金毛狗的研究進展△

俞巧玲，劉寒，林楊，梁瑩，韋桂麗，胡營，郭宏偉，韋坤華*

1.廣西藥用植物園 廣西藥用資源保護與遺傳改良重點實驗室/廣西壯族自治區中藥資源智慧創制工程研究中心，廣西 南寧 530023；

2.廣西醫科大學 藥學院，廣西 南寧 530021

金毛狗Cibotium barometz（L.）J.Sm.又稱為黃毛狗、猴毛頭，藥用部位為根莖（稱為金毛狗脊）[1]。金毛狗野生資源在中國分布范圍較廣，主要分布于福建、廣西、貴州、云南、廣東、湖南、江西、四川、重慶、浙江等地，在其他亞洲熱帶地區也有分布，通常生長在山腳下的水溝邊及樹陰處的酸性土壤中[2]。金毛狗的化學成分主要包括揮發油類、蕨素類、酚酸類、黃酮類、多糖類、萜類及微量元素等，具有補肝腎、強腰膝、除風濕和利尿通淋等藥理作用，其根莖表面上的金黃色絨毛有較強的止血作用，是一種良好的止血藥[3]。

現今，金毛狗的野生資源分布范圍雖較廣，但資源蘊藏量卻很少，僅能基本滿足日常用藥的需求[4]。由于金毛狗自身的根系不發達，其地上部分比普通蕨類植物高大得多，因而需要消耗的水分和無機營養也比普通蕨類植物多，而擔負植株水分和無機營養供給的地下部分卻和普通蕨類植物一樣是柔軟纖細、入土很淺的不定根，這種根系的吸收和運輸能力都十分有限，并且生長速度相對緩慢、自然更新的效率較低、適應土壤和光照條件等外界環境的能力較差[5]。由于過度開發和生態環境惡化等原因，野生金毛狗蘊藏量正在逐年減少，目前，我國金毛狗總分布面積約7000 hm2，年產量約850 000 kg，年使用量約800 000 kg[2]，其已被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約（CITES）》附錄Ⅱ[6]，同時被《國家重點保護野生植物名錄》列為國家二級保護植物[7]。金毛狗的藥用價值較高，在藥用方面的需求量較大，為了保證基本的用藥需求必須加大對金毛狗野生資源的保護力度，這也能為金毛狗的組織培養、離體快繁技術等方面的研究提供保障。現有的人工栽培技術多為分株繁殖，但是其繁殖系數低、速度慢，遠不能滿足生產生活需要[8]。近年來，雖然已有學者對金毛狗的人工栽培技術進行了初步研究[9-10]，但其生根等問題仍未取得突破性進展，金毛狗資源瀕危的問題依然十分嚴重。為此，本文就金毛狗的資源狀況、生物學特性、種苗繁育技術、化學成分及藥用價值等方面進行綜述，以期為瀕危蕨類植物金毛狗的種苗繁育、野生資源的可持續發展、科學保護和合理的開發利用提供理論依據。

1 生物學特性

金毛狗根狀莖臥生、粗大，頂端生出1 叢棕褐色的大葉，基部被有1 叢墊狀的金黃色茸毛；葉片大，革質或厚紙質，小羽軸上下兩面略有短褐毛疏生；棕褐色的孢子囊群在每一末回能育裂片，生于下部的小脈頂端，成熟時張開如蚌殼，露出孢子囊群，孢子為透明三角狀的四面形[1]；葉脈是原始的羽狀分離脈序，小羽軸和中脈包括表皮、厚角組織和維管柱3 個部分，根狀莖由表皮、皮層、中柱及髓構成[11]。無性生殖植株的特征主要為復葉且三回羽狀復葉特征較為明顯、復葉葉柄的毛密而長，植株個體及小葉均小于有性生殖植株[12]。孢子萌發后，原葉母細胞經數次橫分裂形成絲狀體，再由絲狀體不斷分裂形成片狀體，繼而發育為形態不規則的幼原葉體，成熟原葉體兩翼在基部幾乎相接為一直線，老的原葉體常因細胞擴展速度不同而基部鈍圓[13]。

2 種苗繁育

2.1 離體快繁

現有的金毛狗人工栽培技術主要是分株栽培繁育，但這一方式的繁育速度較慢，無法在短期內獲得大量的新植株，而隨著金毛狗的藥用價值和觀賞價值的日益彰顯，人們對其需求量越來越大。因此，十分迫切需要研究出適合金毛狗離體快繁的技術。將原葉體誘導形成孢子體的最佳培養基是1/10 MS培養基；孢子體增殖的最佳培養基為1/4 MS、2 mg·L-1激動素（KT）、0.1 mg·L-1萘乙酸（NAA）、30 g·L-1蔗糖與4.5 g·L-1卡拉膠混合制成pH 為5.8的培養基；生根的最佳培養基為MS、30 g·L-1蔗糖、0.1%活性炭（AC）與4.5 g·L-1卡拉膠混合制成pH 為5.8 的培養基[14]。金毛狗分株繁殖的最佳方式是將帶頂芽的根莖切成10 cm 大小并用150 mg·L-1NAA 浸泡10 min，生根率為72%，而用300 mg·L-1吲哚丁酸（IBA）浸泡10 min，生根率為71%[15]。鄭聽等[16]將金毛狗幼苗移栽至不同的基質和噴灑不同的營養液，對金毛狗幼苗生長狀況進行觀察，發現原葉體移栽至培養土、蘭花基質、烤煙基質、田土、珍珠巖和鋸木屑均能生長，且移栽至培養土的幼苗最先長出原葉體和孢子體；噴灑不同的營養液對金毛狗幼苗新葉數、平均葉長、葉寬等影響差異無統計學意義，但與空白對照處理比較差異有統計學意義。

2.2 孢子繁殖

孢子繁殖是一種只限于蕨類植物的繁殖方法，也是蕨類植物快速繁育種苗的一種有效途徑。簡單易行、繁殖數量較大和成本低廉等是孢子繁殖的主要優勢。外界諸多因素對金毛狗的孢子繁殖有較大的影響，如孢子的貯藏溫度、培養基[17]、培養密度、外源激素和伴生蕨孢子萌發和配子體發育等[18]。不同貯藏溫度對金毛狗孢子萌發率有影響，在一定的貯藏溫度范圍內，隨著孢子保存溫度的下降，萌發時間增長且萌發率降低，而保存在室溫條件下的孢子萌發率高達38.8%[17]。金毛狗孢子培養密度越大，孢子萌發率也越低；當有其他伴生蕨類植物烏蕨的孢子存在時，金毛狗的孢子活力很低，種間競爭處于弱勢地位，對金毛狗孢子萌發和配子體發育的化感作用較顯著，使得金毛狗孢子萌發的時間變長、假根伸長也受到限制[18-19]。紫莖澤蘭的根、莖、葉等不同部位的水提液均對金毛狗孢子的萌發和配子體發育具有較明顯的化感作用，抑制了孢子萌發和假根生長[20]。不同植物生長激素赤霉素3（GA3）、芐氨基腺嘌呤（BA）和吲哚乙酸（IAA）的質量濃度對金毛狗孢子萌發率具有較明顯的影響，而蔗糖質量濃度對金毛狗孢子萌發率則無顯著影響，因此，對金毛狗孢子萌發的影響程度依次為無機鹽＞GA3＞BA＞IAA＞蔗 糖[17]。當GA 和6-BA 的質量濃度為0.01～0.05 mg·L-1時，隨著質量濃度的增加，金毛狗的孢子萌發率呈先增加后下降趨勢，而當IAA 質量濃度＞0.04 mg·L-1時，金毛狗孢子萌發被抑制，質量濃度為0.05 mg·L-1時，金毛狗配子體發育被抑制[18]。低質量濃度的GA處理金毛狗的孢子和配子體能促進其萌發和發育，高質量濃度GA 處理金毛狗的孢子和配子體則抑制其萌發和發育[21]。金毛狗的孢子繁殖對土壤的要求較高，如濕度、酸堿度等，且對其原生境土的依賴性較強，移栽至原生境土的幼苗成活率達76.0%[22]。不同營養液對金毛狗原葉體和孢子體出現時間影響不大，出現時間為88～90 d，均優于空白對照組（空白對照處理的金毛狗未出現孢子體）[16,23]。

3 化學成分分析

金毛狗中所含的化學成分種類較多，目前，從金毛狗中分離出的主要化學成分包括揮發油類、蕨素類、酚酸類、黃酮類、多糖類、萜類及微量元素等[24]，其中多糖類成分的含量較高[25]，酚酸類為金毛狗的重要活性成分[26]。

3.1 揮發油類

賈天柱等[27]從金毛狗的干燥根莖中提取分離出質量分數為83.3 μg·g-1的揮發油，但炮制后提取分離出的揮發油含量明顯減少，利用氣相色譜-質譜法（GC-MS）鑒定出其主要成分為高級脂肪酸，含量最高的是棕櫚酸和亞油酸，但經過炮制處理后含量都有不同程度增減。利用超臨界CO2流體萃取技術提取金毛狗的精油部分，并經二級解析分離出精油Ⅰ和精油Ⅱ，用GC-MS 從精油Ⅰ和精油Ⅱ中分離出43個化合物，并鑒定了其中25個化合物，首次從金毛狗中分離出γ-松油烯等化合物，其他主要成分為油酸 [(Z)-9-octadecenoic acid]、亞油酸（linoleic acid）、棕櫚酸（palmitic acid）、十五碳酸（pentadecanoic acid）、十六碳三烯酸甲酯（7,10,13-hexadecatrienoic acid methyl ester）和亞油酸甲酯（linolenic acid methyl ester）[28]。

3.2 蕨素類

張春玲等[29]從金毛狗根莖的三氯甲烷萃提取物中分離得到了金粉蕨素（onitin）。吳琦[30]從金毛狗根莖的乙醇提取物中分離得到了金粉蕨素-2'-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（onitin-2'-O-β-D-glucopyranoside）和金粉蕨素。研究者從金毛狗地上部分分離得到多種蕨素類物質，包括金粉蕨素（onitin）、蕨素R（pterosin R）、金粉蕨素-2'-O-β-D-葡萄糖苷（onitin-2'-O-β-Dglucopyranoside）、金粉蕨素-2'-O-β-D-阿羅糖苷（onitin-2'-O-β-D-alloside）、蕨素Y（pterosin Y）、異組織蕨素A（isohistopterosin A）[31-33]。

3.3 酚酸類

酚酸是金毛狗中重要的活性成分。謝美萍等[34]使用大孔吸附樹脂法、柱色譜法及高效液相色譜法（HPLC）對金毛狗根莖的化學成分進行分離和純化，從金毛狗根莖50%乙醇提取物中分離得到了9 個酚酸及其苷類化合物，采用波譜學分析和化學方法鑒定這些化合物的結構，其中原兒茶酸-4-O-(6'-O-原兒茶酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷為首次分離得到的化合物。程啟厚等[35]從金毛狗的根莖中提取分離得到了原兒茶酸（protocatechuic acid）和咖啡酸（caffeuc acid）。鞠成國等[36]通過比較不同產地生金毛狗和炮制金毛狗中總酚酸含量，發現不同產地金毛狗中總酚酸的含量存在一定差異，且經炮制后總酚酸的含量顯著降低。

3.4 黃酮類

許重遠等[37]從金毛狗中首次分離出黃酮類成分中的山柰素（kaempferol）。張祺嘉鈺等[38]采用Box-Benhnken 中心組合設計，利用響應曲面法，研究金毛狗總黃酮的提取工藝，發現其最佳提取工藝為60%乙醇、藥液比1∶40、回流提取2次、每次1.5 h，且在最佳提取工藝的條件下，金毛狗總黃酮的提取率為1.44%，高于其他條件下的提取率。韓偉等[39]以十二烷基硫酸鈉為表面活性劑，取粒徑為60 目的金毛狗，以十二烷基硫酸鈉質量濃度3 g·L-1、料液比1∶25、提取溫度80 ℃和提取時間90 min 為提取條件時，總黃酮的平均提取率為3.281%；通過動態提取-超濾-納濾操作分離金毛狗中的總黃酮可節省操作時間、提高操作效率，同時能有效提高總黃酮的質量濃度[40]。

3.5 多糖類

多糖類成分為金毛狗的主要成分，吳琦[30]從金毛狗中分離得到了葡萄糖、蔗糖和麥芽糖。易盼[41]利用酸水解、GC和液相色譜對經分離純化得到的均一的金毛狗多糖進行單糖組分分析，發現其含有鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、肌醇和半乳糖。扈芷怡等[42]研究發現，提取多糖的最佳條件是料液比1∶50、提取溫度為80 ℃且提取時間為50 min。

3.6 微量元素

金毛狗中含有較多的微量元素，如鐵、鈣、鎂、鎳、鋅、錳、銅等人體必需的微量元素，其中鈣含量最高，銅含量最低，有毒有害的微量元素鉛、鎘均未檢出[43]。許重遠等[44]使用原子吸收分光光度計分別測定了3 個不同地區金毛狗中鉀、鈉等15 種無機元素含量，3 個不同地區金毛狗所測的15 種元素中均以鉀的含量最高，其次是錳。

3.7 萜類

萜類是金毛狗的主要有效成分之一。徐家星[45]從金毛狗的根狀莖中分離得到了3 個萜類化合物，分別為24-亞甲基環木菠蘿烷醇（24-methylenecycloartanol）、齊墩果酸（oleanlic acid）、熊果酸（ursolic acid）。Xie 等[46]從金毛狗脊中分離出5 個新的半萜苷，分別為 (3S)-3-亞甲基四氫呋喃-2-1-(4-O-咖啡酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷、(3S)-3-亞甲基四氫呋喃-2-1-(6-O-原兒茶酚基)-β-D-吡喃葡萄糖苷、3-亞甲基呋喃-2(5H)-1-(6-O-原兒茶酚基)-β-D-異丙吡喃苷、2,3,5-三羥基-3-亞甲基四氫呋喃-(4-O-咖啡酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷和2-羥基甲基-1-丁烯-4-O-(6-O原兒茶酚基)-β-D-吡喃葡萄糖苷。

4 藥理作用

金毛狗脊是一種臨床常用的中藥材，具有防治骨質疏松、抑菌、抗炎、抗風濕、保肝及抗氧化等藥理作用[24]，金毛狗脊表面上金黃色的絨毛是良好的止血藥[2]。很多中成藥配方中都使用金毛狗脊，如金毛狗脊丸、舒筋健腰丸、六味地黃丸、抗骨增生膠囊、壯腰健腎丸、左歸丸和右歸丸等。在苗族醫藥中還常用于治療腰膝酸痛、筋骨疼痛和尿頻等。

4.1 防治骨質疏松

金毛狗脊是治療骨質疏松的一種常用中藥，具有促進成骨細胞增殖和抑制破骨細胞生成的雙向調節作用[47]。金毛狗脊提取物可以抑制因卵巢切除誘發的股骨中礦物質含量減少，降低骨骼代謝標記物如骨鈣素（osteocalcin）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase）等的水平，還可以增強骨強度、防止骨小梁微結構惡化，金毛狗脊提取物可能成為防治絕經后骨質疏松癥的潛在替代藥物[48]。Xu 等[49]研究發現，金毛狗炮制品（RW-Cb）對小鼠的成骨細胞增殖和堿性磷酸酶活性的影響較大，RW-Cb 及其指標成分（對苯酸和對苯醛）均可以促進大鼠成骨細胞的增殖和分化。金毛狗脊提取物可以降低大鼠去勢引起的股骨骨量丟失，提高其骨強度，防止骨小梁微結構惡化[50]。金毛狗炮制品正丁醇萃取物中含有的有效成分能夠顯著促進成骨細胞增殖及增強堿性磷酸酶活性，其可能存在于極性較大的組分中，以此推測金毛狗脊可能是通過促進成骨細胞增殖及分化來發揮抗骨質疏松作用[51]。

4.2 抑菌作用

金毛狗脊的不同部位抑菌效果不同，研究表明，金毛狗地上、地下部分的水提物及醇提物對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌等多種細菌均有較好的抑制作用，且地下部分的抑菌效果較地上部分好，水提物的抑菌效果較醇提物好[52]。金毛狗葉的甲醇提取物對肺炎桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌等多種革蘭陰性及陽性病原菌均有較好的抑制作用，并且初步證明其有效成分是芳香族化合物[53]。金毛狗脊的乙酸乙酯萃取物與石油醚、乙醚和正丁醇萃取物相比，乙酸乙酯萃取物對細菌和真菌的抑制作用最強，最小抑菌質量濃度分別為0.31～1.25、0.02～0.31 mg·mL-1，對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、痢疾桿菌均有明顯的抑制作用，最低抑菌質量濃度分別為0.8、0.6、1.0 g·mL-1，但對酵母菌無效[24]。

4.3 抗炎、抗風濕作用

經過不同炮制處理的生金毛狗脊、燙金毛狗脊、酒金毛狗脊、鹽金毛狗脊和蒸金毛狗脊對細胞因子和炎性介質的影響均有一定差異，其中生金毛狗脊的抗炎作用效果最佳，其次是燙金毛狗脊、酒金毛狗脊和鹽金毛狗脊，蒸金毛狗脊的抗炎效果最弱[54]。索天嬌等[55]灌胃給予小鼠金毛狗脊生品和炮制品不同部位提取物，并觀察其對二甲苯所致小鼠耳廓腫脹的影響，結果表明金毛狗脊具有一定的抗炎效果，金毛狗脊生品的正丁醇提取物和醋酸乙酯提取物的抗炎作用比較明顯。

4.4 保肝作用

Xie 等[46]從金毛狗脊中分離出5 個新的半萜苷和2 個已知的半萜苷，并用含時密度泛函理論-電子圓二色譜（TDDFT-ECD）計算，確定了金毛狗脊苷E苷元 [(3S)-3-亞甲基四氫呋喃-2-1-(4-O-咖啡酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷] 的絕對構型，金毛狗脊苷F [(3S)-3-亞甲基四氫呋喃-2-1-(6-O-原兒茶酚基)-β-D-吡喃葡萄糖苷] 和金毛狗脊苷Ⅰ [2-羥基甲基-1-丁烯-4-O-(6-O-原兒茶酚基)-β-D-吡喃葡萄糖苷] 在體外對對乙酰氨基酚（APAP）誘導的急性肝損傷均表現出顯著的肝保護活性；同時還從金毛狗脊的根莖中分離得到1 個具有較好的抗炎、保護肝臟活性的新化合物，并將其命名為雙原兒茶酸苷[29]。

4.5 抗氧化作用

金毛狗脊中的黃酮類、多糖類和酚類等成分均具有抗氧化的作用。提純后的金毛狗脊多糖對羥基、2,2-聯氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽（ABTS·+）和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）自由基均具有一定清除效果，并且抗氧化活性高低與其多糖結構中的半縮醛羥基數目、糖鏈結構及相對分子質量有關[42]。金毛狗脊炮制前后的正丁醇提取物抗氧化作用差異較顯著，燙金毛狗脊清除自由基能力較生金毛狗脊顯著增強[56]。林燕如[57]對金毛狗葉部黃酮提取物的還原能力進行研究，利用水楊酸法測定金毛狗葉黃酮對羥自由基的清除作用，用鄰苯三酚自氧化法測定金毛狗葉黃酮對超氧陰離子的清除作用，發現當金毛狗葉黃酮提取物添加量為0.04～0.20 mg 時，隨著添加量的增加，其還原能力逐漸增強；當金毛狗葉黃酮提取物添加量為0.4～2.0 mg 時，隨著金毛狗葉黃酮提取物添加量的增加，其對羥自由基、超氧陰離子的清除作用逐漸增強；清除羥自由基和超氧陰離子的作用效果為檸檬酸強于提取物。依次用正己烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇、甲醇和水提取金毛狗的根莖，發現乙酸乙酯提取物中總酚的含量較高且抗氧化活性也最強，根據水楊酸法，以三價鐵離子被還原為二價鐵離子的量來反映其抗氧化活性，提取物中總酚含量越高，鐵離子的抗氧化能力或氧自由基吸收能力也越強，表明非黃酮類多酚是該提取物發揮抗氧化活性的主要成分[58]。

5 結語

金毛狗的觀賞價值和藥用價值日益顯著，人們對其需求量也日益增加。但由于亂采濫挖及金毛狗自身對生長環境的要求較高，導致金毛狗的野生資源正在逐年減少，被列為國家二級保護野生植物，因此，金毛狗的野生資源已禁止私自采挖，人工種植品將成為該中藥材的主要來源。然而，目前對金毛狗的人工栽培技術的研究還不夠完整、系統，難以得到大量的人工栽培苗。未來可以利用具有繁殖效率高、生長速度快、培養條件可控制等優點的組織快繁技術獲得大量組培苗，再進行移栽的相關研究，從而得到大量的人工栽培苗，使金毛狗的產業化種植得以實現，以滿足人們對金毛狗的需求。同時，應將瀕危物種的保護措施落到實處，提高人們對野生植物資源的保護意識，促進人與自然和諧共生，繼續推動野生植物保護，實現瀕危藥用植物資源的高質量發展。