南方紅豆杉的生理學(xué)特征與開發(fā)利用前景

江 林 ,涂國勤 ,謝 敏,曾國強 ,朱美弟,劉美鳳,游開榮 ,劉紅蘭

(江西省景德鎮(zhèn)市楓樹山林場,江西 景德鎮(zhèn) 330304)

1 引言

紅豆杉(Taxus spp.),通常為紅豆杉科(Taxaceae)紅豆杉屬(Taxus)植物的總稱,是一類古老的植物類群,全世界有11種,分布于北半球的溫帶至熱帶地區(qū)。在我國有4種 1變種,即東北紅豆杉(T.cuspidata sieb.et Zucc),西藏紅豆杉(T.wellichina Zucc),云南紅豆杉(T.yunnanensis Chang et L.K.Fu),中國紅豆杉(T.chinensis(Pilger)Rehd)和一個變種南方紅豆杉(T.chinensis var.mairei(Lemee et Levl.)Chang et L.K.Fu)。浮梁縣是南方紅豆杉的重要自然分布區(qū)域之一。

南方紅豆杉是雌雄異株、異花授粉植物,在自然條件下雄株多,雌株少。在天然群落中雌雄比例約為1∶9左右,只有在雌雄株混生的地方才能采集到種子。大多數(shù)雌樹每年都生產(chǎn)一些種子,但豐年的頻率不多,一般6～7年才有1個豐年,這可能是由于物種間隔離(散生于林中)或花期不遇(雌雄異株、異花授粉),致使傳粉授精受阻,種子產(chǎn)生數(shù)量較少。南方紅豆杉種子休眠屬典型的綜合型休眠,種皮結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)為蠟質(zhì)層、木栓層、石細胞層。其堅硬致密的結(jié)構(gòu)形成透水、透氣屏障,從而使種胚在后熟過程中,長期處于低氧分壓及水分虧缺狀態(tài),不利種內(nèi)抑制物的降解。抑制物的存在,抑制著種胚的分化與生長,降低酶的活性,使胚后熟過程延緩,導(dǎo)致種子長時間休眠,一般在自然條件下要經(jīng)過兩個冬季和一個夏季才能發(fā)芽。

景德鎮(zhèn)市楓樹山林場多年來開展南方紅豆杉研究,解決了南方紅豆杉何時采種為最佳時間、種子如何處理技術(shù)、種子催芽技術(shù)、播種技術(shù)、扦插繁苗技術(shù)問題,掌握了一整套以上多項技術(shù)組裝后高新技術(shù),為我省林改后林農(nóng)發(fā)展南方紅豆杉產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)保障。

2 珍貴的紫杉醇原料林樹種

從紅豆杉中提取的紫杉醇(Taxol)是20世紀(jì)70年代由美國科學(xué)家Wani從短葉紅豆杉(Taxus brevi f olia)樹皮中提取出來的一種具有獨特抗癌作用的天然產(chǎn)物,因其具有良好的抗癌活性和獨特的抑制微管解聚、穩(wěn)定微管的作用機理,而成為最受矚目的抗癌新藥(Paclitaxel)。1992年首獲美國FAD(美國食品醫(yī)藥管理局)正式批準(zhǔn)用于臨床,1993年以來,紫杉醇已相繼在美國、加拿大、瑞典、英國、澳大利亞、澳地利等國家上市,每30mg/瓶批發(fā)價高達146.1～184.0美元。美國國立癌癥研究所(NCI)預(yù)測,今后10～15年內(nèi)紫杉醇將成為主要的抗癌藥物之一。據(jù)測定,該屬植物中紫杉醇含量極低,一般為 0.0001%～0.069%,平均為 0.015%,提取收率0.01%。要獲得1kg紫杉醇,需要4000棵紅豆杉樹剝皮的104kg樹皮。一個劑量的紫杉醇,就需要6棵高達10m、樹齡100年以上的紅豆杉樹皮原料。隨著臨床應(yīng)用和新藥上市,對紅豆杉樹皮原料的需求與日俱增。據(jù)有關(guān)方面估計,目前全球紫杉醇的總銷售額已經(jīng)達到15億美元。各地紛紛開發(fā)利用紅豆杉資源,一些外國公司更是把天然資源豐富的中國作為原料基地,前幾年,引發(fā)了云南、四川等地的野生植物資源遭到大規(guī)模過度采伐和嚴(yán)重破壞,致使本來就十分有限的資源處于瀕臨滅絕狀態(tài)。

3 南方紅豆杉的開發(fā)應(yīng)用分析

3.1 優(yōu)質(zhì)的高級工業(yè)與雕刻用材

南方紅豆杉生長極其緩慢、天然更新乏力、其木材堅硬致密、干縮小、邊材淺黃色、心材桔紅色、耐腐蝕性強,水濕不腐,為優(yōu)良的建筑、水工程、橋梁、家具、器材等用材,因木材產(chǎn)量少,一般僅作特種工業(yè)、珍貴雕刻用材,當(dāng)前木材出口日本每立方米木材價格高達3000美元。

3.2 優(yōu)美的城鄉(xiāng)園林綠化樹種

南方紅豆杉(TaxusChinensis Var.mairei)是亞熱帶典型地帶性植被中的關(guān)鍵種,為常綠高大喬木、樹干通直、樹姿優(yōu)美、枝葉茂盛、葉色濃綠、種子成熟時呈紅色、種皮鮮艷奪目,有美麗紅豆杉之稱,是極好的庭院綠化樹種。南方紅豆杉扦插苗萌芽能力強,呈灌木狀生長,枝葉濃密,耐蔭耐剪,可修成各種形狀的矮灌花木或培育成高檔盆景。

3.3 優(yōu)良的生物農(nóng)藥制劑原料

據(jù)報道,歐洲紅豆杉為歐洲常見的有毒性植物,常引起人和家畜中毒,50～100g葉的煎劑可使人死亡,干葉對兔的MLD為0.7g/kg,其主要成分紫杉堿B(taxine B)對大鼠靜脈注射LD50為4.5mg/kg。國內(nèi)文獻報道,我國僅東北紅豆杉一種有毒性,馬、騾、牛、豬和羊等家畜在冬春喜食其葉片發(fā)生中毒,果實的假種皮味甜可食,含糖量達23.5%,多食會發(fā)生中毒。南方紅豆杉的葉含金秋雙黃酮(Seiadopitysin)、皮含鞣酸(Tannin),種子 、根均可入藥,有祛風(fēng)除濕、化痰止痛、殺蟲的功能。從化學(xué)成分等方面考慮,東北紅豆杉和南方紅豆杉的莖、葉、果等也應(yīng)具有相似的毒性。因此,南方紅豆杉植物體有可能用于制造生物農(nóng)藥,有關(guān)該方面的研究尚待進行。

[1]張志權(quán),陳志明.南方紅豆杉種子萌發(fā)生物學(xué)研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2000,13(3):280～285.

[2]陳際伸,黃寶龍.紅豆杉資源與紫杉醇研究進展[J].江西林業(yè)科技,1998(4):32～36.

[3]吳曉明,萬小金,程小東.景德鎮(zhèn)市南方紅豆杉的經(jīng)營策略與培育技術(shù)[J].江西林業(yè)科技,2006(3):45～46.