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白花前胡的研究現狀及展望

2021-01-21 03:45宋麗雅劉家水談永進查光圣
宜春學院學報 2020年12期
關鍵詞:香豆素白花研究

宋麗雅,劉家水,談永進*,查光圣

(1.安慶醫藥高等??茖W校 藥學系;2.安徽光盛農業股份有限公司,安徽 安慶 246003)

前胡是我國的一味傳統中藥,始載于《名醫別錄》。其味苦、性寒;具有降氣化痰,散風清熱的功效[1]。前胡屬(PeucedanumL .)植物約有130多種,在全球廣泛分布,我國境內大約有30多種,7種可入藥[2, 3]。在2005年以前,《中國藥典》收錄中藥前胡的來源有白花前胡和紫花前胡(Angelicadecursiva(Miq.) Franch. et Sav.)兩種,隨著后續的研究發現這兩種植物在化學成分及藥理性質上存在差異。重新修訂后的藥典僅收載了白花前胡,臨床研究表明,前胡針對風熱咳喘、心血管疾病及癌癥等具有良好的藥效,是一種藥用價值極高的中草藥[1]。本文就白花前胡的形態學特征、種質資源分布狀況、栽培技術、提取技術、化學成分分析及藥理作用等方面的研究進行總結,并對其研究前景提出展望,旨在為白花前胡的合理利用與開發保護提出參考建議。

1 白花前胡的形態學特征

白花前胡是一種多年生草本植物,其株高0.3-1.2 m,根表面黑褐色或灰黃色,主根長1-5 cm,側根2-6支,根頭部外圍及莖基部有纖維狀葉鞘殘基留存,根上端具密集的橫向環紋,下部具縱紋和溝壑,且有明顯的橫向凸起皮孔。白花前胡莖圓柱形,有縱線紋,老莖光滑無毛,嫩莖分叉處多具短毛。白花前胡基生葉有長柄,長6-20cm,葉鞘擴大抱莖,葉片呈寬卵形或三角狀卵形,二至三回三出式羽狀分裂,第一回羽狀葉片具小葉柄,末回裂片呈菱狀倒卵形,葉緣有粗鋸齒,不帶有紫色;莖生葉具短葉柄或無葉柄,葉形與基生葉形狀相似,較小,頂端葉片簡化,但葉鞘寬大。頂生復傘形花序,每一傘形花序約20朵白色小花,花瓣5枚,總苞片少數,小總苞片數7-10。卵狀橢圓形雙懸果,背部壓扁,內有油管?;ㄆ?-9月,果期10-11月。

2 白花前胡的種質資源分布

早在2013年,熊永興[4]等就對白花前胡的資源做了系統的野外實地調查。白花前胡適應于溫暖、濕潤的氣候條件,主要生長在海拔100-2000m的向陽坡,疏林邊緣,山坡草叢及路邊灌叢均有分布。白花前胡對環境要求比較嚴格,生態環境是制約其分布的主要因素。白花前胡野生資源目前主要分布于我國安徽的皖南山區,浙江的西北部地區,湖北的鄂西南地區,貴州的黔東南地區和銅仁地區,河南的豫西南地區,湖南的湘中、湘西地區,江西東北部地區以及成都等地;白花前胡的栽培資源主要分布于湖北的秭歸、興山、夷陵區;安徽的寧國、歙縣、黟縣、績溪、休寧縣;浙江的磐安、新昌、淳安、臨安;貴州的鳳岡、施秉、黃平、畢節;重慶的武隆、涪陵等地區。(如圖1所示)

圖1 白花前胡主要資源分布圖

產于安徽和浙江的前胡習慣上被稱為寧前胡,占藥材市場份額的百分之八十左右,產于湖北湖南貴州等地的前胡成為信前胡,占市場份額的百分之二十左右。史婷婷[5]等,利用多源多時像技術對寧國白花前胡的種植面積做了調查,兩種技術發現,寧國的白花前胡種植面積至少在24585.43畝以上,由此可見白花前胡的種植資源較為豐富。

3 白花前胡的栽培技術

由于白花前胡的具有較高的藥用價值,其市場需求量大,各地栽培面積也在不斷增加。近年來,白花前胡的栽培技術研究也引起了大量學者的關注。簡要歸納起來主要有以下幾個方面展開:選地整地,育種與種植,田間管理,采集加工和儲存等方面展開。邱曉霞[6]指出栽培模式對白花前胡的香豆素含量影響最大,其次根的分叉程度和干燥程度也有影響。陳星[7]在此基礎上指出山谷溪邊及向陽疏林等野生環境生長下的白花前胡抽薹需要經過數年,但人工栽培的白花前胡第二年就會抽薹,陳星[7]、汪麗梅[8]等學者均建議模擬野生生長環境,進行仿野生栽培以提高白花前胡產量。周曉紅[9]指出,在播種前可以先對種子進行消毒處理,每667種植地使用50 kg細土進行拌勻,將種子的使用量為1.0-1.2kg/667進行播種可以提高產量。馮協和[10]等對種子的發芽進行研究,發現經18 h浸泡預處理的發芽率和發芽勢最高。陳如兵[11]對白花前胡的種子萌發進行了系統化研究,發現溫度對種子的萌發率影響較高,而光照對種子的萌發影響較??;且在25℃條件下種子的萌發率最高,可達46.00%;并設立種子質量分級。鄭穎[12]等通過不同的處理方式,發現白花前胡的產量差異很大,以銀膜覆蓋并采用漂盤育苗技術和單純的采用銀膜覆蓋產量最高,單純的銀膜覆蓋純收益也最高。很多種植實驗提及每年3-4次打頂折枝的辦法可以減少抽薹現象,提高產量,但文獻沒有出現具體數據支持,仍具有研究空間。

4 白花前胡化學成分及藥理學研究

近幾年隨著色譜分離技術及純化技術的進步,越來越多的化學成分從白花前胡中分離出來。目前化學成分主要分為香豆素類及揮發油類、菲醌類、有機酸、甾醇類等有機化合物[13, 14]?;瘜W成分與藥理性質見表1。

表1 白花前胡主要化學成分及藥理性質

汪康等[25]利用利用多種色譜法首次從白花前胡中共分離5個化合物;分別是異紫花前胡內酯(Nodakenetin)、噢洛內酯(Oroselol)、紫花前胡素D、Pd-C-Ⅱ、Marmesin-11-O-β-D-glucopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranoside。梁利香[26]等利用氣相色譜-質譜聯用儀測定白花前胡地上各部分揮發油的含量,發現石竹烯類、1R-α-蒎烯類物質含量較高,且在莖及葉柄中萘類成分揮發油物質含量較高,在綜合利用時要防止人畜中毒。Chen Ling Li等[27]最新研究表明白花前胡抽薹后,其次生木質部面積大大增大,有7種香豆素含量水平降低,因此不適合作為藥材使用;Eun-Sang Cho等[28]發現白花前胡根的乙醇提取物BP10A可以有效地抗結腸癌,Xin-Yu Li等[29]從白花前胡中提取出了新型美吡喃型香豆素類衍生物對細胞的生長具有溫和抑制性,可能對白血病及前列腺癌具有抑制作用。白花前胡作為一種傳統中藥其藥理價值會隨著科學水平和技術手段會被進一步大量開發,但新的藥理學研究還未被臨床廣泛應用,研究結果的成果轉化研究將會進一步提升白花前胡的藥用價值。

5 白花前胡分子生物學研究

目前關于白花前胡遺傳特性和基因功能方面的報道較少,僅Zhao等[30]利用轉錄組學和代謝組學結合的方式,研究了參與白花前胡香豆素類化合物生物合成途徑的基因,在此基礎上又對白花前胡佛手酚-O-甲基轉移酶的基因進行了克隆、功能分析以及催化機制的研究[31]。Ziwei Sui等[32]通過克隆幾個參與白花前胡香豆素合成的基因,利用實時熒光定量PCR (qRT-PCR)和高效液相色譜(HPLC)分析研究了基因與化合物之間的關系,發現茉莉酸甲酯(MeJA)、紫外線照射和低溫均可使香豆素含量升高,這與苯丙氨酸解氨酶(PAL)的表達水平升高相一致,表明白花前胡中香豆素的含量與苯丙氨酸解氨酶具有相關性。劉義梅[33]等采集了來自浙江、安徽、江西、河南、湖北、貴州等地的白花前胡樣本,利用ISSR分子標記技術對其進行了遺傳多樣性研究,發現所有樣本聚為四個大枝,其中浙江、河南、湖北等地的樣本分別聚為一枝,剩下樣本為一枝。表明白花前胡的遺傳關系與產地具有一定的相關性,但不嚴格按照產地分布,遺傳多樣性相對較高。Yingshuo Li等[34]通過高通量手段對白花前胡的基因組進行了測序,并通過基因組學分析發現,白花前胡和濱海前胡在火山爆發前已經形成了一個單支分系。時博等[35]分析白花前胡基因組信息,開發了SSR分子標記,并發表了部分引物序列,但具體適用并擴增效率較高的引物還需要進一步篩選。利用多種分子標記技術研究白花前胡的遺傳結構、系統發育等方面的研究還未見報道。

6 前景與展望

白花前胡作為傳統中藥已在臨床上被廣泛應用。對白花前胡藥用資源的開發和保護提出如下建議:(1)白花前胡目前雖被廣泛種植,但由于其對生存環境要求嚴格及長期的過度開采,造成野生資源目前呈碎片化零星分布;提高對白花前胡野生資源的保護有利于其物種進化繁衍和種質資源活力保存。(2)白花前胡的抽薹機制目前尚不明確,研究其抽薹機制,有效控制其抽薹可以大幅度提高白花前胡的藥用品質和產量。(3)硅膠法、色譜法、毛細管電泳法等技術手段為白花前胡的化學成分及藥理學研究提供了基礎,隨著科技進步,藥物的成分和藥理學性質將進一步被挖掘。(4)目前白花前胡中醫臨床主要作解表藥使用,用于祛風解表,化痰散熱,大量藥理學研究還停留在理論階段,未被臨床應用,提高其實際臨床應用研究將對白花前胡的藥用價值提升及心腦血管和癌癥的治療研究將重要意義。(5)目前關于白花前胡的分子生物學研究還不夠熱門,利用分子標記手段研究白花前胡的起源進化,譜系地理結構,群體遺傳結構等可以為白花種質鑒定和栽培育種優化及野生資源的保護提供積極意義。

綜上所述,白花前胡無論是在物種保護、栽培技術、遺傳進化、化學成分及藥理學等方面仍具有較高的研究價值和前景。

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