麦冬研究进展

麦冬研究进展

郭海林　刘建秀　杭悦宇

(江苏省中科院植物研究所,江苏南京210014)

　　麦冬(Ophiopogonjaponicus)系百合科沿阶草属多年生常绿草本植物,在我国大部分地区均有野生分布和栽培,其著名产地有四川三台(川麦冬)和浙江杭州(杭麦冬)。麦冬以块根供药用,具有养阴生津、润肺清心功效,主治肺燥干咳,津伤口渴等症。

麦门冬首载于《神农本草经》。为百合科多年生草本植物麦门冬的块根。麦门冬叶丛生,长线形,倒拖于地。初夏开紫色小花,结紫黑色球形浆果。根如连珠节粒,即为麦门冬。有大叶、小叶两种,通常小叶者入药。以浙江产者最佳,为著名的浙八味之一。浙麦冬是多年生常绿的草本植物,适应性强,喜湿润又耐干旱,有较强的耐寒力。慈溪、余姚一带种植麦冬历史悠久。据有关史料记载,早在明代成化年间(公元1465～1487年)已有种植。明李时珍在《本草纲目》中,对浙麦冬的品质有极高的评价:“浙中来者甚良。”清朝末期,宁波药行兴盛,药商云集,争购浙麦冬,运销香港、日本及东南亚诸国和全国各大药店,成为包括白术、象贝在内的三大浙货之一。浙麦冬呈纺锤形,似枣核,表皮黄白色或淡黄色,有纵纹,质柔软,断面黄色,半透明,具木质芯,气微香,肉质具油性糖质粘性,并以肥大黄白色者为佳。由此可见,很久以前,人们就发现了麦冬的药用价值。近年来,有关专家对于麦冬的生物学特征、遗传特征、化学成分及其栽培育种与药理等方面作了相当的研究,现就此作一综述。

后代,可作为选种育种的指标及高产稳产栽培措施研究的理论依据。

1.2　湖北麦冬开花后长出小植株或小叶的发育解剖观察

吴　等[2]从花序形态学和组织学对湖北麦冬开花后长出小植株或小叶进行了发育解剖学观察,结果发现,湖北麦冬开花后长芽是由于其营养顶端部分分化成生殖顶端而致。

1.3　三个地区的麦冬组织形态特征分析

刘峰群等[2]根据体视学和生态解剖学原理,运用计算机图像分析技术,对川麦冬、杭麦冬和山麦冬的组织形态特征进行三维分析。结果表明:3种麦冬类中药组织的细胞密度、大小和形状存在不同程度的差异,其中石细胞、内皮层细胞和木栓细胞特征可作为区分三者的主要体视形态学指标。

2　麦冬的栽培与育种

2.1　川麦冬生长环境的研究[4]

川麦冬道地产区三台县位于四川盆地中偏西北部。地跨东经104°42′～105°7′49″,北纬30°42′42″～31°23′28″。海拔为460～500m。气候属四川盆地中亚热带湿润季风型气候区。该区年平均气温16.7℃,最热月是7月,气温为26.7℃,最冷月是1月,气温5.6℃。全年气温变化显著。≥10℃的积温3000℃左右,年均无霜期283d。地表温度冬低夏高,月均最低为1月为6.6℃,月均最高为7月,29.3℃,年均为18.6℃。年均日照1376.1h,8月日照最多,平均195.9h,最少为11月,平均67.5h。热量资源丰富,太阳总辐射热全年约为3.89×105J󰃗2

cm。年均降雨量为882.2mm。麦冬产区湿度多年平均为79%。产区地下水资源丰富,平均每平方公里为53×104m3󰃗a。成土母质:麦冬土壤是由全新统灰色。根据土壤理化特性和生产性能将麦冬土壤划分为潮土土类、灰潮土亚类、灰潮土土属,共有潮沙土、潮沙泥土、潮泥土3个土种,其中潮沙泥土是种

1　麦冬的生物学特征

1.1　川麦冬生物性状与产量的相关性研究[1]

川麦冬单株产量与全株重量、块根数量、叶宽度之间呈现显著的正相关;与须根数、须根重以及分蘖

数之间呈现负相关,即植株越大,块根数量越多、叶片越宽,产量就越高;须根数越多、须根越重、分蘖越多其产量就越低。并且这些性状都较稳定地遗传给

收稿日期:2002-11-05

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植川麦冬的最好土壤。

2.2　套播麦冬的施肥措施[5]

套肥是实现套播麦冬前壮苗的关键技术[5],套播麦冬与板茬麦冬不同,收稻后的施肥,对板茬麦冬来说是种肥,而对套播麦冬来说已是苗肥,在作物需肥与土壤供肥的关系上不同步,即供肥落后于施肥,致使套播麦出现“断奶”现象,早苗而不能早壮早发,丧失了套播麦冬的早播优势,这也是当前套播麦冬产量不高的主要原因。2.3　湖北麦冬的繁殖方法

湖北麦冬常用植株繁殖,简便易行,成活率高。其方法是:将挖起来的大量湖北麦冬植株摘去块根后,对较大的植株进行分株。分株时,应选择无枯萎、无病虫害的壮苗用手或用剪子剪开,分成小株。每株植株上均保留5cm左右的须根,其余除掉,即可栽培。同时,将供栽培的植株存放在室内阴凉处,以防干燥,应在5d内栽培完毕。

2.4　金边阔叶麦冬(LiriopeplatyphylaWangeTangvar.variegataHort.)的组织培养

莫肖蓉等[6]将金边阔叶麦冬的不同部位外植体块,接种于附加不同激素配比的MS培养基上,实验结果表明,取自根状茎芽点,培养基为MS+BA1.5mg󰃗L+NAA0.5mg󰃗L的不定芽诱导率最高(100%),长势较旺,不定芽和愈伤组织均较多,但极易造成性状分离。用MS+BA3.0mg󰃗L+NAA0.5mg󰃗“芽生芽”,避免了脱分L液体培养可以直接

化过程,从而稳定保持嵌合性。不定芽每月可转接1次,适宜的生根培养基为1󰃗2MS(大量)+IBA0.25mg󰃗L。试管苗在蛭石中炼苗后即可移栽。2.5　麦冬病虫害的研究

丘凤波等[7]通过试验提出了防治根结线虫病的措施,主要有以下几个方面:(1)实行1年以上轮作;(2)实行合理套种;(3)种植时剪除麦冬老根;(4)栽种抗耐病品种;(5)用灭克磷药剂防治。

危害川麦冬的蛴螬主要是灰胸突鳃金龟暗黑鳃金龟HolotrichiaparalHoplosternusincanus、

lela和铜绿丽金龟Anomalacorpulenta。前者两年发

为主[8]。

3　不同类型川麦冬核型分析及同工酶研究

3.1　川麦冬核型分析

麦冬生产上一直采用无性繁殖,从而导致品种混杂,产量差异大。川麦冬依其形态特征,分为大叶

型、小叶型和直立型3类。麦冬细胞遗传学的研究极其有限,除Sato[9]和Sharma[10]等报道体细胞染色体数2n=36,72外,其随体染色体数目、核型及减数分裂过程均未见报道。而核型是远缘杂交育种和染色体工程的理论基础。梁国鲁[11]等对川麦冬(Ophiopogonjaponicus)3类型的染色体核型分析表明,大叶型2n=68=32m(4SAT)+24sm+12st,小叶型2n=68=32m(2SAT)+24sm+12st,直立型2n=68=40m(2SAT)+20sm+8st。前二者核型属2C,后一型属2B,其进化方向为直立型→小叶型→大叶型。根据第1号染色体4条明显中着丝粒染色体,可以认为川麦冬是一典型四倍体类型。另探讨该属的染色体基数发现,川麦冬大叶型、小叶型和直立型的染色体数与葛传吉报道的沿阶草(O.chekiang)的数目2n=68一致。其核型构成的共同特征是:第1号中部着丝粒染色体(m)与第2号的大小差距较大,2～17号染色体的大小逐渐递减。染色体类型由中部着丝粒染色体(m)、近中部着丝粒染色体(sm)和近端部着丝粒染色体(st)组成。除百合科典型的中间随体(随体极小,位于m染色体的两臂之间)外,川麦冬在最短染色体的长臂上具一极小随体,其特征非常明显。3类型在相对长度范围,最长与最短染色体的比值及平均臂比值较为接近,表明它们相互间的近缘关系。但3核型各细节的差异也较明显。大叶型与小叶型核型组成一致,同为2C。但最明显的差异是大叶型比小叶型多一对中间随体,且核型不对称性也高于小叶型。直立型与前二者的区别是最长染色体󰃗最短染色体比率小于4。按照Stebbins的核型分类属于2B。此外,其核型组成中分别少2对sm和st染色体,是3类型中较对称的核型。按照被子植物核型由对称向不对称进化的一般规律,可排序为:直立型→小叶型→大叶型。

百合科的染色体原始基数很难确定,从x=7至x=12,每个数目都有很多代表。川麦冬隶属沿阶草属(Ophiopogon)。Sato[9]和Sharma[10]等报道了

生一代,世代重叠,以二、三龄幼虫越冬;后二者每年发生一代,均以三龄幼虫越冬。麦冬受蛴螬的危害程度与麦冬连作年限、间套作模式和土壤类型等因素有关。因此,蛴螬的防治应结合栽培措施以农业防治

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第3期　　　　　　　　　　　　　　郭海林等:麦冬研究进展　　　　　　　　　　　　　　　　　　3

麦冬(O.japonicus)的染色体数目为2n=36,72;已知最低为36,最高达108。可以认为,该属的染色体基数为x=18。但笔者观察为2n=68,其基数应属x=17。此外,根据第1号染色体独一无二的4条大型中部着丝粒染色体(m),可以认为川麦冬是一个四倍体类型。中国是沿阶草x=17的特有分布地区。

3.2　川麦冬品种同工酶分析[12]

(1)大叶型,叶片宽大、叶色深绿色,分蘖力强,株型紧凑,叶片直立生长,稍下垂。块根颗粒大,呈仿(2)小叶型,叶片狭小,株型松散,块根颗粒小,锤形。

呈长椭圆形。(3)直立型,叶色浅绿色,叶片直立生长,块根颗粒大而少,块根呈椭圆形,酶带分析表明,3个类型间酶带有交叉重叠现象,根据对川麦冬各品种间的两种同工酶分析,从酶带表达方式上,表明3个类型的亲缘关系比较接近,3个类型是由同一种

且川麦冬二等品中的含量最高[14]。

(2)LC法:该方法简单、快速,且样品的醇提取物不需提前处理,可直接与高氯酸反应并进行测定,RSD=0.75%(n=5)。

(3)等吸收双波长消去法:此方法简单易行、可靠,在一定程度上能排除糖的干扰。4.2.2　慈溪麦冬甙A和B的结构

从浙江慈溪产中药麦冬(Ophiopogonjaponicum)中能分离得到2个新的C27甾体甙—慈溪麦冬甙A(2)和B(3)以及已知甙ophiogenin32氧2Α2L2鼠李糖(12)2Β2D2葡萄糖吡喃甙(1)。4.3　麦冬多糖

麦冬多糖是从麦冬块根中提取的,其收率为1%,总多糖由葡萄糖、果粮糖组成,多糖中总多糖含量为59.53%。

麦冬多糖胶囊具有降血糖及稳定血糖的作用,能使周围组织对胰岛素的抵抗降低。

麦冬多糖能拮抗乙酰胆碱和组胺混合液刺激引起的正常豚鼠和卵白蛋白引起的致敏豚鼠的支气管平滑肌收缩,抑制致敏豚鼠哮喘的发生并具有较显著的抗小鼠耳异种被动皮肤过敏的作用[15]。

4.4　川麦冬及其炮制品总黄酮和微量元素的比较

杨清林等[16]报道了对川麦冬及其炮制品中总黄酮和微量元素的测定结果,并对其煎出物的微量元素溶出量进行了探讨;炮制前后麦冬中总黄酮分别为0.068%及0.063%。

通过麦冬与朱砂麦冬的微量元素测定结果看出,朱砂麦冬中5种人体必须微量元素Cu、Zn、Mn、Fe、Sr含量,除Zn和Cu的大于或接近麦冬外均低于麦冬,3种人体宏量元素K、Ca、Mg含量也大于麦冬。与文献报道的补益药一般富含Zn、Mn有相似之处。

麦冬微量元含量顺序K>Ca>Mg>Fe>Mn>Sr>Zn>Cu,与朱砂麦冬基本一致,只有Zn>Sr。麦冬水煎出物的微量元素含量K>Mg>Ca>Fe>Mn>Zn>Cu>Sr,朱砂麦冬与麦冬基本相同,

在栽培过程中演变而来。

4　麦冬化学成分的研究

4.1　山麦冬水溶性提取物

实验证明[13]山麦冬水溶性提取物(WSEL)具有较明显的心血管药理活性,表现有抗心肌缺血作用和抗心律失常作用,对其毒性研究表明,该药对大鼠体重、血象和肝、肾功能均无明显影响,且动物各实质脏器未见明显病理改变。临床初步观察发现本药对冠心病、心绞痛有较好疗效。4.2　皂甙的研究

麦冬为百合科植物麦冬(Ophiopogonjaponi2

.)的干燥块根,是常用滋阴中药,具有cusKer2Gawl

养阴生津、润肺清心的功效。现代药理研究表明,皂甙是麦冬中的活性成分之一,麦冬总皂甙能改善心肌收缩力,对心肌细胞具有保护作用,能抗实验性心律失常,提高小鼠的耐缺氧能力,因此,以麦冬中的皂甙为质量控制的指标来分析麦冬药材的质量,对控制麦冬的质量具有重要意义。

4.2.1　麦冬类皂甙成分的测量方法

(1)HPLC2ELSD法可作为中药麦冬的质量控

只有Sr>Cu。

制方法。该法的测定结果表明,湖北麦冬的最佳采收期与传统采收期(清明)相一致。不同产地或来源地的麦冬中鲁斯可皂甙元含量有一定的差异,总的来看,川麦冬中鲁斯可皂甙元的含量高于浙江产麦冬,

5　麦冬的药理作用

(1)对心肌的保护和抗心律失常作用。实验小鼠

腹腔注射山麦冬注射液5g󰃗kg明显增加小鼠心肌

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营养性血流量,随剂量加大作用而增强。大鼠腹腔注射山麦冬注射液,剂量5g󰃗kg可显著对抗大鼠心电图󰂫期T波变化,剂量10g󰃗kg则对󰂪期和󰂫期T波变化有明显对抗作用。能对抗垂体后叶素诱发的大鼠心肌缺血时T波的变化并降低室性心律失常发生率,还能提高小鼠心脏对86Rb的摄取率,并能增加离体豚鼠心脏的冠脉流量,适量时对麻醉兔在体心脏收缩力也能增强,且不被心得安对抗。山麦冬总氨基酸对垂体后叶素致大鼠心电图急性缺血性改变有明显的预防作用。对异丙肾上腺素引起的心肌损伤大鼠可对抗ST段升高,显著抑制心肌组织中磷酸肌酸激酶的释放,降低血清CPK水平,减少丙二醛生成,保护心肌组织氧化物歧化酶活性。山麦冬总皂甙对实验性心肌缺血的影响,可明显降低大鼠心肌缺血血清CPK水平和心电图ST段变化,机理是防止心肌细胞脂质过氧化及改善脂肪酸代谢。说明山麦冬总皂甙对心肌缺血有保护作用。

(2)对心肌梗塞的作用。山麦冬氨基酸(Tal15mg・kg21ip),山麦冬总皂甙(TsLsL40mg・kg21ip),抑制心肌梗死心肌血清中磷酸肌酸肌酶(CPK)的释放和保护缺血性心肌的超氧化物歧化酶(SOD)的活性,减少脂质过氧化产物心肌丙二醛(MDA)生成,可显著降低心肌梗死大鼠血清游离脂肪酸(FFA)水平。Tal可抑制心肌梗死血清中乳酸脱氢酶(LDH)的升高,Tal和TsLsL对缺血心肌的保护作用与改善心肌脂肪酸代谢有关。而TsLsL的另一机理与防止心肌细胞脂质过氧化有关。

(3)对免疫系统的作用。短葶山麦冬皂甙C可显著延长小鼠存活时间,极显著增加小鼠免疫器官胸腺,脾脏重量,可显著增加小鼠的碳粒廓清作用。湖北麦冬与浙江麦冬的免疫促进作用近似,两种麦冬煎液均可极显著增加小鼠脾脏重量,显著增加小鼠巨噬细胞和吞噬作用均有明显的促进作用。

(4)对胃肠运动机能的影响。麦冬口服液作为钡剂胃肠道推进剂,显示能显著地加快胃肠道的推进作用。

(5)抗肿瘤作用。短葶山麦冬皂甙C在给药量20mg󰃗kg的情况下对S180肉瘤有抑瘤活性。在腹腔给药的情况下,对艾氏腹水癌有抑瘤活性。

(6)降血糖作用。口服单剂量麦冬多糖100mg󰃗kg对正常小鼠血糖有明显降低作用,口服

后4～11h降血糖作用明显,24h仍有降糖作用。

麦冬在我国野生资源丰富,已有悠久的栽培与研究历史,具有很高的药用价值,是一种很有前途的药用植物;另外麦冬的地上部分还可以作绿蓠以护坡及观赏用。由以上综述可以看出,这应该引起我们在野生植物资源的保护与利用方面对麦冬进一步重视。

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