全 文 :我国百里香属植物研究进展
卞金山1 ,杜广明2 ,赵 波1
(1.沈阳农业大学 园艺学院 ,辽宁 沈阳 110161;2.黑龙江八一农垦大学 ,黑龙江 大庆 163319)
摘要:介绍了我国百里香属植物种质资源的种类与分布 ,从形态学 、细胞学 、孢粉学和植物化学成分等
方面概述了百里香属植物野生种质资源的研究进展 ,同时 ,就其在医药食品和日用化学品当中的应用进行了
总结和展望。
关键词:百里香;种质资源;形态学;细胞学;化学成分
中图分类号:Q 949.9 文献标识码:A 文章编号:1009-5500(2007)01-0078-04
百里香为唇形科(Labiatae)百里香属(Thymus)植
物的统称 ,是世界著名的芳香植物之一 ,原产于地中海
沿岸及小亚细亚一带 ,目前在世界各地都有栽培。
百里香的株型奇特低矮 ,花型小 ,花色艳丽 ,且全
株芳香;喜凉爽气候 ,喜光 ,稍耐荫 ,耐寒 ,耐旱 ,忌湿 ,
耐瘠薄。我国的百里香种类并不多 ,但分布较广 ,我国
的西北 ,华北和东北各地均有分布 。百里香兼有较高
的食用 ,药用和化工应用价值 ,同时还有香化 ,绿化和
环保等作用 ,因而是一种开发潜力较大的芳香植物 。
1 百里香属种植物的种类与分布
百里香属植物在全世界有 400多个种[ 1 , 2] 和若干
变种 。我国关于百里香属植物种类的记载尚不统一 ,
多数记载为 11个种 、2个变种[ 1 , 3] ,即百里香(Thymus
mongolicus)、斜叶百里香(Thymus inaequalis)、异株
百里香(Thymus marschal lianus)、阿尔泰百里香
(Thymus al taicus)、短节百里香(Thymus mandschur-
icus)、显脉百里香(Thymus nervulosus)、黑龙江百里
香(Thymus amurensis)、长齿百里香(Thymus d is-
junctus)、拟百里香(Thymus proximus)、短毛百里香
(Thymus curtus)、地椒(Thymus quinquecostatus)、展
毛地椒(Thymus quinquecostatus va r.przewalski i)和
亚洲变种(Thymus quinquecostatus va r.asiat icus),若
将产于西藏地区的线叶百里香[ 4](Thymus l inezris)统
计在内 ,则我国有 12个种 。
收稿日期:2006-07-05;修回日期:2006-10-23
作者简介:卞金山(1981-), 男 ,山东济南人 , 在读硕士。
杜广明为通讯作者。
我国的百里香属植物分布广泛 ,从南到北都有分
布(表 1),主要分布于黄河以北的各省区。该属植物
抗逆性较强 ,一般多分布于海拔 150 ~ 5 300 m 的干燥
山区 ,丘陵及草甸等地带[ 4] 。
2 百里香属种质资源的研究
2.1 形态学研究
目前 ,有关百里香属植物的形态学研究还较少 ,主
要是对其形态特征的描述。百里香属植物的基本形态
特征为:多年生灌木或半灌木 ,根为轴根型 ,根颈短 ,主
根不发达 ,侧根发达 ,且容易交错成网状[ 5 , 6] ;茎直立或
匍匐生长 ,下部因木质化而呈现淡褐色 ,茎的末端或基
部可抽生不育分枝;叶片细小 ,对生 ,近革质 ,长椭圆状
披针形 ,卵圆形或卵状披针形 ,有短柄 ,全缘(或有齿),
表面和叶缘有毛或无毛 ,背面密布腺点或无腺点;轮伞
花序紧密排成头状花序或疏松排成穗状花序;花萼管
状钟形或狭钟形 ,二唇形 ,上唇 3裂 ,下唇 2裂;花冠粉
色 、淡紫色 、紫色或紫红色;2强雄蕊 ,外伸或内藏 ,花
药 2室 ,药室平行或叉开;花柱先端 2裂 ,裂片钻形 ,相
等或近相等;雌蕊 1枚 ,多长于雄蕊;花期 5 ~ 9月 ,果
期 9 ~ 10月;果实为小坚果 ,近圆形或椭圆形 ,黑褐色 ,
光滑;种子极小 ,无胚乳或少胚乳 ,发芽率低 ,种子寿命
3年左右[ 2] 。
形态学分类方法是最基本的植物分类方法 ,在植
物分类研究中一直沿用 。由于百里香属植物不同种之
间的形态差异较小 ,加之近年来国外品种的大量引进 ,
所以 ,仅以形态学方法难以提供可靠的分类依据 ,亟需
采用多种方法来加强百里香属植物的分类研究。
78 Grassland and Turf (Bimonthly) 2007 No.1 (Sum No.120)
表 1 我国野生百里香的地理分布
Table 1 Distributions of wild Thymus in China
省份 分布地区
黑龙江 大兴安岭 、兴凯湖 、尚志县 、大庆市及松嫩平原等地
吉林 白城 、长岭等地
辽宁 大连 、新金 、营口 、海城 、建平 、建昌 、北票 、凌源 、北镇 、义县 、彰武和丹东等地[ 4]
内蒙古 赤峰 、包头 、哲里木盟 、伊克昭盟 、锡林郭勒盟 、乌兰察布盟 、巴彦淖尔盟 、奈曼旗等地
河北 张家口 、昌黎 、宣化 、张北 、丰宁 、蔚县等地
山东 烟台 、青岛 、泰安 、临沂 、新泰 、平邑 、章丘 、乳山等地
山西 太谷 、交城 、阳城 、武宁 、长治 、忻州 、雁北 、晋西等地
甘肃 兰州 、平凉 、天水 、庆阳 、定西 、镇原 、榆中 、夏河 、盐池 、临夏 、临洮等地
陕西 靖边 、安塞 、子洲 、太白 、延安 、咸阳 、榆林 、宁陕等地
新疆 乌苏 、阿尔泰 、乌鲁木齐 、塔城 、清河 、福海 、托里 、昭苏等地
青海 门源 、循化等地
宁夏 隆德 、固原(六盘山)及贺兰山区等地。西藏拉萨 、南木林 、萨嘎 、加查等地
江苏 南京 、连云港市云台山区等地
其他 安徽(怀远)、河南 、四川 、北京等地
2.2 细胞学研究
植物的细胞学研究主要是对植物细胞核内的染色
体的数目 ,形态和大小等进行观察和研究 ,从而为种质
资源的评价和利用提供依据。
百里香属植物的染色体非常小 ,为 1 ~ 2 μm ,一般
较难观察 ,所以国内相关的研究报道也较少。目前 ,已
经报道的百里香多为二倍体 ,四倍体和六倍体 ,其染色
体数目为 2 n=24 , 26 , 28[ 7] 。关于百里香属植物的细
胞学研究仍待进一步深入。
2.3 孢粉学研究
迄今 ,采用孢粉学的方法对百里香属植物进行系
统研究的工作尚未开展 ,许多科研人员仅从蜜源植物
的角度对部分野生种的花粉形态结构进行了初步研究
(表 2)。
表 2 部分百里香属植物花粉粒形态结构比较[ 8 , 9]
Table 2 Comparison of pollen morphology structure between some species
种类 百里香(Thynus
mongolicus)
百里香(ThymusSerpy llum
var.mongolicus)
亚洲百里香(Thymusserphllum
va r.asiaticus)
形状 扁球形或长球形 近长球形或超扁圆形 长球形或扁球形
极面观 均为六裂圆形 均为六裂圆形 均为六裂圆形
沟 6 沟 ,沟细长 , 边缘整齐 , 6 沟 , 沟较浅 ,沟膜表面为瘤状 6沟 , 沟细长 ,末端渐尖 ,长达两极。扁球形
末端钝尖 纹饰 , 沟长达两极 花粉粒沟膜完整 ,具颗粒状纹饰
花粉粒表 具网状纹饰 , 网眼呈多边 网状纹饰 , 网眼大小不一 ,形状 网状纹饰 ,网眼为不规则的多边形 ,沟缘附
面特征 形 ,网眼中具细网状穿孔 , 不规则 , 有些网眼中空 ,呈大穿 近有一定数量的深穴
沟边网眼略变小 孔状 , 网脊较低而光滑
2.4 化学成分多型性研究
百里香精油的化学成分因其种类及其分布区的不
同而呈现多型性 ,这种多型性也可以作为分类的依据 。
魏春雁等[ 7] 根据该属植物化学成分的多型性 ,将兴安
百里香划分为五种类型 ,即倍半萜烯/龙脑/樟脑型 、倍
半萜烯/樟脑/龙脑/单萜醇型 、倍半萜烯型 、桉油精/芳
樟醇/龙脑型和单萜/倍半萜烯型;将五肋百里香分为
酚型 、芳樟醇型和混合型三种类型;将黑龙江百里香分
为酚/萜醇混合型和萜烯型两种类型。
此外 ,百里香的精油含量及化学成分随其采收时
期的不同而发生较大变化 。樊明涛等[ 10] 对西北地区
百里香进行研究发现 ,百里香花和叶中的芳香油含量
因生长时期不同而存在较大差异 ,而茎中的芳香油含
量变化较小 , 最佳的采收时期在盛花期 。而魏春雁
等[ 7]在对东北地区的兴安百里香的研究中也得到了相
同的结论。据闫茂华[ 11] 报道 ,烟台百里香的精油含量
及品质随着季节的不同而有较大变化 ,且秋季精油含
量最高 ,品质最好。
2.5 分子水平研究
植物分子水平的研究包括同功酶分析和 DNA 分
子标记等 ,这些方法可以从分子水平上揭示物种的差
异性 ,为植物分类研究提供可靠依据 。以上两种技术
79草原与草坪 2007年 第 1期 总第 120期
已经在许多药用植物上得到了应用 ,但在百里香属植
物研究中未见报道。
3 种质资源的应用研究
3.1 繁殖特性研究
百里香可以进行种子繁殖和无性繁殖 。种子繁殖
比较容易操作 ,因而在生产上被广泛采用 ,但要考虑种
子发芽率和某些品种特性等问题。
百里香的无性繁殖方法主要有扦插 、压条 、分株和
组织培养等 ,其中扦插法具有易生根 、繁殖速度快和有
利于保持品种特性等特点 ,因而是一种较理想的繁殖
方法 。用于扦插的插穗以 3 ~ 5节并带顶芽的柔嫩枝
条为宜 ,不带顶芽的枝条或已木质化的枝条用于扦插
时 ,生根速度慢 ,产生根系也较少[ 12] 。使用适宜浓度
的植物生长调节剂(如 IBA 、ABT 生根粉等[ 13] )处理插
穗 ,可以起到促进生根的作用 。
在百里香的组织培养中 ,茎尖 ,嫩茎段[ 14] 和嫩芽
都可以作为外植体;一般认为改良 MS 培养基比 MS
培养基更有利于百里香的生长 ,但也有相反的研究结
果[ 15] 。促进芽增殖的培养基有 MS +IAA 0.1 mg/L
+6-BA 1.0 mg/ L 、MS +IAA 1.0 mg/ L +6-BA 1.0
mg/L 、MS +IAA 0.5 mg/L +6-BA 1.0 mg/ L[ 14] 和
MS+2 ,4-D 2.0 mg/L +BA 0.5 mg/L[ 15] 等;促进根
增殖的培养基有 MS+IAA 2.0 mg/ L[ 14] 等 。
3.2 化学成分研究
3.2.1 化学成分提取及分析 目前 ,百里香属植物的
精油提取方法主要有蒸馏(SD)和萃取(SDE)2 种方
法。但传统的 SD法和常压 SDE 法都存在不足之处 ,
而采用超临界 CO 2流体萃取技术(SFE-CO 2)不仅萃
取过程温和 、萃取速率快 ,而且节能 、环保 ,又能很好的
保持其纯天然特性 ,防止药物有效成分的破坏 ,因而被
广泛用于食品 、医药 、香料和天然色素等领域的天然物
质提取分离上[ 16] 。精油组分的分析方法有多种 ,其中
应用最多的是 GC-MC分析法。
百里香属植物的化学成分主要包括挥发油和非挥
发性物质两部分 ,国内关于百里香属植物挥发油化学
成分的研究报道较多 ,目前已报道的百里香精油成分
达 47种之多[ 17] , 主要是一些醇 、酚 、烯类物质 。非挥
发性物质主要有黄酮类 ,有机酸和许多营养元素等 。
3.2.2 化学成分的应用研究 根据《中药大辞典》等
医书记载 ,百里香兼有祛风止痛 ,止咳化痰和杀菌消炎
等多种功效 ,可以预防中暑 、感冒 ,治疗上呼吸道 、消化
道疾病 ,以及多种细菌性和真菌性疾病[ 18] ,同时 ,可提
高机体的免疫力 ,有报道称百里香对治疗艾滋病和癌
症有一定功效 。
百里香提取物中富含百里香酚 、香荆芥酚 、黄酮及
其甙类等多酚类抗氧化成分 ,因而将其添加于食品 、饮
料 、保健品及化妆品中 ,可以起到防腐蚀 、防酸败 、抗皮
肤衰老和改善肤质 、发质等作用[ 17] 。
3.3 色素研究
据申烨华等[ 19]报道 ,百里香绿色素外观为深绿色
粉末状物质 ,主要由甾类 、萜类叶绿素 、叶黄素等混合
而成 ,易溶于极性较大的有机溶剂 ,微溶于水。色素的
耐光性一般 ,热稳定性较好 ,对防腐剂不敏感 。
根据百里香色素的特性 ,可以将其用作食品和饮
料的调色 、调香用料 。香草料理和香草饮品已在日本
欧美等国家比较流行 ,而在我国尚少见 。
3.4 蜜源植物研究
百里香的花香独特 ,蜜粉丰富 ,因而是一种良好的
蜜源植物[ 20] 。辛华等[ 21] 的研究结果表明 ,地椒花蜜腺
属于盘状蜜腺 ,并由分泌表皮和泌蜜组织构成 ,分泌表
皮为一层细胞 ,表皮上分布有大量的气孔 ,泌蜜组织细
胞为多层 ,并且观察到维管束和薄壁细胞结构 。在蜜
腺发育过程中 ,其细胞中的液泡和贮藏的淀粉 、蛋白质
都参与了蜜汁的合成与运输 ,蜜汁通过气孔排出体外 。
王虹等[ 22]观察了拟百里香花蜜腺的结构组成 ,除未发
现维管束和蛋白质外 ,其他结构均与辛华等的研究结
果相似。
4 展望
百里香不但具有容易繁殖 、冠幅大 、覆盖率高 、花
期长的特性 ,而且其适应性 、抗逆性均强 ,管理较粗放 ,
因此 ,可用于建植草坪和地被 ,起到美化环境和防风固
沙的作用[ 23] 。另外 ,百里香的匍匐茎纤细 、柔软 、姿态
优美 ,花色多变 ,而且全株具芳香味 ,兼有驱虫防腐之
功效 ,因而不仅是花境 、花坛 、岩石园 、香草园中栽植的
极好植物[ 23 , 24] ,还可以用于盆栽摆设。
目前 ,许多国外的百里香品种已经在我国台湾 、福
建 、深圳 、武汉 、南京 、上海和安徽等省市广泛栽培 。与
国外品种相比 ,我国本土的野生百里香除了芳香油有
效成分的含量较低外 ,其适应性较强 ,病虫害较少 ,栽
培成本低 ,因而开发潜力也更大[ 17] 。
80 Grassland and Turf (Bimonthly) 2007 No.1 (Sum No.120)
综上所述 ,针对我国百里香属植物研究现状 ,建议
采取如下几点措施来加强和改善百里香属种质资源的
开发和利用。首先 ,加强对我国百里香属野生资源的
调查 ,收集和整理工作;其次 ,做好资源的评价和创新
工作 ,在维持生态平衡和保护植物资源的基础上 ,整合
资源 ,资金和科研力量的优势 ,开发和培育适合市场需
求的本土品种 ,建立百里香优良品种的有性和无性繁
殖体系;最后 ,继续加强对百里香提取物化学成分的研
究 ,深入开发其在医药 ,食品和日用化学品等方面的应
用价值。
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Research advances on Thymus
BIAN Jin-shan1 ,DU Guang-ming2 ,ZHAO Bo1
(1.College of Horticultrue ,S henyang Agricul tral Universi ty ,Shenyang 110161 ,China;
2.Hei LongJ iang August F irst Land Reclamation Universi ty ,Daqing 163319 ,China)
Abstract:In the paper the varieties and dist ributions of Thymus are int roduced , advances in research on
mo rpholog y cy tolo gy palynolo gy and chemical ing redients are mainly summarized.Meanwhile , the studies and
pro spect of application in medicine food and daily chemical product ions a re also fo recasted.
Key words:Thymus;germplasm resources;morpholo gy;cy to logy ;chemical ing redients
81草原与草坪 2007年 第 1期 总第 120期