东北红豆杉研究进展

2013-01-26赵明亮程立超

中国林副特产 2013年4期

赵明亮，程立超

（黑河市林业局，黑龙江黑河 164300）

东北红豆杉（Taxus cuspidata Sieb.et.Zucc.）又称紫杉、赤柏松，隶属于红豆杉科（Taxaceae）红豆杉属，是珍贵的第三纪孑遗树种、国家I级重点保护的野生濒危植物种类。因为东北红豆杉为雌雄异株植物，又常常散生，这就导致了东北红豆杉结实率低，种子产量低，而且由于红豆杉幼苗对生长环境要求严格，成活率也很低，再加上紫杉醇的发现，更加剧了人们对东北红豆杉的破坏活动。目前，东北红豆杉野生资源严重不足，处于极度颜危状态，因此本文从自然地理分布、分类及生态生物学特征、化学成分以及繁育技术研究等方面综述了近些年东北红豆杉的研究进展，通过对其深入的了解进而可以对东北红豆杉资源进行保护，从而引导人们保护与合理利用东北红豆杉资源。

1 东北红豆杉的生物学特征

东北红豆杉为常绿乔木，高达20m，胸径lm，树皮红褐色，有浅裂纹。枝平展或斜展，密生，小枝基部有宿存芽鳞；一年生小枝绿色，秋后淡红褐色，2～3年生枝红褐色或黄褐色，冬芽淡黄褐色，芽鳞先端渐尖，背部有纵脊，叶排成不规则的2列，常呈“V”字形开展，线形，通常直，稀微呈镰状，长1.5～2.5 cm，宽1.5～2mm，上面深绿色，有光泽，下面有条淡褐黄色的气孔线。雄球有雄蕊9～14枚，各具5～8个花药；种子卵圆形或三角状卵圆形，黑褐色，通常上部具2～3（4）条钝纵棱脊，长约6mm，顶端有小钝尖头，外覆有上部开口的假种皮；假种皮成熟时肉质，鲜红色。花期5～6月；种子在9～10月成熟。东北红豆杉做为地带性植被一温带阔叶红松林的亚乔木树种和伴生种类，其生态生物学特性具有散生、喜庇荫和冷湿的生境、生长缓慢等特点［1－2］。东北红豆杉的根、茎、叶、树皮均可入药，叶可通经利尿，治疗高血压症，并有抑制治疗糖尿病等方面有功效。东北红豆杉假种皮微甜可食。东北红豆杉树形优美，果鲜红色，枝叶四季浓密苍翠，可作为优美的庭园观赏树。东北红豆杉材质坚硬，耐腐，韧性强，结构细密，纹理美观，不含松脂，心材紫赤褐色，适用于乐器、雕刻、高级家具、美工装饰等。

2 东北红豆杉的自然地理分布

东北红豆杉的自然地理分布区大致可分为欧亚陆块主体和邻近各岛屿两个部分，其大致的地理范围为：E 123°～155°；N 32°30′～53°，垂直分布于海拔250～1200m。欧亚陆块主体分布区主要包括中国辽宁的本溪、恒仁、宽甸、吉林的长白、抚松、靖宇、临江、敦化、和龙、汪清、安图、珲春，黑龙江的穆棱、绥阳、绥棱，朝鲜北部；俄罗斯阿穆尔边疆，邻近岛屿分布区包括：俄罗斯萨哈林岛、日本本州、九州岛、北海道、四国岛和朝鲜济州岛等；大陆主体分布区和岛屿分布区之间为靴靶海峡、日本海、朝鲜海峡和济州海峡，两部分最近点相距100km以上，各岛屿间亦远近不一，接近点不多［3］。

3 东北红豆杉的化学成分研究

3.1 紫杉烷类化合物

迄今为止，从红豆杉属植物中分离得到的紫杉烷类化合物己有300多个，从东北红豆杉分离得到130多种紫杉烷类二萜化合物。他们大都具有紫杉烷（taxane）三环二萜的基本骨架［4］。紫杉烷类二萜及其生物碱具有显著、明确的抗癌活性，受到医药学专家的高度重视，并为此做了大量研究工作。李力更等人从加拿大红豆杉的扦插苗中分离得到三个紫杉烷二萜化合物［5］。20世纪60年代，日本和美国分别从东北红豆杉和欧洲红豆杉中分离出多个新的紫杉烷类二萜化合物。20世纪70年代初期，Wani、ChauviereMiller和Dewell等人先后从欧洲短叶红豆杉（Taxus brerifolia Nutt）分离得到一种具有广谱抗癌作用的化合物Paclitaxel（现已商品化，其注册名为Taxol），从而引起各国的科学家对该种属植物的广泛研究。这种二萜烯类化合物，是一种新型、高效、广谱的抗癌药物，在抑制癌细胞生长，特别是对卵巢癌、乳腺癌、肺癌、白血病等有较好的疗效。紫杉醇等抗肿瘤药物除成功地应用于治疗卵巢癌和乳腺癌外，还用于肺癌、卡波氏肉瘤和肝癌的治疗，对其他多种恶性肿瘤的疗效也在试验中。紫杉醇以其独特的抗癌活性引发红豆杉属植物的研究热潮。1984年以来，人们开始了对中国的红豆杉植物进行调查和化学研究，发现在四川、云南、东北等地有丰富的红豆杉植物资源，亦从中分离得到Taxol［6］。20世纪80年代，从西藏红豆杉、浆果红豆杉、短叶红豆杉中除得到紫杉醇外，还得到抗癌活性与紫杉醇相当的新生物碱，有强毒作用的Taxagifine等。在具抗癌活性的紫杉烷类二萜生物碱中目前公认活性最强的仍是紫杉醇［7］。

3.2 倍半萜类化合物

东北红豆杉和云南红豆杉中均分离得到1个倍半萜1β－Acetoxyisodrimeninol［8］。

3.3 甾体类化合物

曹聪梅采用硅胶柱色谱、制备薄层色谱、制备型高效液相色谱等从东北红豆杉心材中分离得到βsitosterol；韩金玉从红豆杉中分离得到β－Sitosterol、β－sitostenone、Campesterol、Taxisterone、Ecdysterone Ponasterone和Makisterone等。另外，从南方红豆杉等红豆杉属植物中提取到了木质素以及黄酮类化合物［9－10］。

4 东北红豆杉繁育技术

随着东北红豆杉多种抗癌药用成分的发现，出现了紫杉醇药源供不应求的紧迫形势，自然分布的东北红豆杉资源遭到了毁灭性的破坏。为了缓解市场对东北红豆杉药源的紧张需求，更为了保护这一珍贵的树种资源，很多学者通过种子繁殖法、栽培法、扦插法等途径研究东北红豆杉的繁殖方法。以下对几种方法进行简单的介绍［11－12］。

4.1 种子繁殖的研究

首先于9～10月采收红色果实，搓去红色假种皮和果肉，洗净，晾干。东北红豆杉种子有胚根、胚轴双休眠习性，胚根需通过1个月左右25℃以上高温阶段才能打破休眠，胚轴需在－3～－20℃条件下1个月左右才能解除休眠。因此需要对种子进行变温处理。野生种子2年后才能发芽，种子变温处理最佳方法为在室外地下外坑采用湿沙层积处理，湿沙与种子3∶1比例，用雪覆盖，翌年春季解冻后取出种子进行播种，出芽率90%以上，出苗整齐。春季5月1日以后播种，播后30天左右种子就能萌芽出土，采用点播或条播方式。苗床采用草帘覆盖，出苗后幼苗防止日灼，采用遮阴网进行遮荫，透光率15%～20%，保持苗床湿度70%，防止水涝，并要勤除草，2年后可移栽。

4.2 栽培技术研究

东北红豆杉对于土质的要求不严，栽培时选土壤疏松湿润肥沃，排水量好的砂质壤土种植；沼泽地、粘土或干旱地不宜种植。育苗地应选靠近水源，疏松肥沃排水量好的砂质壤土，稍有遮荫的土地最好。移栽方法分为几种：搂沟栽植法，是在做好的床面上，搂沟深15cm、宽5～10cm，把红豆杉苗竖立摆好埋土踩实；穴植法，先用铲在确定株行距的苗床上挖出小穴底部成圆锥形，圆锥的顶尖距离床面约5cm，将小苗的根均匀地伸展在穴底小圆锥表面，注意根要舒展，后轻压小苗根颈部周围的浮土，以土表与小苗根颈部持平为度，及时浇透水，使土与苗根密接。东北红豆杉小苗最佳栽植密度为：株距3～5 cm、行距10～12cm，每亩栽植红豆杉苗15000～20000株。

移栽后要用遮荫网遮阴，特别要避免中午曝晒，移栽后的初期管理主要是水分管理，采用喷灌、雾化效果好的最佳，保持苗床65%～70%的湿度，叶面喷水是保持移栽苗体内水分平衡。5～7月要中耕除草2～3次，结合中耕每次每亩追施尿素5～10kg、氯化钾3～5kg，兑水浇施或趁雨天撒施，也可叶面喷施0.25%的尿素与磷酸二氢钾。病虫害防治：红豆杉抗虫性强，主要防止地蝼蛄幼虫对幼苗根系危害，叶面上偶有蜘蛛或蚜虫发生，可用敌敌畏、乐果一类农药喷杀防治。

如采用大苗移栽技术需先选择阴坡或半阴坡或日照短的沟谷地带整地，要求深翻细整，注意对土壤害虫和病原的防治，但应注意保护根系，要及时除草尤为重要，移栽的前1周，要灌足底水，以保证土壤墒情良好。

为防止红豆杉苗木被风吹日晒散失水分，苗木起出后要就地假植，并适时喷水，以每隔10天喷1次水为好。植树造林前，将苗木根部浸入清水（流水更好）中，让苗木吸足水分，有利于成活。磷肥浆蘸根，移栽前用过磷酸钙1.5kg、黄胶土12.5kg，兑水50L，充分搅拌，调成磷肥浆，用于蘸苗根或把苗根放入浸泡0.5h，长途运输苗浸泡1h后栽植，能满足树苗生长初期对养分的需要，使根系生长点分裂活动旺盛，成活率高。阿司匹林液浸苗：阿司匹林能减缓植体内水分的蒸腾，从而提高苗木的抗旱能力。在植树前用20～40mg／kg的阿司匹林溶液作安根水，浸泡苗木根系，可大幅度提高植树造林成活率。

4.3 扦插繁殖的研究

由于东北红豆杉种子繁殖周期太长，而扦插容易生根，故生产上多用扦插繁殖。近年的研究力图进一步提高扦插成活率和繁殖系数，加快繁殖速度［13］。

在药剂处理方面，一般认为插前激素处理效果良好。任步钧等提出IBA处理［14］，黄玉民用NAA处理［15］，张荫桥等用 ABT1处理［16］，马小军等比较了NAA、IBA、IAA、ABT2及其不同浓度的处理，证明IBA处理3h效果远比对照和其他处理好［17－18］。此外，王金国等研究了较长的处理时间对生根的影响，发现50mg／L NAA处理30h后成活率可达到57%，效果最好［19］。Chong等研究比较了IBA浓度及其截止对不同红豆杉生根的影响，结果显示，丙二醇处理在大多数种中都促进生根，无论丙二醇还是乙醇作为截止生根数都随IBA浓度增加而增加，但是滑石粉介质效果较差。

马小军等比较分析了河沙与蛭石加风化沙（1∶1）的效果，结果表明，后者好于前者。河沙和土沙混合的基质比较发现，在愈合速度方面，在土沙中混合基质比河沙中快约一周；而生根时间基本相同，但生根率河沙明显好于土沙［18］。对沙、珍珠岩、水藓泥碳和泥碳四种基质实验，经确认泥碳持水性好，生根率也很高。

有学者研究了不同树龄、枝龄的扦插结果，100年母树的10年以下、20年、30年生的枝条作插穗生根率分别为80%、70%、60%，为东北红豆杉高龄树、高龄枝的扦插提供了依据。马小军等研究了不同长度、不同取穗部位对扦插的影响，发现5～15cm的插穗适于生根成活，尤其是被剪下预丢弃的5～7cm的小枝用作扦插材料，有很高的成活率。实验数据表明，扦插季节对扦插效果无太大影响［20］。20世纪90年代初，在浙江和东北地区开始东北红豆杉扦插技术试验，繁殖技术获得突破。截止目前为止，东北红豆杉的扦插育苗技术已日臻成熟。

5 展望

随着对紫杉烷类药物需求量的日益增加，其来源已逐渐成为制约整个产业发展的瓶颈。红豆杉属植物的一个共同特征是生长缓慢、自身繁殖率低、紫杉醇含量很低，远远不能满足临床需要。同时，野生红豆杉是国家一级保护植物，严格禁止非法砍伐，因此，严重地制约着紫杉醇的工业化生产。通过此文章，我们可以了解近些年东北红豆杉的研究进展，通过对其深入的了解进而可以对东北红豆杉资源进行保护，从而引导人们合理的开发与利用东北红豆杉资源，扩大其再生途径。

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