处于空白阶段。
目前,我国研究较多的碎米荠种主要有恩施
碎米荠 (Cardamine Enshiensis)、堇叶碎米荠
(Cardamine violifolia)、壶瓶碎米荠(Cardam-
ine hupingshanensis)、大叶碎米荠(Cardaruble
macrophylla)等,研究结果大多表明,碎米荠营养
结构合理且营养成分丰富,是民间常用的药食同
源的植物资源,同时对硒元素有富集作用,关于华
中碎米荠的报道较少,仅有少数学者从生药学角
度和矿质元素的角度对华中碎米荠进行了研究,
而关于营养成分、生物学特性及繁殖技术的研究
鲜有报道。开展碎米荠属资源的营养成分、生物
学特性及繁殖技术的研究,已经迫在眉睫。该研
究一方面可以填补国内外在该领域理论研究方面
的空白;二是为资源的规模化、基地化种植及其深
加工开发利用提供理论支撑。
2 碎米荠属研究现状
2.1 堇叶碎米荠
堇叶碎米荠主要分布于湖北、湖南(黔阳、新
华、南岳)、广东(仁化)、广西(临桂、桂林)。生于
水沟、溪旁、山谷及林下湿润处,海拔在500m左
右。模式标本采自湖北宜昌。本种与露珠碎米芥
很相似,不同的是它的茎生叶叶柄基部稍扩大,叶
片基部带心形,生于上部的叶片基部不为心形,花
比较大;果梗于果序轴上扭转呈水平开展。孙紫
薇[1]等通过核型分析证实湖北省恩施高硒地区碎
米荠存在居群间分化,堇叶碎米荠染色体核型为
2n=18,染色体类型为3B。。杨松[2]等以堇叶碎
米荠的幼叶为外植体进行组织培养研究,结果表
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明诱导愈伤组织的最佳培养基为 MS+6-BA
1.0mg/l+2,4-D 0.6mg/l;诱导不定芽分化最
好培养基为 MS+6-BA 1.0mg/l+NAA 0.6
mg/l;生根效果最好的培养基是 MS+NAA 1.0
mg/l,生根32条/株。。彭诚、丁莉[3,4]等认为不
同立地条件下堇叶碎米荠的鲜重、株高差异显著,
湿地最适合其生长,生长最适温度是20℃。另有
学者对堇叶碎米荠营养成分,硒浓度对生长发育
的影响等[5,6,7]研究表明,堇叶碎米荠中含有丰富
的水分、蛋白质、可溶性糖、氨基酸、维生素C、纤
维素以及硒,其质量分数分别为89.927%、9.467
mg/g、0.353%、60.827 mg/100g、49.327
mg/100g、10.037%、26.408μg/g,且维生素C、
纤维素、硒的含量明显高于同类蔬菜。各营养成
分和含硒量随着生长期的不同呈现由低到高再降
低的趋势,同时,硒对植株的代谢影响因种类、条
件的不同而不同。
2.2 壶瓶碎米荠
壶瓶碎米荠由湖南师范大学刘林翰、刘克明
老师发现并命名,主要分布在湖南北部的壶瓶山
一带,在自然条件下,只发现其营养繁殖,未发现
由种子萌发而产生的幼苗。该植物种群小,分布
狭窄。加上当地将此植物作为野菜采食,其物种
濒临绝灭[8]。目前,就营养成分、种子胚的发育及
有性繁殖等方面有一些研究。田连福等[9,10]研究
表明壶瓶碎米荠具有丰富的维生素 C、维生素
B1、维生素B2 和烟酸,尤其是维生素B1 含量,是
小白菜的9-17倍;矿质元素Ca、Mg、Mn、Zn等
含量较高,此外还含有人体必需的其它多种微量
元素,而人体有害的重金属元素As、A1、Hg含量
很低;壶瓶碎米荠含人体必需的氨基酸种类较齐
全,其中人体的三大限制性氨基酸,赖氨酸、苏氨
酸和蛋氨酸的总含量占氨基酸总量的10.3%。
在自然条件下,壶瓶碎米荠种子不耐贮藏,影
响种子活力的主要因素是温度和湿度,在室温干
燥条件下,其种子寿命最长只有110d,在室温潮
湿条件下其寿命最长只有55d。壶瓶碎米莽种子
的最佳贮藏条件是低温干燥贮藏[8]。在壶瓶山一
带的自然分布区内,壶瓶碎米荠种子无休眠现象,
种子能自然萌发成苗,温度在15-25℃时,壶瓶
碎米荠种子发芽率较高,自然通风条件下,壶瓶碎
米荠种子寿命约为80d[11]。自然界中,壶瓶碎米
荠依靠营养繁殖繁衍种群,且繁殖力强,繁殖方式
多样,壶瓶碎米荠无性繁殖存在越夏(冬)障碍,用
营养液扦插育苗效果最好,但成本高。营养钵扦
插育苗方法是一种成活率高,成本低的快繁方
法[12]。壶瓶碎米荠不耐高温,适宜生长温度为
15-25℃;土壤栽培条件下,pH 在5.5-8.0之
间壶瓶碎米荠都能正常生长;在绿叶类培养液配
方的基础上,适当提高 NH+4 浓度有利于壶瓶碎
米荠的快速生长。另有学者调查认为,壶瓶碎米
荠与近年来所报道的湖北恩施碎米荠以及恩施渔
塘坝周围的堇叶碎米荠为同一个种[13,14]。
2.3 恩施碎米荠
恩施碎米荠(Cardamine Enshiensis)是一种
可食高含硒植物新种质,野生条件下,整株植物的
硒蓄积量高达200mg/kgDW 左右。湖南农业大
学吴永尧、向天勇发现并命名,同时以研究恩施碎
米荠与硒相关的生物学特点和叶片主要含硒化合
物为出发点,从恩施碎米荠相关的生物学特性进
行硒研究;霍红灵等用TCA-丙酮沉淀提取恩施
碎米荠的种子蛋白质,双向电泳分离蛋白质表明,
银染胶图背景干净,蛋白点清晰,且呈现较好的聚
焦结果;蛋白质集中分布在pH5-10的范围之
内,分子量主要在20-60kμ的范围之内
[15]。陈
里[13],杨大伟[16]等以干制碎米荠粉末为试验材
料,以双蒸水为浸提剂进行四元二次通用旋转组
合试验确定碎米荠多糖提取的适宜条件为料液比
1∶30,浸提温度90℃,浸提时间3-3.5h,浸提
次数4-5次,pH为9。
2.4 大叶碎米荠
大 叶 碎 米 荠 (Cardamine macrophylla
Willd)属于十字花科碎米荠属植物,多年生草
本。主要分布于内蒙占、河北、山西、湖北、陕西、
甘肃、青海、四川、贵州、云南、西藏等省区。大叶
碎米荠全草药用,利小便、止痛及治败血病;嫩苗
可食用,亦为良好的饲料。张宇[17]在600-2 100
m五个不同海拔高度下研究大叶碎米荠的营养
成分、次生物质(生物碱)含量差异,分析了光和特
性、营养、激素含量与海拔之间的关系等,认为
1 500m为驯化移栽的最佳海拔,且苗期大叶碎
米荠的营养价值最高。有研究表明,大叶碎米荠
中至少含有19种常见氨基酸,氨基酸总含量达
34.4%。其中以谷氨酸和谷氨酞胺总含量最高
(6.00%)。大叶碎米荠中含有人体所需的7种必
需氨基酸,共计12.8%。必需氨基酸与总氨基酸
的比值为37.3%[18]。
2.5 华中碎米荠
华中碎米荠(Cardamine urbaniana O.E.
Sehul)又名半边菜、菜子七、普贤菜,为民间常用
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药物。多年生草本,高30-100cm。根状茎粗
壮,匍匐于地下,生有多数须根。茎直立,单一,圆
柱形,有细纵条纹,无毛。叶为单数羽状复叶;小
叶7-13枚,狭披针形或长圆状披针形,长3-11
cm,宽1-2cm,先端渐尖或长尾尖,基部渐狭下
延成翅,无小叶柄,边缘有不整齐的锯齿,两面无
毛或下面脉上有疏柔毛;基生叶柄较长,长达12
cm,茎生叶柄较短,长2-5cm。总状花序顶生或
腋生,花梗长1-1.5cm,有疏柔毛或无毛;萼片
4,花瓣4,淡紫红色;雄蕊6,4强雄蕊;子房上位,
柱头2浅裂。长角果稍扁平,长2.5-3cm,直径
约2mm,开裂。花期4-7月,果期6-8月。华
中碎米荠主要分布于我国浙江、湖北、湖南、江西、
陕西南部、甘肃南部及四川的中南部,生于500-
3 500m的山坡、山谷林下阴湿处草丛中或沟旁,
有时也成片繁生。早在上世纪末,刘合刚等[19]就
对华中碎米荠药材鉴别从药材(根茎)性状、组织
结构及粉末特征提供了依据,同时报道了根、叶显
微结构的研究进展。赵利霞[20]等利用全谱直读
电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)测定碎
米荠的根、茎、叶及其根、茎、叶多糖中人体必需的
元素,为开发利用富硒地区碎米荠提供了依据。
3 前景展望
在自然条件下,碎米荠种子属短命种子,主要
靠营养繁殖。由于分布只限于高海拔区,在低海
拔地区驯化移栽时,用根繁殖常有退化现象。虽
有部分研究机构采用组织培养技术进行繁殖,但
结果均不理想。如何克服碎米荠属种子繁殖难
题,实现该属驯化植株在低海拔地区正常越夏,将
有助于碎米荠属野菜大面积推广面市。
随着人们生活水平的提高,野菜消费热在国
内外悄然兴起,市场上的野菜成为人们渴求回归
自然的“野味”佳品,倍受人们青睐。而且,野菜的
深度加工利用前景广阔,如蛋白质含量较高的野
苋菜提取叶蛋白,具有很好的发展前途。我国出
口的许多野菜在国际市场上也很受欢迎,价格颇
高,可为国家换取大量外汇,如薇菜、龙须菜、发
菜、山芹菜等,在日本市场上,山菜的价格远远高
于人参。因此,加大碎米荠属资源的研究深度和
市场潜力开发力度,有望早日实现碎米荠属资源
的商品化、规模化。
参 考 文 献:
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