李 琴,楊彥伶,彭 嬋,劉宗坤,陳慧玲
(1湖北省名貴花卉苗木發展研究中心,武漢430079;2湖北省林業科學研究院,武漢430075;3湖北宗坤石斛科技開發有限公司,湖北英山438700)
石斛(Dendrobiumspp.)是蘭科(Orehidaceae)石斛屬(Dendrobium)多年生草本植物的總稱,兼具觀賞和藥用價值。石斛屬植物約1500種,國內有75種2個變種,其中具有藥用價值的有50余種。中國對藥用石斛的利用,古已有之,最早可追溯到1500年前的《神農本草經》,千年以來石斛與靈芝、人參、冬蟲夏草等被列為上品中藥。進入經濟發展期后,隨著人們對自身健康和生活質量的日益重視,藥用石斛在醫藥保健方面的特殊作用越來越被人們關注和了解,從20世紀80年代開始國內研究者對藥用石斛進行了較系統研究,在其資源分布、資源調查、引種收集及生物學特性研究、化學組成、藥理研究、人工栽培、組織培養等方面取得了一定進展。進入到21世紀,對藥用石斛的分子鑒定及遺傳多樣性的相關研究也逐漸發展起來,為中國藥用石斛的可持續開發利用創造了良好的條件。另一方面,由于生境狹窄、繁殖能力低以及過度采掘等原因,國內藥用石斛已成為瀕臨滅絕的物種,產業化發展過程中存在著原生資源破壞嚴重、資源收集保存形勢嚴峻、栽培品質退化、農藥殘留、種植面積難以滿足市場需求、繁殖與栽培技術未得到很好的推廣與應用等問題,了解國內藥用石斛目前的研究發展現狀和未來發展方向,對指導藥用石斛產業長期、穩定、健康、持續發展具有現實意義
中國石斛資源曾十分豐富。據《本草綱目》記載:“石斛處處有之,以蜀中者為勝”。石斛屬植物分布在中國秦嶺—淮河以南諸省,其中云南、廣西、貴州、臺灣為石斛屬植物的分布中心,大多數種類集中在北緯15°30′—25°12′,向北逐漸減少,最北不超過北緯34°24′。從垂直帶看,海拔100~3000 m的高度都有分布。但隨著森林大量被砍伐,石斛野生生存環境受到了嚴重破壞,加之傳統石斛藥用主要靠采收野生資源供藥用和出口,致使藥用石斛野生資源日漸枯竭,目前已列入瀕危植物[1-3]。
為發掘性保護現有的藥用石斛資源,白音等[4]對國內藥用石斛的主產區浙江、云南、貴州、廣西、安徽等地的野生和栽培藥用石斛種類、規模和蘊藏量進行了調查,實地調查到的野生藥用石斛有54種,但原生狀態的資源極其稀少,分布面積和蘊藏量無法估測。全國人工栽培的藥用石斛有30余種,主要栽培品種有鐵皮石斛、金釵石斛、流蘇石斛、美花石斛、束花石斛、鼓槌石斛和霍山石斛等7種。宋向文、趙仁發等[5-6]對安徽省以及粵東北地區石斛野生資源進行了調查研究,結果表明,安徽省野生藥用石斛有霍山石斛、鐵皮石斛、細莖石斛等3種,粵東北地區藥用石斛野生資源有鐵皮石斛、金釵石斛、重唇石斛等3種。據《湖北植物志》記載,湖北省藥用石斛主要有細葉石斛、美花石斛、羅河石斛、細莖石斛、石斛、霍山石斛、廣東石斛等7種。蕭鳳回等[7]對云南省藥用石斛的生產現狀及種植區域適宜性進行了調查、分析和評價。龔建英等[8-11]對部分石斛屬植物的生物學特性、營養器官的解剖組織形態等進行了研究。李俊玲等[12]對瀕危石斛蘭野生原種進行了引種馴化研究。
藥用石斛化學成分的研究始于20世紀30年代[13]。1932年日本人林木秀干首次從金釵石斛中獲得石斛堿,20世紀90年代開始,中外學者對多種藥材石斛的化學成分進行了研究和探索,發現石斛化學組成有生物堿、菲類、聯芐類、多糖、香豆素、芴酮類、倍半萜類、甾體及揮發油等,到目前為止,已分離得到約215個化合物及微量元素[14-15]。
藥用石斛的活性成分主要是生物堿、石斛多糖以及水提物,現代藥理研究證明這些活性成分具有增強機體免疫力、降低血糖及抗腫瘤等藥理作用[16-21]。這些活性成分還能抑制醛糖還原酶活性及脂質過氧化,治療白內障,顯著提高血中羥脯氨酸(HYP)及超氧化物歧化酶(SOD)水平,降低過氧化脂質(LPO)及單胺氧化酶(MAO),起到抗氰化和抗衰老作用[22]。傳統中醫學認為石斛具有健胃生津的功效,因此在一些治療胃虛厭食的中藥方劑多配有石斛。現代石斛藥理研究表明,不同種類的石斛活性成分不同,對腸胃的作用也不同[23-25]。
藥用石斛的人工栽培在中國已有20多年的歷史,生產技術已經得到突破和發展。石斛的人工栽培有規模化設施栽培和仿野生栽培2種方式,鐵皮石斛、金釵石斛等試管苗工廠化生產及設施栽培技術逐漸成熟,目前已在浙江、云南、安徽、貴州、廣西等地已形成規模化生產[26-28]。近年來,人們對藥用石斛仿野生栽培進行了探討[29-33],主要采用貼樹種植、貼石種植2種方式。研究表明,仿野生栽培法下的石斛植株有著較高的生物堿與多糖含量,具有質量高、生態效益好的優點,這是一種值得推廣的種植方式[34]。但目前這種生產方式尚處于摸索階段,還未形成規模生產。從全國藥用石斛人工栽培情況看,主要針對保健品市場需求的鐵皮石斛和云南的齒瓣石斛發展較快,而主要作為藥用的石斛(如金釵石斛、鼓錘石斛、流蘇石斛、環草石斛、密花石斛、疊鞘石斛、霍山石斛等)發展相對緩慢。與需求量相比,石斛資源的瀕危問題并未得到解決,國內目前的石斛生產仍然處于起步階段[35]。
藥用石斛在組織培養研究方面起步比較晚,經過多年的探索,藥用石斛組織培養在外植體選用、培養基、激素、光照、溫度及pH值等影響無毒植株獲得技術的最佳優化組合等方面取得了長足的發展[36-44],但該階段性成果仍然處于試管苗階段,從試管苗到大規模田間栽培依然受到制約,成為石斛產業化發展的瓶頸[45]。
藥用石斛產品目前主要以石斛楓斗,即將莖繞曲成球狀的干品銷售,這是歷史上石斛作為藥材的一種形式。但是,隨著現代生活節奏的加快,很多人感到服用不方便。目前石斛生產得到發展,開發的保健品有石斛膠囊、石斛粉和石斛超微粉、石斛沖劑、石斛晶、石斛顆粒、石斛露、石斛茶、石斛酒等,但大多數保健品都沒有取得國家食品藥品監督管理局的批準文號,且劑型簡單,缺乏技術含量高、針對性強、功效顯著、價格適當的名牌產品。
近年來利用分子技術開展的石斛種質研究也日益增多,研究者開始嘗試將ISSR技術[46-47]和目標起始密碼子多態性分子標記(SCoT)技術[48]運用到石斛遺傳多樣性的研究中,為石斛種類及親緣關系的確定提供了科學依據。
國外學者對石斛的研究主要側重于具觀賞性狀的石斛屬植物的種質保存、組織形態及孢粉學研究上,對利用組培方式繁育及保存有觀賞價值的石斛蘭種類進行了研究[49-51],對利用石斛屬植物的組織顯微結構和斛剖形態[52-61]以及孢粉形態[62-63]進行石斛不同種類間的親緣關系界定進行了研究,而關于石斛有效藥用成分及病理的研究[20]也有,但涉及不多。
中國的野生藥用石斛不僅具有較高藥用價值、經濟價值,還具有觀賞價值,過度采挖導致其生存與繁殖受到嚴重威脅,藥用石斛的保護與開發利用關系到石斛產業長期穩定、持續發展[4]。在未來需要進一步加強對野生藥用石斛資源的保護,建立藥用石斛種質資源庫,遷入在自然生境中生存和繁衍受到嚴重威脅的瀕危藥用石斛,保護野生石斛的生物多樣性。利用建立起來的種質資源庫進行藥用石斛生物學特性、系統和進化關系、生長發育等生物學規律等方面的研究,從而為就地保護的管理和監測提供依據,為藥用石斛的品種選育奠定基礎。
開展藥用石斛遺傳育種研究,特別是良種選育研究工作,從現有變異類型中,篩選出優質高產品種,并建立優質品種的鑒別和質量評價指標體系,以確保藥用石斛優質品種的穩定性和可靠性,解決目前國內藥用石斛栽培基地存在的品種混亂、品質差異大以及混種、混收等現象。
同時應積極探索并完善人工繁殖栽培技術,特別是仿野生栽培的人工栽培模式研究,在原有群落的生態環境中建立撫育基地或通過重建生態環境,尤其注重與有效成分含量和質量相關的生態因子,采取低成本管理來保證藥用石斛的最佳有效成分和藥效,加強藥用石斛的道地性研究,形成地方性優勢品種。
此外,還應根據不同種類藥用石斛的藥用價值和保健效果,研究開發出科技含量高、服用方便、效果明顯、單味或復方、有較強針對性、價格適中的保健品或功能性食品,并創立知名品牌,是今后在產品加工和市場開發的基礎和方向之一。