药用植物金铁锁栽培研究现状
2016-03-12杨小兵
杨小兵
(天津创世生态景观建设股份有限公司,天津 300000)
药用植物金铁锁栽培研究现状
杨小兵
(天津创世生态景观建设股份有限公司,天津 300000)
该文对我国西南地区特有的药用植物金铁锁的形态特征、生长习性、资源分布、药用价值等方面进行了阐述,并对其种子繁殖与栽培、组织培养等方面的研究现状进行了概述,并且分析了目前金铁锁开发利用中存在的问题,在此基础上提出了一些建议,为其进一步开发和合理应用提供参考。
金铁锁;繁殖;组织培养
金铁锁为多年生草本植物,别名对叶七、金丝矮陀陀、独钉子、小霸王、昆明沙参、土人参、麻参等,为石竹科金铁锁属植物,主要分布在云南、贵州、四川等地,是中国西南地区特有的单种属植物和传统的药用植物[1]。
1 金铁锁的形态特征
金铁锁根长倒圆锥形,棕黄色,肉质。茎铺散,平卧,长达35cm,2叉状分枝,常带紫绿色,被柔毛。叶片卵形,长1.5~2.5cm,宽1~1.5cm,基部宽楔形或圆形,顶端急尖,上面被疏柔毛,下面沿中脉被柔毛。金铁锁花小,着生于枝条顶端,近于无柄,呈聚伞花序。萼片上含有15条棱线和头状腺毛,呈狭漏斗形。花冠呈现筒状钟形,为紫堇色,有5片花瓣,呈现狭匙形、顶截形和圆形;花丝接近圆形。金铁锁花的子房呈倒披钟形,花柱二枚呈线形,柱头不甚明显。金铁锁果实呈长棍棒形,约7mm长,其内含有一粒种子,种子呈长倒卵形、扁平,约有3mm长,种皮为褐色[2-3]。
2 金铁锁生长习性及资源分布
金铁锁喜阳,在我国多分布在云南、贵州的西北部、四川的西部及西藏的东南部等地区,常见于海拔2000~3800m的砾石山坡或石灰质岩石缝中。
金铁锁生长地区一般湿季明显,冬春干旱,一年中温差不大,年平均温约14℃,年降水量1000~ 1500mm,土壤为紧实、干燥而贫瘠的石灰岩土或红壤。金铁锁为喜光植物,多沿干热河谷分布,生长在云南松林下或生于以南烛、美丽马醉木、毛杭子梢、水红木为优势的灌丛和以旱茅、四脉金茅、白茅等为优势的草坡中。
3 药用价值及主要成分
金铁锁是我国中成药保密品种“云南白药”主要组成成分之一,也是其他许多名贵中成药的重要组成成分,金铁锁具有除风湿、镇痛、止血、祛瘀之功效,常用于治疗风湿痹痛、胃痛、创伤出血、跌打损伤。现代药理研究表明,金铁锁具有较好的镇痛和抗炎作用,然而其作为民间用药,已历史悠久,在500多年前已在云南民间作为药材使用。王学勇[4]认为金铁锁的总皂苷能有效的抑制关节肿胀率及关节指数,具有有效的抗类风湿性关节炎的作用。
从上世纪80年代,就有人对金铁锁的有效成分进行了鉴定研究,浦湘渝[5]成功的从金铁锁粗皂苷中分离、提取得到了新的三萜皂苷元成分。21世纪初丁中涛[6—8]等对金铁锁的成分进行深入的研究从其根中提取出2个新的天然环二肽和2个新的环八肽,同时也得到2个环二肽及由环二肽组成的混合物,结构为环(丙-丙)、环(丙-缬)、环(丙-亮)和环(丙-异亮)。在其丙酮溶解中分离得到3个环二肽,结构为(脯-缬)、环(脯-丙)和环(脯-脯),其中环(脯-脯)是首次从金铁锁中分离得到,其余均为新的天然产物,此外还分离出氨基酸、有机酸及三萜类化合物。钟惠民[9-10]等从金铁锁根中分离得到2种五环三萜皂苷,分别为5个齐墩果烷型五环三萜皂苷和4个齐墩果酸型五环三萜皂苷。有资料显示,金铁锁根的主要化学成分为三萜、三萜皂苷、内酰胺及环肽[11],除此之外,还有一些糖类、有机酸和氨基酸等。陈华国[12]等从金铁锁中分离并鉴定得到了11个化合物,且豆甾醇、D-3-O-甲基肌醇、尿囊素、正十八烷酸和正二十六烷醇等是首次从金铁锁中分离得到。现阶段对金铁锁有效化学成分的研究多集中于皂苷类中,而对金铁锁根中各具体成分的含量的研究还较少[13]。
4 金铁锁栽培现状
由于金铁锁的自然分布区域狭窄,而且人为采挖严重,无计划的乱采滥挖,使得金铁锁的生存环境正遭到前所未有的破坏,导致自然分布数量急剧减少,目前已被列为国家二级保护植物。伴随而来的便是出现植被石漠化、水土资源组合差、土壤层薄且流失严重,从而导致植被生长环境恶化,植物生长先天性不足。再加之金铁锁生长环境的自然条件比较恶劣,干旱或多雨,经常因为雨水冲刷或根系腐烂导致死亡。金铁锁分布地区正逐渐缩小、群体数量也在加速下降,保护其不被进一步破坏以致灭绝成为一个迫在眉睫的任务。
4.1 种子繁殖与栽培
早期便有对金铁锁种子繁殖技术深入研究报道,因为金铁锁为无限花序,种子成熟期不一致,采种难度较大。生产上只要注意分批采收充分成熟的种子,并保证采收种子成熟度的一致性,就能保证金铁锁种子出苗整齐且有较高的出苗率。对实现金铁锁规模化的人工种植,缓解日益突出的市场供需矛盾具有重要意义。
根据金铁锁喜欢生长于向阳坡地的特性.金铁锁的种植地块宜选择向阳坡地,这一方面能够满足金铁锁对光照和温度的要求,同时向阳坡地可避免排水不畅造成的渍涝灾害。土壤类型以石灰岩发育而成的砂质壤土为宜,含有一定的砾石砾块亦可,有一定肥力,关键要保证土壤的透气性,以利出苗和根的生长。播种前将准备好的种子与腐殖土或过筛细泥土拌匀,按相应的播种量均匀撒播于厢面和穴内即可,移栽可在春秋两季,秋季移栽于地上部分枯萎倒苗后进行,移栽最好边起苗边移栽:春种于块根芽头萌动前进行,金铁锁的田间管理重点是水分管理和除草管理,以提高出苗率和确保苗期正常生长,主要保持土壤湿润。金铁锁苗期根系较浅,不耐涝,雨季要及时排除田间积水,以免烂根死苗。育苗期要求见草就除,防止草荒。金铁锁比较耐贫瘠,有条件的地方适当施肥能促进其生长。施肥以施有机肥为宜。播种前施足农家肥作底肥,其后生长期可不用施肥。金铁锁生长期间的主要害虫有小地老虎、斜纹夜蛾、拟地甲、蛴螬、蟋蟀和蝼蛄等,应及时开展监测工作,适时用药防治。常见的病害有柱格孢叶斑病、链格孢叶斑病、灰霉病和根腐病,主要采用农业技术措施进行预防,可用梧宁霉素、多菌灵等喷雾防治;根腐病主要采用农业技术措施进行预防,同时用梧宁霉素等农药兑水浇根。当在田间仅看到植株顶部有极少的花、大部分种子的种壳颜色变成黄褐色、上部种子手摸有硬感时进行种子收获[14-15]。
根据金铁锁种子萌发特点和幼苗对环境条件的要求,秋冬季采用小拱棚育苗,重点解决金铁锁秋季露地育苗易发生冻害、冬季种子发芽温度不够、出苗率低的问题[16]。
4.2 组织培养
金铁锁在组织培养方面的研究比较多,主要是关于培养基优化方面的研究。李斌[17]等为了更有效保护金铁锁野生资源,以其嫩茎为外植体进行快繁技术的研究。采用的消毒方法为清水冲洗后用75%乙醇消毒15s,0.1%升汞消毒10min,使得污染率降低至3.61%。其中分化培养基为MS+2.0mg/L 6-BA+ 0.05mg/L TDZ+0.05mg/L NAA,平均分化芽数为3.49个;增殖培养基为MS+0.3mg/L 6-BA+0.05mg/L TDZ+0.01mg/L NAA,增殖倍数达4.29;生根培养基为1/2MS+0.3mg/L IBA+0.1mg/L NAA+0.3g/L活性炭,生根率为91.7%;移栽采用的基质为红土∶腐殖土∶珍珠岩=1∶1∶1的基质中成活率可达94.5%。杨泽雄[18]等通过金铁锁带叶腋的嫩茎为外植体,开展了基本培养基、腋芽诱导和增殖培养较优培养条件的筛选,并对所获得的生根苗进行了移栽练苗试验。得到了适合作为金铁锁离体培养的MS基本培养基;金铁锁腋芽诱导培养的适宜培养基为MS+3.0mg/L6-BA+ 0.01mg/L TDZ+0.20mg/L NAA;平均诱导芽数为4.15个;在培养基1/2MS+0.30mg/L IBA+0.10mg/L NAA+ 0.3g/L活性炭中进行生根培养,生根率可达89.6%;移栽基质同样为腐殖土∶红土∶珍珠岩=1∶1∶1,金铁锁组培苗的成活率可达90.5%。陈杰[19]等以MS为基本培养基,并附加不同浓度的植物生长调节剂,将新萌发的带叶腋金铁锁茎段接种于其中,筛选出了金铁锁快速繁殖方案为金铁锁外植体消毒最佳方法为75%乙醇消毒0.5min+0.1%HgCl2消毒7min,污染率可降至35%且成活率可高达73%;金铁锁分化培养最优组合为MS+TDZ 0.01mg/L+NAA 0.5mg/L,诱导率可达90%;丛生芽增殖培养基以MS+6-BA 0.5mg/L+NAA0.5mg/L最佳,最适生根的培养基为1/2MS+ NAA 0.15mg/L+IBA 0.1mg/L,生根率可达95%。但并未对组培苗的驯化移栽方面进行研究。杨艳娟[20]等以金铁锁幼茎和叶片为外植体进行组织培养,筛选最佳培养基。结果外植体诱导的最佳培养基为MS+ 2,4-D 0.5mg/L;继代增殖的最佳培养基为MS+6-BA 0.5mg/L+IAA 0.05mg/L;最佳生根培养基为MS+ NAA 1.0mg/L+6-BA 0.3mg/L,生根率98%。李岩[21]等则通过优化激素组合,来提高金铁锁愈伤组织诱导率和愈伤组织增殖速度。其采用正交设计法,以金铁锁幼嫩茎和愈伤组织为材料,分别考察激素组合对愈伤组织诱导和生长的影响。以诱导率为指标,得到2,4-D对金铁锁愈伤组织的诱导效果最显著;以相对生长速率为指标,得到6-BA和2,4-D对金铁锁愈伤组织的增殖效果最显著。认为金铁锁愈伤组织诱导最佳激素组合为2,4-D 0.5mg/L+NAA 0.5mg/L+KT 0.1mg/L;继代的最佳激素组合为6-BA 1.0mg/L+2,4-D 0.5mg/L+NAA 0.5mg/L+KT 0.3mg/L。李景滨[22]等以金铁锁幼茎为外植体进行根茎发生诱导,筛选金铁锁无菌苗诱导、增殖和生根培养的最佳培养基。结果表明:外植体诱导的最佳培养基为B5+6-BA 0.5mg/L+IAA 0.5mg/L;分生芽继代增殖的最佳培养基为B5+6-BA 0.5mg/L+IAA 0.5mg/L+Kt 0.2mg/L;最佳生根培养基为B5+NAA 0.1mg/L和IBA 0.05mg/L,生根率83%;最佳培养条件为24℃和12h/d光照时间。
5 发展对策
对金铁锁的分析,应制定并实施一系列计划以改善金铁锁所面对的不利局面。首先,对野生金铁锁现有资源严禁乱采滥挖,产区禁止铲草积肥和林木砍伐,保护生态环境,加大水土流失和石漠化治理力度。使金铁锁休养生息;并在生长较集中地区建立自然保护区。其次迁地保护由省、地区科研单位对金铁锁进行异地种植,建立保存种质基地。并且采用先进性科学技术对金铁锁进行繁殖和组织培养,以及生物学的研究、种植适应性的研究、病虫害的防治等研究。最后要充分利用金铁锁现有资源,目前只用根,其茎叶、花、果实、种子白白浪费,对其茎、叶、花、果实、种子各部位,尤其是茎、叶部位的研究,达到合理利用资源,物尽其用,保护金铁锁种质资源,以利永续利用[23]。
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Study Advance on Psammosilene tunicoides
YANG Xiao-bing
(Tianjin Greation Landscape Constrution Co.,LTD,Tianjin 300000)
This paper expounds the unique medicinal plants-Psammosilene tunicoides in Southwest of China,mainly include its growth habit,morphological characteristics,resource distribution,medicinal value,and also summarizes the research status quo of the seed breeding and cultivation,tissue culture.We analyze the existing problems in the development and utilization of Psammosilene tunicoides,this paper puts forward some suggestions and provides reference for reasonable application and further development,in order to improve the current unfavorable situation.
Psammosilene tunicoides;Breeding;Tissue culture
S567.239
A
1002-3356(2016)06-0072-04
2016-08-10
杨小兵(1986-),男,硕士,主要从事生态景观建设工作。