药用百合种质资源利用研究进展 

2024-12-31 00:00:00罗成禹袁志涛刘海姣袁野郑思乡
湖南农业科学 2024年9期
关键词:种质资源药理

摘要:百合属物种被纳入《中国药典》并延续至今的有卷丹、百合、细叶百合3个种,具有养阴润肺、清心安神等功效。但药用百合在资源分布、主要成分等方面仍存在一定差异。通过对百合药用起源和药用百合资源分布现状、主要特征性成分及药理、资源利用等方面的研究文献进行综述,以期为药用百合种质资源开发利用提供参考。

关键词:种质资源;特征性成分;药理;药用百合

中图分类号:S567.23+9 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2024)09-0098-05

Research Progress in the Utilization of Medicinal Lily Germplasm Resources

LUO Cheng-yu1,YUAN Zhi-tao1,LIU Hai-jiao1,YUAN Ye2,ZHENG Si-xiang2

(1. Huaihua Academy of Agricultural Sciences, Huaihua 418000, PRC; 2. Hunan Institute of Agricultural Environment and Ecology, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, PRC)

Abstract: According to Pharmacopoeia of the People’s Republic of China, Lilii Bulbus is a herbal medicine derived from Lilium lancifolium Thunb., Lilium brownii F.E. Brown var. viridulum Baker, or Lilium pumilum DC., with the effects of nourishing yin, moistening lung, clearing heart, and tranquilizing mind. However, the resource distribution and main components vary among different medicinal lily species. This article reviews the studies about the origin, current distribution, main characteristic components, pharmacological effects, and resource utilization of medicinal lily, aiming to provide reference for the development and utilization of medicinal lily germplasm resources.

Key words: germplasm resources; characteristic components; pharmacological effects; medicinal lily

百合(The Lilies)是北半球温带地区广泛分布的一类单子叶草本植物,在亚洲、欧洲、北美洲的大部分地区都有百合属物种分布[1]。百合属物种繁多,约55个种在我国分布[2],人们常说的百合通常包括了百合科百合属的所有物种,以及所有人工培育的百合杂交种。许多百合属物种具有观赏、食用和药用价值,一些百合属物种在中国有着悠久的药用、食用历史,经过数百年临床用药的实践检验,具有稳定治疗效果的有卷丹(Lilium lancifolium Thunb.)、百合(Lilium brownii F. E. Brown var. viridulum Baker)

和细叶百合(Lilium pumilum DC.)3个物种,1977年被纳入《中国药典》并延续至今[3]。药用百合入药部分为鳞茎,主要含有甾体皂苷、多酚、生物碱和多糖类等活性成分,具有广泛的药理作用,如止咳祛痰、镇静催眠、免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗抑郁、降血糖及抑菌等[4]。

本文对百合药用起源和药用百合资源分布现状、主要特征性成分及药理、资源利用等研究文献进行综述,旨在为药用百合种质资源的合理利用、种质创新及可持续发展提供参考。

1 百合药用起源

百合药用肇端于汉代,充实于魏晋南北朝、隋唐宋金元时期,丰富于明清时期,近现代临床应用范围广泛[5]。汉时期《神农本草经》中百合被列为中品,为后世百合本草主流记载[6]。东汉张仲景以百合为主药治疗百合病及其变证,此时期虽对百合的功效有所记载,但对于百合治疗百合病的缘由不甚清楚。随着医疗实践的丰富,人们对百合物种及其药用的认识也越来越全面,至明清时期的本草著作对百合有了更加全面的记载。

在物种识别方面,唐朝《新修本草》记载“此药有二种:一种细叶,花红白色;一种叶大,茎长,根粗,花白,宜入药用。”[7]。明代《本草纲目》记载“百合一茎直上,四向生叶……五、六月茎端开大白花,长五寸,六出,红蕊四垂向下,色亦不红。红者叶似柳,乃山丹也。”[8]清代《本草崇原》记载“三月生苗,高二三尺,一茎直上,叶如竹叶,又似柳叶,四向而生,五月茎端开白花,芬芳六出,四垂向下,昼开夜合,故名夜合花……一种花红不四垂者,山丹也;一种花红带黄而四垂,上有黑斑点,其子黑色,结在枝叶间者,卷丹也。盖一类三种,唯白花者入药,余不可用。”[9]民国时期,张寿颐在《本草正义》中总结道:“必以白花者为真百合,其红花者则为山丹,又一种红花带黄,花有黑斑而其子先结于叶间者,则为卷丹”[10]。

在药用功效方面,明清时期《滇南本草》《本草蒙笙》《本草新编》等本草著作,对百合功效有了更加全面的记载,除了治“颠邪”“啼泣”“狂叫”“惊悸”“杀蛊毒”“气胁乳痈”“发背”“诸疮肿毒及产后血狂晕”等祛邪类作用,对百合的扶正补益作用有了较多认识;李时珍在《本草纲目》中明确区分了百合根、花、子各有所用;现代学者多以通过提取和分析百合中的化学成分并开展药理研究为主,例如,百合多糖有一定的止咳祛痰、调节免疫的作用,百合皂苷有一定的镇静催眠、抗抑郁、抗肿瘤作用,百合中的黄酮类化合物有一定的抗氧化作用,百合的降血糖作用效果显著等[5]。

从历代学者和医者的记载分析,药用百合基源植物主要有白花类的百合、红花类的山丹(细叶百合)、红黄花类的卷丹三种[11],现代医者将抗病性强、适应性广的卷丹,细叶百合,食用口感好、药效显著的百合,归为药用百合范畴;百合药用最初用于治疗百合病,之后利用其“养阴润肺,清心安神”之功效,常用于治疗阴虚燥咳,劳嗽咳血,虚烦惊悸,失眠多梦,精神恍惚等疾病[12]。随着现代科技的发展,药用百合资源的挖掘与应用不断深化,临床治疗作用与范围得到扩增。

2 药用百合种质资源分布现状

中国是卷丹、百合、细叶百合的自然分布中心,野生百合资源分布极广,从云贵高原到长白山区,遍及26个省、自治区的海拔100~3 200 m荒山野岭中[2, 13]。

野生卷丹是在我国分布最为广泛的原生百合,南至广西、北到吉林、从西藏向东一直至江浙一带均有它的自然分布,常生于海拔400~2 500 m的林缘路旁及山坡草地,经过引种驯化,全国各地均有栽培,在江苏宜兴有数百年栽培历史,因此卷丹又有“宜兴百合”之称,龙山百合亦为卷丹的优良栽培种,以江苏宜兴太湖西岸渎边地区、湖南龙山地区等产出为佳[14-15]。卷丹有黄色的Lilium lancifolium var."flaviflorum、小型化的Lilium lancifolium var. plenescens等多个变种。

百合又名龙牙百合、棕色百合,是野百合的一个变种,分布于广西、湖南、湖北、江西、安徽、福建、浙江、四川、云南、贵州、陕西、山西、甘肃、河南、河北及浙江等地,生长于海拔100~2 150 m的山坡草丛中、疏林下、山沟旁、地边及村旁,以江西泰和、万载和湖南隆回所产为道地,但由于百合连作障碍及病虫害等原因,种植区域已不断向周边地区扩散[16]。

野生细叶百合生于海拔400~2 600 m的山坡、林下及山地岩石间,在东北及河北、河南、山东、山西、内蒙古、陕西、宁夏甘肃、青海等省区有零星分布,现尚无大面积人工种植[17]。

在3个药用物种中,卷丹百合因其广泛的适种性而产量最大,为药用主流品种;龙牙百合因品质优、口感好的特点,市场上更偏向于药食两用[2];细叶百合目前人工栽培面积相对较少,以野生资源为主,市场上基本不见流通。

3 药用百合主要特征性成分及药理研究

百合以干燥肉质鳞片入药,具有养阴润肺、清心安神、止咳祛痰等功效[18]。目前研究较多的活性成分有甾体皂苷类、多糖类、多酚类、生物碱类。3个物种药用百合已报道的甾体皂苷及甾醇类有38种[19],为百合主要特征性成分之一,具有镇静催眠、降血糖、抗抑郁、抗氧化、抗炎等药理作用。百合多糖具有止咳祛痰、调节免疫力、降血糖、抗氧化、抗疲劳等药理作用[2]。研究表明不同药用百合中甾体皂苷和多糖含量具有显著差异,高淑怡[20]、张晓莉[21]等分别对3种药用百合的甾体皂苷、多糖进行含量分析,结果表明均以卷丹中含量最高。活性成分含量的高低一定程度决定百合药用价值,因此卷丹在镇静、安神、止咳等方面具有更强的药效,这与童巧珍等[22]研究结果一致。此外多酚类化合物也是百合主要活性成分之一,有80余种多酚化合物已被发现和提取,于鑫等[23]将百合中分离出的多酚分为黄酮及其苷类、酚酸甘油脂类、酚甘油类糖苷、酚类糖苷、苯丙素蔗糖脂类和单体酚酸类6大类化合物,具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抑菌、抑制DPP-IV、抗病毒、调节脂质代谢等药理作用。药用百合中的生物碱已分离出8种,具有抗癌、抗肿瘤的药理作用,其中秋水仙碱为研究最多的化合物,临床上常用于乳腺癌与痛风的治疗[4]。

4 药用百合种质资源利用

4.1 龙牙百合种质资源利用

龙牙百合喜光照,喜阴凉,忌水涝,适宜于生长季10℃以上,有效积温1 130~2 500℃的地区栽培[24]。相较于其他两个药用物种,分布海拔相对较低,抗性较低,连作障碍也相对严重。近几十年来,主产区不断变化,从传统产区江西省、湖南省已向周边省市扩散,陕西省、山西省、河南省、河北省、安徽省、广西省均有引种栽培。

龙牙百合是培育优质药食两用、赏食两用百合新品种的优异资源。不同产地、不同品种间百合资源差异显著,对不同百合资源的主要营养成分与活性成分进行分析,对于筛选、开发和利用药食百合具有重要意义。郎利新等[25]研究表明,不同品种的百合营养成分种类基本相似,但是含量有显著差异,龙牙百合鳞茎中总糖、淀粉、还原糖、纤维素、维生素B1的含量较其他两种药用百合含量更高,对基本营养成分含量和氨基酸含量进行主成分分析,龙牙百合营养成分较好,口感更脆爽,对于食用市场价值更高。武利可等[26]选用万载龙牙百合与兰州百合进行远缘杂交,通过切柱头授粉和胚抢救技术获得了F1代试管苗,经测定,F1代可溶性总糖均高于亲本。李润根等[27]采用胚珠培养方法,成功解决了龙牙百合和兰州百合远缘杂交受精后的障碍问题,获得后代单个鳞球平均增重达151.67 mg。崔罗敏等[28]

采用常规授粉与切柱头授粉等技术,以三倍体铁炮百合为母本,龙牙百合为父本,经过胚拯救,成功获得非整倍体后代,具有非常好的观赏价值。

4.2 卷丹百合种质资源利用

卷丹在全国范围均有分布,是百合药用的主要来源品种[29]。有研究表明植物脂肪酸不饱和度与植物抗逆性呈正相关,并会形成更多活性成分前体[30]。郎利新等通过3个不同产地的卷丹进行47种营养成分检测,发现3个产地卷丹的脂肪酸不饱和度均高于其他样品[25];陈越[31]、雷卢恒[32]等通过对不同品种百合与不同产地的卷丹居群进行生物活性成分检测,发现卷丹百合鳞茎中多糖含量、总皂苷、总多酚、总生物碱含量均最高,西藏拉萨、四川凉山、黑龙江哈尔滨、云南保山等地卷丹百合生物活性成分更高。因此低温冷凉的生长气候条件可能有利于提高卷丹脂肪酸不饱和度和其他食药用成分[30],增强功能性资源开发效率,这对卷丹优质产地选择具有指导意义[25]。

卷丹具有极强的适应性及抗逆性,是百合新品种培育的极佳种质。雷美艳等[33]通过对野生卷丹百合进行染色体加倍,选育出新品种“渝百合1号”,植株长势健壮,鳞片大而厚实,适口性较优。符勇耀等[34]同样通过染色体加倍,培育出卷丹新种质JD-h-15,鳞茎中可溶性糖、总黄酮和总皂苷含量均显著高于普通卷丹。为培育抗性强、观赏性优良的卷丹百合新种质,龙山县印家界生态农业开发有限公司以卷丹百合为亲本,与其他观赏性百合杂交,培育出抗寒能力强、药赏两用的百合新品种——龙百一号;舒珂等使用3个观赏百合品种与卷丹百合进行杂交,最终获得2个杂种株系[35]。朱校奇等[36]利用辐射诱变的方法培育新种质,借助2Gy60Co-γ射线处理卷丹鳞茎,经过连续2个营养世代种植后,成功获得卷丹变异株。陈曼等[37]采用体细胞电融合技术,融合龙牙百合与卷丹百合体细胞,形成了新的百合种质。

4.3 细叶百合种质资源利用

野生细叶百合主要分布在东北地区,未见有大面积引种驯化、栽培的报道。细叶百合又称山丹,在《日华子本草》中有药用的记载,主要用于外科散瘀血[38],鳞茎、花药或种子具有滋阴润肺、清心安神的功效[39]。目前对于细叶百合有效成分提取方面的研究多集中于黄酮类物质。

细叶百合花外形美丽,花色鲜艳明快,除去药用外,还具有极佳的观赏价值。同时,细叶百合具有极强的抗盐碱、抗旱性、抗病性,是百合抗性育种的优良亲本,与其他原种、野生种杂交,是获取具有一定药效、观赏性佳、抗逆性强等特点的百合新品种的重要途径。徐丽萍等[40]将细叶百合与亚洲百合进行杂交,培育出新的花卉百合品种。何珊珊等[41]则将细叶百合与铁炮百合进行杂交,培育赏食兼用的百合品种。东北林业大学对细叶百合中抗性基因进行了深度挖掘,在WRKY转录因子家族中筛选出基因LpWRKY49,经过基因克隆及转基因验证,LpWRKY49基因过表达可以增强烟草的耐旱性及耐盐性[42];在MYB转录因子家族中筛选出23个与抗盐性相关基因,其中LpMYB1与LpMYB11基因在细叶百合中表达量较为明显,经过转基因验证,能显著提高烟草的耐盐性[43]。其他基因如LpPEX5、LpPEX7基因经验证,过表达均会提升植株耐盐性,LpDREB9基因过表达会提高植株抗旱性,LpDREB12基因过表达会降低植株抗旱性[44-45]。对百合抗逆性性状基因的深入挖掘,可以更为准确的开展分子标记辅助育种,加速高抗逆性百合新品种培育。

5 展望

百合为药食两用物质,不论是食用性还是药用性都经过了长久的历史验证,具有广阔的民众基础。据长期临床验证及现代药理研究,药用百合确定为百合、卷丹和细叶百合3个物种的不同品种,而有些古代本草常将山丹(细叶百合)与渥丹混淆,临床用药也存在混用的情况,因此可以通过加强对渥丹的基础研究和综合评价,探寻渥丹进入药用百合的可能性,增加药用百合种质资源[38]。

除《中国药典》2020年版收载的卷丹、百合、细叶百合外,有研究表明其他物种百合也具有药用价值,如麝香百合、香水百合、宜昌百合等,杨郑州等[46]发现麝香百合鳞茎中的一些甾体皂苷化合物具有抗肿瘤、抗氧化等活性。在做好质量标准和药理毒理实验的前提下,为拓宽药源、促进百合资源可持续开发利用提供新途径。

百合具有严重的连作障碍,种植过百合的土地,3~4年内无法继续种植百合,尤其是抗性较差的龙牙百合,由于连作障碍问题,种植区域已逐渐从原来的万载、隆回等道地产区移向周边地区,对龙牙百合的品质产生较大影响[24]。目前主要采取水旱轮作、土壤消毒、土壤强还原等措施缓解连作障碍,但提高百合抗性仍然被认为是最经济有效的措施[47]。因此,通过广泛收集对应的野生药用百合种质资源,进行高抗逆性百合品种的定向选育,是解决百合连作障碍的重要途径。

药用百合因药用属性而被作为中药材应用于临床,但其作为中药使用在人体中的作用机制尚不能用现代研究进行解析,导致药用百合的新品种培育相对保守,只能通过引种驯化、种内杂交进行培育,这极大限制了药用百合种质资源的开发及利用。随着新版《中药材生产质量管理规范》的发布,中药材规范化种植已成必然趋势,全程可追溯会逐步实现。未来通过种间杂交、基因工程等现代手段培育药食两用、赏食两用、药赏食兼用百合新品种将成为主流。

参考文献:

[1] 李懿. 中国野生百合[M]. 长春:吉林大学出版社,2021.

[2] 李晴,石雨荷,朱珏,等. 药食同源百合的资源分布与现代研究进展[J]. 中国野生植物资源,2023,42(3):87-95.

[3] 中华人民共和国卫生部药典委员会. 中华人民共和国药典(一九七七年版.一部)[M]. 北京:人民卫生出版社,1978.

[4] 孙佳宁,连希希,孙伶俐,等. 百合主要成分及药理作用研究进展[J]. 中国野生植物资源,2022,41(7):45-50.

[5] 宋阳,刘理想,赵凯维,等. 百合药用食用考略及其药食两用关系探讨[J]. 中国中医基础医学杂志,2023,29(2):276-279.

[6] 张瑞贤,张卫,刘更生. 神农本草经译释[M]. 上海:上海科学技术出版社,2018:324.

[7] (唐)苏敬等撰;尚志钧辑校. 新修本草: 辑复本第2版[M]. 合肥:安徽科学技术出版社,2004.

[8] (明)李时珍编纂;刘衡如,刘山水校注. 本草纲目: 新校注本(4版)[M]. 北京:华夏出版社,2011:1128.

[9] (明)张志聪著;刘小平点校. 本草崇原[M]. 北京:中国中医药出版社,1992.

[10] 张山雷著;程东旗点校. 本草正义[ M]. 福州:福建科学技术出版社,2006:140.

[11] 张卫,王嘉伦,张志杰,等. 经典名方药用百合本草考证[J]. 中国中药杂志,2019,44(22):5007-5011.

[12] 苗明三,孙玉信,王晓田. 中药大辞典[M]. 太原:山西科学技术出版社,2017:318.

[13] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志.第14卷[M]. 北京:科学出版社,1980.

[14] 胡文彦. 江苏产宜兴百合活性研究与质量评价[D]. 镇江:江苏大学,2007.

[15] 王艳兰,何卫蓉,王素华,等. 龙山药用百合的产业现状与发展方向[J]. 湖南农业科学,2023(12):65-68.

[16] 赵健,赵志国,唐凤鸾,等. 龙牙百合的研究进展[J]. 贵州农业科学,2017,45(7):78-81.

[17] 杨青杰. 细叶百合与生产相关的生物学特性研究[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2004.

[18] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典一部2020年版[M]. 北京:中国医药科技出版社,2020.

[19] 罗林明,裴刚,覃丽,等. 中药百合化学成分及药理作用研究进展[J]. 中药新药与临床药理,2017,28(6):824-837.

[20] 高淑怡,李卫民,帅颖,等. 药用植物百合甾体皂苷研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志,2012,18(16):337-343.

[21] 张晓莉. 不同品种百合及其内外鳞片多糖含量的分析[J].现代食品,2021(3):195-197.

[22] 童巧珍. 湖南省药用百合种质资源的评价与利用研究[D]. 长沙:湖南农业大学,2009.

[23] 于鑫,李润根. 百合鳞茎中酚类化合物及药理活性研究进展[J]. 昆明学院学报,2023,45(6):44-54.

[24] 冯游滔. 邵阳龙牙百合连作障碍机制及其治理措施研究[D]. 长沙:湖南农业大学,2016.

[25] 郎利新,窦晓莹,孔滢,等. 不同(品)种及产地的百合鳞茎营养成分分析[J]. 食品工业科技,2022,43(10):339-350.

[26] 武利可. 万载龙牙百合和兰州百合杂交亲和性及其F1代试管苗生理特征分析[D]. 南昌:江西农业大学,2020.

[27] 李润根,黄琴,融花珍,等. 龙牙百合和兰州百合远缘杂交胚拯救及杂种苗快繁体系的建立[J]. 宜春学院学报,2018,40(12):93-96.

[28] 崔罗敏,万麟,周树军. 三倍体观赏百合与二倍体食用龙牙百合的杂交分析[J]. 西北植物学报,2021,41(6):971-976.

[29] 雷卢恒,张延龙,牛立新,等. 15个卷丹居群鳞茎活性成分及其抗氧化能力[J]. 食品科学,2015,36(14):122-129.

[30] HE M,DING N Z. Plant unsaturated fatty acids:multiple roles in stress response[J]. Frontiers in plant science,2020,11:562785.

[31] 陈越. 卷丹百合不同发育期活性物质含量变化规律的研究[D]. 长春:吉林农业大学, 2016.

[32] 雷卢恒. 卷丹百合不同居群鳞茎提取物的抗氧化及肺癌细胞抑制特性研究[D]. 咸阳:西北农林科技大学,2015.

[33] 雷美艳,杨利平,杨天建,等. 卷丹新品种‘渝百合1号’[J]. 园艺学报,2020,47(A2):3044-3045.

[34] 符勇耀,易德燕,杨先茂,等. 卷丹新种质JD-h-15的形态特征与遗传变异分析[J].生物技术通报,2022,38(11):140-150.

[35] 舒珂,李建红,陈璐,等. 卷丹百合远缘杂交及杂种后代的鉴定[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版),2022,48(5):556-562.

[36] 朱校奇,周佳民,黄艳宁,等. 卷丹百合辐射诱变的生物学效应及变异研究初报[J].南方农业学报,2012,43(11):1638-1641.

[37] 陈曼,涂艺声,叶丽婻. 食用百合试管苗原生质体制备条件的优化[J]. 中国蔬菜,2015(3):54-57.

[38] 王昌华,舒抒,银福军,等. 药用百合正源考证研究[J]. 中国中药杂志,2018,43(8):1732-1736.

[39] 惠东东. 山丹研究现状[J]. 农民致富之友,2018(18):49.

[40] 徐丽萍,唐道城,何瑞军. 不同授粉方式对青海细叶百合与亚洲百合杂交结实研究[J].北方园艺,2009(1);175-177.

[41] 何珊珊. 细叶百合和新铁炮百合原生质体分离培养及瞬时转化体系的建立[D]. 沈阳:沈阳农业大学,2023.

[42] 王依萍. 细叶百合LpWRKY49基因的克隆与抗盐和抗旱功能分析[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2023.

[43] 王静文. 细叶百合LpMYB1与LpMYB11基因的克隆与功能分析[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2022.

[44] 何好. 细叶百合转录组分析及LpPEX5、LpPEX7基因功能的初步探究[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2020.

[45] 谭萌萌. 细叶百合LpDREB9和LpDREB12基因的克隆及功能分析[D]. 哈尔滨:东北林 "业大学,2022.

[46] 杨郑州,韦敏珍,谢晓娜. 不同品种百合中皂苷和多糖的含量测定[J]. 轻工科技,2017(8):41-42.

[47] 朱珏,石雨荷,李晴,等. 百合种质资源遗传多样性及连作障碍研究进展[J]. 北方园艺,2023(9):126-132.

(责任编辑:谢培庚)

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