藥用植物刺五加研究進展

陳 思，孫春玉，王 義

（吉林農業大學生命科學學院，吉林長春 130118）

刺五加(Eleutherococcus senticosus)是五加科五加屬多年生落葉灌木，別名刺拐棒、坎拐棒子、老虎潦等。株高1～6 m，莖密生細長倒刺（圖1）；掌狀復葉互生，邊緣具尖銳重鋸齒或鋸齒；傘形花序頂生，花多而密。主要分布在東北三省、河北、河南、山西及陜西北部，朝鮮、日本及俄羅斯也有分布[1]。刺五加春季的嫩莖葉是優質的山野菜，根、莖、葉、皮、果實均可入藥。根商品名為五加參，是我國醫藥珍品[2]，有益智安神、健脾補腎等功效；樹皮藥品名為五加皮，有祛風除濕、壯筋骨等功效。筆者對刺五加的資源現狀、化學成分、藥理作用、組織與細胞工程等方面的研究進展進行了綜述，以期為刺五加的開發利用和人工撫育提供理論依據。

圖1 刺五加

1 藥用植物刺五加的研究概況

1.1 資源現狀

隨著以刺五加為原料的產品深受國內外歡迎，對刺五加的全面開發利用速度也加快，也使得刺五加的野生資源消耗與日俱增。1992年出版的《中國植物紅皮書—稀有瀕危植物(第一冊)》中，刺五加被列為漸危物種[3]。在我國東北人工種植刺五加作為山野菜食用已有較長時間，但是藥用刺五加的人工栽培由于多種原因鮮有問津。野生刺五加種群經過長時間掠奪式采挖，資源遭到了嚴重破壞，致使其分布區日益縮小，數量急劇下降，刺五加野生資源逐年匱乏已面臨瀕危。

1.2 刺五加的生態學研究

刺五加生于海拔200～1 600 m地區，多生長在灌木叢林、林緣，山坡路邊也有生長。刺五加喜充足日照和富含腐殖質的肥沃土壤，可耐受-30℃的低溫[4]，抗寒能力強。祝寧等[5-7]從上世紀80年代起就開始對刺五加進行生態學研究，包括刺五加的生殖生態學、種群生態學、刺五加的開花動態等方面。吳曉春等[8]通過對刺五加的生長過程和年允收量進行研究得出了刺五加年允收量方程。韓忠明等[9-11]對刺五加種群可持續更新機制、種群構建生物量預測和種群結構等進行了研究，建立了可用于指導生產的刺五加種群經濟產量的數學模型。孟祥才等[12]針對藥用刺五加進行了產地適應性區劃研究，區劃出藥用刺五加適宜的生長地區。戴思蘭等[13]選取我國東北地區刺五加3個種群共49個單株的葉片，提取基因組DNA做RAPD分析，結果表明，刺五加種內居群內和居群間的遺傳多樣性均較為豐富。這些研究為刺五加野生資源的開發利用和保護提供了科學指導。

1.3 刺五加的化學成分研究

刺五加的主要化學成分為酚苷類化合物、多糖和黃酮，還含有香豆素、脂肪酸、揮發油、氨基酸及微量元素等。刺五加總苷是刺五加生物活性成分之一，已從中分離出 A、B、C、D、E、F 和 G 7種單體皂苷[1]。刺五加葉皂苷(A.senticosus saponin,ASS)是從刺五加葉中提取的總苷。20世紀80年代末Shao等[14]從刺五加葉中分離得到5種單體皂苷，即刺五加苷A1、A2、A3、D3和 A4，此外刺五加還含有齊墩果酸[15]。目前很多學者對刺五加化學成分的提取工藝進行研究和改良，使刺五加的總皂苷、刺五加葉皂苷、總黃酮、多糖和異秦皮啶等活性成分的提取量大大提高，同時縮短了工藝流程，既節約了成本，又提高了效率，為刺五加制劑的研發提供了更先進的工藝[16-18]。

1.4 刺五加的藥理作用

1.4.1 增強免疫功能。刺五加提取物可刺激細胞免疫力，產生免疫細胞。刺五加苷和刺五加多糖都具有明顯增強免疫功能和促誘生干擾素的能力，對癌細胞有一定的抑制作用[19-20]。

1.4.2 治療心腦血管疾病。刺五加提取物能擴張血管并改善腦供氧量，對腦梗死有改善作用，還能抗心肌缺血，改善心肌代謝過程。不同劑量的刺五加凍干粉針劑均可降低心肌梗死的面積[21]。

1.4.3 其他功能。刺五加能抗疲勞，調節機體新陳代謝，提高耐缺氧能力；抗衰老，促進遺傳物質和蛋白質的合成；抗應激，對中樞神經系統具有雙向調節作用。還有抗菌、抗病毒、抗炎和抗輻射作用[22]，有利于組織的修復、鎮靜，能改善睡眠，增加食欲[23]。

2 刺五加的組織和細胞培養

刺五加的器官（不定芽）發生途徑有2種：①直接發生，從外植體上直接誘導不定芽，此方法有利于保持遺傳性狀的穩定性；②間接發生，從外植體上誘導出愈傷組織，再從愈傷組織中獲得不定芽。刺五加誘導體細胞胚胎形成時，胚狀體既可以直接在外植體上形成，也可以在愈傷組織上獲得。

圖2 刺五加春季的芽孢

2.1 刺五加的組織培養

刺五加組織培養外植體多選用當年生幼嫩或休眠枝條的莖尖（圖2）。張健夫[24]選取當年形成的越冬枝條，在室內培養至剛萌芽時取材，以芽為外植體進行組織培養試驗；貝麗霞[25]在刺五加休眠后取材，成活率高于生長期和休眠前期。在消毒方法上，Fouad等[26]提出采用0.5%次氯酸鈉表面殺菌15～20 min，芽的成活率較高。愈傷組織誘導方面，貝麗霞[27]以處于旺盛生長期的葉片為外植體，在添加BZ的培養基上獲得愈傷組織，誘導率為41.58%。初旸[28]以刺五加嫩葉為外植體，以添加NAA 2.0 mg/L+6-BA2.0 mg/L為誘導培養基，添加NAA 1.0mg/L+6-BA 1.0mg/L為繼代培養基獲得適宜懸浮培養的愈傷組織。邢朝斌等[29]用纖維素酶和果膠酶對刺五加幼葉進行原生質體分離，得到了刺五加幼葉細胞的原生質體。邢朝斌等[30]以刺五加的成熟種子為材料，通過離體培養誘導產生愈傷組織，利用RAPD分子標記方法，在DNA水平上分析了無菌苗和愈傷組織的遺傳變異，結果顯示刺五加愈傷組織與無菌苗相比出現了DNA水平的變異。

2.2 刺五加體細胞胚胎發生

刺五加的體細胞胚主要通過合子胚及其組成成分獲得，挑取層積后種子的合子胚在無菌條件下萌發，取子葉、下胚軸、胚根等為外植體，下胚軸產生的體胚大都能發育成正常的體胚，且數量較多。桂耀林等[31]使用未經層積種子中的胚，在添加0.5 mg/L 2,4-D的MS培養基中培養，從外植體上直接分化出胚狀體。Choi等[32-33]和邢朝斌等[34]分別用直接和間接經愈傷組織的途徑獲得了刺五加體胚。邢朝斌等[35]還利用刺五加葉柄為外植體，誘導獲得了體胚。韓君等[36]以懸浮培養刺五加體細胞胚發育而來的再生植株作為試驗材料，在添加1 mg/L GA3的固體培養基中獲得胚性愈傷組織，添加1 mg/L 2,4-D后胚性愈傷組織增殖，轉到無激素培養基后分化大量的體胚。王義等[37]對刺五加體細胞胚胎發生過程進行了解剖學觀察，并研究了過程中的生理變化，建立了刺五加體胚發生及再生植株體系。目前刺五加的體胚發生機制還基于基因調控、細胞孤立等理論，具體的發生機制還不明確。

2.3 發狀根培養與遺傳轉化

根癌農桿菌介導的刺五加遺傳轉化的研究，多用于發狀根培養生產次生代謝產物。Seo等[38]對刺五加產業化生產發狀根進行了研究，選用含有下胚軸的胚根為外植體，通過調整碳氮比提高產根率，在固體和液體培養基中添加不同的激素可促進發狀根的生長。在生物反應器中培養時，加入0.5 mg/L IBA可使根質量提高5.5倍。發狀根中的刺五加苷E和E1含量比3年生刺五加要高，而刺五加苷B含量明顯降低。李學寶等[39]用農桿菌介導轉化刺五加愈傷組織，獲得了有氯霉素抗性的愈傷組織，并檢測到胭脂堿合成酶的活性。Choi等[40]將刺五加胚性愈傷組織、球形胚和攜帶有外源基因的農桿菌共培養，經過繼代培養和篩選，經PCR和Southern雜交鑒定確認目的基因轉導成功。

3 刺五加的發展方向

刺五加是藥、膳兼優的瀕危珍稀植物，供求矛盾逐年加劇,人工栽培繁殖刺五加成為當務之急。經各地多年研究試驗，刺五加可通過種子繁殖、扦插繁殖獲得苗木[41]。刺五加在育苗技術上獲得進展，為刺五加人工栽培開辟一條新路。定向培育刺五加經濟林是保護和實現可持續利用的必然之路，勢在必行[1]。

刺五加栽植技術簡便，一次投資多年收益,周期短、見效快、產量高、效益好，優勢明顯，市場前景廣闊。東北山區是刺五加的主產區,其土壤、氣候條件十分有利于生長發育，規?；N植刺五加具有產量高、質量好、經濟效益高、社會效益、生態效益顯著等優點，必將會成為東北林區的特色優勢產業，還為種植業結構調整和林權制度改革提出了一個新思路、新項目[1]。

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