紫茎泽兰入侵与防控现状及生物活性物质研究进展

周启武 杨国琴 王朝雯

摘要 紫茎泽兰被列入我国首批外来物种之首，它在长期适应各类环境、对抗自然界病虫草害等侵扰过程中逐渐合成了相应的次级代谢产物，一些成分还具有潜在的生物活性，是筛选绿色药物的重要资源。综述了近年来紫茎泽兰在我国的入侵现状、国内外防控技术及其植株内生物活性物质的研究进展，为进一步高效开发利用紫茎泽兰植物资源提供了参考。

关键词 紫茎泽兰;防控;生物活性物质;综合利用

Abstract Eupatorium adenophorum Spreng was listed as the first batch of alien species in China，it has gradually synthesized corresponding secondary metabolites in the process of adapting to various environments for a long time and fighting against natural pests，diseases and weeds. Some of the components also have potential biological activities and are important resources for screening green drugs.The current situation of E. adenophorum invasion in China in recent years，the research progress of domestic and foreign prevention and control technology and the biological active substances in the plant were reviewed，which provided reference for further efficient development and utilization of E. adenophorum plant resources.

Key words Eupatorium adenophorum Spreng;Prevention and control;Bioactive substances;Comprehensive application

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）属菊科泽兰属多年生草本或亚灌木植物，是一种世界性的恶性杂草，早被列入我国首批外来入侵物种之首[1]。紫茎泽兰入侵后产生大量的化感物质改善土壤微环境，使其具有很强的入侵性和生态适应性并在短时间内发展为单优群落，这对入侵地的生态环境、农林渔牧业安全生产、生物多样性、人畜健康等造成了危害，并对局部地区构成一定的威胁，产生的各类损伤损失不可计数[2]。

早期国家各级相关部门投入了大量的人力、物力和经费，试图将紫茎泽兰作为外来害草铲除，但一直未取得有效方法，目前研究方向逐步将综合开发与防治结合起来，化害为利，变废为宝，将生产活性炭、饲料、纤维原料、生物农药等进行充分合理利用[2]，且随着研究的深入，现又将紫茎泽兰作为一种新型生态资源或新药物资源开展了相关研究。笔者分别对紫茎泽兰在我国的入侵与分布现状、国内外防控技术、植株内生物活性物质等进行总结与展望，以期为进一步高效开发利用紫茎泽兰植物资源提供参考。

1 紫茎泽兰入侵与分布现状

1.1 入侵过程与机理

紫茎泽兰入侵后能够在很短时间内大范围传播扩散，除了与其拥有繁殖速度快、生长迅速、适应能力与抗逆性强等生物学特点外，还可能存在生物多样性阻抗假说、生态系统干扰假说、空余生态位假说、天敌逃避假说、入侵进化假说等[3-4]。目前研究结果普遍集中于2方面：①紫茎泽兰生物入侵与其植物体内多种细胞和细胞器中的热激蛋白多样性表达物可减轻逆境胁迫的分子机制[5-7];②与植株合成和分泌各种化感物质，从而抑制周围物种生长的化学机制[8-10]。

1.2 我国分布情况

紫茎泽兰原产于中、南美洲，随后作为观赏植物被引进夏威夷群岛、美国、英国和澳大利亚等，现已分布在全世界的70多个国家和地区，且在新西兰、泰国、菲律宾、缅甸、越南和印度等国家已泛滥成灾[11]。在我国，紫茎泽兰的入侵表现出明显的时间与空间变化。20世纪40年代，紫茎泽兰从东南亚的印度、缅甸和越南等国家传入我国云南边境，之后的二三十年间传播速度相对较慢，80年代出现快速的大范围扩张，90年代已达到最初入侵面积的4倍[12]，之后以每年约60 km的速度随西南风向东和向北扩散[13]。有学者利用生态位模拟方法预测，目前紫茎泽兰在我国云南、贵州、重庆、湖北、四川、广西、西藏、台湾等省广泛分布和危害，且可能已传播扩散至甘肃、宁夏、陕西、山西、河南等省区[14]。目前紫茎泽兰在我国一些省区分布及危害面积见表1。

2 紫茎泽兰综合防控与利用

2.1 防控技术

紫茎泽兰作为世界性恶性杂草，被称为“植物杀手”，对入侵区的生态环境、农林牧业，甚至对人们的健康生活都产生了极大危害，世界各国都较为重视紫茎泽兰的生物入侵，并长期、持續和系统地开展了大量的防控工作。我国将紫茎泽兰的防治工作视为一项生态工程来认真对待，明确了指导思想，因地制宜制订了防治计划，形成了有效的技术治理路线，并提供持续的资金支持和制度保障，先后采取物理防除、化学防除、生态防治等技术，甚至将几种防治方法联合应用于防止入侵区紫茎泽兰的传播扩散。笔者综合比较了国内外有关紫茎泽兰的防控技术（表2），以期为进一步开展综合防控或新型防控技术研究提供参考。

2.2 综合利用

近年来，人们逐渐认识到紫茎泽兰作为一种有用生物所存在的利用价值，并将思路转向如何开发利用紫茎泽兰资源。有学者从生态学的角度考虑，以其不破坏生态系统平衡为前提，定期收集紫茎泽兰后经复合菌种发酵或脱毒处理后作为猪、鸡、鱼的绿色饲料[2]，充分利用紫茎泽兰资源促进畜牧业的发展;有的将其用作绿肥、堆肥原料、沼气肥原料、地面覆盖物、铲草后烧灰作为肥料[26-27];有的将其配合其他纤维物质制成清洁炭[28]、蜂窝煤或经过加工气化、热解产生生物燃气等作能源使用[29];因紫茎泽兰粗纤维含量高，有的将其开发制造成刨花板，各项指标均达国家对木质中密度纤维板标准的要求[30];有些地区将紫茎泽兰用于扎染工艺，不仅成本比化工染料低，而且不危害健康，具有驱除蚊虫的功效，染过的废料还可作肥料[31];还有的充分提取紫茎泽兰内部的挥发性物质，将其制作成具有独特香味的精油，用于配制日用香精[32];紫茎泽兰内部还含有很多生物抑制剂，能够杀死或抑制仓库害虫（如米象）[33]、作物害虫（如甘蓝蚜）[34]、病原菌（如白僵菌、马铃薯晚疫病菌等）[35-36]，可作为很好的生物农药资源进行开发利用。随着人们观念的转变，进一步加强应用研究与开发，变害为宝，服务人民是综合治理紫茎泽兰的努力方向。

3 紫茎泽兰活性物质及其生理功能

在研究紫茎泽兰入侵机制过程中，人们发现植株内部合成了丰富的具有化感作用、毒性及抗逆性等相关的生物活性化学成分[4]。目前已从紫茎泽兰的不同部位共分离出逾100个化学成分，主要包括单萜类、倍半萜类、三萜类、甾体、黄酮类、苯丙素类及相关衍生物，其中部分化学成分已被发现具有抗菌、抗病毒、拒食、杀虫、降压、抗氧化及抗肿瘤等活性[37-39]。通过文献调查，笔者对从紫茎泽兰中分离鉴定的具有生物活性的主要物质进行了整理（表3），以期为紫茎泽兰充分开发利用并作为新型药物资源提供参考。

4 結论与展望

紫茎泽兰在我国危害严重、分布面积广，给入侵地带来了各种损失，要将其彻底铲除还需投入大量资金研究有效的防除技术。若转变研究思路，利用丰富的紫茎泽兰资源开发更多具有抗菌、消炎、杀虫、镇痛、抗病毒、抗癌等活性的植物源新型药物或药物前导物，对紫茎泽兰进行资源化利用，同时达到科学防控的效果。目前报道有关紫茎泽兰综合开发利用的基础研究较多，功能活性成分的提取物大多为粗提混合物，针对单体化学成分的鉴定技术、活性机理及其深入利用研究有待进一步加强。这些科学研究和探索将为开发新型、高效、安全的药物，实现紫茎泽兰“变害为宝”提供前瞻性的科学指导和依据。

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