明溪縣高紫杉醇紅豆杉引種策略研究

張娟 吳俊杰 湯行昊 范輝華 王志潔

摘 要 紫杉醇是十分暢銷的抗癌藥物，采用紅豆杉進行生物提取是生產紫杉醇的唯一商業(yè)途徑。鑒于不同品種的紅豆杉不同部位中紫杉醇含量差異明顯，從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，確定選擇枝葉中紫杉醇含量較高的云南紅豆杉作為品種引進的方向。云南紅豆杉主要分布在滇西的9個縣市。這9個縣的資源量分別占該云南紅豆杉野外分布面積的77%，蓄積量的82%及株數的83%。9個產地中，騰沖居群的云南紅豆杉紫杉醇含量最高，達0.025 8%，較麗江（納西）居群的云南紅豆杉高出了近20%，且騰沖的氣候特征與引種目的地福建省三明市明溪縣最為接近，因而選擇騰沖地區(qū)作為云南紅豆杉種質資源調查、收集的重點，有利于高紫杉醇紅豆杉品種的選育和在明溪縣的產業(yè)化發(fā)展。

關鍵詞 紅豆杉;紫杉醇;氣候特征;引種策略

中圖分類號：S791.49 文獻標識碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2021.05.011

Abstract Taxol is a very popular anticancer drug. Biological extraction from Taxus genus is the only commercial way to produce taxol. In view of the obvious difference of taxol content in different parts of different Taxus species，from the point of view of sustainable development，T. yunnanensis with higher taxol content in branches and leaves was selected as the direction of variety introduction. Taxus yunnanensis is mainly distributed in nine counties in western Yunnan Province. The resources of these nine counties account for 77% of the field distribution area，82% of the stock volume and 83% of the number of Taxus ‘yunnanensis’ .Among the nine producing areas，the taxol content of T. yunnanensis in the Tengchong population is the highest，reaching 0.025 8%，which is nearly 20% higher than that of Taxus yunnanensis in the Lijiang（Naxi） population.and the climatic characteristics of Tengchong are closest to Mingxi County，Sanming City，Fujian Province. Therefore，Tengchong area is selected as the focus of germplasm resources investigation and collection，which is conducive to breeding of high-taxol yew varieties and the development of industrialization in Mingxi County.

Key words Taxus genus;taxol;climatic characteristics;introduction strategy

從紅豆杉（Taxus genus）中提取的紫杉醇具有抑制癌細胞增殖、擴散、遷移和治療包括乳腺癌、肺癌在內的多種癌癥的功效[1-3]。而紫杉醇目前尚不能人工合成，利用紅豆杉枝葉直接提取紫杉醇或者提取10DAB再經過一系列化學處理合成紫杉醇仍是我國紫杉醇生產的重要途徑[4]。但野生紅豆杉資源有限，且均為國家一級保護植物[5-7]。明溪縣紅豆杉栽培種植歷史悠久，全國最大的紫杉烷類產品供應商福建南方制藥股份有限公司就坐落于此。然而，由于缺乏以高紫杉醇紅豆杉種質為繁殖材料進行擴繁培育的紅豆杉原料種植基地，福建南方制藥股份有限公司每年需要向歐洲進口300 t紅豆杉干料（紫杉醇含量為0.15%）以彌補公司生產性原料的不足。為破解紫杉醇提取原料紅豆杉枝葉長期依賴進口，原料成本過高且來源不穩(wěn)定的困局，本研究采用查閱文獻和前往紅豆杉主要分布區(qū)實地調查采樣分析相結合的方式，對各類紅豆杉的紫杉醇含量及分布區(qū)氣候情況進行研究，以期引進適宜在三明市明溪縣氣候條件且紫杉醇含量較高的紅豆杉種質材料，培育良種壯苗。利用紅豆杉耐修剪、萌發(fā)能力強、可進行矮林栽培和枝葉采收方便的優(yōu)點，采用人工栽培的方式營建高紫杉醇紅豆杉藥用原料林，可高效、經濟地解決紫杉醇原料短缺的窘境。

1 材料與方法

1.1 材料來源

通過查閱已有的介紹紅豆杉分布的文獻，確定紅豆杉在全國的分布地區(qū)和范圍。根據各地紅豆杉生長特性和紫杉醇含量情況，選擇重點區(qū)域進行實地調查。在紅豆杉分布的重點地區(qū)，以縣為單位獲取紅豆杉枝葉樣品。為保證取樣的代表性，每個縣選取3個采樣點采集取樣，每個采樣點隨機選擇10株樣株收集當年生枝葉，剪取的枝條粗度不超過05 cm。為最大限度降低樣本間的親緣關系，紅豆杉樣株間的間距應不小于50 m。將紅豆杉枝葉樣品做好標記冷藏后及時寄往福建南方制藥股份有限公司紫杉醇提取實驗室。

1.2 試驗方法

委托福建南方制藥股份有限公司參照《中國藥典》（2015版），利用U3000液相色譜儀采用HPLC法測定各紅豆杉樣品中的紫杉醇含量 [8]。

1.3 數據處理

查閱紅豆杉主要分布區(qū)的年平均氣溫、有效積溫、年降水量等氣象資料，利用Excel軟件對數據進行錄入和初步整理，并采用SPSS專業(yè)版處理系統進行分析。

2 結果與分析

2.1 引進紅豆杉品種的確定

我國境內種植較多的紅豆杉種類主要有東北紅豆杉（T.cuspidata）、中國紅豆杉（T. chinensis）、云南紅豆杉（T. yunnanensis）、西藏紅豆杉（T. wallichiana）及南方紅豆杉（T. chinensis var. mairei），這幾種紅豆杉與目前栽培較多的曼迪亞紅豆杉葉、枝條、根及樹皮等部位的紫杉醇含量如圖1所示。由圖1可知，不同品種的紅豆杉樹根、樹皮中紫杉醇含量差異明顯，其中云南紅豆杉樹皮中的紫杉醇含量達到了0.093%，南方紅豆杉為0.088%，而中國紅豆杉樹皮中的紫杉醇含量只有0.053%，樹根中紫杉醇含量較高的品種有曼迪亞紅豆杉和云南紅豆杉，

分別為0.071%和0.068%，比樹根紫杉醇含量較低的西藏紅豆杉、中國紅豆杉均高出了50%以上;各品種樹葉、樹枝中的紫杉醇含量均較低，且彼此間差異不大，樹葉中紫杉醇含量大致為0.012%～0.017%，枝條中紫杉醇含量大致在0.014%～0021%。總的來說，就品種而言，云南紅豆杉的葉、枝、根及樹皮等部位的紫杉醇含量均高于其他各種紅豆杉，曼迪亞紅豆杉次之，再次為南方紅豆杉、東北紅豆杉、西藏紅豆杉和中國紅豆杉。就部位而言，各種紅豆杉的紫杉醇含量均表現為樹皮>樹根>枝>葉，不同品種紅豆杉樹根和樹皮中的紫杉醇含量差異相對較大，而樹枝和樹葉的差異相對較小[9]。

2.2 引進紅豆杉種源的確定

云南紅豆杉集中分布于滇西的新平、寧蒗、香格里拉、云龍、騰沖、蘭坪、瀘水、麗江和維西9個縣市。這9個縣的資源量分別占該樹種面積的77%、蓄積量的82%及株數的83%[10]。為了進一步明確紅豆杉種質資源調查的方向，在野生云南紅豆杉資源豐富的9個縣市采集枝葉樣品，通過對枝葉樣品中的紫杉醇含量進行測定，結果如表1、表2所示。

由表1、表2可知，不同產地的云南紅豆杉枝葉中紫杉醇含量存在顯著差異，但同一產地的云南紅豆杉枝葉中紫杉醇含量盡管也存在較大差異，但未達到顯著水平。9個產地中，騰沖居群的云南紅豆杉紫杉醇含量最高，達0.025 8%，較次高的麗江（納西）居群的云南紅豆杉高出了近20%;紫杉醇含量超過0.02%的還有瀘水居群，為0.020 9%;紫杉醇含量最低的產于香格里拉的云南紅豆杉，僅為0.011 5%，不足騰沖種群的1/2。

將云南紅豆杉主要產區(qū)的氣候因子與福建省三明市明溪縣的氣候因子進行對比，結果如表3所示。就平均氣溫和有效積溫而言，新平、寧蒗、云龍、騰沖、瀘水、麗江除7月平均氣溫低于明溪，1月平均氣溫、年平均氣溫及有效積溫均與明溪縣差異不大。在年日照時數方面，新平等9縣市的年日照時數均在2 000～2 500 h，而明溪縣僅有1 761 h，說明云南地區(qū)的日照時數較福建三明地區(qū)明顯要長得多。而降水量方面，只有騰沖、蘭平、瀘水這3個地區(qū)的降水量超過了1 000 mm，其中騰沖市的降水量達到了1 451.9 mm，相對最為接近明溪縣1 737.7 mm的降水量，其他6縣市的降水量均低于1 000 mm，與明溪縣的降水量相去甚遠。在年平均濕度方面，騰沖地區(qū)的年平均濕度為79%，相對最為接近明溪地區(qū)的81%。

3 結論與討論

紅豆杉在我國分布廣泛，主要品種為中國紅豆杉、云南紅豆杉、西藏紅豆杉、東北紅豆杉和南方紅豆杉，此外，我國在20世紀末還引進東北紅豆杉與歐洲紅豆杉的雜交種曼迪亞紅豆杉。考慮采用樹根和樹皮作為提取紫杉醇的原料，生長周期長，且樹根樹皮的產量也不高，還會導致紅豆杉資源不可逆轉的破壞、減少和浪費，為了紅豆杉產業(yè)開發(fā)的可持續(xù)性，引進枝葉中紫杉醇含量較高的云南紅豆杉進行人工規(guī)模化種植，用其再生能力較強的枝、葉作為原料提取紫杉醇進行開發(fā)利用，相比其他品種經濟效益更好。

云南紅豆杉集中分布于滇西的新平、寧蒗、香格里拉、云龍、騰沖、蘭坪、瀘水、麗江和維西9個縣市。這9個縣的資源量分別占該云南紅豆杉野外分布面積的77%、蓄積量的82%及株數的83%。9個產地中，騰沖居群的云南紅豆杉紫杉醇含量最高，達0.025 8%，也是9個云南紅豆杉主要分布區(qū)中的氣候特征與引種目的地明溪縣最為接近的地方。這意味著騰沖種源的紅豆杉相比其他種源更容易適應明溪縣的氣候，更具規(guī)模化種植、產業(yè)化發(fā)展的潛力。

參考文獻：

[1] 黃玉仙.紅豆杉及其天然產物的研究與開發(fā)利用[J].福建醫(yī)藥雜志，2005，27（3）：158-159

[2] 蘇應娟，王艇，李雪雁，等.南方紅豆杉不同部位紫杉醇含量的分析[J].天然產物研究與開發(fā)，2001，13（2）：19-20

[3] 劉佳佳.云南紅豆杉內生真菌的分離、紫杉烷類化合物產生菌的篩選及其產物的研究[D].長沙：中南大學，2007：28

[4] 翁開敏，賀全山.紫杉醇研究概況[J].海峽藥學，2002，14（2）：5-7

[5] 李存芳，劉勇，董玫，等.南方紅豆杉化學成分的研究進展[J].中草藥，2007，38（8）：1121-1132

[6] 謝志慧，杜玲玲，效賢，等.南方紅豆杉研究新進展[J].中國藥業(yè)，2009，18（15）：3-5

[7] 王炳義.南方紅豆杉有效成分研究[D].蘇州：蘇州大學，2013

[8] 謝誼，許慧敏，王實強，等.HPLC法測定不同部位南方紅豆杉中紫杉烷類化合物的含量[J].湖南中醫(yī)藥大學學報，2009，29（6）：26-28

[9] 張潔，徐小平，劉靜，等.我國不同種類紅豆杉不同部位紫杉醇的含量分布研究[J].藥物分析雜志，2008，28（1）：16-19

[10] 張清.云南省天然紅豆杉資源的分布特點[J].云南林業(yè)調查規(guī)劃設計，1998（4）：34-39