独行菜属植物的研究进展

张 捷， 赵 翔， 王 青

(1.东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨 150040；2.新疆农业大学林学与园艺学院，新疆乌鲁木齐 830052)



独行菜属植物的研究进展

张 捷1,2， 赵 翔1， 王 青1

(1.东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨 150040；2.新疆农业大学林学与园艺学院，新疆乌鲁木齐 830052)

对独行菜属植物的资源研究与利用情况进行了总体概述，重点总结独行菜属植物化学成分与耐逆生理生化机制研究的进展，并提出了今后一段时间对独行菜属植物资源研究与利用的思考。

独行菜属；化学成分；耐逆生理生化机制；前景展望

独行菜属(Lepidium)植物是十字花科(Brassicaceae)独行菜族(Lepidieae)中的一个属，为一年生至多年生草本或半灌木。该属植物约150种，分布于全世界，我国有15种、1变种，全国各地均有分布，主要有独行菜、家独行菜、宽叶独行菜、抱茎独行菜、柱毛独行菜等常见种[1-2]。独行菜属植物大多为常见杂草，有部分种在我国也常作为中药或民族药入药。如宽叶独行菜又称大辣、辣辣根、止痢草，全草入药，主治菌痢、肠炎[3]；我国新疆地区的“维药”中将家独行菜作为一种常用药材使用，用其与蚯蚓配合治肠胃疾病[2]；原产于南美安第斯山区的玛咖是一种纯天然食品，富含高单位营养素，对人体有滋补强身的功用[4]。该属部分种还具有食用价值，如家独行菜，以采收嫩茎、叶食用，其茎、叶营养丰富，有特殊的清香，味辛辣，含有丰富的VA、VC和VB2，还含有大量的铁和钙[5]。笔者主要从化学成分和耐逆生理生化机制方面对独行菜属植物的研究现状进行综述，为更好地开发利用独行菜属资源提供参考依据。

1 化学成分

1.1 生物碱 余东辉等[6]从独行菜中分离得到橙黄胡酰胺酸酯、尿嘧啶核苷、胸腺嘧啶脱氧核苷。Maier等[7]从家独行菜种子中分离得到 8 种新的咪唑生物碱其中有 6 种二聚体咪唑生物碱(独行菜素A～F)，2种单体咪唑生物碱(半独行菜素苷A和半独行菜素苷B)。高大方等[8]研究发现玛咖总生物碱含量约为0.5%。McCollm等[9]从玛咖的根中获得了28个新玛咖酰胺类成分，其中1种二氢吡叮类生物碱，2个亚胺唑生物碱(独行菜碱A和独行菜碱B)，25个长链脂肪酸苄基酰胺。

1.2 类萜类 余东辉等[6]从独行菜地上部分分离得到β-谷甾醇、胡萝卜苷、委陵菜酸。赵海誉等[10]从独行菜种子75%乙醇提取物中也分离得到β-谷甾醇和胡萝卜苷。Pande等[11]从家独行菜地上部分分离出3种新的萜烯类成分，即lepidiumsesterterpenol、lepidiumterpenoid和 lepidiumterpenyl ester。Dani 等[12]研究发现玛咖中含有菜油甾醇、菜籽甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇等类固醇物质。Saba 等[13]从家独行菜地上部分分离出一种新的甾醇酯类，经鉴定为 stigmast-5-en-3β，27-diol 27-benzoate。Muhammad等[14]从干燥的玛咖根提取物中分离出甾醇。

1.3 黄酮类 Agarwal等[15-16]从家独行菜地上部分的甲醇提取物中分离得到槲皮素-3-O-β-葡糖基(1→6)-β-吡喃半乳糖苷、槲皮素-3-O-β-葡糖基(1→6)-β-吡喃葡糖苷、异鼠李素-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷5种黄酮苷，其中后三者均具有抗氧化活性，而异鼠李素-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷活性最强。Minu[17]从家独行菜中分离鉴定出一种黄酮，命名为5，4’-二羟基-7，8，3’5’-四甲氧基黄酮。孙哲等[18]从家独行菜全草乙醇提取物中分离得到杨梅素-3-O-α-L-鼠李糖苷。赵海誉等[10]从独行菜种子75%乙醇提物中分离得到8种黄酮类成分：槲皮素、异鼠李素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-[2-O-(6-O-E-芥子酰基)-β-D-吡喃葡萄糖基]-β-D-吡喃葡萄糖苷、异鼠李素-3-O-[2-O-(6-O-E-芥子酰基)-β-D-吡喃葡萄糖基]-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、异鼠李素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山柰酚-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。

1.4 挥发油和脂肪酸 赵海誉等[19]研究发现，独行菜种子中最高可含有40%的挥发油和脂肪油类成分，其中挥发油类主要为含苯环类成分，以苯乙腈质量分数最高，占挥发油总量的 84.87%，脂肪油由大量的不饱和脂肪酸(44.0%～91.0%)组成，其中仅油酸就占 31.73%。于瑞涛等[20]研究指出，宽叶独行菜地上部分含有大量的脂肪酸，且所有的脂肪酸均为饱和脂肪酸，其中棕榈酸含量极高，可达 53.980%，其次为硬脂酸等，且含量均超过 1%。于瑞涛等[21]对宽叶独行菜地上部分进行非极性馏分研究，发现正二十七烷含量可达35.214%，为最高，其次为正二十九烷等，且所有的非极性馏分均为饱和烷烃类成分。家独行菜中的脂肪酸主要是油酸和棕榈酸(30.2%)[22-23]。玛咖地上部分脂肪油以苯基氰化甲烷、安息香醛和3-甲氧基苯基-苯基氰化甲烷为主[24]。有学者比较吉林产玛咖和秘鲁玛咖挥发油成分发现，其挥发油的主成分相同，且含量最高的组分是苯乙腈，达 8.217%，其次是 3-甲氧基苯乙睛，为 4.456%；与新疆产玛咖相比，吉林产玛咖中的异硫氰酸苄酯含量较低，仅为0.475%，新疆产玛咖中的异硫氰酸苄酯含量高达69.16%[25-26]。杜萍等[27]分析发现玛咖根中的脂肪油以亚麻酸的含量最多。

1.5 芥子油苷 芥子油苷是一类含硫化合物，广泛存在于十字花科植物中[24]。Radwan等[28]从家独行菜新鲜全草中分离得到甲基芥子油苷、金莲葡糖硫苷、丁基芥子油苷和2-乙基丁基芥子油苷。Gil等[29]从家独行菜种子中分离出苄基芥子油苷、丙烯基芥子油苷、2-苯乙基芥子油苷。杨晶明等[30]研究发现，玛咖成熟的植株、叶子和种子中含2-苯乙基芥子油苷等多种芥子油苷；玛咖根的醇提取物中苄基芥子油苷含量达0.10%～0.15%。

1.6 其他成分 Hyun等[31]从独行菜种子中分离得到伊夫单苷；余东辉等[6]从独行菜地上部分分离得到丙三醇和5-羟甲基糠醛；赵海誉等[10]从独行菜种子 75%乙醇提取物中分离得到蔗糖。绿独行菜和宽叶独行菜含有大量蛋白质和氨基酸，同时含有多种矿质元素[32-33]。玛咖中含有多种氨基酸、蛋白质、糖类和维生素成分，同时含有多种矿物质元素以及微量元素[34-36]。

2 耐逆生理生化机制

独行菜属中包含多种能在恶劣环境中生存、具有良好耐逆性的植物，如家独行菜、宽叶独行菜、碱独行菜等，对各种逆境具有广谱适应性。然而，目前国内外对于独行菜属植物耐逆生理生化机制的研究报道较少。Chen等[37]研究宽叶独行菜在长期洪涝条件下发生的一系列生理生化反应，认为维持较高的光合速率并在根部积累大量的可溶性糖是宽叶独行菜能够在浸涝环境中得以生存的重要适应机制。有学者研究长期的洪涝条件下宽叶独行菜发生的一系列生理生化反应及相关的机制发现，宽叶独行菜在受到浸涝的环境中会产生与环境相适应的形态变化，如宽叶独行菜根部通气组织的形成和不定根的产生[38-40]。曹宇[41]对采自青海诺木洪的宽叶独行菜种子在盐胁迫下的萌发特性和幼苗的生理特性进行了初步的观察，结果表明宽叶独行菜种子与幼苗在逆境胁迫下均具有相对较高的抗逆性，但研究未见后续工作。研究人员还关注了独行菜属植物的耐寒性，研究了独行菜种子萌发过程中对低温的耐受特性，结果表明独行菜种子不能耐受4 ℃低温萌发，原因可能是在露白前存在一个关键的生理阶段，在4 ℃胁迫逆境中不能越过这个阶段，该阶段之前与之后的萌发过程均能耐受4℃低温，因此对低温胁迫有良好的耐受性[42]。杨娜等[43]对比研究独行菜、抱茎独行菜种子萌发过程耐受低温的特征及生理响应表明，2种独行菜在不同萌发阶段对低温均有良好的抗性，但随萌发进行抗性有所下降，且胁迫初期酶活性下降，短时间内又迅速提高并维持在较高水平，较高的酶活性水平对清除低温胁迫产生的有毒害的活性氧等自由基、抵抗低温逆境的伤害有重要作用。

独行菜属植物对各种逆境具有广谱适应性，国外研究主要集中在耐低温、耐涝上，而它在国内主要分布于盐渍与干旱生境中，目前对于独行菜属植物耐旱、耐盐机制的相关研究鲜见报道。

3 展望

独行菜属植物分布广、种类繁多、资源丰富。部分种类如独行菜味道鲜美、营养丰富，具有很高的食用价值；家独行菜等种类由于具有显著的药理作用，作为中药或民族药入药，历史悠久；玛咖等不仅在临床上药理作用显著，同时也具有显著的保健功能，已经被开发成为了功能性食品或保健品。虽然国内外已有许多学者对该属植物进行了研究，但研究的广度与深度还不够，应加大对其成分、药理的研究力度，以开发新药，更好地造福人类。

干旱是我国西北部分地区的主要特征，与干旱相伴而生的是土壤盐渍化。干旱及盐碱逆境是制约和限制这些地区农业持续发展和生态环境保护的重要因素，也是植被恢复、园林绿化面临的首要困难。因此，适应干旱及盐碱逆境且有一定经济价值的植物，对于这些地区的园林绿化、植被恢复、生态建设乃至经济发展具有重要意义。独行菜属中包含多种能在恶劣环境中生存、具有良好耐逆性的植物，如家独行菜、宽叶独行菜、碱独行菜等，对各种逆境具有广谱适应性。因此独行菜属植物具有开发为园林绿化、植被恢复植物的潜在价值。

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The researches about plants ofLepidiumand utilization were reviewed generally,the research advances of chemical constituents and stress tolerance of physiological and biochemical mechanism were summarized,considerations on researches and utilization of plants ofLepidiumin the future were proposed.

Lepidium; Chemical constituent; Stress tolerance of physiological and biochemical mechanism; Prospect forecast

张捷(1967- )，男，新疆乌鲁木齐人，副教授，博士，从事园林植物资源及应用研究。

2016-09-30

S 567

A

0517-6611(2016)36-0159-02

Research Advances ofLepidiumPlants

ZHANG Jie1,2,ZHAO Xiang1,WANG Qing1(1.College of Landscape Architecture,Northeast Forestry University,Harbin,Heilongjiang 150040; 2.College of Forestry and Horticulture,Xinjiang Agricultural University,Urumqi,Xinjiang 830052)