李灵,周芳美*
(浙江中医药大学医学技术学院,浙江 杭州 310053)
三叶青(Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg),又名石猴子、三叶扁藤、丝线吊金钟等,葡萄科崖爬藤属多年生常绿草质蔓生藤本植物。其作为我国特有的珍稀中药品种,是新“浙八味”之一,具有消炎止痛、清热解毒、活血散结、祛风化痰的功效[1]。此外,三叶青具有较高的园艺价值,可做室内盆景,极具观赏性。近年来由于三叶青抗病毒、抗肿瘤等功效的发掘[2],市场需求量不断增加,价格逐年攀升。过度采挖和驯化不足加剧三叶青野生资源的匮乏。繁殖体系优化和资源开发成为三叶青应用过程中的重要课题。本文就三叶青的种质资源、临床应用、繁殖方式、栽培技术等方面的研究进展作如下综合论述。
三叶青为我国南方的特有物种,根据藤形态颜色、叶片边缘锯齿分为紫藤和青藤两个品种,两者生长特性、繁殖方式大致相同,生长地域分明,不混合生长[3]。紫藤三叶青主要分布于37°18’以北的浙江、江西等地的山区,相比之下青藤品种分布更加广泛,分布于27°18’以南的福建、湖南、四川、贵州、广西、云南部分地区[4]。三叶青植物为阴生植物,喜斑驳光照,多生于海拔300~1000m山谷、灌丛、石壁阴湿处等环境中,荫庇度40%~50%,年均温度在16~22℃;忌阳光暴晒,忌积水,忌霜冻,喜肥沃疏松富含腐殖质的砂质土[5]。抗病能力强、虫害少,阴湿环境可铺地栽植,覆盖率以及成活率均较高。三叶青为多年生植物,繁殖速度慢,种子产量稀少。农家生产常自繁自用、只种不选,多采用无性扦插繁育,导致三叶青种质逐渐退化。随着三叶青研究的深入,其更多药理作用将被挖掘,市场需求量将越来越高,进而加剧供需缺口。届时,三叶青可能成为珍稀野生药材原料。寻找一种快速、高效的三叶青繁殖技术是当务之急。
三叶青根多糖通过下调细胞中miR-151含量来抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭,并诱导其凋亡[6];总黄酮还可以有效抑制HepG2细胞,并呈时间、剂量依赖性地使HepG2细胞凋亡[7];三叶青的块根提取物异槲皮苷可以减少HGF诱导的亲本或HGF/sf转染的膀胱癌细胞株NBTII细胞的迁移和侵袭[8]。
三叶青萃取后的乙醇提取物正丁醇和乙酸乙酯有抗呼吸道合胞病毒活性的作用且明显优于利巴韦林[9]。刘江亭等[10]进行体内药效试验后得出三叶青的块根醇浸物中、大剂量可有效提高患甲型H1N1流感病毒性肺炎模型小鼠的存活率和肺指数抑制率。
孙永等[11]提取三叶青叶片及根部的成分得出其可降低大鼠体内MDA含量,使SOD、T-AOC水平升高,同时使GSH含量升高,从而显著增强大鼠自身的抗氧化能力。何文等[12]研究表明三叶青的黄酮类和酚类提取物可能是其抗氧化功能的物质基础。
现代药理试验显示,三叶青富有镇痛消炎功效,临床表明其可有效缓解小儿外感高热,即起到解热作用[13]。黄有强等[14]得出三叶青多糖可以有效抑制LPS诱导的巨噬细胞凋亡,并使巨噬细胞中炎性因子TNF-α、IL-6含量显著降低。
三叶青提取成分还能有效保肝降酶和抗纤维化。三叶青提取物乙酸乙酯可显著抑制HBsAg和HBeAg的分泌,阻止HBV-DNA的复制,为量效、时效关系。
临床上,三叶青可应用于肝癌、宫颈癌、肺癌、白血病、艾滋病等多种疾病的救治,被誉为安全无毒性的“植物抗生素”。史奎钧[15]临床应用“振元抑瘤方”治疗恶性淋巴瘤,此方具有扶正固本、清热化痰、解毒散结、养阴益气的功效。杜琪威等[16]研究表明三叶青通过降低LC3蛋白表达,抑制乳腺癌细胞保护性自噬,对散结抗癌方联合新辅助化疗具有一定疗效。三叶青提取物对宫颈癌Hela细胞增殖起有效抑制作用,可通过上调P53及Bax蛋白表达诱导Hela细胞凋亡,下调MMP-2、MMP-9影响Hela细胞迁移、侵袭[17]。
目前野生三叶青资源流失匮乏,属于濒危珍稀药用植物[18],驯化程度不高,严重影响了三叶青产业的发展,因此优化繁殖技术以及发展新品种选育刻不容缓。近年来三叶青繁殖体系得到快速发展,如组培快繁、诱导转基因等多种现代繁殖途径,为保护三叶青资源提供了技术支持。
扦插为三叶青最普遍的繁育技术,其操作简易、管理方便。扦插基质、插穗类型、生长调节剂种类等均对三叶青的繁育有显著影响。赵富群等[19]创制在水溶液中扦插培育三叶青的方式,与组培相比极大降低了成本,便于管理,与传统扦插相比不受季节影响,且添加植物生长素IAA可以达到快速生根目的;洪霞等[20]利用立体限根栽培模式对三叶青带芽茎段进行扦插,研究发现采用控根容器进行繁育时,每个容器为2株时总产量较低,当每桶3株时有较高存活率,随后密度越大,存活率下降,此外该研究认为带叶片的茎段可进行蒸腾,防止插条腐烂,显著提高存活率。
组织培养又叫离体培养,目前该技术快速发展,不断得到优化完善。植物激素的选择对三叶青的组培发育起到极为关键的影响。洪春桃等[21]针对三叶青的腋芽诱导以及不定芽诱导体系进行优化,得出灭菌的腋芽茎段为最佳外植体,25%活性炭+0.5 mg/L 6-BA+1/2MS为最适腋芽诱导培养基,MS+0.2mg/L NAA+2.0mg/L 6-BA为最适不定芽诱导培养基。史清英等[22]将印度梨形孢接种至三叶青组培幼苗根部,有效促进了三叶青前期的生长发育、营养吸收以及抗逆性。
不少研究也提及三叶青组织培育过程中外植体的选择和处理。罗常荣等[23]针对组培外植体的消毒方法进行研究得:以三叶青茎段腋芽为外植体,75%乙醇浸泡5 min,0.1%氯化汞震荡10 min为最适消毒方法。王静[24]等研究表明带腋芽3~8节的半木质化茎段作为外植体效果好于带芽茎尖。目前还有利用液体悬浮培养、诱导出三叶青愈伤组织的方法,向倩倩等[25]利用发根农杆菌株系C58C1成功诱导出三叶青毛状根,且生长状态良好。
三叶青栽培模式主要包括仿野生林下栽培、大棚栽培以及大田栽培。倪川等[26]研究发现大棚栽培的三叶青光合能力和生长情优于林下栽培的三叶青,郁闭度60%~70%的阔叶林下用控根容器栽培的三叶青光合性能和叶片形态最佳。
三叶青宜种植在土质肥沃疏松、排水性能好的微酸性背阳林地。林秀明等[27]进行林下仿生栽培技术时得出栽培基质中蛭石、黄土、珍珠岩、有机肥和泥炭以2∶2∶1∶3∶2的配比种植三叶青效果最佳。
三叶青管理较粗放,除草时应避免伤及根系。夏季温度过高可通过雾状喷灌,低温可用稻草、树枝覆盖保暖防寒。可适当施草木灰,促进腋芽生长。三叶青病虫害较少,霉菌病可喷施硫菌灵。
三叶青含有黄酮、多糖等多种有效活性成分,全株和全草可入药,集抗肿瘤、抗病毒、解热化瘀、消炎镇静、护肝等众多疗效于一体,兼具安全无毒性的特点,为最理想的广谱“植物抗生素”,同时可作为观赏性盆景,具有极高的经济价值、社会价值和生态效益。由于三叶青的生存条件要求严苛,喜阴湿、喜散射光,加上生长缓慢和人为毁灭性挖掘,近年来三叶青数量锐减,远不能满足三叶青产业发展和市场需求量。因此有必要优化现代三叶青快速繁殖技术和先进栽培技术,这对于三叶青资源的保护和可持续发展具有十分重要的现实意义。
目前国内外对于三叶青快速繁殖技术研究仍较少,研究者多采用传统的扦插技术培育三叶青。此外,人们缺乏对三叶青种植资源现状的深入探索。因此有必要广泛收集三叶青的种植资源,不断改进、优化三叶青快速繁殖体系,从而有效改善三叶青种植资源紧缺、驯化不足的现状。组培技术是进行三叶青快速繁殖的有效途径,具有较大的发展潜力,有望实现三叶青大批量、规模化生产。此外,转基因、理化诱变等创新研究成功培育出三叶青优质新品种。相信凭借三叶青药效的普及应用,加之现代先进繁育技术的辅助,三叶青经济价值和生态效益必定会得到充分有效的开发利用。