紅豆杉屬植物的引種及產(chǎn)物累積研究

肖臘興，李志良，，葉岸青，羅萬業(yè)，黃巧明，丁文恩

(1.廣東省梅州市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 梅州 514011;2.廣東省梅州市中大南藥發(fā)展有限公司，廣東 梅州 514011)

1 引言

紅豆杉屬植物是國家一級保護(hù)樹種，其根皮和枝葉中含有的化學(xué)成分紫杉醇是具有良好活性的抗癌藥［1］，對卵巢癌、乳腺癌、非小細(xì)胞性肺癌有明顯療效。紅豆杉在自然條件下生長緩慢，枝葉中產(chǎn)物含量低，無法滿足日益增長的市場需求，在巨大經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動下，天然資源受到嚴(yán)重破壞，出現(xiàn)資源緊缺狀況。

紅豆杉在全世界共有11種，目前我國天然分布的共有4種和1變種，分別是中國紅豆杉(Taxus chinensis(pilger)Rehd.)、云南紅豆杉(T.yunnanensis Cheng et L.K.Fu)、東北紅豆杉(T.cuspidata Sieb.et zucc.)、西藏紅豆杉(T.wallichiana Zucc.)和南方紅豆杉(T.chinensis(Pilger)Rehd.Var.mairei(Lemée et Lévl.)Cheng et L.K.Fu)。曼地亞紅豆杉(T.media)是20世紀(jì)90年代中期從加拿大引進(jìn)的東北紅豆杉與歐洲紅豆杉的雜交種［2］，在我國四川、山東等地有種植。

廣東地處熱帶、南亞熱帶氣候區(qū)，全境僅在粵北的韶關(guān)、清遠(yuǎn)等市有天然紅豆杉的零星分布。惠州市林科所等單位開展了南方紅豆杉與云南紅豆杉的引種研究［3］。1997年開始，研究單位陸續(xù)從西南、東北、華南部分省份引進(jìn)上述各種紅豆杉植物到梅州山區(qū)開展種植試驗，研究其生殖、生長、病蟲害、產(chǎn)物累積等規(guī)律［4，5］。

試驗地位于廣東省東北部的梅州市境內(nèi)各縣山區(qū)，地處東經(jīng) 115°18'～ 116°56'，北緯 23°23'～ 24°56'，氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，是南亞熱帶和中亞熱帶氣候區(qū)的過渡地帶［6］。其氣候特點是夏日長、冬日短、冷熱懸殊、光照充足、氣流閉塞、雨水充沛，年均氣溫21.3℃，年降水量1400～1800mm。試驗地土壤多為黃壤、紅壤，土質(zhì)疏松，肥力一般。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗用中國紅豆杉、西藏紅豆杉、東北紅豆杉由中科院武漢植物研究所聯(lián)系提供，云南紅豆杉由梅縣林業(yè)局聯(lián)系提供，南方紅豆杉由福建省明溪縣綠色生態(tài)研究所提供，曼地亞紅豆杉由梅縣梅雁生物工程研究所提供。紅豆杉苗木規(guī)格為高40～60cm，地徑0.5～0.8cm，其中曼地亞紅豆杉及云南紅豆杉為扦插苗，其余苗木為實生苗。

2.2 試驗方法

2.2.1 種植撫育

研究單位從1997年始開展紅豆杉的引種研究，分別選擇不同海拔高度地點、不同遮光條件進(jìn)行種植。紅豆杉栽種前，全面劈除林地雜草和灌木，帶狀整地，行距為1～2m，帶寬約1m，帶中挖穴，種植時間為當(dāng)年11月底到次年3月，選擇陰雨天氣，林地土壤濕潤時進(jìn)行栽種。每年撫育1～2次，撫育以全面劈草為主，結(jié)合松土和擴(kuò)帶培土，根據(jù)林齡大小，每株施以農(nóng)家肥料或復(fù)合肥1～2kg。

2.2.2 生長情況記錄

紅豆杉種植后，定期記錄紅豆杉生長情況，包括顏色、長勢、高度、冠幅、苗木保存率及開花結(jié)實情況。

2.2.3 枝葉樣品處理

定期采收紅豆杉枝葉進(jìn)行紫杉醇含量分析，紅豆杉枝葉于烘箱中55℃條件下干燥至恒重后粉碎。精密稱取紅豆杉枝葉干粉3g，加入丙酮－水(3∶2)50mL浸提，并用磁力攪拌器攪拌60min后過濾，重復(fù)操作4次，合并濾液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收丙酮。剩余的液體置分液漏斗中，加入50mL二氯甲烷萃取，共3次，收集二氯甲烷相并減壓濃縮至干，殘留物用乙醇溶解定容至25mL，搖勻后取1mL定容至10mL，用0.45μm 濾膜過濾，濾液供HPLC檢測。

2.2.4 紫杉醇含量的檢測

樣品的檢測采用Waters HPLC系統(tǒng)，色譜條件為:Nova－Pak C18(3.9×150 mm)色譜柱;流動相是V甲醇∶V乙腈∶V水=29∶27∶44;柱溫 35 ℃;流速 1.0 mL·min;檢測波長227 nm;靈敏度0.05 Aufs，標(biāo)準(zhǔn)品購自SIGMA公司。

3 結(jié)果與分析

3.1 生長適應(yīng)性及枝葉中紫杉醇產(chǎn)物的累積分析

根據(jù)多年來對種植的各種紅豆杉的跟蹤記錄，結(jié)合產(chǎn)物含量檢測結(jié)果，匯總整理實驗結(jié)果見表1。試驗結(jié)果表明:東北紅豆杉在本地不能正常生長;曼地亞紅豆杉生長緩慢，每年的生長期較短;其余各種紅豆杉均能正常生長、繁殖;曼地亞紅豆杉及云南紅豆杉枝葉中產(chǎn)物含量較高。各種紅豆杉均未出現(xiàn)明顯病蟲害［3］。

表1 紅豆杉屬植物引種后的生長適應(yīng)性及枝葉中紫杉醇累積情況

曼地亞紅豆杉為灌木狀，葉片輪生，形態(tài)美麗，但在本地生長緩慢，每年僅3～5月抽稍1次，長度約10cm，生物量較低，不宜作為藥用植物原料林大規(guī)模發(fā)展，但可以作為盆景根據(jù)市場需求情況適度種植。中國紅豆杉、南方紅豆杉及云南紅豆杉在本地長勢好，紫杉醇含量高，株間差異明顯，應(yīng)積極做好品種選育工作，有望獲得生長快、紫杉醇含量高的優(yōu)株，對大規(guī)模發(fā)展紅豆杉種植作為藥用植物原料有積極推動作用。

3.2 紅豆杉生長與海拔高度的關(guān)系

在引種試驗種植區(qū)內(nèi)分別選擇生長環(huán)境基本一致的4個不同海拔高度的地點(梅縣雁洋鎮(zhèn)五指峰、南福村、石扇鎮(zhèn)松坪村、平遠(yuǎn)縣仁居鎮(zhèn)古丁村)作為栽培試驗點，進(jìn)行生長情況調(diào)查，分別比較4年、8年樹齡的紅豆杉株高、冠幅、地徑、開花結(jié)實情況等，調(diào)查結(jié)果見表2。

表2 不同海拔紅豆杉生長情況比較

試驗結(jié)果表明，紅豆杉對海拔高度的適應(yīng)范圍較寬，不同海拔調(diào)查指標(biāo)差別不大，說明紅豆杉能在各種海拔的宜林地栽植。其中海拔高度為1000m的五指峰紅豆杉生長成灌木狀(基部分枝多，地徑較大)，主要與山頂?shù)娜照铡L(fēng)力等影響因素相關(guān)。

3.3 紅豆杉生長與光照強度的關(guān)系

在引種試驗種植區(qū)內(nèi)分別選擇4個不同遮光條件下種植的各種紅豆杉，種植后第2年始連續(xù)3年跟蹤記錄苗木生長情況、保存率等，結(jié)果見表3。

表3 光照強度對紅豆杉生長的影響

試驗結(jié)果表明，試驗區(qū)內(nèi)遮光度高的紅豆杉保存 率及生長質(zhì)量較高，遮光度70%左右的紅豆杉保存率達(dá)到90%以上，長勢較好，葉片顏色深綠、葉片粗長而厚;而遮光度低的紅豆杉葉片顏色發(fā)黃、葉片短小而薄，紅豆杉的死亡率較高;說明紅豆杉在幼齡期需要適度的遮蔭才能正常生長。

紅豆杉對光照度的要求較高，可能與紅豆杉的光飽和點相關(guān)，幼齡期紅豆杉的光飽和點低，葉片對光強的耐受力差，長時間的強光照射使葉片不能正常進(jìn)行光合作用進(jìn)而影響體內(nèi)新陳代謝，甚至死亡。隨著樹齡的增長，紅豆杉的光飽和點逐步提高，植株對光強的適應(yīng)能力也有所提高。

3.4 紅豆杉枝葉中紫杉醇含量與樹齡的關(guān)系

以試驗區(qū)內(nèi)南方紅豆杉為研究對象，種植后第2年始逐年剪取枝葉混合樣進(jìn)行紫杉醇含量的檢測，以考察隨著紅豆杉樹齡的增長，枝葉中產(chǎn)物累積量的變化趨勢，為修剪紅豆杉枝葉作為制取紫杉醇的藥用原料提供依據(jù)。

表4 紅豆杉枝葉中紫杉醇含量與樹齡的關(guān)系

試驗結(jié)果表明，種植年限為2～3年樹齡的紅豆杉枝葉中產(chǎn)物含量較高，達(dá)到0.02%左右，可作為制取紫杉醇的藥用植物原料;種植年限為4年以上樹齡的紅豆杉枝葉中紫杉醇含量較低，而根皮中的紫杉醇含量較高(可達(dá)到0.05% ～0.1%)，老齡的紅豆杉枝葉不宜作為制取紫杉醇的藥用原料。

種植年限為4年以上樹齡的紅豆杉枝葉中紫杉醇含量逐步降低，而根皮中含量逐步升高，這可能與紫杉醇的合成和貯存機(jī)制有關(guān)，紅豆杉枝葉是紫杉醇等產(chǎn)物的合成工廠，根皮是產(chǎn)物的貯存?zhèn)}庫，隨著樹齡的增長，產(chǎn)物逐步被轉(zhuǎn)移至根皮中貯存。

4 結(jié)語

廣東省梅州市境內(nèi)早期種植的紅豆杉已能開花、結(jié)果、繁殖，紅豆杉在本地已引種成功;提高紅豆杉生長質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)措施包括疏水、適度遮陽、松土;紅豆杉枝葉中產(chǎn)物含量高低與品種、部位、季節(jié)、樹齡、撫育管理等因素相關(guān);開展紅豆杉的良種選育，進(jìn)而實施紅豆杉良種、良法的推廣工作是建設(shè)紅豆杉藥用林的關(guān)鍵。

［1］Wani M C，Taylor H L，Wall M E，et al.Plant antitumor agents.VI.The isolation and atructure of taxol，a novel antileukemic and antitumor agent from Taxus brevifolia［J］.J Amer Chem Soc，1971，93(9):2325～2327.

［2］周 進(jìn)，賀恩德，賀建國，等.曼地亞紅豆杉引種試驗初步研究［J］.四川林業(yè)科技，2007，28(1):60 ～63.

［3］徐 平，廖建良，周紀(jì)剛.南方紅豆杉與云南紅豆杉的引種栽培試驗［J］.江蘇林業(yè)科技，2001，28(4):24 ～25.

［4］李志良.中國紅豆杉和短葉紅豆杉的胚胎培養(yǎng)［J］.植物資源與環(huán)境學(xué)報，2001，10(1):62 ～63.

［5］李志良，何偉強，肖臘興，等.紅豆杉育苗及造林技術(shù)［J］.廣東林業(yè)科技，2011(6):92～95.

［6］廖富林，賴萬年，許良政，等.廣東梅州野生珍稀瀕危藥用植物資源與保護(hù)［J］.中草藥，2005，36(4):606 ～608.