全 文 ：黄连属植物研究进展
杨俊宝1 , 彭正松1＊ , 杨军1 , 赵梅2 (1.西华师范大学生命科学学院 ,四川南充 637002;2.南充市第五中学 ,四川南充 637000)
摘要 从种类资源、产地分布、化学成分、生物学特性、组织细胞培养、分子水平的研究和保护措施等方面综述了黄连属植物的研究进
展。由于黄莲属植物应用范围广 ,需求量大 ,特别是过度采挖已造成黄连属植物严重破坏 ,导致有些种已濒临绝灭。为此 ,提出对黄连
属植物应亟待开展的基础研究和应采取的相关保护措施。
关键词 黄连属;种质资源;进展
中图分类号 Q 949.746.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2005)07-1248-03
Research Advances of Coptis
YANG Jun-bao et al (School of Life Science , ChinaWest Normal University , Nanchong , Sichuan 637002)
Abstract Research development of Coptis resources was reviewed in the aspects of species resource, geographic distribution , biological characters , cell
and tissue culture , molecular research and protective measure.Extending in applied scope , increasing in demands , especially excessive gatheringmedicine
herbs had brought serious damage to the species of Coptis and some of the species of Coptis became nearly extinct.Up to now , no effective conservation
steps had been taken , thus much more basic studies should be done and some protectivemeasures were proposed.
Key words Coptis;Germplasm resource;Review
黄连为中医临床常用的清热燥湿 、泻火解毒主药之一 ,
始载于东汉《神农本草经》 ,列为上品 , 历代本草均有记载 ,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 1760方 ,约 5%左右的方剂中有黄连[ 1] 。黄连
的药理 ,尤其是抗癌和降血糖的药效 ,越来越引起人们的重
视。笔者就黄连属植物种质资源方面近 10年来的研究概况
进行综述。
1 种类资源
中药黄连来源于毛茛科黄连属植物黄连(Coptis chinensis
Franch.)、三角叶黄连(C.deltoidea C.Y.Cheng etHsiao)或云南
黄连(C.teeta Wall.)的干燥根茎 ,三者分别习称“川连或味
连” 、“雅连” 、“云连” 。由于国内外对黄连的巨大需求 ,以及
人们对人工栽植品种的药效心存疑虑 ,进一步加大了对野生
资源的需求。然而由于过度采挖及旅游开发等 ,使其自然
生境遭到破坏 ,目前黄连属植物的野生资源已极少 ,处于濒
临灭绝的边缘[ 2 , 3] 。因此 ,国内黄连属植物 6种 1变种(除分
布于台湾的五叶黄连)已全部列入重点保护植物名录[ 4](表
1)。
表 1 我国黄连属植物种质资源[ 2 ,3]
种名(拉丁名) 分布 濒危程度
黄连(Coptis chinensis Franch.) 重庆、贵州、湖南、湖北西部、陕西南部 国家3级保护渐危种
三角叶黄连(C.deltoidea C.Y.Cheng et Hsiao) 仅分布于四川峨眉山、洪雅一带 国家2级保护濒危种
云南黄连(C.teeta Wall) 云南西北部、西南部、西藏东南部 国家2级保护渐危种
峨嵋黄连(C.omeiensis
五裂黄连(C.quinquesecta W.T.Wang) 云南东南部 重点保护植物[ 4]
五叶黄连(C.quinqefolia Miq.) 中国台湾
短萼黄连(C.Chinensis var brevisepala 安徽南部、浙江、福建、江西 国家3级保护渐危种
W.T.Wang et Hsiao) 广东北部、广西东北部
2 产地分布
黄连属植物仅分布于秦岭以南各省区 ,且对环境条件要
求较高。黄连生于海拔 500～ 2000m处的山林地下或山谷阴
处;三角叶黄连生于海拔 1 600～ 2200 m处的山坡林下 ,野生
植株已不多见;云南黄连生于海拔 2000 ～ 3 000m的林下 ,由
于生长慢 ,采挖过度 ,现已危及种源;峨嵋黄连为我国特有植
物 ,仅分布于四川局部地区 ,生于海拔 1000 ～ 1 700m荫蔽的
悬岩陡壁上 ,植株日益减少 ,处于绝灭边缘;短萼黄连常生于
海拔 600～ 1600m沟谷林下阴湿地或溪涧岩隙间 ,资源日趋
减少[ 2 ,3] 。
在野生资源逐渐减少的同时 ,一些地区开展了黄连属植
物的引种栽培。据不完全统计 ,黄连主产区渝东 、鄂西两地 ,
基金项目 四川省重点学科建设项目(SZD0420)。
作者简介 杨俊宝(1977-),男 ,四川南充人 ,在读硕士 ,从事资源植物
遗传学研究。 ＊通讯作者。
收稿日期 2005-04-20
栽培面积达 33万 km2以上 ,年产量 150多万 kg。吴发旺等[ 5]
进行了短萼黄连人工引种栽培的试验 ,对其生活习性 、形态
特征 、生物学特点等进行研究 ,并对引种栽培的目的和意义
进行了探讨。指出人工引种栽培短萼黄连 ,不但可以为中医
药持续提供药材 ,而且能够保护短萼黄连野生资源不致
绝灭 。
3 化学成分及质量控制
研究表明黄连主要含原小檗碱型生物碱 ,已经分离出来
的生物碱有小檗碱 、巴马汀 、黄连碱 、甲基黄连碱 、药根碱 、木
蓝碱等。其中小檗碱含量最高 ,可达 10%。这些生物碱除木
兰碱为阿朴菲外 ,均为原小檗碱型生物碱 ,又都是季铵型生
物碱 。酸性成分有阿魏酸 ,氯原酸等[ 6] 。近年刘岱等[ 7]对不
同产地和品种黄连的生物碱进行了测定 ,结果表明 ,异地(保
山 、峨眉)引种黄连的小檗碱含量不及北岸味连(开县)的一
半 ,故此可作为评价味连质量的标准 ,而且黄连不同产地药
材中小檗碱含量差异大于种间的含量差异。不同品种和产
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2005, 33(7):1248-1250 责任编辑 曹淑华 责任校对 曹淑华
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2005.07.061
地的药材 ,其巴马汀和药根碱的含量差异不太大 ,故在药材
道地性评价时含量指标需要作多种生物碱比较和选择。庄
平等[ 8]和朴英华等[ 9] 研究表明 ,不同生态环境 、不同生育状
态 、不同品种均对生物碱的含量有显著影响。对生物碱含量
高的种类除应加强其种质资源的研究与保护外 ,亦可作为黄
连引种栽培 、种质选育基因库的优良资源。
要保证药材质量的可靠性和可控性 ,必须选择优良的种
质并进行规范化栽培 ,有效成分的含量是判断药材种质的首
要指标。
4 生物学特性
4.1 土壤适宜性及 GBS效应 黄连属植物性喜温凉 、湿润 、
陡坡环境 ,适宜种植在荫蔽凉爽 、湿润 、肥沃 、透气和排水好
的腐殖土中 ,应及时除草 ,以防杂草生长 ,忌高温 、干旱和强
光直晒。黄骥等[ 10]研究发现云南黄连以小居群规模分布在
狭小 、呈片断化的特殊生境中 ,生态位极其狭窄 ,基本限于在
温凉湿润的常绿阔叶林下陡坡生长。土壤和群落小气候因
子对其自然分布起着至关重要的作用。范俊安等[ 11]研究了
地质背景系统(Geologic Background System ,简称 GBS)对川产
黄连药材的制约效应 ,发现以侏罗系沙溪庙组长石石英砂岩
制约的石柱黄连 ,产量最高 ,而且外观品质好 ,有效成分含量
高 ,急性毒性最小。并初步推断以侏罗系沙溪庙组岩层为主
要GB特征的石柱 ,是味连的GBS最优区域 。
4.2 营养元素 在药材引种栽培过程中 ,适当施用无机元
素肥料 ,在增加产量的同时 ,还可以提高药物有效成分的含
量。张丽萍等[ 12]利用山地风化砂研究了黄连的氮 、磷 、钾营
养状况及其对产量和有效成分的影响。证明氮 、磷 、钾缺乏
都大大影响黄连植株的正常生长 ,叶片硝酸还原酶的活性和
根茎小檗碱的含量都很低。尤其是缺氮植株生长最差 ,死苗
也多;缺磷 、缺钾植株长新叶少而小 ,缺钾植株新根生长少且
易衰老。同时还研究了不同氮素营养水平对黄连生长的影
响 ,证实黄连根茎形成最高有效成分时所需的供氮水平较黄
连植株旺盛生长所需求的氮水平低[ 13] 。
4.3 生殖特性 味连主要用种子繁殖 ,但种子休眠期长 ,且
不易长期保存。雅连为无性繁殖 。黄骥等[ 10]通过研究发现:
云南黄连兼具有性生殖和无性繁殖。在自然条件下 ,居群数
量增长以发达的地下营养繁殖体(称为“觅养枝”)进行无性
繁殖为主。黄正芳等[ 14]用 100 mg/kg “920” +100 mg/kg 2 ,4-
D 浸种 ,在常温下贮藏 ,比单用“920”的发芽率约高 10倍。在
40 ～ 50 ℃下 ,用 1/800 多菌灵浸种 30 min ,捞去瘪粒 ,次年出
苗 ,发芽率达 90%以上。
4.4 种子生理生化和激素影响 黄连种子需要在低温条件
下才能解除休眠。李先恩等[ 15] 对黄连种子层积在室外和冰
箱 2种条件下 ,种胚后熟过程中的淀粉酶活性及 DNA 、蛋白
质的变化规律作了测定 ,并对 ABA处理后种子的生理生化
变化作了研究。发现黄连种子成熟时 ,种胚未完全发育 ,为
原胚状 ,必需经形态后熟和生理后熟后才能萌发 ,且均以 5
℃左右的低温为最适宜温度。
在形态后熟期 ,胚的发育必须靠利用胚乳营养 ,α,β-淀粉
酶活性的逐渐增强有利于胚乳中营养的分解和被利用。同
时经ABA处理后并未改变淀粉酶的变化规律 ,也不抑制它
的活性 ,但改变了糖的变化规律 ,且使总糖的含量比初始时
有所提高 ,淀粉的含量有所增加 。
4.5 主要病虫害 随着黄连引种栽培面积的增加 ,黄连病
害成为生产上的主要问题。黄俊斌等[ 16]报道了黄连栽培中
的黄连白绢病 、黄连紫纹羽病和黄连白粉病等 3种主要病害
的症状 、病原及流行特点。
5 细胞和组织培养
5.1 细胞发酵 毛堂芬等[ 17]利用中国黄连高产细胞株系 ,
采用两步培养法 ,以稍加调整的 6 , 7-V 为基本培养基 ,进行
细胞悬浮培养和发酵培养 。研究结果发现 ,与 6 ～ 7 年生中
国黄连根茎的小檗碱含量(3.7 ～ 6.7%)相比 ,无论是细胞悬
浮培养或是发酵培养 ,黄连细胞培养物的小檗碱含量与亲本
植物的根茎相当。
5.2 组织培养 在黄连的细胞组织培养中 ,张浩等[ 18] 进行
了愈伤组织诱导 、细胞培养 、小檗碱的产生和植株再生的研
究。各种黄连形成愈伤组织的时间和过程基本相似 ,愈伤组
织的诱导率:花萼>幼嫩根茎>叶片 。经HPLC 图谱分析表
明 ,各种黄连愈伤组织的成分组成完全相同 ,而与黄连药材
的成分组成略有差异 ,说明黄连培养细胞除产生原生药中的
主要成分外 ,尚有合成新成分的能力。卢萍等[ 19] 则研究了
不同浓度的稀土化合物对黄连愈伤组织鲜重增加和生物碱
含量的影响。结果证实:0.1 mg/L Yb3+和 1mg/L Eu3+促进愈
伤组织的生长 ,高浓度稀土化合物抑制生长 。在不含稀土化
合物的培养基上的继代培养中 ,来源于稀土化合物处理的愈
伤组织鲜重增加值均比对照低。稀土化合物影响愈伤组织
小檗碱 、药根碱和巴马汀含量 ,Yb3+抑制愈伤组织小檗碱 、药
根碱和巴马汀的积累 ,而 0.1mg/L Eu3+则有利于药根碱和巴
马汀的累积。
6 分子水平的研究
刘雪锋等[ 20]从天然黄连中提取分离并精制得到盐酸小
檗碱(BC),采用UV光谱和荧光光谱(FS)研究其与牛血清白
蛋白(BSA)的相互作用。结果表明:BC 的部分片段能够插入
BSA分子内部 ,且热力学函数计算结果证实该作用过程是一
个熵增加 、Gibbs自由能降低的自发超分子作用过程 ,并由此
推断 BC与BSA之间以疏水相互作用为主。
Kobayashi等[ 21]曾报道 ,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 DNA复制 、转录和重组等起重
要作用。黄连根茎的水提取可稳定哺乳动物 DNA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 groenlandicine ,它们是体外拓扑异构酶
Ⅰ介导的DNA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 berberrubine是体外拓扑异构酶 Ⅱ介导的 DNA
分裂的特异性诱导剂。
Cheng等[ 22]利用DNA随机扩增多态性(RAPD)技术鉴别
8个黄连品种及其一代用品———胡黄连 ,结果在 20条随机引
物中 ,筛选出OPT-09、OPT-15、OPT-18及 OPT-20 4条引物 ,均
在各样品间显现出多态性 。其中OPT-20 引物在各黄连品种
间均出现一 670 bp的DNA条带 ,但在胡黄连中却未出现 ,因
此该引物可用来鉴别黄连及其代用品。
124933卷 7期 杨俊宝等 黄连属植物研究进展
7 保护措施
中药材来源长期以野生为主 ,随着人们对药用植物的需
求不断增加 ,野生种已濒临绝灭 。因此 ,应加强对黄连属植
物种质资源的保护。
黄连属植物天然种群数量少且自然更新速度慢 ,在各类
保护措施中 ,就地保护是最理想的措施之一 ,应尽可能优先
采用。在安徽省已建立黄山 、清凉峰 、牯牛降 、九华山等自然
保护区或国家森林公园 ,但由于各种因素的影响 ,有些地区
没能对短萼黄连实现真正的保护[ 23] 。在各品种的天然产
地 ,也分布有其他珍稀濒危植物 ,应该依托当地的自然保护
区 ,将黄连属植物纳入保护范围 ,可最大限度而长久地保存
遗传基因。如在怒江 、高黎贡山自然保护区将云连列为保护
对象 ,在峨眉山风景区将峨嵋黄连列为保护对象。
迁地保护也是拯救和保护珍稀濒危物种及其自然群体
的重要手段之一 。目前 ,杭州植物园引种短萼黄连 ,南京中
山植物园大量引种黄连 ,都已取得成功 。
由于药材是一种特殊商品 ,人们出于对健康的渴望 ,认
为野生药材远比人工栽培中药材质量好 ,加剧了对野生资源
的破坏 ,同时也加速了濒危物种的灭绝速度 。为此 ,人工栽
培药用植物 ,建立成熟的质量控制体系已经成为必然趋势。
因此 ,应加强对黄连属生物 、生态学特性 、繁殖特性等的科学
研究 ,使黄连属种质资源在受到保护的前提下 ,得到合理的
开发利用。
参考文献
1 陈馥馨 ,高晓山.含黄连方剂及黄连配伍的文献统计[ J] .中成药, 1997,
19(8):40-41.
2 傅立国.中国植物红皮书-稀有濒危植物(第 1册)[M] .北京:科学出
版社, 1992.522.
3 贺善安.中国珍稀植物[M] .上海:上海科学出版社 ,1998.133.
4 于永福.中国野生植物保护工作的里程碑[ J] .植物杂志 ,1999, 5(151):3.
5 吴发旺,陈勇.珍稀植物短萼黄连的引种栽培实验[ J] .宁德师专学报
(自然科学版),1998, 10(3):209-211.
6 匡海学.新世纪全国高等中医药规划教材·中药化学[M] .北京:中国中
医药出版社 ,2003.
7 刘岱 ,杨立新,崔淑莲,等.不同品种和产地黄连的生物碱含量测定
[ J] .中国中药杂志 ,1997, 22(2):79-80.
8 庄平 ,黄明远.峨眉山野生黄连个体生物量与生物碱含量研究[ J] .中
草药 ,1994, 25(8):425-429.
9 朴英华 ,蔡云芝 ,张春艳,等.中药黄连的质量研究[ J] .中国林副特产 ,
1999 ,1:50.
10 黄骥,裴盛基 ,张明宇 ,等.云南黄连的生物学、生态学特性与地理分布
研究[ J] .云南植物研究, 2004, 26(3):255-266.
11 范俊安 ,易尚平,张爱军 ,等.川产道地药材受GBS制约效应[ J] .中国
中药杂志 ,1996,21(1):12-15.
12 张丽萍 ,陈震 ,马小军 ,等.氮、磷、钾对黄连植株生长、小檗碱含量的影
响[ J] .中国中药杂志 ,1997, 22(1):13-15.
13 张丽萍 ,陈震,马小军 ,等.不同氮素水平对黄连植株生长及根茎小檗
碱含量的影响[ J] .中国中药杂志 ,1998, 23(7):394-398.
14 黄正方 ,杨美全,孟忠贵 ,等.黄连生物学特性和主要栽培技术[ J] .西
南农业大学学报, 1994 ,16(3):299-303.
15 李先恩 ,陈瑛 ,张军.黄连种子胚后熟期间的生理生化变化及激素的影
响[ J] .中国中药杂志 ,1997, 22(5):272-275.
16 黄俊斌 ,赵纯森,卫扬斗 ,等.三种重要黄连病害的初步研究[ J] .湖北
植保, 1998 ,(4):10-11.
17 毛堂芬 ,颜谦,方周伯 ,等.中国黄连细胞发酵培养的研究(简报)[ J] .
农业生物技术学报 ,1998, 1:28-29.
18 张浩,陈钧,晁若冰,等.黄连属植物愈伤组织诱导及生物碱产生[ J] .中国中药杂志 ,1996, 21(8):465-468.
19 卢萍,郭洪祝,鲁宽科 ,等.稀土对黄连愈伤组织生长及生物碱含量的
影响[ J] .中国药学杂志, 1999 ,34(3):153-155.
20 刘雪锋 ,夏咏梅 ,方云 ,等.中药黄连有效成分盐酸小檗碱与牛血清白
蛋白的相互作用[ J] .高等学校化学学报, 2004 ,(11):2099-2013.
21 Kobayashi Y , YoshinoriK , Yoshineri Y , et al.Inhibitorsof DNA topoisomerase
ⅠandⅡ isolated from the Coptis Rhizomes[ J] .Planta Med , 1995 ,61(5):414-
417.
22 Cheng K T , Chang H C ,SuC H, et al.Identification of dried rhizomes of Coptis
species using random amplifiedpolymorphic DNA[ J] .Bot Bull AcadSin , 1997 ,
38:241-244.
23 张莉,张小平.安徽珍稀濒危植物短萼黄连的调查与保护[ J] .植物资
源与环境学报 ,2004, 13(4):44-48.
(上接第 1215页)
表3 不同处理双孢菇总产量及效益表现
处理 小区总产量∥kgⅠ Ⅱ Ⅲ
平均产量
kg/小区
差异显著性
0.05 0.01
总产值
元/小区
草炭土用量
m3/小区
草炭土价格
元/m3
草炭土成本
元/小区
其他成本
元/小区
总成本
元/小区
效益
元/小区
① 28.4 33.25 35.9 32.52 c C 86.55 0 120.00 0.00 37.32 37.32 49.23
② 41.2 38.5 39.7 39.80 c C 111.04 1/ 24 120.00 5.00 37.32 42.32 67.72③ 50.6 52.0 47.7 50.10 b B 142.85 1/ 12 120.00 10.00 37.32 47.32 95.53
④ 59.8 56.3 61.4 59.20 a A 185.05 1/ 8 120.00 15.00 37.32 52.32 132.73
⑤ 63.2 59.3 67.5 63.30 a A 203.08 1/ 6 120.00 20.00 37.32 57.32 145.76
注:小区面积 5m2。其他成本指主 、辅料及水电管理用工等。
生长旺盛 ,能诱导 、激活土中菌丝 ,使之结成更多的子实体。
(2)冬前双孢菇产量和产值以处理⑤最高 ,以后依次为
处理④、③、②、①。冬前由于使用草炭土 ,在常规覆土(壤
土)不出菇的情况下 ,还能正常出菇 ,结果双孢菇产量 、产值
均较高。春季双孢菇价格较低 ,各处理产量和产值相差不
大。进入春季温度升高 ,此时常规覆土也能正常出菇 ,使用
草炭土增产效果不明显。
(3)在生产上 ,为节省投资 ,降低成本和劳动强度 ,可将
草炭土含量控制在 75%左右 。
参考文献
1 王志强 ,郭倩,凌霞芬 ,等.利用废菌糠提高覆土持水力和蘑菇产量的研
究[ J] .中国食用菌 , 2004, 23(5):15-17.
2 荣廷昭.田间试验与统计分析[M] .北京:中国农业科技出版社 ,1998.
本刊提示 文稿题名下写清作者及其工作单位名称、邮政编码;第一页地脚注明第一作者简介 ,格式如下:“作者简介:姓名(出生年
-),性别,籍贯 ,学历 ,职称或职务 ,研究方向” 。提供详细通讯地址、联系电话。
1250 安徽农业科学 2005年