孜然种质资源研究与利用进展

田西京 胡守林

(塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔 843300)

孜然(Cumunm cyminum L.)又称孜然芹、安息茴香，是少数民族喜爱的一种调味料。孜然芹属中有2个种，我国有一种，是从非洲引入新疆的栽培种，孜然原产于北非和地中海沿岸地区［1］，目前在俄罗斯、印度及一些中东国家等地区广泛栽培，在国内，主要产于新疆、甘肃和内蒙古等地，其中在新疆的种植已有1 000余年的历史，主要在吐鲁番，喀什，阿克苏，和田等地区种植。孜然的果实可以入药，治疗胃寒、消化不良、腹痛等病症，另外，在维吾尔族药茶中扮演着十分重要的角色［2－4］。

1 孜然生育特性研究

孜然是复伞形花序，多呈二歧式分枝，伞形花序直径2～3 cm;总苞片3～6，线形或线状披针形，边缘膜质，白色，端有长芒状的刺，有时3深裂，不等长，长1～5 cm，反折;伞辐3～5 cm不等长;小伞形花序通常有7花，小总苞片3～5个，与总苞片相似，顶端针芒状，反折，较小，长3.5～5 mm，宽0.5 mm;花瓣有粉红和白色，多为长圆形，顶端有微缺，有内折的小舌片;花柱基多为圆锥状，花柱短，常叉开，柱头头状，分生果长圆形，两端狭窄，长6 mm，宽1.5 mm，密被白色刚毛;每棱槽内油管1个，合生面油管2个，胚乳腹面微凹。一般4月开花，5月结果［5］。果实(种子)千粒重 2 ～4 g［6］。

2 孜然种质资源收集、保存与利用

新疆是我国孜然的主产区，孜然的种植已有千余年的历史，长期的栽培种植形成了很多地方品种、农家品种。1998年，新疆农业科学院粮食作物研究所从全疆搜集30个农家品种［7］。甘付华等开展了品种资源收集，并在此基础上对各地农家品种进行评价［8］。马艳明等［9］对26份来自新疆的孜然地方品种主要农艺性状进行相关性分析和聚类分析，结果表明，以变异系数为依据进行分析，7个农艺性状的变异系数为4.2% ～38.8%，表现为二级分枝数＞单株伞形花序数＞一级分枝数＞株高＞主角果粒数＞千粒重＞生育期，性状品种间差异较大，可用于杂交和育种选择。在遗传距离0.67水平上进行聚类分析，分为矮秆生育期长千粒重较高、矮秆一级分枝数多、高秆单株伞形花序数多、二级分枝数和主角果数多千粒重高4种类型。另外对新疆主要孜然种植区的孜然地方品种19份、育成品系2份、引进品种3份进行ISSR标记分析，结果表明新疆孜然品种间具有较大的遗传相似性，遗传背景相对单一［10］，需扩大不同来源种质资源的利用，以丰富新疆孜然种植区栽培品种的多样性。

3 孜然组织培养的研究进展

近年来组织培养应用发展迅速，在孜然上也有研究，高杰等［11］对孜然芹胚轴愈伤组织诱导进行了研究，结果表明，当2，4－D浓度为0.5 mg/L时，愈伤组织诱导率最高，可达100%，但胚轴愈伤组织的分化率较低，只有18.75%。陈小华等［12］认为2，4－D有利于孜然芹子叶愈伤组织的诱导，但不利于增殖培养;NAA适宜愈伤组织的增殖，却诱导不出愈伤组织。孜然以子叶、下胚轴、幼根为外植体材料最适宜的愈伤组织诱导培养基分别是:Ms+2.0 mg/L 2，4－D+3%蔗糖、Ms+0.5 mg/L 2，4－D+3%蔗糖、Ms+0.3 mg/L 2，4 －D+3%蔗糖;最适宜的增殖培养基分别是:Ms+NAA0.3～0.5 mg/L+6－BA0.2～0.5 mg/L+3%蔗糖、Ms+NAA0.5 mg/L+6－BA0.2 mg/L+3%蔗糖、Ms+NAA0.3 mg/L+6－BA0.5 mg/L+3%蔗糖;最适宜的分化培养基分别是:Ms+NAA0.5 mg/L+6－BA2.0 mg/L+3%蔗糖、Ms+NAA0.5 mg/L+6－BA3.0 mg/L+3%蔗糖、Ms+NAA0.2～0.5 mg/L+6－BA2.0～3.0 mg/L+3%蔗糖;再生植株培养基分别是:0.1 mg/L IBA+0.2 mg/L 6－BA+3%蔗糖、0.1 mg/L IBA+0.2 mg/L 6－BA+3%蔗糖、0.1 mg/L IBA+0.2 mg/L 6 －BA+3%蔗糖［13］。孙军认为孜然芹子叶愈伤组织继代培养的抗褐化剂以添加Vc200 mg/L 和 P.V.P300 mg/L 为最适宜［14］。加强孜然组织培养的研究，有利于其种质资源的保存于利用。

4 孜然抑菌活性的研究进展

国内外研究结果显示，孜然精油具有广谱抑菌性，国内外对孜然精油的抑菌活性的研究表明，孜然精油都具有优良的广谱抑菌活性，对酵母菌、细菌、霉菌等和动物病原菌、植物病原菌都具有一定的抑制作用［15］。韩建华等2002在对27种植物抑菌活性初步筛选的研究中发现孜然提取物在质量浓度0.1 g/mL下，对3种植物病原菌(小麦赤霉病菌、玉米大斑病菌、辣椒疫霉病菌)菌丝生长的抑制作用强烈，均达100%。且孜然对辣椒疫霉病菌孢子囊释放游动孢子的抑制率较高，达94.68%;其又在植物源抑菌活性物质初步研究中进一步指出孜然的茎秆和种子提取物均具有抑菌活性，并且指出其不仅对小麦赤霉病菌、玉米大斑病菌、辣椒疫霉病菌有抑制作用，还对番茄灰霉病和苹果炭疽病有很好的抑制作用，孜然种子和秸秆的石油醚提取物、乙醚提取物、乙酸乙脂提取物对5种病原菌菌丝有较好的抑菌作用;并且重点指出孜然的乙酸乙脂提取物对多种真菌有抑制作用，说明孜然具有广谱的抑菌性［16－17］。冯俊涛等2002年在对西北地区植物源杀菌剂进行初步筛选中，发现孜然对番茄灰霉、小麦赤霉、苹果炭疽、辣椒疫霉、玉米大斑及小麦白粉等均表现出较高的抑菌活性［18］。

张应烙和胡林峰等均对孜然抑菌活性做了一系列研究，认为孜然种子提取物具有较好的抑菌活性，并且从孜然精油中分离出枯茗醛和枯茗酸两种化合物，都具有杀菌活性，并且对多种病原菌具有一定的抑制效果，其中对油菜菌核病菌菌丝生长的抑制效果高于其它供试病原菌［19－24］。

索菲娅等［25］研究认为孜然挥发油、孜然醇提物、孜然水提物、孜然醇提后水提物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等7种细菌和酵母菌表现出不同的抑菌能力，孜然挥发油和醇提物对食品中常见污染菌的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、酵母菌有较好的抑制作用。李伟等［26］研究了孜然精油对米曲霉、黑曲霉、根霉、枯草芽胞杆菌、白色葡萄球菌和大肠杆菌有很强的抑制作用，并推测认为是孜然精油中的枯茗醛、2－蒈－10－醛和3－蒈－10－醛起到了主要的抑菌作用。谢喜国等研究发现孜然精油对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最低抑菌浓度均为 1.25 μL/mL［27］。

韩鼎对孜然杀菌剂的田间药效进行了研究，认为10%孜然种子提取物的微乳剂样品与15%甲霜灵相比对辣椒疫霉病保护效果优于治疗效果，与15%三唑酮对小麦白粉病的防治效果相当。10%微乳剂样品对陕西汉中和江苏南京两地水稻纹枯病、水稻稻瘟病两地均有较好的防效，对稻曲病的防治效果低于对照药剂［28］。

5 孜然杀虫活性的研究进展

孜然精油不仅具有良好的抑菌活性，还具有杀虫活性。孜然种子精油对贮粮害虫杂拟谷盗和地中海粉斑螟具有熏蒸杀卵活性.在98.5 μL精油·L－1空气的浓度下，对地中海粉斑螟的LT50为31.6 h，LT99为 127.0 h［29］。孜然种子精油对于棉蚜和朱砂叶螨具有熏蒸杀卵活性，将试虫暴露于该蒸气中2～3天可以达到99%的死亡率［30］。从孜然中提取出精油，50% ～100%的浓度对埃及伊蚊具有相当的毒杀作用，但对棉红蝽和家蝇没有毒杀作用［31］。对其它虫害的杀虫活性未见报道，有待进一步研究。

6 孜然精油清除DPPH自由基能力的研究

张越峰研究认为孜然精油具有很强的清除DPPH 自由基的能力［15］。陆占国［32］等也阐述了孜然精油在清除DPPH自由基能力上表现出较强的活性。自由基是脂质过氧化反应的引发剂，通过清除DPPH自由基，能有效抑制过氧化反应，是优良的天然抗氧化剂。

7 研究展望

近年来由于对孜然生物活性研究的深入，认识到孜然提取物具有抑菌、杀虫、抗氧化等活性，可用于医药、食品防腐剂和生物农药。加之其生育期仅有70～90天，非常适合早春填闲种植，其种植面积迅速发展。孜然品种多为传统的地方品种，加之管理不善，品种混杂退化严重，产量和品质下降，严重制约了孜然的发展。

尽管孜然在新疆已有一千多年的栽培历史，但是没有形成一定的产业，造成孜然的栽培面积较小且分散。除此之外由于气候条件和个体遗传变异的影响，形成了很多地方品种。例如吐鲁番孜然，库车孜然等。在我国孜然种质资源的收集、保存和利用十分薄弱。加强对孜然种质资源的收集、保存和评价，对孜然育种有着非常重要的意义。

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