南方红豆杉的生理学特征与开发利用前景

江 林 ,涂国勤 ,谢 敏,曾国强 ,朱美弟,刘美凤,游开荣 ,刘红兰

(江西省景德镇市枫树山林场,江西 景德镇 330304)

1 引言

红豆杉(Taxus spp.),通常为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)植物的总称,是一类古老的植物类群,全世界有11种,分布于北半球的温带至热带地区。在我国有4种 1变种,即东北红豆杉(T.cuspidata sieb.et Zucc),西藏红豆杉(T.wellichina Zucc),云南红豆杉(T.yunnanensis Chang et L.K.Fu),中国红豆杉(T.chinensis(Pilger)Rehd)和一个变种南方红豆杉(T.chinensis var.mairei(Lemee et Levl.)Chang et L.K.Fu)。浮梁县是南方红豆杉的重要自然分布区域之一。

南方红豆杉是雌雄异株、异花授粉植物,在自然条件下雄株多,雌株少。在天然群落中雌雄比例约为1∶9左右,只有在雌雄株混生的地方才能采集到种子。大多数雌树每年都生产一些种子,但丰年的频率不多,一般6～7年才有1个丰年,这可能是由于物种间隔离(散生于林中)或花期不遇(雌雄异株、异花授粉),致使传粉授精受阻,种子产生数量较少。南方红豆杉种子休眠属典型的综合型休眠,种皮结构由外至内为蜡质层、木栓层、石细胞层。其坚硬致密的结构形成透水、透气屏障,从而使种胚在后熟过程中,长期处于低氧分压及水分亏缺状态,不利种内抑制物的降解。抑制物的存在,抑制着种胚的分化与生长,降低酶的活性,使胚后熟过程延缓,导致种子长时间休眠,一般在自然条件下要经过两个冬季和一个夏季才能发芽。

景德镇市枫树山林场多年来开展南方红豆杉研究,解决了南方红豆杉何时采种为最佳时间、种子如何处理技术、种子催芽技术、播种技术、扦插繁苗技术问题,掌握了一整套以上多项技术组装后高新技术,为我省林改后林农发展南方红豆杉产业提供技术保障。

2 珍贵的紫杉醇原料林树种

从红豆杉中提取的紫杉醇(Taxol)是20世纪70年代由美国科学家Wani从短叶红豆杉(Taxus brevi f olia)树皮中提取出来的一种具有独特抗癌作用的天然产物,因其具有良好的抗癌活性和独特的抑制微管解聚、稳定微管的作用机理,而成为最受瞩目的抗癌新药(Paclitaxel)。1992年首获美国FAD(美国食品医药管理局)正式批准用于临床,1993年以来,紫杉醇已相继在美国、加拿大、瑞典、英国、澳大利亚、澳地利等国家上市,每30mg/瓶批发价高达146.1～184.0美元。美国国立癌症研究所(NCI)预测,今后10～15年内紫杉醇将成为主要的抗癌药物之一。据测定,该属植物中紫杉醇含量极低,一般为 0.0001%～0.069%,平均为 0.015%,提取收率0.01%。要获得1kg紫杉醇,需要4000棵红豆杉树剥皮的104kg树皮。一个剂量的紫杉醇,就需要6棵高达10m、树龄100年以上的红豆杉树皮原料。随着临床应用和新药上市,对红豆杉树皮原料的需求与日俱增。据有关方面估计,目前全球紫杉醇的总销售额已经达到15亿美元。各地纷纷开发利用红豆杉资源,一些外国公司更是把天然资源丰富的中国作为原料基地,前几年,引发了云南、四川等地的野生植物资源遭到大规模过度采伐和严重破坏,致使本来就十分有限的资源处于濒临灭绝状态。

3 南方红豆杉的开发应用分析

3.1 优质的高级工业与雕刻用材

南方红豆杉生长极其缓慢、天然更新乏力、其木材坚硬致密、干缩小、边材浅黄色、心材桔红色、耐腐蚀性强,水湿不腐,为优良的建筑、水工程、桥梁、家具、器材等用材,因木材产量少,一般仅作特种工业、珍贵雕刻用材,当前木材出口日本每立方米木材价格高达3000美元。

3.2 优美的城乡园林绿化树种

南方红豆杉(TaxusChinensis Var.mairei)是亚热带典型地带性植被中的关键种,为常绿高大乔木、树干通直、树姿优美、枝叶茂盛、叶色浓绿、种子成熟时呈红色、种皮鲜艳夺目,有美丽红豆杉之称,是极好的庭院绿化树种。南方红豆杉扦插苗萌芽能力强,呈灌木状生长,枝叶浓密,耐荫耐剪,可修成各种形状的矮灌花木或培育成高档盆景。

3.3 优良的生物农药制剂原料

据报道,欧洲红豆杉为欧洲常见的有毒性植物,常引起人和家畜中毒,50～100g叶的煎剂可使人死亡,干叶对兔的MLD为0.7g/kg,其主要成分紫杉碱B(taxine B)对大鼠静脉注射LD50为4.5mg/kg。国内文献报道,我国仅东北红豆杉一种有毒性,马、骡、牛、猪和羊等家畜在冬春喜食其叶片发生中毒,果实的假种皮味甜可食,含糖量达23.5%,多食会发生中毒。南方红豆杉的叶含金秋双黄酮(Seiadopitysin)、皮含鞣酸(Tannin),种子 、根均可入药,有祛风除湿、化痰止痛、杀虫的功能。从化学成分等方面考虑,东北红豆杉和南方红豆杉的茎、叶、果等也应具有相似的毒性。因此,南方红豆杉植物体有可能用于制造生物农药,有关该方面的研究尚待进行。

[1]张志权,陈志明.南方红豆杉种子萌发生物学研究[J].林业科学研究,2000,13(3):280～285.

[2]陈际伸,黄宝龙.红豆杉资源与紫杉醇研究进展[J].江西林业科技,1998(4):32～36.

[3]吴晓明,万小金,程小东.景德镇市南方红豆杉的经营策略与培育技术[J].江西林业科技,2006(3):45～46.