九里香主要化学成分、药理作用和保育学研究进展△
2023-09-30廖振锋刘寒林杨陆恒马庆谢文波梁莹韦坤华
廖振锋,刘寒,林杨,陆恒,马庆,谢文波,梁莹*,韦坤华*
1.广西壮族自治区药用植物园 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023;
2.中国药科大学 中药学院,江苏 南京 211198;
3.华润三九医药股份有限公司,广东 深圳 518110
中药九里香(Murrayae Folium et Cacumen)基原植物为九里香Murraya exoticaL.和千里香M.paniculata(L.)Jack,入药部位为其干燥叶和带叶嫩枝[1]。九里香之名最早出现于明代,因其花气味芳香而被岭南地区民间称“九里香”,植物分类学家将九里香与千里香均划分为芸香科九里香属九里香组[2]。九里香性温,味辛、微苦,具有行气止痛、活血散瘀等功效,富含香豆素、黄酮、生物碱、挥发油等化学成分,现代药理研究显示九里香具有抗炎镇痛、抗肿瘤、降血糖、抗虫抑菌、预防骨质疏松、抗生育、抗氧化等作用,临床上多用于治疗慢性胃炎等炎症疾病,目前已上市的多种中成药如三九胃泰颗粒、九龙胃药、肤阴洁复方黄松洗液等均含有九里香[3]。目前,九里香和千里香主要采用种子进行育苗,因其雄蕊退化严重,产生种子有限,这给其高效快速的大规模化种植栽培造成难题。此外,中药九里香活性成分的检测指标尚缺乏统一标准,其在市场上的质量难以控制。故本文对中药九里香的主要化学成分及药理研究进行系统的整理总结,同时对中药九里香基原植物九里香和千里香进行保育学的相关研究进行综述。
1 化学成分
目前,关于中药九里香的化学成分研究已有较多的报道。中药九里香中的化学成分类型主要有香豆素类、黄酮类、生物碱类、挥发油等。
1.1 香豆素类
香豆素类是中药九里香的主要化学成分类型之一。目前,从九里香和千里香中分离和鉴定出的香豆素主要特征是在C-8 上连有异戊二烯及其衍生物基团,而且在C-5 和(或)C-7 位上经常有甲氧基取代。1983 年,杨峻山等[4]从千里香叶三氯甲烷提取物中分离得到3个新香豆素类化合物,分别是九里香甲素(isomexoticin)、九里香乙素(murpanidin)、九里香丙素(murpanicin),同时还分离出新九里香素(murragatin),九里香醛(murralongin)和5,7-二甲氧基-8-(3'-甲基-2'-酮基丁基)香豆精(isosibiricin)。近年来,还从九里香中发现香豆素二聚体类成分及新骨架化合物,如Negi 等[5]从九里香丙酮提取物中分离出的bismurrangatin 和murramarin A,后者是一种以原酸酯结构连接2 个香豆素基团的罕见香豆素类化合物。Liu 等[6]从九里香根中分离出2 个由新型七元环连接香豆素和吲哚的异二聚体,分别为exotines A 和exotines B。此外,九里香中还含有蛇床子素(osthole)、脱水长叶九里香内酯(phebalosin)、橙皮内酯(meranzin)、伞形花内酯(umbelliferone)、东莨菪素(scopoletin)等常见的香豆素[7]。到目前为止,从九里香和千里香中分离和鉴定了156个香豆类化合物,见表1。
表1 九里香和千里香中的香豆素类化合物
1.2 黄酮类
黄酮类成分是中药九里香中另一大类主要成分,其多为甲氧基取代的黄酮,也有查耳酮、二氢黄酮等类型。单晶等[38]从千里香叶85%乙醇提取物中分离出8 个黄酮类化合物,分别是甜橙黄酮(sinensetin)、异橙黄酮(isosinensetin)、5-羟基-6,7,8,3',4'-五甲氧基黄酮(5-hydroxy-6,7,8,3',4'-pentamethoxyflavone)、pilloin、7-羟基-5,3',4'-三甲氧基黄酮(7-hydroxy-5,3',4'-trimethoxyflavone),以及3个已知的黄酮类化合物。杨旭等[39]用高速逆流色谱法从九里香乙醇回流提取物中分离到5,7,3',4'-四甲氧基黄酮(5,7,3',4'-tetramethoxyflavone)、5,7,8,3',4',5'-六甲氧基黄酮(5,7,8,3',4',5'-hexamethoxyflavone)、5,7,3',4',5'-五甲氧基二氢黄酮(5,7,3',4',5'-pentamethoxyflavanone)、5,7,3',4',5'-五甲氧基黄酮(5,7,3',4',5'-pentamethoxyflavone)、5-羟基-6,7,3',4'-四甲氧基黄酮(5-hydroxy-6,7,3',4'-tetramethoxyflavone)共5 种多甲基黄酮。Zhang 等[40]从千里香叶中分离鉴定出5,8,3′-三羟基-6,7,4′-三甲氧基黄酮-8-O-β-吡喃葡糖苷(5,8,3′-trihydroxy-6,7,4′-trimethoxyflavone-8-O-β-glucopyranoside)和5,8-二羟基-6,7,3′,4′-四甲氧基黄酮-O-β-吡喃葡糖苷(5,8-dihydroxy-6,7,3′,4′-tetramethoxy flavone 8-O-β-glucopyranoside)两种新黄酮甲基醚新葡萄糖苷结构。千里香中还含有6'-羟基-3,4,5,2',4'-五甲氧基查耳酮(6′-hydroxy-3,4,5,2′,4′-pentamethoxychalcone)、2′-羟基-3,4,5,3',4',6'-六甲氧基查耳酮(2'-hydroxy-3,4,5,3',4',6'-hexamethoxychalcone)、2'-羟基-3,4,4',6'-四甲氧基查耳酮(2'-hydroxy-3,4,4',6'-tetramethoxychalcone)等[41]。到目前为止,从九里香和千里香中分离出73个黄酮类化合物,见表2。
1.3 生物碱类
有关九里香和千里香中的生物碱研究相对较少,主要从根和茎分离得到,其类型主要是吲哚类生物碱。Wang等[58]从千里香根中首次分离的千里香利定碱D(paniculidine D)、千里香利定碱E(paniculidine E)、千里香利定碱F(paniculidine F),以及月橘碱(yuehchukene)、tanakine、吲哚-3-甲醛(indole-3-carboxaldehyde)、千里香利定碱A(paniculidine A)、千里香利定碱B(paniculidine B)、千里香利定碱C(paniculidine C)等已知的类似物。中药九里香也含咔唑类生物碱,如小叶九里香咔唑碱(exozoline)[59]、九里香咔唑醇碱(murrayazolinol)[60]、马汉九里香碱(mahanimbine)和九里香咔唑碱(murrayazoline)[61]等。迄今为止,从九里香和千里香中分离鉴定出的生物碱约有27个,见表3。
表3 九里香和千里香中的生物碱类化合物
1.4 挥发油
中药九里香味辛,具有芳香味,挥发油也是其有效成分之一,主要以倍半萜和单萜为主,也有脂肪酸、含氮杂环化合物等。姜平川等[70]采用气相色谱质谱法(GS-MS)分析水蒸气蒸馏法提取所得九里香叶和嫩枝中的挥发油,其主要成分为双环大香叶烯(bicyclogermacrene)、β-石竹烯(β-caryophyllene)、α-石竹烯(α-caryophyllene)、匙叶桉油烯醇(spathulenol)等。黄晶玲等[71]通过顶空固相微萃取-气相色谱质谱法(HS-SPME-GS-MS)对九里香的根、茎、叶的挥发性成分进行分析,共鉴定出74 种成分,其中有3-甲基-3,4-二乙烯基环己烯(3-methyl-3,4-divinylcyclohexene)、1-石竹烯(l-caryophyllene)、β-倍半水芹烯(β-sesquiphellandrene)、α-姜黄烯(αcurcumene)、α-姜烯(α-zingiberene)、δ-榄香烯(δelemene)、3-甲基-2-丁烯酸壬酯(3-methyl-2-butenoic acid,nonyl ester)、3-甲基-2-丁烯酸十一酯(3-methyl-2-butenoic acid,undecyl ester)共8 个共有成分,根、茎、叶中的特有成分分别有23、27 和32个,表明九里香根、茎、叶的挥发性成分具有一定的差异性,叶具有较丰富的挥发性成分,根、茎、叶中特有成分的药用价值有待进一步发掘。Saikia等[72]从生长在印度的千里香叶鉴定出29 个挥发油成分,除石竹烯(caryophyllene)含量最高,δ-榄香烯(δ-elemene)、β-榄香烯(β-elemene)、α-石竹烯(αcaryophyllene)、β-荜澄茄油烯(β-cubebene)、elixene 和δ-杜松烯(δ-cadinene)等是挥发油中主要成分,这与之前报道九里香挥发油主要成分有所差异[73],这些差异可能与采收时间、地域、气候、季节及药材贮藏时间等因素有关。
1.5 其他
从九里香或千里香中还分离出螺环戊烯酮衍生物、三萜、甾醇、苯丙素类等化合物。Liang 等[26]从千里香的茎、叶分离出(+)-murrayaspiroketone、(-)-murrayaspiroketone 2个螺环戊烯酮衍生物。Mesquita等[74]用色谱分离法从千里香叶乙醇提取物中用CH2Cl2分离出香豆素类化合物外,还分离出1 个三萜类化合物(24-methylene-cycloartan-3β-ol)和1 个苯丙素类化合物(methyl caffeate)。Sukari 等[75]从千里香的茎中分离出羽扇豆烷型三萜类化物lupenone和epilupeol。Desoky 等[76]从九里香环己烷提取物中分离鉴定出5 个新的植物甾醇:(23S)-23-ethyl-24-methyl-cycloart-24(241)-en-3β-ol、3β-methoxy-(23S)-23-ethyl-24-methyl-cycloart-24(241)-en-3β-ol、(23S)-23-ethyl-24-methyl-cycloart-24(241)-3β-yl-acetate,(23ζ)-23-isopropyl-24-methyl-cycloart-25-en-3β-ol 和(23ζ)-23-isopropyl-24-ethyl-cycloart-25-en-3β-ylacetate。Liu 等[8]在九里香根中分离出exotiacetal A、exotiacetal B和exotiacetal C 3个新的异戊二烯基苯基丙烯醇。
2 药理作用
现代药理研究表明中药九里香具有抗炎镇痛、抗肿瘤、降血糖、抗虫抑菌、预防骨质疏松、抗生育、抗氧化等多种作用。
2.1 抗炎镇痛
Wu 等[55]研究从千里香中提取分离出的5,7,3',4',5'-五甲氧基黄酮、5,7,3',4'-四甲氧基黄酮、5-羟基-6,7,8,3',4'-五甲氧基黄酮对脂多糖(LSP)激活的小鼠巨噬细胞和乙醇对胃上皮细胞GES-1 损伤的抗炎作用。结果显示,3 个黄酮类化合物在0~10 mmol·L-1剂量下对小鼠腹腔巨噬细胞和GES-1 细胞无细胞毒性作用,3 个黄酮类化合物在3 mmol·L-1剂量均能抑制LPS 诱导小鼠巨噬细胞和RAW 264.7 细胞炎症模型中一氧化氮(NO)和白细胞介素(IL)-6 的产生,且呈剂量依赖性,其中5,7,3',4'-四甲氧基黄酮对NO 和IL-6 的抑制作用最强,在相同剂量下,黄酮类化合物对IL-6 释放的抑制作用大于NO 的产生。在RAW264.7 细胞和LPS 激活的小鼠腹腔巨噬细胞中,NO 含量升高,但在乙醇诱导的GES-1 细胞中,其含量降低。两种细胞系不同的炎症诱导方式所引起的NO 含量差异,可能是其调控途径不同所致。添加LPS 后,腹腔巨噬细胞中NO 含量增加,而乙醇刺激的GES-1 细胞中NO 含量降低。从千里香中分离得到的3 个黄酮类化合物可通过调节不同的一氧化氮合酶(NOS)使NO 的生成恢复到正常水平。单体化合物的调节机制可能与LPS 激活巨噬细胞中诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的抑制和乙醇诱导胃黏膜上皮细胞中结构型一氧化氮合酶(cNOS)的增强有关。另外,构效关系分析表明,C2-C3上的双键和C2/C3位置上的B环是抗炎活性的重要基团。
Wu等[77]对从九里香叶中提取的70%乙醇提取物及分离出的6 个香豆素类化合物的体内抗炎镇痛活性进行了研究,发现九里香70%乙醇提取物显著降低了乙酸诱导的小鼠扭体反应,增加小鼠热板反应潜伏期,表明九里香70%乙醇提取物和分离的化合物具有中枢介导和外周介导的镇痛效果。另外,还有效减轻二甲苯所致的小鼠耳肿胀和角叉菜胶所致的大鼠足肿胀。在分离的化合物中,murracarpin 表现出最强的抗伤害和抗炎作用。在大鼠膝关节骨性关节炎模型中,70%乙醇提取物可显著提高大鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)活性,抑制iNOS 活性,降低大鼠血清IL-1β和肿瘤坏死因子(TNF)-α含量。对乙醇提取物和分离化合物的2 种抗炎活性评价模型的研究表明,其抗炎作用可能与多种抗炎因子和介质有关。组织学观察还表明,乙醇提取物能有效维持股骨髁软骨的正常功能及不同层软骨细胞的排列。
Xu 等[78]对九里香中提取的香豆素类成分进行了研究,发现异橙皮内酯具有低细胞毒性和较强的抗炎作用,在体外和体内均表现出抑制M1 巨噬细胞极化,其机制是下调核转录因子(NF)-κB 和细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号通路特异性降低M1巨噬细胞促炎症细胞因子水平,发挥抗炎作用。Liang等[31]从九里香中分离鉴定出15个新香豆素类化合物和6 个已知香豆素类化合物,并研究其对LSP诱导RAW 264.7 巨噬细胞产生NO 的抑制作用,发现其中5个化合物对NO具有一定的抑制作用;MTT法表明在100 μmol·L-1浓度下均无明显的细胞毒性。同时,通过分子对接发现其中3 个新香豆素类化合物可能是通过抑制iNOS蛋白而抑制NO的释放。
Lu等[3]通过药效学和代谢组学比较九里香和千里香乙醇提取物对70%乙醇诱导大鼠胃黏膜损伤的作用及机制,发现两者通过降低炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α水平及胃动素(MTL)和胃泌素(GAS)水平,抑制了炎症的发生和发展,从而对乙醇诱导的胃损伤具有良好的保护作用,另外,还证明了磷脂酶A2(PLA2)途径是九里香和千里香调节胃损伤甘油磷脂代谢的重要途径,九里香和千里香在用于治疗胃损伤中具有相似的药效学和代谢调节能力,将它们同时作为中药九里香的基原植物具有一定合理性。
综上所述,香豆素和黄酮类化合物是中药九里香中2 种主要类型的成分,也是其抗炎镇痛的活性化合物。
2.2 抗肿瘤
Jiang 等[79]研究九里香根、叶、枝和茎皮的80%酸性乙醇提取物对离体人结肠癌HT-29 细胞活性和迁移的抑制作用,验结果表明50 μg·mL-1的九里香根和叶提取物作用24 h 后,均能显著降低HT-29 细胞的迁移能力,抑制率分别为(48.9±11.4)%、(43.9±18.4)%,九里香的根提取物具有更高的抗细胞迁移活性。超高效液相色谱-二极管阵列检测器-电喷雾质谱法(UPLC-DAD-ESI-MS)结果表明九里香叶和根提取物中主要为香豆素类成分,从根提取物中分离鉴定出的特征性成分methoxy-8-[5-(prop-1-en-2-yloxy) penta-1,3-dien-1-yl]-coumarin具有潜在的抑癌活性。
Selestino等[80]对β-石竹烯和千里香挥发油对小鼠肝癌细胞,细菌、真菌24 h杀菌曲线进行了研究。用MTT法测定九里香挥发油和β-石竹烯(7.8~500 μg·mL-1)对小鼠正常3T3成纤维细胞和肝癌细胞Hepa1c1c7的细胞毒活性。结果发现,千里香挥发油在24 h 对肝癌细胞和成纤维细胞的半数抑制浓度(IC50)分别为63.73、195.3 μg·mL-1,选择性指数为3,千里香挥发油对肝癌细胞具有明显的选择性;在500 μg·mL-1,β-石竹烯表现出低细胞毒性,约20%的成纤维细胞和18%的肝癌细胞死亡,说明千里香挥发油的抗癌活性不是其主要成分β-石竹烯发挥主要作用,而是挥发油中各成分的协同作用所致。
庞雅琼[81]对千里香黄酮类化合物(FMs)抗肿瘤转移和机制进行研究,结肠癌细胞HT-29 的体外实验结果表明,FMs 质量浓度<30 μg·mL-1时细胞毒性低,并能显著抑制HT-29 的黏附、迁移和侵袭;FMs 可剂量依赖性下调HT-29 表面整合素β1 和α6、CD44,以及HUVECs 细胞表面E-selection 的表达。小鼠体内肿瘤转移实验结果显示,FMs 显著抑制C57BL/6小鼠体内黑色素瘤B16-F10的肺转移。
由此可见,中药九里香中的香豆素类、挥发油、黄酮类成分均具有一定的抗癌作用。
2.3 降血糖
Menezes 等[82]研究了千里香叶50%乙醇提取物(MPE)对四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠的降糖作用,发现100、200、400 mg·kg-1的MPE治疗1周后降低糖尿病大鼠的血糖、胆固醇和三酰甘油水平,大鼠血糖值趋于正常值,降低果糖胺和糖化血红蛋白值;此外,MPE 还能减轻糖尿病引起肾脏、胰腺和肝脏的形态学改变,降糖作用机制与格列本脲和二甲双胍类似,抑制腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)敏感性钾(ATP-sensitive K+)通道。
Zou 等[83]评估千里香叶总黄酮(TFMP)治疗糖尿病肾病的效果。结果显示,TFMP 显著降低糖尿病大鼠血清尿素氮、血清肌酐、肌酐清除率、尿白蛋白、空腹血糖等糖尿病肾病临床指标的水平;TFMP 治疗组糖尿病大鼠的三酰甘油、总胆固醇和低密度脂蛋白固醇水平降低,高密度脂蛋白胆固醇水平升高,同时TFMP 可提高糖尿病大鼠SOD 和谷胱甘肽过氧化物酶活性和降低丙二醛水平,降低转化生长因子b1(TGF-b1)和结缔组织生长因子(CTGF)蛋白的表达,减少糖尿病引起的肾脏形态学改变,表明TFMP 对糖尿病肾病的保护作用机制可能是通过调节糖脂代谢、氧化应激及炎症细胞因子。
2.4 抗虫抗菌
Dosoky 等[73]对千里香叶的挥发油成分和抗菌活性进行了分析研究,鉴定出棕榈酸酯、异桉油烯醇、(E,E)-香叶芳樟醇、β-石竹烯等76 种挥发油成分;抗菌实验结果显示,千里香叶中挥发油对秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans具有良好的杀线虫活性[半数致死浓度(LC50)=37 μg·mL-1],对卤虫Artemia salina有中等抑制作用(LC50=41 μg·mL-1)和对黑曲霉Aspergillus niger有较弱抗真菌作用[最小抑菌浓度(MIC)=313 μg·mL-1],对蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus和白色念珠菌Candida albicans细菌无抑制作用(MIC=2500 μg·mL-1)。Sonter等[35]在对千里香不同提取物抗菌活性的研究中发现千里香叶正己烷提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌均表现出抑制作用,其中对枯草芽孢杆菌的MIC 为50 μg·mL-1,GC-MS 分析表明,正己烷提取物中主要成分是环己烷和3-(6-甲氧基-3-甲基-2-苯并呋喃基)环己酮,两者可能是正己烷提取物发挥抑菌作用的活性成分,具有较大开发抗微生物制剂的开发前景。
2.5 预防骨质疏松
文娱等[84]研究发现九里香叶高剂量给药明显提高去卵巢大鼠体积骨密度、去势后小鼠骨小梁平均宽度和骨小梁面积分率,血清钙含量增加,表明九里香叶具有预防骨质疏松作用。Wu 等[85]研究九里香对骨关节炎的软骨保护作用,发现九里香降低了膝关节炎大鼠滑液的TNF-α、IL-1β含量及减少了软骨细胞的凋亡,且呈剂量依赖性,进一步的实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)和蛋白质印迹法(Western blotting)结果表明,九里香显著下调β-连环蛋白(β-catenin)、环氧化酶-2(COX-2)的信使核糖核酸(mRNA)和蛋白表达,推测九里香可能抑制β-catenin信号发挥抗凋亡和软骨保护作用。
2.6 抗氧化活性
Kaur等[86]研究了九里香叶乙醇、正丁烷、氯仿、乙酸乙酯和水萃取物的抗氧化和抗诱变活性,并用分光光度法对萃取部位的总酚和总黄酮含量进行测定,结果发现,在不同萃取物中,乙酸乙酯萃取物的总酚含量最高,三氯甲烷萃取物的总黄酮含量最高。1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基清除实验、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基阳离子脱色试验和抗诱变性实验结果表明乙酸乙酯萃取物抗氧化活性和抗诱变活性最强,这与九里香叶中富含酚酸和黄酮类成分有关。Sonter等[35]研究发现千里香丙酮提取物中总黄酮和酚类成分含量较高,丙酮提取物具有较强的ABTS抑制活性(IC50=555.18±1.68 μg·mL-1),正己烷提取物具有较强的H2O2自由基清除活性(IC50=509.84±3.03 μg·mL-1),提取物的抗氧化活性与其含有的酚类和黄酮的含量有关。
2.7 其他作用
有研究表明千里香总黄酮具有保护糖尿病心肌病作用,通过增加Nrf2 和HO-1 基因表达并抑制氧化应激、炎症和细胞凋亡等减轻2 型糖尿病大鼠心肌病的发展[87]。月橘烯碱、蛋白多糖被认为是千里香发挥抗生育作用的活性物质。月橘烯碱的抗着床作用与其激素活性有关,蛋白多糖则可能是通过前列腺素或其生物合成前体花生四烯酸的大量释放而实现引产作用[88-89]。
3 保育研究
3.1 资源现状
九里香和千里香分布在亚洲的热带和亚热带地区,主要分布在我国广东、广西、海南、台湾、福建等省份,以及印度、缅甸等东南亚国家,广东、广西则是其在我国的历史道地产区[90]。九里香植株常分布在较湿润的平地、缓坡、小丘陵的灌木丛中,喜砂质土壤、向阳的地方,自然分布地区更靠南,其耐干热,植株较矮小,广东等地多用作城市景观绿化,人工栽培比例大。千里香常分布在内陆地区的低丘陵或海拔较高的山地林中,立地较湿润,比较耐阴,石灰岩山地、花岗岩地区较常见,以野生为主,栽培占比小,自然分布地区偏北,产区主要分布在广东(云浮、茂名、清远等地)、广西(河池、崇左、百色等地)及其周边地区[2,91-92]。
3.2 植物学特征
九里香和千里香均为小乔木,树干和枝条白灰或淡黄色,当年生枝条绿色;叶有小叶3~5片,也有7片;圆锥状聚伞花序顶生或腋生,花白色,花瓣长椭圆形,具雄蕊10 枚,花有芳香味,花期为4—9 月;浆果成熟后橙黄色至朱红色,椭圆形或卵形,果肉有黏胶质液,种子具棉质毛,果期在9—12月[93]。
九里香和千里香在器官形态上的差异主要在于小叶和果实,九里香的小叶倒卵圆形或近菱形,中部以上最宽,顶端钝,急尖或近于圆,成熟的果长与宽约略相等,顶急尖或钝;千里香小叶卵形或椭圆形,最宽处一般位于中部以下,顶端长渐尖,成熟的果长远过于宽,多呈狭长椭圆形,顶端锥尖[2,92-93]。
3.3 种苗繁育
九里香和千里香的种苗繁育方式主要有种子繁育、扦插繁育和组织培养繁育3种方式。
3.3.1 种子繁育 种子繁育是九里香和千里香的最常用的繁育方式。繁育过程需要种子具有一定的萌发能力,种植者掌握一定的萌发特性及育苗技术。九里香种子是一种正常型种子,含水量为9%的种子在4 ℃和-20 ℃的低温条件贮存30 d 和42 d,多数种子仍能萌发;种子在光照和黑暗下的适应温度不同,光照下在25、30 ℃和室温,黑暗条件下20 ℃和室温,九里香种子萌发较好,且光照能促进种子的萌发[94]。九里香喜湿润环境,对土壤水分有一定的要求。刘灿等[95]研究表明九里香在相对含水量64.53%~89.40%的土壤里生长较好,具有较高的光合速率和水分利用效率,低于32.11%时造成水分胁迫,九里香永久萎蔫。在九里香幼苗生长阶段,施以适当的营养液可促进幼苗的生长。崔婧等[96]分析了不同浓度霍格兰营养液对九里香生长的影响,发现低浓度和高浓度的霍格兰营养液都会抑制九里香的生长,5.0~10.0 倍的霍兰格营养液最有利于其生长。
3.3.2 扦插繁育 一般剪取长势良好、中等成熟的1 年生以上的枝条在春季或雨季7—8 月进行扦插,温度在18~25 ℃时,35~40 d 后扦插枝条开始生根,也可以使用生根剂加速枝条的生根,插后20~25 d可发根[97]。千里香的扦插培育过程简单,剪取长为8~15 cm、留有至少2 个节的插穗,然后将插穗切口依次置于水和植物生长调节剂中浸泡0.5~1.5 h 和1~3 h,再将处理后的插穗扦插于土壤中,保持其生长环境相对空气湿度为75%~85%、遮光率为70%~80%、温度15~30 ℃,生根后移植苗床,苗高达35 cm 以上时即可出圃进行大田种植[98]。
3.3.3 组织培养繁育 千里香的组织培养研究中,一般带芽茎段或种子为外植体诱导丛生芽,经壮苗培养后诱导生根,常用的植物生长调节物质有6-苄氨基嘌呤(6-BA)、噻苯隆(TDZ)、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)及其钾盐(IBAK)。覃国乐等[99]发明了一种适用于千里香种苗的组织培养方法,该法以千里香顶芽或腋芽为材料,经消毒后接种在MS+2.0 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1NAA培养基中,在25 ℃,光照时间12 h·d-1,光照强度1500 1x条件下培养5周,获得萌发小芽;然后将萌发小芽接种在MS+1.0 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1NAA+0.1 mg·L-1TDZ 中,在25 ℃,光照时间14 h·d-1,光照强度2000 1x 下诱导丛生芽;再将无根苗转入1/2MS+1.0 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1NAA+0.2 mg·L-1IBAK,在25 ℃,光照时间10 h·d-1,光照强度2000 1x,培养6 周诱导生根;最后将诱导出的根长1.5 cm 的种苗经炼苗后移栽到泥炭、珍珠岩混合基质中,在25 ℃,相对湿度60 %,自然光照的条件下培养5 周,植株成活率可达95%,植株长出5 张完整的叶后,即可移栽至大田。该方法建立了千里香组织培养育苗的体系,繁殖系数达6~7 倍,在短期内提供大量的优质种苗。黎莹等[100]则以千里香种子为外植体,接种在MS+2.0 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1IBA+0.5 g·L-1活性炭培养基中萌发;7~10 d 后将萌发的芽先接种于MS+2.0 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1IBA,在温度为25~30 ℃,光照强度为2000~3000 lx,光照时间10~12 h·d-1中培养40~50 d(2 代),然后接种于MS+1.5 mg·L-16-BA +0.05 mg·L-1IBA,在温度为25~30 ℃,光照强度为2000~3000 lx,光照时间10~12 h·d-1下培养180~200 d(9~10代),进行丛生芽的诱导;再将丛生芽转入MS壮苗培养基中,获得壮苗;然后将壮苗的丛生芽切成单株接种到1/2MS+1.0 mg·L-1IBA+1.5 g·L-1活性炭培养基上,在光照强度为3000~3500 lx,光照时间为12 h·d-1,培养25 d;最后将生根组培苗置于温室中炼苗10~15 d,然后开盖取苗,再将生根组培苗洗净培养基,接着用1000 倍多菌灵或甲基托布津处理10~15 min,然后放入泥炭土-珍珠岩(2∶1)混合基质中栽培。该方法先后接种于激素浓度高和低的增殖培养基中,有效解决了芽的玻璃化问题,既提高增殖率又保证了植株正常生长,获得组培苗生根率可达98.6%,有效解决了千里香扦插和嫁接苗繁殖率低的问题,适用于千里香组培苗的大规模工业化生产。
3.4 种质资源保存
超低温保存是药用植物种质资源常用的离体保存手段,顾雅坤等[101]研究表明九里香种子可用液氮超低温保存技术实现其种质资源的长期保存,含水量为7%的种子经分步冷冻处理后,种子的活力比玻璃化冷冻和直接冷冻法的要高。
4 结语
目前,从九里香和千里香中已经分离和鉴定出280 多个化合物,含香豆素类、黄酮类、生物碱类及挥发油等类型的活性成分,体内和体外实验表明其提取物和单体成分具有抗炎镇痛、抗肿瘤转移、降血糖、杀虫抑菌、抗生育等作用。中药九里香虽已被收录在《中华人民共和国药典》2020 年版[1],但是其和《广西壮族自治区壮药质量标准》2008 年版[102]中仅对其性状、粉末鉴定进行规定,缺少活性成分含量测定标准,基于中药九里香传统功效和现代药理作用,分析其药效物质基础、制定和完善中药九里香科学的质量评价方法迫在眉睫。中药九里香抗炎镇痛、杀虫等疗效确切,已有三九胃泰颗粒、九龙胃药、肤阴洁复方黄松洗液等多种中成药上市,但抑菌、抗生育等其他活性作用机制尚不清晰。在倡导“减抗替抗”的趋势下,研究中药九里香抑菌成分及作用机制,从中药九里香中研发新抑菌药物具有良好的前景。此外,中药九里香中富含甲氧基黄酮类的活性成分,此类黄酮衍生物能显著提高肝脏代谢稳定性,并能改善肠道吸收,这将大大提高其口服生物利用度[103-104],此类黄酮化合物具有巨大研发潜力。
九里香、千里香是广东、广西的特色药用植物,岭南地区温暖、湿润气候和独特的地理环境特别适宜其生长。但是,因其结实率低、扦插周期长、生根率不高,限制了其人工培育,导致国内中药九里香在市场上的短缺,给三九胃泰颗粒等以中药九里香为原料的中成药带来一定的生产压力。随着植物组织培养技术在药用植物种质资源保存和栽培的广泛应用,有助于实现九里香和千里香的大规模快速繁育。