赪桐研究进展及产业化应用展望*

廖桂花 段 钰 王丛丛 徐明锋 何春梅苏凌业 郑奕雄

（1.广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院，广东 广州 510520；2.广州市特色作物种质资源研究与利用重点实验室/仲恺农业工程学院 农业与生物学院，广东 广州 510225）

赪桐Clerodendrum japonicum是马鞭草科Verbenaceae 大青属[1]多年生落叶或常绿灌木[2]，又名贞桐花﹑百日红﹑耐久朋﹑荷苞花，主要分布于我国江苏﹑浙江南部﹑江西南部﹑湖南﹑福建﹑台湾﹑广东﹑广西﹑四川﹑贵州﹑云南等；国外分布于印度东北﹑孟加拉﹑锡金﹑不丹﹑中南半岛﹑马来西亚﹑日本等地区[1]。赪桐在中国栽培历史悠久，中唐时期曾被引种至洛阳[3]。中国的赪桐属植物主要集中在华南地区和西南地区，共有34 种[4]。其气微味甘，全株可入药用，是一种传统的民间中药材[5]，在传统医学中，常用其治疗上呼吸道感染﹑腹泻﹑皮肤病﹑肺炎﹑咳嗽﹑发烧和结膜炎等病症[6]。赪桐花冠高脚碟状，朱红色，先端5 裂，裂片不整齐；花萼红色﹑花柱细长﹑花期长，是优良的乡土景观植物[5，7]。当前，省委深入绿美广东生态建设，对乡土景观植物和林下高经济价值植物的开发应用成为热点，本文旨在综述赪桐药理活性﹑化学成分﹑繁殖方法﹑分子生物学特征﹑经济价值﹑产业化应用等研究进展，为赪桐栽培育种和资源开发利用提供参考。

1 药理药效

1.1 传统药效

赪桐已被广泛用于传统医药研究，《中华本草》[8]中提到其全株均可入药，花可安神﹑止血，主治心悸失眠﹑痔疮出血；叶具有祛风散瘀﹑解毒消肿等功效，主治偏头痛﹑跌打瘀肿﹑痈肿疮毒；根﹑茎可清肺热﹑利小便﹑凉血止血；临床用于肺热咳嗽﹑热淋﹑小便不利﹑咳血﹑尿血﹑痔疮出血﹑风湿骨痛的治疗。其中，《中华本草》[9]傣药卷记载其具有清火解毒﹑凉血止血﹑通乳下乳﹑调经止痛﹑提气固脱﹑强筋壮骨之功效，可用于治疗小便热涩疼痛﹑睾丸肿痛﹑赤白下痢﹑胸闷﹑胸痛﹑月经失调﹑子宫脱垂﹑脱肛﹑腰膝酸痛等[5]。《海南药用植物名录》记载赪桐具有清热利湿﹑消肿拔毒﹑调经散瘀功效，主治肺热咳嗽﹑痔疮出血﹑痢疾﹑风湿骨痛﹑腰肌劳损等疾病[10]。广西壮族民间老中医秦祥仁组方曾谨遵《黄帝内经》，总结出治疗咽喉急性疾病的“赪银合剂”组方，具有能显著改善风热型急性扁桃体炎的临床药用功效[11]。

1.2 药理机制

赪桐虽然药用历史悠久，但其药理机制研究尚未深入。实验证明，赪桐提取物具有抗炎﹑抗菌﹑抗补体﹑抗肿瘤等作用，在药学应用方面潜力较大。

1.2.1 抗炎作用 研究表明，赪桐具有抗炎﹑消炎能力。赪桐根多个部位提取物，均表现出抗炎活性[12]，对致炎物质诱发的急性炎症具有抑制作用[13]，其中石油醚部位抗炎作用最明显[12]。抗炎作用机理主要是通过调节一些炎症影响因子的合成与释放，通过降低炎症因子水平﹑从而提高SOD 活性[12，14]，具体是通过抑制NO﹑TNF-a﹑IL-12﹑IL-6﹑IL-1β 炎症因子的分泌[15]。而进一步研究发现，赪桐抗炎作用过程可能不依赖丘脑-垂体-肾上腺轴系统（HPAA），而与降低MDA﹑NO 水平，提高SOD 水平有关[16]；同时研究发现赪桐抗炎过程是通过作用于活性物质关联的靶点发挥作用，靶点多为功能性蛋白质，表现为一条作用通路可涉及多个靶点，一个靶点可参与多条作用通路[17]。

1.2.2 抗菌作用 据研究表明，赪桐茎叶提取物中含有抗菌活性物质，能起到一定的杀菌﹑抗菌作用。赪桐茎叶提取物对金黄色葡萄球菌﹑伤寒沙门菌和枯草芽孢杆菌3 种供试细菌均具有抗菌活性，作用机制是通过破坏菌类的细胞壁和细胞膜的完整性及通透性，影响蛋白合成，导致TCA循环减慢而发挥抑菌作用。同时，赪桐提取物的抗菌机理是通过破坏金黄色葡萄球菌细胞壁和细胞膜的完整性及通透性，影响蛋白合成，从而导致TCA 循环减慢而发挥抑菌作用[18]。

1.2.3 抗补体作用 赪桐是一种含有抗补体活性物质的植物，赪桐醇提取物有较强的经典途径抗补体活性。补体系统具有抗感染功能，激活后能消灭外来微生物并清除机体内不正常的细胞和组织，因此抗补体作用与免疫功能密切关联，能通过抑制补体过度释放而避免引发炎症[19]。

1.2.4 抗肿瘤作用 环五肽化合物具有抗肿瘤作用[20]，研究发现，赪桐地上部分提取物中的环状五肽化合物中的4 种化合物对4 种人类癌细胞系（T24﹑A549﹑HepG2﹑MGC-803）显示出微弱的细胞毒性[21]，推断出赪桐含抗肿瘤活性物质。

2 成分及工艺

2.1 化学成分

赪桐的黄酮类﹑甾体﹑香豆素﹑三萜类等成分含量较高，个别成分类型的化合物数量也居多（表1）。目前，已分离鉴定出赪桐地上部分化合物17 个[2]。张树琳等对赪桐的地上部分提取物进行分离，得到16 个单体化合物及1 对差向异构体[22]。另外，对其枝条﹑树皮﹑叶片材料分离鉴定出35 个化合物[23]，包括4 个环五肽，3 个木脂素类，4 个苯乙醇苷芳香醇，9 个萜类和其他类化合物。

表1 赪桐主要化学成分Table 1 C. japonicus main chemical composition

2.1.1 黄酮类化合物 赪桐黄酮类化合物含量丰富，主要含小麦黄素[24]﹑山奈酚[2]﹑高车前素[2]﹑木犀草素[2]﹑木犀草苷[2]﹑毛蕊花糖苷[25]等成分。黄酮类化合物具有抗病毒﹑抗氧化﹑抗炎﹑抗菌﹑抗补体等活性，广泛应用于医药方面[26]。

2.1.2 甾体化合物 赪桐主要含22,23-二氢菠甾醇[24]﹑豆甾醇[24]﹑25,26-去氢豆甾醇[24]﹑甾醇[27]等甾体化合物成分。植物化学分离出的甾体和甾体生物碱皂苷具有多种药理活性，如细胞毒﹑抗病毒﹑抗炎和抗真菌特性[28]。

2.1.3 香豆素化合物 赪桐含6-甲氧基-2H-色烯-2-酮等香豆素类化合物。香豆素类化合物是自然界中一类重要的化合物，具有抗肿瘤﹑抗凝血﹑抗菌﹑杀虫等多种生物活性，应用领域广泛[29]。

2.1.4 三萜化合物 赪桐主要含乌索酸[24]﹑木栓酮[2]等三萜类化合物。三萜类化合物是一类结构丰富﹑种类繁多的天然活性成分，广泛存在于各类植物﹑菌类﹑蕨类及海洋生物中，具有显著的抗炎﹑抗肿瘤﹑抗病毒及免疫调节等药理活性[30]。

2.1.5 苯丙素苷化合物 赪桐含monoacetyl﹑martinoside﹑acteoside﹑clerodenoside A 等 化 合 物[24]。苯丙素苷具有抗病毒﹑抗肿瘤﹑抗真菌﹑抗高血压﹑糖尿病等潜在活性和改善免疫功能的作用[31]。

2.1.6 挥发性化合物 田雯等[32]鉴定出赪桐地上部分的石油醚提取物含有油酸﹑亚麻酸甲酯﹑棕榈酸甲酯﹑亚油酸甲酯﹑新植二烯﹑六氢法尼基丙酮﹑叶绿醇及维生素E等21 种挥发性化合物。

2.1.7 其他化合物 赪桐含有丁二酸酐[24]﹑金合欢素[2]﹑类叶升麻苷[17]及咖啡酸[25]；另外可能含有蛋白质[27]﹑糖[27]﹑鞣质[27]﹑有机酸[27]﹑皂苷[27]﹑酚类[27]与内酯[27]等化学成分。

2.2 提取工艺

秦祖杰等[33]最早建立了赪桐根总黄酮最佳的提取工艺和含量测定的体系（图1），采用以芦丁为对照品，NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 显色后，用紫外-可见分光光度法测定赪桐根中总黄酮含量，总黄酮的线性范围为8.584～51.504 mg/L（r=0.999 4），平均加样回收率为100.11%，RSD0.24%（n=6）；最佳提取工艺为15 倍量50%乙醇超声提取1.5 h。丘琴等[34]进一步丰富赪桐根中总黄酮的提取工艺，通过对复合酶的用量﹑酶解温度﹑酶解时间3 个自变量各水平的多元线性回归及二项式拟合。用星点设计-效应面法选取最佳的提取工艺，并进行预测分析，同样以芦丁为对照，结果显示赪桐根总黄酮最佳提取工艺为酶的用量（0.35%）﹑酶解温度（62℃）﹑酶解时间（125.7 min），总黄酮含量的预测值为10.37 mg/g。

图1 赪桐根中总黄酮最佳的提取工艺流程Figure1 The optimum extraction process of total flavonoids from the root of C. japonicus

张树琳等[22]采用色谱分离技术，对赪桐乙醇提取物化学成分进行系统的分离纯化并进行结构鉴定。用95%乙醇对赪桐干燥的地上部分进行提取，利用反相柱色谱和半制备型HPLC，得到两种先前未描述的化合物[21]。丘琴等[25]通过HPLC法，建立了测定赪桐根3 种不同极性部位咖啡酸﹑毛蕊花糖苷及山柰酚的含量测定方法。张雅昆等[35]以赪桐中类叶升麻苷的得率为考察指标，通过单因素试验﹑响应面试验﹑神经网络法等，有效优化赪桐类叶升麻苷的提取工艺。目前已建立不同产地赪桐根75%乙醇提取物HPLC 指纹图谱，经聚类分析和主成分分析均将赪桐根按照成分差异区分为4 类[36]。柳贤福等[37]研究广西产赪桐的HPLC 指纹图谱，并建立含12 个共有峰的赪桐特征指纹图谱，研究显示不同产地赪桐特征图谱的相似度均>0.9，同时反映了同一产地赪桐中化学成分的趋同，并表示可用于赪桐药材的质量控制。

3 繁殖方法

研究表明，赪桐具有较强的耐荫性及对弱光的利用能力[38]，强光照会抑制其生长，赪桐在遮荫条件下表现出更好的生长优势[39]。种苗繁育过程中，赪桐对营养元素具有一定的敏感性，合理施肥有助于苗木生长发育。目前关于赪桐种苗繁育技术的报道尚少，主要包括扦插繁殖﹑组培繁殖和种子繁殖等。

3.1 扦插繁殖

赪桐茎段芽点繁多，扦插是赪桐繁殖常用的育苗方法。选取无病虫害﹑粗细均匀的一年生赪桐枝条，每个插穗保留2～3 个腋芽，插穗下端5 cm埋入混合基质育苗杯中。实验证明，激素能有效地促进赪桐插穗生根和壮苗[40]。采用不同浓度梯度NAA 或IBA 植物激素﹑不同浸泡时间梯度处理赪桐插穗，发现NAA 或IBA 浓度在100～200 mg/L﹑浸泡30～60 min 效果最佳。

3.2 组培繁殖

赪桐组培快繁技术的建立，可以更好的保存扩繁优质种质资源。赪桐组培繁殖以嫩芽为外植体；采用75%乙醇和0.1%的升汞溶液进行消毒处理，诱导不定芽发生；最后进行增殖和生根培养[41]。基于组培快繁方法的建立，以切取赪桐无菌带叶叶柄为诱导材料，设置多倍体诱导剂秋水仙素水溶液浓度为20 mg/L 进行处理，已获得赪桐多倍体无菌苗[42]。

3.3 种子繁殖

赪桐种子带有质地坚硬种壳，影响种子萌发。实验证明，破壳处理方法能极显著地提高赪桐种子发芽率，发芽率达到92%；另外选择3 cm 播种深度﹑烘焙处理6 h﹑自然水浸泡处理72 h﹑浓度为30 mg/L 的萘乙酸﹑25 mg/L 赤霉素﹑30 mg/L的6-BA 激素浸泡处理等方法，均可提高赪桐种子发芽率[38]。

3.4 不同繁殖方法特点分析

在赪桐的常规育苗实践中，一般扦插繁殖最为常用。赪桐生长1 年以上的木质化枝条，具有较好的生根性能。当温度25 ℃﹑湿度70%～75%时，扦插条7～10 天即可萌发新根，1 年生扦插苗一般繁育成本2～3 元/株。目前，基于赪桐扦插苗繁育技术，按照株距0.3 m×0.3 m 的采穗园种植规格，每亩每年可采穗条至少22 000 条。在组培繁殖方法中，赪桐茎段和叶片由于具有绒毛，获取无菌外植体过程较为困难，原材料损耗较多，组培瓶苗繁育成本4～6 元/株。赪桐组培苗生长较为缓慢，育苗周期较长导致成本升高。赪桐的结实率较低，种子繁殖方式很少采用，且种子具有坚实的硬壳，导致发芽率较低，一般不采用种子繁殖进行造林育苗。

4 分子生物学研究

4.1 叶绿体基因组

叶绿体基因组数据在系统发育﹑居群遗传和谱系地理等研究领域得到广泛应用[43]，赪桐叶绿体基因组的获取对其种群进化分析具有重要意义。赪桐叶绿体基因组长度为152 171 bp，包括83 415 bp 的大单拷贝区（LSC）和17 318 bp 的小单拷贝区，由一对25 719 bp 的反向重复区分隔。叶绿体基因组编码133 个基因，包括88 个蛋白质编码基因﹑37 个tRNA 基因和8 个rRNA 基因[44]。同时利用叶绿体基因组信息比对发现，赪桐与同属于大青属Clerodendrum的海通C.mandarinorum和滇常山C.yunnanense两种植物亲缘关系较密切[45]。

4.2 全长转录组

全长转录组测序数据常被应用到植物转录组学﹑基因组学﹑代谢组学和遗传学等研究中[46]，全长转录组数据是赪桐分子生物学研究的基础。通过对赪桐花期不同组织部位进行全长转录组测序[47]，共获得31 368 条转录本序列，注释到30 473个基因。根据GO 功能注释，分别有109 844 条GO 条目参与生物过程，75 764 条参与细胞组分，28 724 条参与分子功能。通过KEGG 数据库分析，共有9 681 条序列参与了138 条代谢通路，其中有4 653 条序列参与了43 条次生代谢产物合成路径。全长转录组通过注释，预测到CDS 序列31 368个，662 个转录因子，5 405 个跨膜蛋白，6 066 个SSR，749 个lncRNA。

4.3 基因研究

在获得赪桐第三代全长转录组测序数据基础上，利用RT-qPCR 技术，已筛选出CjUBQ-1 和CjACT-2 为赪桐基因表达分析的最优内参基因[48]。理想的内参基因应在不同处理条件下，以及在各类型细胞或者组织中均能稳定表达，内参基因是分析药用植物主要活性成分生物合成的关键酶基因表达量需借助的一种参考[49]。生物信息学在植物生命科学研究和应用中发挥着重要的作用，常用于植物的基因组﹑转录组和蛋白质组等方面信息收集，有助于植物的生理﹑生化和遗传机制的探究[50]。赪桐bHLH 和NAC 基因家族生物信息已有报道[51-52]，此外对赪桐FT 同源基因也开展了相关生物信息学分析，并且揭示了赪桐CjFT1 和CjTFL1-2 参与赪桐成花调节途径[53]。

5 经济价值及产业化利用方向

赪桐作为一种适应性极强﹑林下观赏与药用功能兼备的植物，在资源挖掘与利用方面具有重要的潜在价值。林下经济发展过程中，耐荫性灌木不仅具有调节环境温湿度，塑造林荫空间结构等多种功能，还可以稳定人工林下群落生态系统的稳定性，在绿美广东行动的林相改造和森林质量提升中具有重要作用。另外，赪桐花型奇特﹑圆锥花序大而开展，具有很高的观赏价值。赪桐全株可入药，其总黄酮具有很好的抗炎活性，且不依赖HPAA 系统；赪桐总黄酮总抗氧化能力与Vc 相当，具有良好的抗氧化活性，药用价值极高。加强赪桐优质资源挖掘﹑筛选与鉴评﹑配套绿色高效育苗技术，对助力林下经济发展具有重要意义。

目前药用植物研究和发展至4.0 时代[54]，开展药用植物种质的培育创新是中药现代化的必由之路[55]。赪桐含有的黄酮﹑甾体﹑香豆素﹑萜类以及挥发性化合物等，具有良好的消炎﹑抗菌等药理作用，同时具有清火解毒﹑治肺热咳嗽等多种功效。赪桐主要化学物质的提取与测定，以及叶绿体基因组完整序列和第三代全长转录组测序的获取，对未来赪桐有效成分利用及药理活性物质代谢生理研究奠定了重要基础。赪桐作为一种良好的林下药用植物，主要研究与利用方向还处于初级阶段，主要集中在成分及药理研究方面，其中黄酮类化合物含有多种生物活性物质，在食疗保健和临床药学等行业有广泛的应用前景。在抗癌医学治疗方面，赪桐地上部分提取物对人类癌细胞系表现出细胞毒性，在抗癌方向研究具有很好的应用价值[21]；在植物类杀虫试剂研发方面，赪桐石油醚提取物对斜纹夜蛾具有很好的杀虫作用，在未来植物源杀虫剂研发方面意义重大[32]；在食疗保健方面，赪桐干燥根已建立三项相关中药饮片质量标准[56-58]，其中“赪银合剂”在治疗风热型急性扁桃体炎已有临床应用；在云南地区，赪桐的花序被用作林森蔬菜食用[59]。赪桐作为适生性良好的观赏植物，在园林观赏和造景绿化方面早有应用，利用形式多以在公园片植﹑林下造景等配置方式种植于花坛﹑林下和坡地等，具有生态美化的作用效果[4]。另外，赪桐目前仅有“状元红1 号”1 个新品种登记，其新优种质创制需求随着园林景观造景及林下经济发展日益增强。针对赪桐现有国内外利用现状，在种源性状调查﹑优质资源挖掘及利用等方面均需继续深入。