接骨木概況及遺傳多樣性研究進展

郭宇蘭，劉克武，宗憲春

(1.黑龍江省林副特產研究所，黑龍江牡丹江157011；2.牡丹江師范學院生命科學與技術學院，黑龍江牡丹江157012)

1 接骨木概況

接骨木(SambucuswillamsiiHance)忍冬科(Caprifoliaceae)接骨木屬(Sambucus),落葉灌木或小喬木[1]，廣泛分布于中國、加拿大、西伯利亞等地區。接骨木資源豐富，約20種，中國有5～6種[2]，主要分布于中國東北地區。接骨木通常株高5～6 m；生于山坡、灌叢、路邊等[3]。老枝呈淡紅褐色，具明顯的長橢圓形皮孔，枝上具縱棱線，莖髓發達，髓部淡褐色。接骨木的花與葉同出，圓錐形聚傘花序頂生，長5～11cm，寬4～14cm，具總花梗，花序分枝多成直角開展，有時被稀疏短柔毛，隨即光滑無毛；花冠蕾時帶粉紅色，開后白色或淡黃色，萼筒杯狀，長約1mm；雄蕊5枚與花冠裂片等長，開展，花絲基部稍肥大，花藥黃色；雌蕊1枚，花柱較短或幾無，柱頭2～3裂，子房3～5室。漿果，果實紅色，極少藍紫黑色，卵圓形或近圓形，直徑3～5mm，具宿存花萼；有2～3核，每核1粒種子，卵圓形至橢圓形，長2.5～3.5mm，略有皺紋。花期一般為4～5月，8月末，果落盡；11月初，葉落盡[4]。

接骨木在世界范圍內分布極廣，適應性較強，對氣候要求不嚴；喜向陽，但又能稍耐蔭。以肥沃、疏松的土壤培養為好。較耐寒，又耐旱，根系發達，萌蘗性強，容易引種和栽培，耐瘠薄，在巖石縫中亦能生存[5]。生長迅速，長勢強健，抗病蟲能力強，抗逆性強。根肉質，常有橫生的根莖串生成新的植株，因而多為叢生狀，根系發達，極具擴張能力[6]。

作為中醫的傳統藥材，中醫學上接骨木被制成膏藥、蜜丸、膠囊等劑型而廣泛應用于治療骨折、跌打損傷[7](在中國，已有幾個世紀用接骨木的莖枝治療骨折的歷史[8])、風濕性關節炎、痛風、大骨節病、慢性腎炎等。通過研究發現接骨木提取物可以增加骨密度、增強骨強度，在骨折愈合的所有時間點通過促進骨形成顯著加速骨折愈合。其主要作用機制為通過骨折部位的骨密度、血清堿性磷酸酶和骨鈣素水平，以及骨髓基質細胞中鈣化結節數量來促進骨折愈合[9]。有報道稱，接骨木提取物通過抑制骨再吸收過程和刺激骨再形成過程來改進骨性質[10]。據《本草綱目》中記載其釋名為續骨木、木蒴。其味甘、苦，性平，無毒，有接骨續筋、活血止痛、祛風利濕的功能，多外用于治療創傷出血[11]，同時還具有抗炎、鎮痛、抗腫瘤、抗氧化、抗艾滋病等藥理功效[12]。近年的藥理研究表明，接骨木具有降低血脂、延緩衰老、強健大腦等作用，是一種較理想的保健藥物[13]。接骨木提取物還可以應用于化妝品中，有滋潤皮膚的美容作用，如接骨木洗面奶、接骨木洗發香波、接骨木營養蜜、接骨木營養霜；接骨木苷和黏液質等成分有殺菌、消炎、止癢功能，可用于制作日常洗護用品[14]。

2 接骨木研究進展

2.1 接骨木的化學成分

接骨木含有復雜的化學成分和多種活性物質[15]。許多學者對接骨木的化學成分進行了研究，并取得了一定的進展。接骨木中含有豐富的黃酮類及黃酮苷類、木脂素、酚酸以及三萜類等化學成分。黃酮類及黃酮苷類又稱黃堿素類，是許多中草藥的有效成分，類型最全、結構最復雜、含量最高的黃酮類化合物集中分布在被子植物中[16]。

黃酮類及黃酮苷類具有防治骨質疏松、心血管疾病、清除自由基等藥理功效[17]。林曉影等[18]從接骨木果實中提取得到的芹黃素、4，5，7-三羥黃酮醇、五羥黃酮、毛地黃黃酮、花青素等黃酮類化合物，對中老年婦女的代謝具有積極影響，可以防治骨質疏松等疾病。Lamaison等[19]從接骨木葉中分離到的人參黃酮苷(panasenoside)能顯著降低實驗動物的血壓。李安林等[20]從接骨木莖中提取總黃酮溶液，然后加入二苯代苦味肼基自由基，結果表明總黃酮濃度越高清除自由基的效果越好。

木脂素類是由苯丙烷類氧化聚合而成的天然產物。歐陽富[21]用60%的乙醇從接骨木的莖枝中分離到7個木脂素類化合物；Choi[22]用甲醇從接骨木樹皮中分離得到(-)-olivil-9-O- D-glucopyranoside木脂素類化合物；Hwang[23]用甲醇從接骨木莖枝中分離到木脂素類化合物lariciresinol，其生物活性表現為抗病毒、殺蟲、抗腫瘤、保肝與抗氧化、平滑肌解痙、影響中樞神經系統以及抑制CAMP磷酸二酯酶等作用。此外，在接骨木中發現的8-O-4'去甲木脂素能夠促進成骨細胞的合成代謝。當在細胞中加入雌激素受體頡抗劑或分裂原活化抑制劑后8-O-4'去甲木脂素對成骨細胞的合成代謝則失去了促進作用。在接骨木中發現的(+)-皮樹脂醇，經試驗觀察發現其具有潛在的抗真菌作用，對白色念珠菌中的活性氧簇積累有誘導作用。

酚酸類成分是廣泛分布于藥用植物體內重要的次生代謝產物。楊序娟用60%的乙醇從接骨木莖枝中分離到vanillin， acetovanilone，coniferyl aldhyde，syring aldehyde，4-hydroxybenzoic acid，4-hydroxycinnamic acid，protocatechμic acid，vanillic acid，ferulic acid，indole-3-carboxylic acid等十個酚酸類化合物。研究表明該類化合物是一種良好的抗氧化劑，具有收斂、抗菌消炎、止血、抗腫瘤、抗突變、抗脂質過氧化物、抗病毒等多種生物活性[24]。

接骨木的莖枝中含有多樣化的生理活性的三萜類化合物。楊序娟等[25]從接骨木莖枝的體積分數為60%的乙醇提取物中分離到白樺醇、白樺酸、齊墩果酸、熊果酸和α-香樹脂醇5個三萜類化合物，其中對抗肝炎活性最為明顯的是齊墩果酸。郭學敏[26]等從接骨木莖枝的乙醇提取物中也分離到了有較好的抗肝炎活性的三種三萜類化合物，即ursolic acid, cramyrin, lupeol palmitate。

2.2 接骨木籽油的研究現狀

接骨木是珍稀的野生木本油料植物。接骨木的種子含有35%～44%的油脂，油脂中ɑ-亞麻酸的含量較高[27]。此外，接骨木籽油中n-3和n-6系列脂肪酸的配比較合理，該合理配制有益于生命質量的提高[28]，故開發接骨木籽油資源擁有一定的經濟和社會效益。

2.2.1 接骨木籽油的理化指標

接骨木籽油為橙黃色，無雜質，清澈透明，具有濃郁的油香味。有學者采用阿貝氏折光計測得其折光率是1.4617；采用自動旋光儀測得其旋光度是0.152(L)；采用比重瓶法測得其比重是0.88 kg/L；采用韋氏法測得其碘價是122.72 g/100g；采用皂化瓶法測得其皂化價是178.45mg/g[29]。日常食用的大豆油的比重是0.92 kg/L，碘價是119 g/100g，對比后可知接骨木籽油的比重小于大豆油，碘價大于大豆油，說明接骨木籽油的不飽合脂肪酸含量較高，其有益于人體健康。

2.2.2 接骨木籽油中的重金屬含量

表1 接骨木籽油的重金屬含量

據文獻報道，有學者[30]采用原子吸收光譜法測定了接骨木籽油的重金屬含量，結果如表1所示：

由表1可知，接骨木籽油的重金屬含量均低于國家標準，其重金屬含量未超標，在安全范圍之內無害。

2.2.3 接骨木籽油的脂肪酸組成及含量

有研究者通過氣相-質譜聯用儀，采用峰面積歸一化的方法定量分析了籽油的脂肪酸含量。結果表明接骨木籽油的棕櫚酸含量大約為15.43%，硬脂酸含量大約為1.60%，油酸含量大約為28.74%，亞油酸含量大約為30.79%，ɑ-亞麻酸含量大約為22.49%[31]。在脂肪酸種類及含量方面，將接骨木籽油與常見食用油對比可知，接骨木籽油的ɑ-亞麻酸含量明顯高于對比食用油，這表明接骨木籽油富含人體必需脂肪酸，其保健功效顯著[32]。

2.2.4 接骨木籽油的生物活性

胡榮等[33]研究者以雞和小鼠作為研究對象，在2周內給它們灌胃接骨木籽油，劑量是4g/kg。研究結果表明，接骨木籽油明顯降低了高脂動物模型的血清總膽固醇、甘油三酯以及低密度脂蛋白，增加了它們的高密度脂蛋白以及高密度脂蛋白與總膽固醇的比值。該實驗結果說明接骨木籽油具有降血脂的作用。

李炫萬等[34]研究者以小鼠為研究對象，每日定時給小鼠灌胃一次接骨木籽油，劑量為2000mg/ kg。結果表明，小鼠的S180荷瘤實體瘤以及H22肝癌實體瘤被抑制生長。該實驗結果顯示接骨木籽油具有抗癌的活性。

Zakay-Rones等[35]研究者以流感患者為研究對象，實驗過程讓他們口服接骨木籽油。結果發現流感在3天內就能完全被治愈的患者占90%。學者認為接骨木籽油減少了人體內紅細胞的凝集作用，抑制了流感病毒的復制。學者Barak[34]在一系列體外實驗中發現接骨木籽油可以有效抑制10種流感病毒的生長。此外，Yesilada等[36]研究者通過一些列實驗總結出矮接骨木籽油在1.95～250g/ L濃度范圍下可以有效抵抗幽門螺旋桿菌。

劉錚等[37]研究者以小鼠為研究對象，進行了常壓耐缺氧的實驗。實驗過程中給小鼠進行腹腔注射以給藥接骨木籽油，劑量分別為10、20、40mL/kg。實驗結果表明，體內被注射了籽油的小鼠的存活時間明顯高于與空白對照組(注射同等劑量的蒸餾水)，且籽油的劑量越大，實驗小鼠的存活時間就越長。

范妮娜等[38]研究者以小鼠為研究對象，給它們灌胃接骨木籽油，劑量為12.5 mg/ kg。結果表明，接骨木籽油可以強烈刺激小鼠體內淋巴細胞的轉化，恢復被環磷酰胺抑制的淋巴細胞的轉化，效果明顯優于對照組，該實驗顯示接骨木籽油可以活化淋巴細胞，其具有免疫活性。

Mlinaric等[39]研究者發現，在接骨木籽油的IC50值為0.017g/L的時候，它會抑制HIV- 1逆轉錄酶，這說明該籽油具有抗艾滋病的作用。Zakay-Rones等[39]研究者通過實驗發現接骨木籽油可以有效抑制CD+細胞和淋巴細胞中的HIV病毒感染，將這些細胞從病人的血液中分離出來后與接骨木籽油置于一處培養一段時間后，在體系中檢測不到HIV抗原，這說明該籽油具有抗艾滋病的作用。

接骨木籽油的用途廣泛，是一種功能性的油脂，其發展前景廣闊。隨著人們逐步認識到接骨木籽油的生物活性功能以及人們對籽油提取工藝的不斷優化和改進，接骨木籽油的大規模生產和開發利用必然會得到有效的落實。

3 遺傳多樣性研究

3.1 生物多樣性與遺傳多樣性

生物多樣性是指一定空間范圍內生物及其組成系統的總體多樣性和變異性[40]。生物多樣性通常包括3個主要層次，即基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性[41]。

生物多樣性的重要組成部分是遺傳多樣性[42]。廣義上講，遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的所有遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中，因此，生物多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性，是生命進化和物種進化的基礎。狹義的遺傳多樣性則是指生物種內不同種群間以及個體間的遺傳多態性程度。但基因(或遺傳)多樣性遠遠超過了物種多樣性的范疇[43]。

遺傳多樣性是利用遺傳標記來進行研究[44]。遺傳標記是指可以穩定遺傳的易于識別的特殊的遺傳多態性形式[45]。遺傳多樣性的研究方法主要有四種，即形態標記(Morphological Markers)、細胞標記(Cytological Markers)、生化標記(Biochemical Markers)和分子標記(Molecular Markers)[46]。

形態標記是指顯示植物遺傳多態性的外觀性狀。該方法具有快捷、方便的優點。但由于一些形態標記的多態性差，易受環境因素的影響，且標記的性狀數量有限，人工培育形態標記材料的周期較長，準確性不高[47]。

細胞標記主要是通過染色體的數目和結構變異來顯示。染色體的數目特征指的是經過特殊染色顯帶后的染色體帶的顏色深淺、寬窄和位置順序等；而染色結構變異如缺失、重復、倒位和易位等，非整倍體變異如缺體、單體、三體等都各有其特定的細胞學特征[48]。由于用細胞學方法難以檢測不涉及染色體數目、結構變異或帶型變異的性狀，且該標記材料的選育需要花費大量的時間和人力，因此難以廣泛應用[49]。

生化標記是指利用基因的表達產物，主要包括貯藏蛋白、同工酶和等位酶等。具有經濟方便、不易受環境影響的特點[50]。但用該方法標記的數量不能滿足實際的需要，存在組織特異性和器官特異性。

分子標記廣義是指在分子水平上可標識的基因組中任何位點上的相對差異，狹義是指以DNA多態性為基礎的遺傳標記[51]。與形態學標記、生物化學標記和細胞學標記相比，因其數量多(理論上遍及整個基因組)、多態性高、多數標記表現為共顯性等特點[52]，目前已在構建遺傳圖譜、親緣關系分析、遺傳多樣性分析、分子標記輔助育種等方面得到了廣泛地應用[53]。

根據檢測方式可將其分為三類：(1)以DNA-DNA雜交為基礎的分子標記，如比較經典的RFLP分子標記[54]；(2)以基因組測序為基礎的DNA分子標記，如SNP(單核苷酸多態性)分子標記[55]；(3)以PCR技術為核心的DNA標記技術，如RAPD(隨機擴增多態性DNA技術)分子標記、SSR分子標記、AFLP(擴增片段長度多態性)分子標記[56]等。

3.2 AFLP分子標記

AFLP(Amplified fragment length polymorphism)是由荷蘭Keygene公司科學家Vos和Zabeau在RFLP和RAPD分子標記技術的基礎上發展起來的一種檢測DNA多態性的技術[57]。其基本原理是首先利用限制性內切酶水解基因組 DNA ，使其產生不同大小的 DNA 片段，然后與雙鏈人工接頭的酶切片段相連接作為擴增反應的模板，再以人工接頭的互補鏈為引物進行預擴增，最后在接頭互補鏈的基礎上添加 1～3個選擇性核苷酸作引物，對模板 DNA進行選擇性擴增[58]。為了能對擴增片段的大小進行調節，一般采用兩個限制性內切酶，一個是切點多的酶，如MseI-具有4堿基識別位點；另一個是切點較少的酶，如Eco RI-具有6堿基識別位點。隨后將雙鏈人工接頭連接在酶切片段兩端形成帶接頭的特異片段，然后通過PCR引物與接頭序列結合，經變性、退火和延伸周期性的循環后被擴增，再通過聚丙烯酰胺凝膠電泳分離檢測獲得的DNA擴增片段，根據擴增片段長度的不同檢測出多態性[59]。

AFLP標記具有分辨率高、穩定性好、效率高、多態性強的特點，而且一次可檢測到100～150個擴增產物，因而是進行種質遺傳多樣性和親緣關系分析的有效方法，可以確定個體間的遺傳差異和親緣關系，從而確定其遺傳距離進而進行品種指紋圖譜繪制及分類研究[60]。