珍稀藥用植物瓶爾小草的研究進展

朱濤等

摘要該文綜述了珍稀藥用植物瓶爾小草（一支箭）的研究近況，探討了瓶爾小草的概況、化學成分、應用價值、種子萌發、組織培養以及栽培技術等方面的內容，為深入開發利用提供科學資料。

關鍵詞瓶爾小草（Ophioglossum vulgatum L.）；化學成分；研究進展

中圖分類號S567文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）14-04226-03

Research Advances of the Rare Medicinal Plants of Ophioglossum vulgatum L.

ZHU Tao，ZHOU Lijun et al（Yibin Vocational and Technical College，Yibin，Sichuan 644003）

AbstractOn the basis of extensive literature retrieval，the species，chemical composition，application value，seed germination and tissue culture，cultivation techniques of the rare medicinal plants of Ophioglossum vulgatum L.were reviewed，which will provide scientific data for deeply development and utilization.

Key wordsOphioglossum vulgatum L.； Chemical composition； Research advance

瓶爾小草（Ophioglossum vulgatum L.）民間稱謂一支箭，為蕨類植物瓶爾小草科瓶爾小草屬珍稀古老的蕨類植物，別名一支槍、獨葉一支箭、單槍一支箭、一矛一盾、矛盾草、蛇須草、蛇咬子等，喜生于陰濕的山地、河岸及溝邊、林下和草地。瓶爾小草屬植物約有28種，變異性甚大，主要分布于北半球，我國現有6種，分別為瓶爾小草（Ophioglossum vulgatum L.）、尖頭瓶爾小草（Ophioglossum pedunculosum Desv.）、鈍頭瓶爾小草（Ophioglossum petiolatum Hook.）、狹葉瓶爾小草（Ophioglossum thermal Kom）、心臟葉瓶爾小草（Ophioglossum reticulatum L.）和小葉瓶爾小草（Ophioglossum parvifolium Grev.）[1]。瓶爾小草在植物系統學研究及對蕨類系統發育研究上具有重要科研價值。由于分布零星分散，植株小而稀少，同時該植物又有多方面的藥用價值，是民間一味重要的中藥。近年來，瓶爾小草的藥用和保健功效引起人們高度重視，不僅能保健，還能清熱消炎、解毒、退熱，治療肝炎、肺炎以及部分癌癥。民眾趨之若鶩在臺灣稱之為“草王”[2-3]。極度的采掘與環境惡化等原因，使其分布范圍日益縮減，數量越來越少，特別是狹葉瓶爾小草目前已經陷于瀕臨滅絕的境地，為漸危種，已被列為國家二級保護植物[4]。現對瓶爾小草概況、化學成分、應用價值、種子萌發、組織培養、栽培等方面的研究工作進行綜述，以利于這一珍稀瀕危植物的保護和合理開發利用。

1瓶爾小草概況

1.1原植物瓶爾小草為多年生小型蕨類植物，植株高10～30 cm；根狀莖短而直立，肉質，黃棕色，呈圓柱形，具一簇肉質粗根，如匍匐莖一樣向四面橫走，生出新植物。營養葉寬而長，綠色，全草一般只有一片，總葉柄長6～9 cm，深埋土中，下半部為灰白色，較粗大。營養葉為卵狀長圓形或狹卵形，長4～6 cm，寬1.5～2.4 cm，先端鈍圓或急尖，基部急劇變狹并稍下延，無柄，微肉質到草質，全緣，網狀脈明顯。孢子葉一片，具長柄，9～18 cm或更長，較粗健，初夏時自營養葉基部生出，挺直如矛，故名“矛盾草”或“一支箭”；孢子囊穗扁柱狀，長2.5～3.5 cm，寬約0.2 cm，先端具突尖，遠超出于營養葉之上。孢子囊約30～60對，排成2列，在夏季成熟時橫裂；孢子球狀四面形，具有小突起[5～6]。

中國植物志第2卷對其他幾種瓶爾小草的形態進行了較詳細描述，各種瓶爾小草主要是根據不育葉形態不同進行區分的。如狹葉瓶爾小草（Ophioglossum thermale Kom.）一般植株高為10～30 cm；全草一般只有一片營養葉，具長柄，葉片長 2～6 cm，寬3～10 mm，披針形或倒披針形，先端鈍或微尖，基部楔形，全緣，葉脈網狀，不明顯；葉紙質，淡綠色，光滑。

1.2生態學和生物學特性瓶爾小草不同種分布差異較大，在亞洲、澳洲、歐洲和美洲等地廣泛分布，喜生于氣溫低、濕度大的山地草坡、河岸、溝邊、林下或溫泉附近，具有喜濕和耐瘠薄等特性，適應性強，石礫地或巖石縫也能生長；在東北可耐-40 ℃的低溫[7]。作者曾發現，瓶爾小草能在根部完全浸沒于水中情況下生長多年。開春從泥土根部長出新芽，到夏季植物生長逐漸變得旺盛，初夏時自營養葉基部長出孢子葉一片，盛夏時孢子囊穗逐漸成熟并橫裂；孢子呈灰白色。到了秋、冬季節抽出孢子囊穗植株的瓶爾小草莖葉逐漸變黃枯萎。由于瓶爾小草根狀莖缺乏不定根和細根，獲取營養需要菌根共生[8] 。瓶爾小草是一種典型的陰生的低光效的植物，呈明顯的集群分布，斑塊現象明顯，在與其他植物間的競爭中處于不利位置。由于對環境的干擾會導致野塘蒿等雜草的入侵，而這些植物的蔓延會對瓶爾小草的生存構成威脅，這些限制了其分布范圍和生長能力[9]。

何道文[10]對狹葉瓶爾小草光合作用日進程的多個指標進行了測定，研究結果表明，狹葉瓶爾小草凈光合速率日變化曲線為“單峰”型，光合速率上午逐漸上升，午間達到頂峰，然后逐漸下降，主要由非氣孔限制引起，其凈光合速率與光合有效輻射、空氣相對濕度和空氣 CO2濃度有著密切的關系，其中光合有效輻射是影響凈光合速率的直接主要因子，二者呈極顯著正相關。

1.3資源現狀 瓶爾小草在我國主要分布于分布于東北、河北、陜西、湖北、湖南、四川、西藏、貴州、江蘇和臺灣等地，其中狹葉瓶爾小草產于東北、河北、陜西、四川、云南、江西（廬山）及江蘇、香港、海南是該種分布的最南界[11-12]。狹葉瓶爾小草在俄羅斯遠東地區、朝鮮及日本也有分布。瓶爾小草整體呈現分布廣而數量極少。致危原因其一是自身原因：即其種子萌發所要求的條件比較特殊，瓶爾小草本身的生態位寬度狹窄，厚囊性發育形成的厚壁孢子囊，沒有專門的孢子囊開裂機制，以營養繁殖作一種重要的傳播方式，陰生性的低光效能力，加上根系的表面積、突出面積、總長度等均小于伴生性的植物，這些特點可能是造成瓶爾小草種群分布日趨變窄的重要原因。如狹葉瓶爾小草在長白山區僅生活在長白山國家級自然保護區北坡海拔1 750～1 800 m的聚龍溫泉附近，整個種群不足300余株[13]。其二是外界因素：一方面瓶爾小草葉嫩極易被昆蟲尋食，另一方面其生境被人為地破壞，如不合理地毀林開荒，不合理地林下土地利用，以及其藥用價值和觀賞價值引起人為的濫采亂挖，進一步加重該物種的瀕危態勢。近年四川多地報道一支箭鮮品市場價達200元/kg，四川有的地方甚至賣到300元/kg。

2化學成分研究

張幗威[14]從川產狹葉瓶爾小草中分離得到有機酸、酯、甾體和黃酮類化合物，分別為亞油酸（1inoleic acid）、三油酸甘油酯（trielaidin）、β谷甾醇（βsitosterol）、正十五酸三甘油酯（pentadecanoate triglyceride）、亞油酸甘油單酯（monolinoleoyl glycerol）、3甲氧基槲皮素（3methoxyquercetin）和3，4二羥基苯甲酸（3，4dihydroxybenzonie acid）。YunLian Lin等[15]從狹葉瓶爾小草中分離出多個化合物，包括ophioglonin、ophioglonin 7OβDglucopyranoside、ophioglonol、ophioglonol prenyl ether、ophioglonol 4′OβDglucopyranoside、isoophioglonin 7OβDglucopyranoside、quercetin、luteolin以及槲皮素3O甲醚（quercetin 3Omethyl ether）。其中化合物ophioglonin和槲皮素3O甲醚表現出一定的抗乙型肝炎病毒表面抗原活性。 ChuanXing Wan[16]等從尖頭瓶爾小草中分離出2個化合物：6（3methyl2buten1yl） ophioglonin和ophioglonin 4′Oβdglucopyranoside。吳少華等[17]對采集于云南省麗江地區瓶爾小草根的乙醇提取物進行了化學成分研究，分離得到 2個倍半萜內酯苷：taraxinic acid1OβDglucopyranoside（1）和11，13dihydrotaraxinic acid1OβD glucopyranoside（2）。通過測定化合物1對大鼠體內由阿司匹林導致胃損傷的影響和對胃酸分泌的作用研究，證明化合物1有保護胃粘膜，抗胃潰瘍的活性。

趙保發等[18]對不同采收季節瓶爾小草中黃酮類化合物含量進行分析，結果發現不同季節采收的瓶爾小草中黃酮類化合物的含量有明顯差異，夏季（8月）其含量為58.42 mg/g （DW），是4個季節中最高的。張志信[19]采用乙醇回流提取、聚酰胺柱層析的方法對瓶爾小草中黃酮類化合物進行提取分離純化，得到黃酮化合物的不同組分，分析表明，從瓶爾小草中分離的黃酮類化合物母核上主要有4OH、2OH、7OH、5，7二OH結構。隨后通過紅外光譜測定，并與黃酮類化合物對照品槲皮素、蘆丁的紅外光譜進行比較。發現濃度30%、50%、60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物均含黃酮類化合物，濃度30%和50%乙醇溶液洗脫物以黃酮苷為主，濃度60%、70%、80%和90%乙醇溶液洗脫物以游離黃酮 （苷元）為主。30%和50%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似；60%和70%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似；80%和90%乙醇溶液洗脫物紅外光譜相似度不高。另外瓶爾小草中還含氨基酸等化學成分[20]。

3應用價值

3.1藥用價值瓶爾小草以全草入藥，是一味重要的中藥，具有清熱解毒和消腫止痛功能，用于小兒肺炎、脘腹脹痛、毒蛇咬傷、疔瘡腫毒等；外用治急性結膜炎、角膜云翳、眼瞼緣炎、感冒發熱、癲癇、肺炎、胃痛、 陽痿、 胃痛、燒燙傷、急性結膜炎及跌打損傷等[21-22]。趙繼祖[23]報道一個13歲的男孩在草叢中戲耍被蛇咬傷，0.5 h后休克。給患者服用中草藥一支箭30 g，水沖服，約1 h后，患者神志漸清，血壓正常。繼續服用一支箭10 g，并采新鮮一支箭敷患處，3 d后痊愈。

賴媛嬡等[24]研究了一支箭凝集素（OPA） 在不同溫度，pH值以及不同淬滅劑作用時，其活性和分子構象變化的關系。結果表明，OPA具有較強的溫度和酸堿度的耐受性，分子構象也無較大變化，但在 pH12時，其分子構象發生較大變化，活性也基本喪失。林婧等[25]觀察瓶爾小草內生真茵代謝產物的體外抗神經炎癥活性，發現其內生真茵具有一定的抗神經炎癥活性，是篩選天然生物活性成分或先導化合物的潛在資源。另外瓶爾小草提取物還有治療胃潰瘍和抗癌等活性[26]。劉宿[27]報道長期服用一支箭可引起胃腸道出血癥狀。但該文獻所定義的一支箭可能有誤，不是文章所論述的瓶爾小草。

3.2觀賞價值瓶爾小草株形優美，可引種用于湖畔、河岸、池邊等濕地綠化的地被植物。印度發現一種粉紅色瓶爾小草其植株形態更是具有觀賞價值[28]。

3.3研究和經濟價值瓶爾小草是珍稀古老的蕨類植物在植物系統學研究及對蕨類系統發育研究上具有重要科研價值。近年一支箭鮮品市場價達200元/kg。若能人工栽培對保護生態安全，促進可持續發展，促進地方農業、經濟和社會發展都是一件非常有意義的事。

4栽培技術

4.1組織培養研究顧地周等[19]以溫泉瓶爾小草新生幼葉為外植體，應用均勻設計法篩選其最適宜的離體培養和種質試管保各階段培養基。結果表明，最適合愈傷組織誘導的培養基為WPM+0.50 mg/L ZT+ 1.90 mg/L 2，4D，誘導率為96.5%；芽苗分化的培養基為WPM+1.70 mg/L ZT+ 0.10 mg/L NAA，分化率為99.0%；生根培養基為1/4 MS+0.05 mg/L IAA+0.03 mg/L IBA，生根率達97.8%以上；試管保存培養基為WPM+1.10 mg/L KT+3.20 mg/L根皮苷，通過24個月的保存，芽苗生長率僅在6.5%以下。試驗成功建立了溫泉瓶爾小草離體培養體系，并證明常溫條件下利用延緩生長的方法在試管內保存溫泉瓶爾小草種質是可行的。

4.2人工栽培瓶爾小草屬于厚囊性發育， 孢子囊壁厚， 在野外自然條件下需要孢子囊壁腐爛后才能釋放孢子，而且孢子囊數量不多，孢子體又沒有真正的根，其生長需要與某些真菌共生，因此主要生長在陰濕環境。近年有采用純（鮮）鋸末有機無土栽培繁殖瓶爾小草獲得成功的報道。作者通過對瓶爾小草分株移栽，模擬自然環境進行培育也成功實現瓶爾小草實驗室栽培。

5小結與展望

綜上所述，瓶爾小草作為珍稀古老的蕨類植物在植物系統學研究及對蕨類系統發育研究上具有重要科研價值；同時又是集藥用、觀賞于一體的瀕危植物，具有較好的開發應用前景，進一步對其有效成分和人工栽培技術進行研究，對瓶爾小草野生種質資源的保護和合理開發研究具有重要的意義。

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