黄花倒水莲研究进展
2014-04-02费希同唐军荣巨苗苗辛培尧
费希同,唐军荣 ,巨苗苗,林 源 ,李 斌,辛培尧*
(1.西南林业大学 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南 昆明 650224;2.西南林业大学 林学院,云南 昆明 650224)
黄花倒水莲研究进展
费希同1,2,唐军荣1,2,巨苗苗1,2,林 源1,2,李 斌2,辛培尧1,2*
(1.西南林业大学 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南 昆明 650224;2.西南林业大学 林学院,云南 昆明 650224)
黄花倒水莲主要分布于我国湖南、广西、广东、福建和云南等地,是一种珍贵的药用植物。对近年来黄花倒水莲在化学成分、药理活性和人工繁殖等方面的研究进行了概述,提出了存在的问题,给出了一定的建议,以期为该植物进一步的合理开发利用提供参考。
黄花倒水莲; 组织培养; 成分提取; 研究进展
黄花倒水莲(PolygalafallaxHemsl)是远志科远志属的植物,又称黄花参、黄花吊水莲、观音串等,一般生长在海拔400 m以上的区域,主要分布于我国湖南、广西、广东、福建和云南等地[1-3]。黄花倒水莲为多年生常绿灌木,高1.5~2 m,枝干灰绿色,被短柔毛。黄花倒水莲对光照要求高,常生长于光照较好的山谷及灌木丛中,喜湿,降水较大的山地密林分布较多[4],一般不成片分布[5]。民间主要选取黄花倒水莲根部作为入药,其功效为活血调经,健脾利湿,补益气血。近年来,有关黄花倒水莲的研究,主要集中在化学成分、药理活性、人工繁殖及栽培方面。本文概述了黄花倒水莲在上述方面的研究进展,提出存在的问题,并就相关问题给出了一定的建议,以期为黄花倒水莲的合理开发利用提供理论参考。
1 化学成分及提取工艺
对黄花倒水莲中所含皂苷、多糖、酮类进行分析,并优选最佳提取工艺。
1.1 皂苷类
黄花倒水莲含有皂苷成分,一般以根部含量最多,而叶和茎中较少。在皂苷成分中以五环三萜皂甙(Reinioside C)含量最高[4,6]。徐康平等[7]从其根部分离提取了4种可有效降低血脂的皂苷类化合物。李玲等[8]用均匀设计法探索提取黄花倒水莲总皂苷,并对提取溶剂(乙醇)的浓度、用量及提取时间采用均匀设计法进行优选,最后获得最佳提取工艺为:药材浸泡12 h、提取2次。第一次加水量为药材的8倍,提取时间为1 h;第二次加水量为药材的6倍,提取时间为0.5 h。
李进华等[9]称取20 kg黄花倒水莲的根,将其粉碎后用甲醇常温浸泡提取,回收甲醇,然后加水用正丁醇萃取,减压回收正丁醇,利用硅胶柱分离,然后用氯仿-甲醇梯度洗脱,最后经硅胶柱反复层析后得到提取物。提取分离了4个皂苷、1个甾体苷元和1个神经节糖苷。分别鉴定为豆甾-7,22-二烯-3-O-β-吡喃葡萄糖苷(stigmasta-7,22-dien-3-O-β-D-glucopyranoside)(Ⅰ),远志皂苷(tenuifolin)(Ⅱ),reiniosideC(Ⅲ),reiniosideA(Ⅳ),豆甾-7,22-二烯-3-醇(stigmasta-7,22-dien-3-ol)(Ⅴ)和araliacerebroside(Ⅵ)。黄花倒水莲的有效成分是皂苷,总皂苷含量约为5%左右。
对于黄花倒水莲成分研究最多的是皂苷类物质,研究内容主要是对皂苷类物质提取工艺的优化和皂苷化学结构的测定,但还缺乏对相应化合物药效的研究。
1.2 多糖类
研究人员采用均匀设计法研究黄化倒水莲中所含总的多糖的最佳提取工艺,最后探索出的最佳提取温度为99 ℃,料液的比例为1∶100。对多糖的活性进行研究的结果表明:在浓度为20 mg/L时,对某些种子的萌发有显著的促进作用[10]。盛家荣等[11]以黄花倒水莲茎为材料提取粗多糖:首先对黄花倒水莲的茎进行烘干粉碎,用乙醇与乙醚不同比例的混合液进行回流脱脂,然后水提3次,过滤,加95%乙醇,沉淀、干燥,提取黄花倒水莲的粗多糖。
然而,黄花倒水莲多糖类的提取,还停留在总多糖含量的提取阶段,对其中的具体成分研究不够深入。相关具体成分含量的测定以及理化性质的研究有待进一步加强。
1.3 酮类
朱丹妮等[6]从黄花倒水莲中分离得到5个酮类。其中1-羟基-2,4-二甲氧基酮为天然产物,6-羟基-1-甲氧基-2,3-亚甲二氧基酮为新发现的化合物。另有学者对黄花倒水莲的总黄酮进行最佳提取条件的研究,采用超声波法进行优化提取,最佳提取条件为:70%乙醇,料液比1∶20,超声作用时间为20 min,温度80℃,超声功率为50 W。最终提取量高达3.71 mg/L,这是较方便快捷的提取工艺[12]。
此外,林黎琳等[13]利用多种色谱技术进行提取和纯化,根据理化和光谱手段分析鉴定结构,在该植物根部提取到了7种酮类化合物。同时,有学者在黄花倒水莲中提取到了1,7-二甲氧基-2,3-亚甲二氧基酮(1,7-dimethoxy-2,3-methylenedioxyxanthone),这也是该化合物首次从黄花倒水莲中提取得到[14]。
2 药理研究
在药理方面,主要研究了黄花倒水莲在抗炎、免疫增强、调脂、耐缺氧、抗病毒等方面的作用。
2.1 抗炎
黄花倒水莲具有清除DPPH、羟自由基、超氧阴离子的作用,这一点就是黄花倒水莲具有抗炎、抗衰老的理论支持[15]。另有试验证明,黄花倒水莲水提取液可以显著抑制二甲苯导致的小鼠耳廓肿胀及组织胺引起小鼠皮肤通透性增加,具有明显的抗炎功能[16]。此外,黄花倒水莲口服液(PAD)还可以显著增强小鼠抗过氧化脂质的功能,而且PAD可以轻微的降低心肌、肝脏、血清中的过氧化脂的含量[17]。
2.2 免疫增强
在黄花倒水莲中提取的多糖能够增强吞噬细胞的吞噬能力,并且可以促进抗体生成以及提高淋巴细胞的转化率[18]。
2.3 调脂
黄花倒水莲总皂苷对高血脂的家兔具有显著的降脂作用。有试验证明[19],黄花倒水莲可降低新西兰兔血清中的血浆总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)以及丙二醛(MDA)含量,还可降低肝组织中TC、TG含量并升高血清中高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量和SOD活性并呈剂量相关性。
2.4 耐缺氧
有研究表明[20],小鼠在密闭容器中,主要反应在心和脑缺氧。黄花倒水莲的提取物具有延长在常压缺氧条件下小鼠的生存时间,能够明显延长断头小鼠的喘息时间,能明显延长皮下注射异丙肾上腺素的小鼠在常压缺氧条件下的生存时间。这说明黄花倒水莲水提取物具有显著的耐缺氧作用,可能对脑缺氧或心肌缺血具有改善作用。另外,更多研究也证明了黄化倒水莲具有抗衰老、改善心肌缺血等作用[21-25]。
2.5 抗病毒
李药兰等[26]对黄花倒水莲的提取物进行了研究,其中一些化合物被证实在体外对单纯疱疹I型病毒(HSV-1)以及柯萨奇病毒(Cox B3)有一定抗性。并且首次研究该植物化学成分的抗病毒作用。李梨平等[27]研究3种不同浓度的黄花倒水莲水煎液对乙肝病毒(HBeAg)的作用,结果表明: 3种水煎液对该病毒均有抑制作用,但随着药物的稀释,其抑制作用也在减弱。他们提出在使用黄花倒水莲提取液相关的药剂时,应注意浓度问题,浓度过低,则发挥不出应有的效果。
上述研究,为黄花倒水莲药用开发提供了理论依据。
3 人工繁殖
随着药材市场需求的不断增加,黄花倒水莲一再出现供不应求,甚至紧缺的状况。野生资源不断被挖掘利用,已难以满足市场需求。目前主要的人工繁殖方式是种子繁殖和组织培养。以种子繁殖居多,但其繁殖能力弱[28],而组织培养应用于黄花倒水莲的繁殖,已取得了一定成效。
3.1 种子繁殖
有学者对黄花倒水莲种子的萌发特性进行了研究[29],对光照、温度、基质、成熟程度、晾晒和激素处理等方面进行探讨。结果表明: 温度对种子的萌发有较大的影响,光照等因素对萌发率影响较小,通过GA3浸泡可显著提高种子的发芽率。研究表明,黄花倒水莲种子的最佳发芽条件为:温度25℃、光照、100 mg/L的GA3浸种6 h。
3.2 组织培养
黄花倒水莲依靠自然繁殖,其发芽率低、扦插成活困难[28,30]。因此,依靠自然条件或传统人工栽培难以满足其市场需求。而组织培养可有效改变黄花倒水莲材料紧缺的现状。
黄花倒水莲的组织培养基一般是MS(也有学者使用WPM),添加一定浓度的激素,如6-BA、NAA、IBA、2,4-D等进行培养。
李翠兰等[30]设置不同浓度的激素,最后认为外植体最佳诱导培养基为MS+BA0.3 mg/L+NAA 0.05 mg/L,材料诱导率为90%,生长状态良好。另有学者使用1/2MS+BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L产生了更高的诱导率为95.1%[31]。罗万业等[32]对黄花倒水莲诱导后的芽进行增殖培养,最终分析认为,在MS培养基基础上添加6-BA 2.0 mg/L、NAA 0.1 mg/L为黄花倒水莲的最佳增殖激素配方组合,诱导率可高达93%,增殖系数为3.1。
李翠兰等[30]设置7种不同配比的培养基,探讨了黄花倒水莲生根的最佳配方组合,结果表明:在生根过程中仅使用空白MS培养基是不能形成根的;单独使用IBA、NAA、2,4-D的效果不佳;1/2MS+6-IBA 0.8 mg/L+NAA 0.5 mg/L+活性炭0.3%可以较好的诱导出黄花倒水莲的根,生根率100%,生根情况良好。
上述研究为将组织培养技术应用于黄花倒水莲工厂化育苗提供了理论基础和实践指导。
4 问题与建议
4.1 问题
黄花倒水莲在我国中医用药中有着悠久的历史,具有较高的药用价值。目前,黄花倒水莲的研究已取得一定的进展,但还存在一些问题。
4.1.1 药理研究 有效物质的提纯还仅仅停留在动物试验的层面,未能将有效物质提纯到可做临床应用,目前主要还是以传统中药材的形式用于中医用药。
4.1.2 工艺提取 黄花倒水莲所含化学成分较多,目前尚未建立各个成分的固化提取工艺,提取粗成分较多,缺乏深入研究。
4.2 建议
野生黄花倒水莲资源有限,依靠人工繁殖将是必由之路,应该在保护野生资源的基础上,加大人工繁殖力度。而在人工繁殖中,组织培养将会成为其扩大繁殖的主要手段,今后应在其组织培养工厂化生产方面多作研究,以满足市场需求。同时,在有效物质的提取研究方面,要优化提纯工艺,确定相关化合物的结构,这样才能进一步地对化合物成分进行药理活性方面的研究,开发药剂及口服液等产品应用于临床,实现黄花倒水莲资源的综合利用,从而造福人类。
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ResearchprogressofPolygalafallaxHemsl
FEI Xitong1,2,TANG Junrong1,2,JU Miaomiao1,2,LIN Yuan1,2,LI Bin2,XIN Peiyao1,2*
(1.Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China,State Forestry Administration,Southwest Forestry University,Kunming 650224, China;2.College of Forestry,Southwest Forestry University,Kunming 650224, China)
PolygalafallaxHemsl was mainly distributed in Hunan,Guangxi,Guangdong,Fujian and Yunnan province of China.It was a kind of valuable medicinal plants.The recent studies on chemical constituents,pharmacological activity and artificial breeding ofP.fallaxwere summarized.The problems in research and development ofP.fallaxwere put forward.Then some proposal were presented on these problems,in order to provide theory reference for the rational development and utilization ofP.fallax.
PolygalafallaxHemsl; tissue culture; component extraction research progress
2014-08-10
西南林业大学科技创新基金(C1320)项目资助。
费希同(1991-),男,吉林省延吉市人,硕士,研究方向为林木遗传育种。
*为通讯作者。
R 282.71
A
1003 — 5710(2014)05 — 0076 — 04
10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 05. 021
(文字编校:龚玉子)