黃麗絲，賀 飛，王 萍，漆淑華，*

1中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，廣州510301;2中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京100049

海草屬于沼生目(Helobiae)，是唯一淹沒在淺海水下的被子植物，它與海藻不同，屬于較進(jìn)化的維管束植物，其花在水下結(jié)果，然后再發(fā)芽。海草廣泛分布于溫帶和熱帶的海岸帶水域，我國(guó)海草分布基本位于西太平洋區(qū)系，南中國(guó)海的海草分布則處于溫帶西太平洋區(qū)系和印度-太平洋區(qū)系的重迭區(qū)［1］。目前全球海草共有12屬51種，其中9屬為眼子菜科(Potamogetonaceae)，3屬為水鼈科(Hydrocharitaceae)，我國(guó)共有9屬，其中海南有4屬。據(jù)調(diào)查，海南的海草床中海草的主要種類有喜鹽草、海菖蒲、泰萊藻和二藥藻4種。

在熱帶和亞熱帶地區(qū)，海草場(chǎng)、與紅樹林和珊瑚礁一樣，是三大典型海洋生態(tài)系統(tǒng)。海草在海洋生態(tài)環(huán)境中的作用非常重要，其生態(tài)功能包括:改善了水的透明度，控制淺水水質(zhì);許多動(dòng)物的直接食物來源;為許多動(dòng)物種類提供了重要的棲息地和隱蔽保護(hù)場(chǎng)所;棲息著許多重要的底棲生物;抗波浪與潮的能力，是保護(hù)海岸的天然屏障。據(jù)國(guó)際上研究結(jié)果，海草的經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)高于紅樹林和珊瑚礁的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值體現(xiàn)在海草是飼料、化妝品、工藝品的很好的生產(chǎn)原料［2］。

近二十多年來，海草在幫助人類評(píng)價(jià)各種生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值中起到重要作用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海草的資源分布、生產(chǎn)力與生物多樣性以及生境特征方面的研究逐年增加，但有關(guān)海草中次生代謝產(chǎn)物的化學(xué)與生物活性的研究報(bào)道卻不多，我國(guó)在這方面的研究更是寥寥無幾。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道一些海草的粗提物具有抗菌、抗氧化、抗病毒、細(xì)胞病毒、抑制海藻生長(zhǎng)等活性，并從中發(fā)現(xiàn)一些活性化合物。本文將著重對(duì)海草中生物活性成分的研究情況進(jìn)行綜述，以利于對(duì)海草植物資源的進(jìn)一步研究開發(fā)。

1 海草的生物活性及其活性成分

海草的生物活性顯示多樣性，有抗菌、抗氧化、細(xì)胞病毒、抗病毒、抗炎、抗糖尿病、抑制海藻生長(zhǎng)、抗污損、昆蟲拒食性等活性。海草中普遍富含脂肪酸和甾醇類次生代謝產(chǎn)物［3］，此外，已研究的不同物種中活性成分主要有苯酚類、黃酮類和二萜類化合物。由于只有幾篇有關(guān)海草中新化合物的報(bào)道，故整理在活性成分中概述。

1.1 抗菌

對(duì)海草生物活性研究最多的是其抗菌活性。許多研究發(fā)現(xiàn)一些海草的粗提物有抑制細(xì)菌和真菌生長(zhǎng)的作用。比如，從加拿大溫哥華南部的羅伯茨海岸采集到的大葉藻Zostera marina L.的粗提物對(duì)金黃色葡萄球菌 Staphylococcus aureus、黃桿菌 Flavobacterium sp.、假單胞菌Pseudomonas sp.的生長(zhǎng)有抑制作用［4，5］。從地中海西部采集到的三種海草聚繖藻(Posidonia oceanica)、大葉藻(Zostera noltii)和海神草(Cymodocea nodosa)的粗提物對(duì)真菌Candida albicans和Aspergillus niger的生長(zhǎng)有很強(qiáng)的抑制作用［6］。在對(duì)熱帶大西洋的海洋植物抗微生物的研究中，發(fā)現(xiàn)海草Halodule beaudettei的粗提物能顯著抑制細(xì)菌Heosemys spinosa、Schizochytrium aggregatum和Pseudoalteromonas bacteriolytica的生長(zhǎng)，海草Syringodium filiforme的粗提物對(duì) S.aggregatum和P.bacteriolytica的生長(zhǎng)有一定抑制作用，而海草Thalassia testudinum的粗提物只對(duì)H.spinosa的生長(zhǎng)有抑制作用［7］。從坦米爾納德采集的海草Cymodocea serrulata、Halophila ovalis和Zostera capensis的粗提物對(duì)人體病原體Staphylococcus aureus、Bacillus cereus、B.subtilid、Escherichia coli、Salmonella paratyphi、Salmonella typhimurium和Micrococcus luteus的生長(zhǎng)有不同程度的抑制作用［8］。

此外，海草可通過體內(nèi)代謝產(chǎn)物阻斷細(xì)菌或真菌的附著從而達(dá)到抗污損的作用。S.H.Bhosale等人在研究抗海洋生物污損中發(fā)現(xiàn)，海草Cymodocea rotundata的粗提物有阻止海洋細(xì)菌桿菌Bacillus cereus、B.circulans、B.pumilus和假單胞菌Pseudomonas vesicularis、P.putida附著的作用［9］。

在對(duì)采自希臘阿提卡的海草Cymodocea nodosa的生物活性成分研究中，分離到四個(gè)苯酚類衍生物(1-4)和一個(gè)二萜(5)，它們對(duì)細(xì)菌 Staphylococcus aureus、Mycobacterium phlei、Mycobacterium smegmatis和Mycobacterium fortuitum的生長(zhǎng)有不同程度的抑制作用，其中化合物3活性最強(qiáng)，對(duì)M.fortuitum、M.phlei和M.smegmatis的最小有效抑制濃度MIC值為16 μg/mL［10］。在對(duì)中國(guó)南海海菖蒲 Enhalus acoroides的化學(xué)成分研究中，發(fā)現(xiàn)其主要化學(xué)成分是甾醇和黃酮類化合物，其中化合物apigenin(6)、luteolin 4’-glucuronide(7)對(duì)海洋細(xì)菌 Loktanella hongkongensis的生長(zhǎng)有一定抑制作用［11］。P.R. Jensen等人在對(duì)海草 Thalassia testudinum的研究中，發(fā)現(xiàn)其粗提物可抑制細(xì)菌 Schizochytrium aggregatum的生長(zhǎng)，并阻斷S.aggregatum的附著，采用活性追蹤的方法，從T.testudinum中找到其抗菌活性成分黃酮糖苷硫酸鹽Thalassiolin A(8)［12］。

1.2 抗病毒

D.C.Rowley等人采用活性追蹤法從海草Thalassia testudinum的水提取物中分離到三個(gè)黃酮糖苷硫酸鹽Thalassiolins A-C(8-10)，它們都是HIV cDNA整合酶抑制劑，有抗 HIV病毒活性，其中Thalassiolin A活性最強(qiáng)，在抑制HIV cDNA整合酶催化鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)中IC50值為0.4 μM，抗HIV的IC50值為30 μM［13］。

1.3 抗氧化

由于海草富含黃酮和苯酚類化合物，故海草的抗氧化活性也是研究者關(guān)注的重點(diǎn)。A.Sureda等發(fā)現(xiàn)海草Posidonia oceanica在受到大型海藻Lophocladia lallemandii入侵時(shí)，會(huì)引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，表現(xiàn)在氧化應(yīng)激水平的提高和抗氧化性防御系統(tǒng)的增強(qiáng)［14］。E.I.Khasina等從海草Zostera marina中提取到一種有抗氧化活性的低醚化膠質(zhì)，它可使肝臟中的丙二酸二醛和谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽過氧化物酶恢復(fù)到正常水平［15］。L.N.Sonina等發(fā)現(xiàn)Z.marina中膠質(zhì)有對(duì)鉛中毒致細(xì)胞脂質(zhì)過氧化損傷的拮抗作用，可減少肝中鉛濃度，降低肝臟中脂質(zhì)過氧化作用，使血清和肝中膽固醇和甘油三酸酯水平恢復(fù)正常［16］。

在對(duì)采自拉孔查海灘的海草Thalassia testudinum的研究中發(fā)現(xiàn)，其粗提物對(duì)受UVB照射而受損的小鼠皮膚有很好的修復(fù)作用［17］，并采用活性追蹤的方法，從中分離到有抗氧化活性的黃酮糖苷硫酸鹽Thalassiolin B(9)，在小鼠試驗(yàn)中使用240 μg/ cm2的Thalassiolin B能顯著減少因UVB照射而受損的小鼠皮膚。從韓國(guó)西海岸采集的海草Zostera marina L.中分離得到 apigenin-7-O-β-D-glucoside (11)、chrysoeriol(12)和luteolin(13)，它們可清除放射性物質(zhì)1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)和過氧化物，抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-1的表達(dá)［18］。

1.4 細(xì)胞毒性

從海草Cymodocea nodosa中分離得到的兩個(gè)苯酚類衍生物cymodienol 1(4)和cymodiene 2(14)對(duì)肺癌細(xì)胞株NSCL-N6和A549有不同程度的細(xì)胞毒性，其中cymodienol 1的活性較強(qiáng)，對(duì)NSCL-N6和A549的IC50分別為84.0 μM和114.6 μM［19］。從采自波羅的海的海草Zostera marina L.中分離到富含芹菜糖的果膠多聚糖zosterin(15)，它可抑制人體表皮狀癌細(xì)胞的增值，其IC50值為3 μg/mL，還可以抑制此癌細(xì)胞遷移和侵入［20］。從海草Halophila stipulacea中分離得到的結(jié)構(gòu)新穎的大環(huán)化合物syphonoside1(16)可抑制多種人和鼠癌細(xì)胞株中高密度誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。

1.5 抑制海藻生長(zhǎng)

海草可以通過抑制海洋微藻的生長(zhǎng)，調(diào)整整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)。P.G.Harrison和T.Chan發(fā)現(xiàn)從海草Zostera marina葉子中提取出的粗提物可以抑制微藻Platymonas sp.的生長(zhǎng)［4，5］。從那不勒斯附近沃爾徹諾 河采集的海草Ruppia maritima中分離得到七個(gè)半日花烷型二萜(17～23)，它們對(duì)綠藻Raphidocelis subcapitata有不同程度的抑制活性，其中化合物17的抑制活性最強(qiáng)，IC50值為0.8 μM，化合物21抑制活性也很強(qiáng)，IC50值為1.45 μM［23］。

1.6 其他活性

從中國(guó)南海海菖蒲E.acoroides中分離得到的三個(gè)黃酮apigenin，luteolin 4’-glucuronide和luteolin 3’-glucuronide能使斜紋夜蛾三齡幼蟲產(chǎn)生拒食［11］，且其黃酮苷有效部位有抗海洋污損生物藤壺幼蟲附著的活性，這說明海草確實(shí)能產(chǎn)生化學(xué)防御物質(zhì)來抵御外界的侵蝕。此外，海草還具有抗炎［24］和抗糖尿病［25］等活性。

2 結(jié)語

綜上所述，海草有抗菌、抗氧化、抗病毒、細(xì)胞病毒、抗炎、抗糖尿病、抑制海藻生長(zhǎng)、抗污損、昆蟲拒食性等多種生物活性，苯酚類、黃酮類和二萜類這與其特殊的海洋生存環(huán)境密切相關(guān)，這也為我們尋找藥物先導(dǎo)化合物提供了新源泉。目前對(duì)海草化學(xué)成分的研究還較少，有待我們加快對(duì)海草中活性物質(zhì)的研究，從而促進(jìn)海草植物資源的開發(fā)利用。

1 Xu ZZ，et al.海草生物量和初級(jí)生產(chǎn)力研究進(jìn)展.Acta Ecologica Sinica，2007，27:2594-2602.

2 Costanza R，et al.The value of the words ecosystem services and natural capital.Nature，1997，387:253-260.

3 Gillan FT，et al.The sterol and fatty acid compositions of seven tropical seagrasses from North Queensland，Australia. Phytochemistry，1984，23:2817-2821.

4 Harrison PG，Chan AT.Inhibition of the growth of micro-algae and bacteria by extracts of eelgrass(Zostera marina) leaves.Marine Biology，1980，61:21-26.

5 Paul G.Control of microbial growth and of amphipod grazing by water-soluble compounds from leaves of Zostera marina. Marine Biology，1982，67:225-230.

6 Ballesteros E，et al.Biological activity of extracts from some Mediterranean macrophytes.Botanica Marina，1992，35:481-485.

7 Engel S，et al.Antimicrobial activities of extracts from tropical Atlantic marine plants against marine pathogens and saprophytes.Marine Biology，2006，149:991-1002.

8 Kumar CS，et al.Antibacterial activity of three South Indian seagrasses，Cymodocea serrulata，Halophila ovalis and Zostera capensis.World J Microbiol Biotechnol，2008，24:1989-1992.

9 Bhosale SH，et al.Antifouling potential of some marine organisms from India against species of Bacillus and Pseudomonas.Marine Biotechnology，2002，4:111-118.

10 Kontiza I，et al.New metabolites with antibacterial activity from the marine angiosperm Cymodocea nodosa.Tetrahedron，2008，64:1696-1702.

11 Qi SH，et al.Antifeedant，antibacterial，and antilarval compoundsfrom the South China Sea seagrass Enhalus acoroides.Botanica Marina，2008，51:441-447.

12 Jensen PR，et al.Evidence that a new antibiotic flavones glycoside chemically defends the sea grass Thalassia testudinum against Zoosporic fungi.Applied and Environmental Microbiology，1998，64:1490-1496.

13 Rowley DC，et al.Thalassiolins A-C:new marine-derived inhibitors of HIV cDNA integrase.Bioorganic Medicinal Chemistry，2002，10:3619-3625.

14 Sureda A，et al.Antioxidant response of the seagrass Posidonia oceanic when epiphytized by the invasive macroalgae Lophocladia lallemandii.Marine Environmental Research，2008，66:359-363.

15 Khasina EI，et al.Antioxidant activities of a low etherified pectin from the seagrass Zostera marina.Russian Journal of Marine Biology，2003:259-261.

16 Sonina LN，Khotimchenko MY.Effectiveness of Pectin Extracted from the Eelgrass Zostera marina for Alleviating Lead-Induced Liver Injury.Russian Journal of Marine Biology，2007，33:204-206.

17 Regalado EL，et al.Repair of UVB-damaged skin by the antioxidant sulphated flavone glycoside Thalassiolin B isolated from the marine plant Thalassia testudinum Banks ex K?nig. Mar Biotechnol，2009，11:74-80.

18 Kim JH，et al.Antioxidants and inhibitor of matrix metalloproteinase-1 expression from leaves of Zostera marina L.. Archihes of Pharmacal Research，2004，27:177-183.

19 Kontiza I，et al.Cymodienol and cymodiene:new cytotoxic diarylheptanoids from the sea grass Cymodocea nodosa.Tetrahedron Letters，2005，46:2845-2847.

20 Gloaguen V，et al.Structural characterization and cytotoxic properties of an apiose-rich pectic polysaccharide obtained from the cell wall of the marine phanerogam Zostera marina.Journal of Natural Products，2010，3:087-1092.

21 Gavagnin M，et al.Structure and absolute stereochemistry of syphonoside，a unique macrocyclic glycoterpenoid from marine organisms.The Journal of Organic Chemistry，2007，72: 5625-5630.

22 Carbone M，et al.Further syphonosides from the sea hare Syphonota geographica and the sea-grass Halophila stipulacea.Tetrahedron，2008，64:191-196.

23 DellaGreca M，et al.Antialgal ent-labdane diterpenes from Ruppiamaritime.Phytochemistry，2000，55:909-913.

24 Hua KF，et al.Study on the anti-inflammatory activity of methanol extract from seagrass Zostera japonica.Agricultural and Food Chemistry，2006，54:306-311.

25 Gokce G，Haznedaroglu MZ.Evaluation of antidiabetic，antioxidant and vasoprotective effects of Posidonia oceanic extract.Ethnopharmacology，2008，115:122-130.