馮世鑫 閆志剛
(廣西壯族自治區藥用植物園 廣西南寧530023)
目前,對急慢性炎癥的治療多以抗生素為主,常引發耐藥菌株的增加,以致治療效果變差,不得不增加劑量。抗生素在殺傷病原微生物的同時,對人體產生極大的毒副作用,損傷機體功能,甚至危及生命。因此,在中草藥中尋找抗菌活性強、無毒副作用的藥物成為全球醫學界的關注點。中藥材金果欖是歷年《中華人民共和國藥典》收載的品種,具有清熱解毒、利咽、止痛之功效。現代藥理研究表明,金果欖及其制劑具有抗幽門螺桿 菌[1]、抑 菌[2]、降 血糖[3]、抗 腫瘤[4]、抗輻射[5]以及改善心腦血管疾病[6]等作用,對胃潰瘍、糖尿病、癌癥和老年癡呆[7]等病癥療效顯著,被專家譽為“可代替抗生素的天然藥物”。一直以來,金果欖的藥材來源皆是依靠挖掘野生資源,隨著開發力度的加大,需求量急增,野生資源已面臨瀕危,資源保護和持續利用成為亟需解決的問題。為更好地發展金果欖產業,本文圍繞其栽培關鍵環節,從基原植物、產地與分布、生長環境、種苗繁育、栽培技術、采收加工與質量評價等方面進行綜述,旨在為金果欖原料藥種植生產提供指導。
中藥是經臨床長期驗證,療效確切的經典方,具有傳承性、臨床使用的連續性、藥品的專用性和不可更改等屬性[8]。中藥材基原和來源,直接影響臨床用藥的有效性和安全性,是藥材質量的體現[9]。《中華人民共和國藥典》規定,中藥材金果欖的基原植物為防己科青牛膽屬植物青牛膽[Tinospora sagittata(Oliv.)Gagnep.]或金果欖(T.capillipesGagnep.)[10]。2種基原植物均含有活性成分古倫賓及其他相類似的化學物質[11],而藥材性狀和針對某種疾病的藥理作用強弱有一定的差別,具體為:金果欖的塊根外表皮較光滑,內截面顏色呈深黃色,質地較致密;青牛膽的塊根外表皮褶皺多,內截面呈淺黃色,質地較疏松。在降糖作用上,王永慧等[12]通過比較2種植物來源的金果欖藥材降血糖效果,初步發現青牛膽降血糖效果優于金果欖。
在藥材的使用方面,陳厚祥等[13]對全中國金果欖藥源及進口藥材進行調查和鑒定,發現目前中國金果欖原藥材中,主要有青牛膽、云南青牛膽[T.saglttata var.yunnanensis(S.Y,Hu)H.S.Lo]和峨眉青牛膽[T,sagittat var.craveniana(S.Y,Hu)H.S.Lo]3個品種。數量以青牛膽居多,其他的居少數。3個品種從花萼內輪萼片形狀明顯不同;藥材表面紋理和橫切面顏色等商品性狀也不一樣。許多地區也把云南青牛膽及峨眉青牛膽視為混雜品種[14]。黃明星等[15]對青牛膽、云南青牛膽、峨眉青牛膽3個品種藥材的藥理作用進行研究后,認為3種青牛膽可互相替代,但藥理作用強度不同,以云南青牛膽較好,峨眉青牛膽次之,青牛膽較差。李泓波等[16]報道稱,江西青牛膽(Tinospora cravenianaS.Y.Hu)含有古倫賓、異古倫賓、巴馬汀等7種化合物,有清熱解毒、利咽之功,在江西被作為青牛膽替代品使用。
據相關資料記載,金果欖的異名較多,有金桔欖(《藥性考》)、金苦欖(《柑園小識》)、地膽(《分類草藥性》)、九牛膽、銅秤錘、金銀袋(《廣西野生資源植物》)、金欖(《陸川本草》)、地苦膽(《四川中藥志》)、破石珠(《湖南植物志》)、金牛膽(廣州部隊《常用中草藥手冊》)、山茨菇、九牛子(《江西草藥》)、黃金古(《廣西中草藥》)、九龍膽(《南方主要有毒植物》)、雪里開(《江西草藥》)等。此外,也有同名異物的記載,同名異物是典型的偽品,但藥材表面與正品容易混淆。褚小蘭等[17]認為,山慈菇與金果欖的植物來源、性狀、化學成分、功效等均不相同,不能代替使用。周天達等[18]對雪里開和金果欖作了比較鑒別,結果顯示,兩者的原植物科屬、藥材性狀、組織橫切面、粉性和功效等都有明顯的差別,表明雪里開是毛茛科單葉鐵線蓮Clematis henryiOliv.植物,而另一個則是防己科青牛膽屬植物金果欖,為兩個不同科屬的植物。同名異物、同物異名現象均會引發用藥混亂[19],是中藥現代化亟待解決的問題。
金果欖的產地早在清代的《百草鏡》中有記載:“金果欖出廣西,性寒,皮有疙瘩,味苦色黃……”。《柑園小識》中也寫道:“金苦欖種出交趾,近產于廣西蒼梧藤邑。蔓生土中,結實如橄欖,皮似白術,剖之色微黃,味苦。土人每鑿山穿石或深丈許取之”。張惠源等[20]調查研究顯示,金果欖主要分布在南嶺山脈及南至中南半島;青牛膽多分布在秦嶺以南至南嶺山脈。相關書籍記載,青牛膽多產于四川、湖南、廣西、湖北、貴州等省區[21]。金果欖主要產于廣西、貴州、福建、廣東和海南[22]。
史琪榮等[23]對廣西、云南、湖北、四川省境內8個地區的野生金果欖資源和生態進行研究得知,金果欖生長在海拔500~600 m,上層林冠郁閉度0.9,石灰山季雨林下、石隙石縫間。在海拔2 700 m以下,木本植物覆蓋度30%、草本植物覆蓋度80%的亞熱帶常綠闊葉林、次生林下的巖旁石隙間有機質豐富的土壤中也有生長。針對這些地區的氣候和土壤進行調查得知,金果欖能在高溫多雨且干濕季分明的氣候環境下生長,也能在夏無酷暑、冬無嚴寒的明顯干旱天氣中存活;既能適應石灰巖經風化發育成的黑色石灰土,又能適應紅壤、黃紅壤和黃棕壤土。王芳等[24]對貴州的金果欖種質資源進行調查發現,金果欖主要集中在海拔400~900 m、年平均氣溫16~18℃、年日照時數1 100~1 400 h、年積溫5 600~6 100℃、年降雨1 200~1 800 mm的區域,多分布在河邊、谷地、山坡腳、小溪旁的石縫、林下、草叢中或陰暗潮濕處,山上和平地也有零星分布;土壤以摻雜有大量風化板巖或石灰巖的黃壤為主,在土層深厚且富含腐殖土的土壤中生長的植株塊莖大而個數多,反之則小;植被環境中,與其伴生的上層植物有杉木;下層植物有白茅、蕨、鳶尾、黃精等。
種子具備雙親的遺傳因子和特性,生活力強,種子繁殖是多數作物常用的繁殖方式。在自然狀態下,金果欖種子出苗遲緩、發芽率較低。為了解其生理特性和萌發特性,薛襟祺等[25]以金果欖干、鮮種子為材料,用添加有赤霉素的MS培養基培養、沙藏2個月和4個月,檢驗其發芽情況,結果認為,金果欖種子有休眠性;用一定濃度的赤霉素處理能快速打破種子休眠,發芽率達80%;將風干種子在晝夜溫差大于10℃的濕潤沙堆中貯藏也能促進種子萌發,貯藏2個月發芽率為20%,貯藏至4個月發芽率僅有10%。
扦插繁殖是利用植物體器官的部分或全部作為材料,促生不定根或不定芽,培育成新的植株的無性繁殖方法,其中插穗是能否生根的關鍵。王紅蘭等[26]以金果欖半木質化枝條為材料,經不同濃度的吲哚丁酸、吲哚生根粉、赤霉素及吲丁誘抗素處理后,分別扦插于針葉腐殖土中,保持濕度為95%,溫度25~29℃,避免陽光直射,培養60 d,結果顯示,金果欖插穗生根同時有皮部生根、愈傷組織生根以及皮部和愈傷組織兼并生根3種類型,其中,以皮部生根居多;生長調節劑以吲丁誘抗素效果最好,生根率可達47.62%。
組織培養繁殖是在無菌狀態下,促使外植體發芽、生根的一種繁殖方法,具有繁殖系數高、育苗速度快、保持原植株的優良性狀等優點,是快速獲得優質種苗的現代技術,其中,外植體誘導、增殖和生根是技術關鍵。潘麗梅等[27]以金果欖幼嫩莖段為外植體,通過添加不同濃度的細胞分裂素6-BA、生長素KT、GA和生根劑IBA、NAA、2,4-D等,探索促進金果欖外植體試管苗誘導、增殖和生根的培養基最佳方案,結果認為,MS+6-BA 1.0 mg/L+KT 0.5 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L的復合培養基,有利于金果欖外植體腋芽的誘導,其誘導率為95.1%;含MS+6-BA 0.5 mg/L+GA 0.2 mg/L+NAA 0.2 mg/L的培養基,有利于其增殖培養,增殖系數達到16.1;在配方為1/2 MS+IBA 0.2 mg/L+NAA 0.4 mg/L的培養基中培養,生根最好,培養30 d生根率達到了85.4%;在生根瓶苗高約5 cm時,逐步打開瓶蓋煉苗,再移栽到塘泥和河沙(3∶1,體積比)的混合基質中,保溫并以弱光培養,成活率可達87.3%。李小泉等[28]以金果欖老莖節和嫩莖節為材料,用次氯酸鈉和升汞滅菌;利用添加不同濃度植物生長調節劑的培養基分別進行初代誘導、繼代增殖和生根培養,結果認為,金果欖老莖節經15%次氯酸鈉浸泡20 min,再用0.1%升汞處理10 min,污染率小、死亡率低、出芽率高;配方為MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L的培養基對金果欖外植體初代誘導效果較好;在含MS+TDZ 1.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L的培養基中進行增殖培養,效果較好;增殖芽分離后,先將芽基部用IBA 100 mg/L+6-BA 10 mg/L溶液浸泡10 min,再接入1/2 MS培養基中,生根效果較好。
光是植物進行光合作用的必要因子,不同植物對光照強度的需求不一樣;植物次生代謝產物的積累與光照強度間也有著密切的關系[29-30]。光調控是提高作物產量和品質的重要技術環節。馮世鑫等[31]以金果欖為材料,研究光照強度對其生長和品質的影響,結果表明,光照強度過強或過弱均對金果欖的生長和生物量積累造成不良影響,表現為光合速率降低,塊根生物量下降、活性成分巴馬汀減少,以33.2%的光照強度較適合金果欖生長。
農藝性狀調控是提高作物目標產量的關鍵技術和手段。楊玉霞等[32]為探明金果欖主要農藝性狀間及其與單株產量間的相關關系,對14份來自湖南、貴州及四川的金果欖資源主要農藝性狀進行相關分析、回歸分析及通徑分析,結果表明,塊根長(X1)、塊根單個重(X3)、塊根個數(X7)及莖葉重(X8)是影響金果欖單株產量的主要因素;塊根單個重(X3)對單株產量(Y)的直接作用最大,其次是塊根個數及莖葉重;最佳回歸方程如下:Y=6.098-0.326X1+3.076X3+41.215X7-25.652X8。
選擇合適的采收期是提高藥材有效成分含量和目標產量的關鍵[33],有采收年齡和采收季節2個決定因素,在《中國藥典》中,金果欖的采挖季節為秋、冬二季[10]。黃明星等[34]比較了不同采收期金果欖的主要活性成分生物堿的含量,結果得知,不同采收期的金果欖中,生物堿含量差異不大,8月份采收品略高;藥理實驗也無明顯差異;總結出金果欖在一年四季均可采收,以秋季為宜。馮世鑫等[35]通過研究采收期與加工方式對金果欖品質的影響得知,金果欖中生物堿巴馬汀的含量隨著植株生長年齡的增長而升高;在同齡植株中,塊根越大,浸出物和巴馬汀含量越高;以9月和11月采收的金果欖塊根浸出物和生物堿巴馬汀含量含量較高;在后續的干燥初加工中,低溫干燥有利于巴馬汀含量的提高。
經檢測,金果欖中含青牛膽苦素[36]、古倫賓[37-38]、異古倫賓[39]、巴馬汀、藥根堿[40-41]、金果欖苷、防已堿[42-43]、非洲防己苦素、異非洲防己苦素[44]、20-β-羥基蛻皮素、尖防己堿[45]、胡蘿卜苷、巴馬士賓、β-谷甾醇、1-四氫巴馬亭[46]等多種化學成分。用于評價和衡量中藥金果欖質量的指標隨著其藥理、藥化研究的深入和應用側重變化而不同。2005年以前,是以巴馬汀含量來衡量中藥金果欖質量,要求鹽酸巴馬汀≥0.03%[47]。2010年以后至2020年,《中華人民共和國藥典》規定,以鎮痛作用顯著的古倫賓含量來衡量中藥金果欖質量,要求古倫賓≥1.0%[48,10]。
藥材因其產地的土壤、水質、氣候、雨量、肥力等因素不同,質量也有所差異[49]。楊光義等[50]運用高效液相色譜(HPLC)法,以鹽酸巴馬汀為指標,對來源于廣西、江西、湖北、湖南等10個地區的青牛膽進行檢測分析,結果得出,湖北省武當山產金果欖藥材中鹽酸巴馬汀含量明顯高于其他產地樣品。李一圣等[51]用高效液相色譜法測定不同產地的金果欖中古倫賓含量,表明,供試產區的金果欖藥材中,古倫賓含量均符合《中國藥典》標準規定,其中重慶、廣西崇左、陜西漢中和四川萬源等地金果欖含量相對較高。
金果欖作為傳統的清熱解毒中藥材,在民間有廣泛的應用基礎,且其抗菌消炎藥理作用明確,有較好的發展前景。綜上可看出,金果欖基原植物、產地與分布、種苗繁育、栽培技術、采收加工和質量評價等方面的研究均有涉及,并取得初步的成果,也為其進一步的研究奠定基礎。隨著中藥現代化進程的推進和世界對天然抗菌活性強藥物的重視,需高品質、高效地發展和利用金果欖。筆者認為,今后在金果欖原料藥生產的研究中,應在以下幾方面進行深化。
確保種子種苗質量是中藥材規范化生產中重要的一環,對種子種苗質量進行評價、分級,規范其檢驗規程,繼而制定標準,是對優良中藥材品種保存及推進良種生產的有效措施。(1)良種選育,良種才能出良藥,選育出優良種質,再結合道地產區,實現良種生產;(2)采用現代科學技術鑒定種子生活力和真實性,排除假種、劣種;(3)完善種子和種苗質量要求,加強對產量的相關性、對應性研究,及時制定規程或標準,為高產奠定物質基礎。
生態種植是在保護、改善農業生態環境的前提下,遵循生態學、生態經濟學規律,運用系統工程方法和現代科學技術,將種植生態系統與種植經濟系統綜合統一起來,以取得最大的生態和經濟效益。建立金果欖生態環種植模式,從植物體對溫度、光照、水分等環境條件的生理需求方面著手,了解其吸收和代謝規律,在優良種苗培育的基礎上,優化環境因子,進行精準施肥等調控配套技術研發,以達到高產、優質、高效益的目的。
藥材的初加工是原料藥生產的最后一環,也是重要的一環。對于金果欖而言,加工的方法、炮制的工藝和儲藏的條件等都對其活性成分產生較大影響。因此,研究并制定出綠色、規范的加工操作規程,是保證金果欖藥材質量的重要舉措。此外,金果欖生長慢,采挖困難,塊根產量低,若只用塊根作藥用則產值較低,而其藤蔓豐富,每年都需要修剪并廢棄。如在藥理藥化研究的基礎上,開發和利用藤蔓或其他部位,可提高金果欖的附加值,增加經濟收益,促進金果欖產業的發展。