药用植物富贵菜的研究现状与展望

李炎林,熊兴耀,刘东波,于晓英,张家银,刘明月,

(1.湖南省马铃薯工程技术研究中心,湖南长沙 410128;2.湖南省作物种质创新与资源利用重点实验,湖南长沙 410128;3.湖南农业大学园艺园林学院,湖南长沙 410128)

富贵菜 (Gynura divarica ta DC.)是菊科三七属多年生宿根草本植物[1],又称白子 (籽)菜、白背菜、鸡菜、白背三七草、大肥牛、叉花土三七、菊三七等,是一种药食兼用型的保健型野生蔬菜[2]。富贵菜为我国民间传统的中草药资源,具有清热凉血、活血止痛、止血之效,主治咳嗽、疮疡、烧烫伤、跌打损伤、风湿关节痛、崩漏、外伤出血等[3]。民间以富贵菜为食谱,广泛用于高血压病、高血脂症、糖尿病、癌症、乳腺炎、关节炎及支气管炎等,被称为“神仙草”[4-6]。

作为我国传统的民间药食兼用型植物,具有重要的经济价值和社会效益,其已在社会中引起广泛的关注。本文综述了国内外富贵菜在植物学特性、资源分布与生态环境、营养与保健、采后保鲜、栽培繁殖病虫害防治、功能化学成分及药理作用研究等方面进行了综述,旨在为进一步综合合理地开发利用富贵菜资源提供参考。

1 植物学特性

多年生草本,株高 30～60 cm;直根系,主根肉质,侧根多;茎肉质,基部紫色带绿,嫩茎浅绿色,具浅棱,被短柔毛或无毛,分枝力强。叶为单叶互生,通常集中于下部,肉质,椭圆形或卵形,长 2 cm～15 cm,宽 1.5 cm～5 cm,先端钝或尖,基部截形,微心形或楔形,渐狭成柄,边缘有锯齿或浅裂,稀全缘;叶脉羽状,侧脉 3～5对;叶面绿色,背面有时变紫色,两面被短毛;叶柄长 0.5 cm～4 cm,偶尔基部具有卵形或半月形的耳;上部叶较小,狭披针形或线形,羽状浅裂。头状花序 3～5个,排列成伞房花序;花序梗长 1 cm～15 cm,被毛短,具 1～3苞片;总苞钟形,长 8 mm～10 mm,宽 6 mm～8 mm,具数个小外苞片;总苞片 11～14,线状披针形,宽 1 mm～2 mm,先端渐尖,边缘膜质,背面被毛或无毛。橙黄色小花,管状,长 11 mm～15 mm,管部长 9 mm～11 mm。瘦果褐色,圆柱形,长 5 mm,具 10条肋,肋间有微毛;冠毛白色,绢毛状,长 10 mm～12 mm;花果期 8月～10月[1,7]。

2 生态学特性

富贵菜主产台湾、广东、广西、海南、云南、贵州等地,越南北部也有分布,即耐热喜湿,又能耐寒、耐旱,生长适温为 20℃～30℃,低于 15℃茎叶生长缓慢,成株可忍耐 40℃的高温、3℃的低温、-2℃时地上部分冻死,南方地区可以露地越冬。植物喜阳光充足,但适当遮荫有利于提高产量和品质。对土壤要求不严格,忌积水,但以微酸性至中性、土层深厚、疏松肥沃、保水保肥能力强的壤土或沙壤土为宜[2,8-13]。

3 营养与保健

富贵菜是 20世纪 90年代中后期逐渐从野生蔬菜发展为人工栽培生产的高档蔬菜,其营养丰富,新鲜的富贵菜富含水分、粗脂肪、粗蛋白、维生素类、微量金属元素等[8]。任冰如等[14]认为富贵菜至少含有人体必需的 7种氨基酸,其中苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸这 5种必需氨基酸的比例,所有植物都高于模式谱标准值;杨暹等[15]研究认为新鲜富贵菜含较高的水分、灰分、粗纤维和矿物质营养元素,特别是 K的含量较高,但其能对铅、镉等重金属元素有富集;富贵菜富含亚麻酸和亚油酸等脂肪酸成分,对治疗心血管系统疾病、降低血脂、抑制血栓的形成和抗溃疡等有一定的作用[16-17];曾宪锋等[18]对不同生长发育阶段、不同生长环境的白子菜硝酸盐和亚硝酸盐的含量研究表明其亚硝酸盐的含量均低于无公害蔬菜亚硝酸含量的限量标准(≤4.0 m g/kg),为品质上乘的蔬菜。综上所述,富贵菜是一种营养丰富,品质优的一级蔬菜。

4 采后处理

鲜切蔬菜因其方便、营养、卫生、新鲜的特点受到广大消费者的喜欢,符合我国传统的消费市场。富贵菜是一种较难保鲜的蔬菜,采后在自然状态下1天甚至几个小时后就开始失水萎蔫甚至腐烂。李素清等[19]对不同贮藏温度处理下的富贵菜的采后生理特性研究表明 (5±1)℃处理能显著抑制鲜切富贵菜贮藏期间的呼吸强度和蒸腾失水,保持较低的膜透性、丙二醛含量和较高的叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活性,从而延缓富贵菜的衰老,延长了贮藏寿命;复合护色保鲜剂组合:0.1%抗坏血酸+0.1%柠檬酸 +2.0%CaC l2+0.4%植酸可以较好地抑制鲜切富贵菜的褐变和 PPO活性,保持较高的叶绿素含量、V c含量、POD活性和较低的丙二醛含量,该护色保鲜剂组合能较好的满足鲜切富贵菜采后护色与保鲜的要求[20]。

5 栽培繁殖以及病虫害的防治

随着蔬菜市场的无公害化栽培以及富贵菜由野生蔬菜驯化为人工栽培,其栽培面积不断扩大,产品质量要求不断提高,栽培技术也在不断改进。其栽培技术要点主要包括产地环境的选择、育苗、定植、肥水管理、中耕除草、病虫害的防治、适时采收等[2,8-13]。

富贵菜很少结籽,而其茎节部位容易产生不定根,故在富贵菜的生产中一般采用扦插繁殖来育苗。为适应工厂化的生产,李娈[7]首先建立了富贵菜离体培养体系,通过对培养条件进行优化,获得最佳的基本培养基、外植体类型、接种方式及光照强度等建立富贵菜的微繁体系。

作为一种野生蔬菜,富贵菜抗性较好,病虫害少,仅常见的病虫害有蚜虫、斜纹夜蛾、灰霉病等。但随着野生驯化的一种栽培,在不同的栽培地区相续报道了富贵菜的黑斑病[21]、青枯病[22]、立枯病[23]等。

6 功能化学成分及药理作用

6.1 功能化学成分研究

富贵菜的化学成分主要包括多糖、黄酮类、吡咯西里啶生物碱、挥发油成分等。目前国内对其有效成分的提取、分离和鉴定工作较多。

6.1.1 挥发油

秦晓霜等[24]对全株风干的富贵菜进行 GCM S色质联用仪分析得出富贵菜挥发油的总离子图中共显示 46个峰,其中主要成分为荜橙茄醇、斯潘连醇、δ-杜松烯、柏木烯、β-石竹烯、γ-榄香烯、植醇、α-石竹烯、紫苏醛、β-合欢烯、喇叭茶醇、棕榈酸、咕芭烯、2-十一酮、6,10-二甲基 -2-十一酮;冼寒梅等[25]经 GC-M S分析鉴别出富贵菜挥发油化学成分 44种,其中在根、茎、叶挥发油中分别鉴定出31,25和 27种化学成分,有 14种成分为 3个药用部位所共有其中以α-石竹烯、δ-荜澄茄烯、大叶香烯 D。

6.1.2 黄酮类及其苷类化合物

[26-27]报道,富贵菜植株中含有黄酮类化合物,且不同部位黄酮类物质的含量不一样;从富贵菜中分离得到的黄酮类及其苷类化合物主要有槲皮素、3-O-β-D-吡喃葡萄糖槲皮素、3-O-β-D-吡喃葡萄糖 (6→1)-α-L-鼠李糖槲皮素、3-O-β-D-吡喃葡萄糖 (6→1)-α-L-鼠李糖山柰素、胡萝卜苷等[28,30]。

6.1.3 多糖类

姜曼花等[29]以温度、固液比、提取时间和提取次数四因素采用单因素实验确定正交水平的方法水提白背三七,发现其可能含有 3种多糖成分。

6.1.4 醇类化合物及其衍生物

据参考文献[28,30],从富贵菜 (白背三七)中分离提取到的醇类化合物及其衍生物主要有表木栓醇、乙酰表木栓醇、β-谷甾醇、豆甾醇、正二十烷、二十四烷醇、二十八烷酸、二十八烷醇、棕榈酸、豆甾醇 -3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、豆甾醇、β-谷甾醇、木栓酮。

6.1.4 其他

除以上几类主要化合物外,还从富贵菜中分离得到了腺苷[28]、尿苷[28]、到千里光裂碱型和奥托千里光裂碱型的吡咯里西啶生物碱[31]。

6.2 药理作用研究

富贵菜作为我国传统的保健型蔬菜和中草药资源,具有清热、凉血、散瘀消肿等功效,民间常用做治疗糖尿病、抗肿瘤的中草药来应用。

据相关研究报道,白背三七草水提取液对蚕豆根尖细胞的微核率没有影响;而对环磷酰胺诱发的微核率则有抑制作用,其微核率从 41.6% ±5.32%降至 2.2%±2.17%,提示这种植物具有一定的抗癌作用[32]。白背三七鲜样水提物 3.3,6.6 mL/kg及 95%乙醇提取物 0.75,1.50 m L/kg对正常小鼠的血糖有显著的降低作用,其中 1.50 mL/kg 95%乙醇提取物的降血糖效果优于格列本脲;白背三七乙酸乙酯提取物 40 g(生药)/kg,正丁醇提取物 4 g(生药)/kg均可明显降低正常小鼠的血糖,且乙酸乙酯提取物 40 g(生药)/kg能明显降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖;白背三七总生物碱 (32,16,8 m g/kg)、总黄酮 (8,4,2 m g/kg)及单体化合物 IV[3-O-β-D-吡喃葡萄糖 (6→1)-α-L-鼠李糖山奈素](8,2 m g/kg)对正常及四氧嘧啶糖尿病模型小鼠血糖水平均有降低作用,该作用对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠更为显著[33]。

7 展 望

富贵菜作为原产于中国的亦食亦药的植物资源,其具有悠久的食用和药用历史。目前国内对该种植物的研究主要集中在野生引种驯化与栽培、功能化学成分的初步分离提取工作等,但尚无进一步深入的探索,更缺乏对富贵菜资源的摸底,缺乏对其化学成分与活性之间的关系的系统研究等,综上所述,笔者建议从以下几个方面做工作:

(1)种植资源遗传多样性研究和保护

物种保护策略和措施的制定必须建立在对物种多样性水平和居群遗传结构充分了解的基础上。在充分收集国内外的富贵菜资源的基础上,利用AFLP、微卫星、单核苷酸多态性等分子标记方法,对富贵菜种内的亲缘关系、遗传结构及进化水平等进行深入研究,结合对传粉、种子散布、繁育系统和人为破坏等方面的研究,将为富贵菜的保护、引种驯化、遗传育种、标准化种植研究提供理论依据。

(2)现在育种技术和栽培技术

为解决富贵菜需求量高、野生和栽培存在差异等资源、质量问题,有必要加强育种和种植研究。利用杂交、转入优良性状基因、组织培养等方法可改良品种,提供优质种源。对富贵菜资源进行规模化和规范化生产,实现产品生产全过程的质量保证,对稳定并提高产品质量有重要作用,从而将中药工业现代化、中药农业现代化和蔬菜产业现代化三者有机地结合起来。

(3)现代新兴生物技术应用

利用分子生物学技术手段,建立富贵菜 DNA指纹图谱和化学成分指纹图谱,通过对不同产地富贵菜的基因型、药用特征成分、含量和分布式样进行深入研究,不仅可以为富贵菜的鉴别和质量评价提供科学依据,而且通过DNA图谱和化学图谱的相关性研究,有助于筛选出优良品种。通过开展富贵菜主要药用成分生物合成途径、机理以及相关的功能基因的研究,将为下一步通过细胞工程和基因工程直接生产药用生理代谢产物奠定基础。

(4)加强药理学研究强度

加强对富贵菜的化学和药理研究,并将研究与民间用药方向相结合,具有活性的新成分,对于指导临床用药、开发新药和扩大新药源是非常必要的。

(5)开展综合运用

根据相关报道,富贵菜对铅、镉等重金属元素具有富集作用,根据这一特性可以用来治理被重金属污染的地区,净化土壤和水体,进行综合开发。

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