張 捷， 趙 翔， 王 青

(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052)

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獨(dú)行菜屬植物的研究進(jìn)展

張 捷1,2， 趙 翔1， 王 青1

(1.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052)

對(duì)獨(dú)行菜屬植物的資源研究與利用情況進(jìn)行了總體概述，重點(diǎn)總結(jié)獨(dú)行菜屬植物化學(xué)成分與耐逆生理生化機(jī)制研究的進(jìn)展，并提出了今后一段時(shí)間對(duì)獨(dú)行菜屬植物資源研究與利用的思考。

獨(dú)行菜屬；化學(xué)成分；耐逆生理生化機(jī)制；前景展望

獨(dú)行菜屬(Lepidium)植物是十字花科(Brassicaceae)獨(dú)行菜族(Lepidieae)中的一個(gè)屬，為一年生至多年生草本或半灌木。該屬植物約150種，分布于全世界，我國(guó)有15種、1變種，全國(guó)各地均有分布，主要有獨(dú)行菜、家獨(dú)行菜、寬葉獨(dú)行菜、抱莖獨(dú)行菜、柱毛獨(dú)行菜等常見種[1-2]。獨(dú)行菜屬植物大多為常見雜草，有部分種在我國(guó)也常作為中藥或民族藥入藥。如寬葉獨(dú)行菜又稱大辣、辣辣根、止痢草，全草入藥，主治菌痢、腸炎[3]；我國(guó)新疆地區(qū)的“維藥”中將家獨(dú)行菜作為一種常用藥材使用，用其與蚯蚓配合治腸胃疾病[2]；原產(chǎn)于南美安第斯山區(qū)的瑪咖是一種純天然食品，富含高單位營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)人體有滋補(bǔ)強(qiáng)身的功用[4]。該屬部分種還具有食用價(jià)值，如家獨(dú)行菜，以采收嫩莖、葉食用，其莖、葉營(yíng)養(yǎng)豐富，有特殊的清香，味辛辣，含有豐富的VA、VC和VB2，還含有大量的鐵和鈣[5]。筆者主要從化學(xué)成分和耐逆生理生化機(jī)制方面對(duì)獨(dú)行菜屬植物的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為更好地開發(fā)利用獨(dú)行菜屬資源提供參考依據(jù)。

1 化學(xué)成分

1.1 生物堿 余東輝等[6]從獨(dú)行菜中分離得到橙黃胡酰胺酸酯、尿嘧啶核苷、胸腺嘧啶脫氧核苷。Maier等[7]從家獨(dú)行菜種子中分離得到 8 種新的咪唑生物堿其中有 6 種二聚體咪唑生物堿(獨(dú)行菜素A～F)，2種單體咪唑生物堿(半獨(dú)行菜素苷A和半獨(dú)行菜素苷B)。高大方等[8]研究發(fā)現(xiàn)瑪咖總生物堿含量約為0.5%。McCollm等[9]從瑪咖的根中獲得了28個(gè)新瑪咖酰胺類成分，其中1種二氫吡叮類生物堿，2個(gè)亞胺唑生物堿(獨(dú)行菜堿A和獨(dú)行菜堿B)，25個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸芐基酰胺。

1.2 類萜類 余東輝等[6]從獨(dú)行菜地上部分分離得到β-谷甾醇、胡蘿卜苷、委陵菜酸。趙海譽(yù)等[10]從獨(dú)行菜種子75%乙醇提取物中也分離得到β-谷甾醇和胡蘿卜苷。Pande等[11]從家獨(dú)行菜地上部分分離出3種新的萜烯類成分，即lepidiumsesterterpenol、lepidiumterpenoid和 lepidiumterpenyl ester。Dani 等[12]研究發(fā)現(xiàn)瑪咖中含有菜油甾醇、菜籽甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇等類固醇物質(zhì)。Saba 等[13]從家獨(dú)行菜地上部分分離出一種新的甾醇酯類，經(jīng)鑒定為 stigmast-5-en-3β，27-diol 27-benzoate。Muhammad等[14]從干燥的瑪咖根提取物中分離出甾醇。

1.3 黃酮類 Agarwal等[15-16]從家獨(dú)行菜地上部分的甲醇提取物中分離得到槲皮素-3-O-β-葡糖基(1→6)-β-吡喃半乳糖苷、槲皮素-3-O-β-葡糖基(1→6)-β-吡喃葡糖苷、異鼠李素-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷5種黃酮苷，其中后三者均具有抗氧化活性，而異鼠李素-3-O-β-葡糖基(1→2)-葡萄糖苷-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷活性最強(qiáng)。Minu[17]從家獨(dú)行菜中分離鑒定出一種黃酮，命名為5，4’-二羥基-7，8，3’5’-四甲氧基黃酮。孫哲等[18]從家獨(dú)行菜全草乙醇提取物中分離得到楊梅素-3-O-α-L-鼠李糖苷。趙海譽(yù)等[10]從獨(dú)行菜種子75%乙醇提物中分離得到8種黃酮類成分：槲皮素、異鼠李素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-[2-O-(6-O-E-芥子?；?-β-D-吡喃葡萄糖基]-β-D-吡喃葡萄糖苷、異鼠李素-3-O-[2-O-(6-O-E-芥子?；?-β-D-吡喃葡萄糖基]-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、異鼠李素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山柰酚-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。

1.4 揮發(fā)油和脂肪酸 趙海譽(yù)等[19]研究發(fā)現(xiàn)，獨(dú)行菜種子中最高可含有40%的揮發(fā)油和脂肪油類成分，其中揮發(fā)油類主要為含苯環(huán)類成分，以苯乙腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，占揮發(fā)油總量的 84.87%，脂肪油由大量的不飽和脂肪酸(44.0%～91.0%)組成，其中僅油酸就占 31.73%。于瑞濤等[20]研究指出，寬葉獨(dú)行菜地上部分含有大量的脂肪酸，且所有的脂肪酸均為飽和脂肪酸，其中棕櫚酸含量極高，可達(dá) 53.980%，其次為硬脂酸等，且含量均超過 1%。于瑞濤等[21]對(duì)寬葉獨(dú)行菜地上部分進(jìn)行非極性餾分研究，發(fā)現(xiàn)正二十七烷含量可達(dá)35.214%，為最高，其次為正二十九烷等，且所有的非極性餾分均為飽和烷烴類成分。家獨(dú)行菜中的脂肪酸主要是油酸和棕櫚酸(30.2%)[22-23]。瑪咖地上部分脂肪油以苯基氰化甲烷、安息香醛和3-甲氧基苯基-苯基氰化甲烷為主[24]。有學(xué)者比較吉林產(chǎn)瑪咖和秘魯瑪咖揮發(fā)油成分發(fā)現(xiàn)，其揮發(fā)油的主成分相同，且含量最高的組分是苯乙腈，達(dá) 8.217%，其次是 3-甲氧基苯乙睛，為 4.456%；與新疆產(chǎn)瑪咖相比，吉林產(chǎn)瑪咖中的異硫氰酸芐酯含量較低，僅為0.475%，新疆產(chǎn)瑪咖中的異硫氰酸芐酯含量高達(dá)69.16%[25-26]。杜萍等[27]分析發(fā)現(xiàn)瑪咖根中的脂肪油以亞麻酸的含量最多。

1.5 芥子油苷 芥子油苷是一類含硫化合物，廣泛存在于十字花科植物中[24]。Radwan等[28]從家獨(dú)行菜新鮮全草中分離得到甲基芥子油苷、金蓮葡糖硫苷、丁基芥子油苷和2-乙基丁基芥子油苷。Gil等[29]從家獨(dú)行菜種子中分離出芐基芥子油苷、丙烯基芥子油苷、2-苯乙基芥子油苷。楊晶明等[30]研究發(fā)現(xiàn)，瑪咖成熟的植株、葉子和種子中含2-苯乙基芥子油苷等多種芥子油苷；瑪咖根的醇提取物中芐基芥子油苷含量達(dá)0.10%～0.15%。

1.6 其他成分 Hyun等[31]從獨(dú)行菜種子中分離得到伊夫單苷；余東輝等[6]從獨(dú)行菜地上部分分離得到丙三醇和5-羥甲基糠醛；趙海譽(yù)等[10]從獨(dú)行菜種子 75%乙醇提取物中分離得到蔗糖。綠獨(dú)行菜和寬葉獨(dú)行菜含有大量蛋白質(zhì)和氨基酸，同時(shí)含有多種礦質(zhì)元素[32-33]?，斂е泻卸喾N氨基酸、蛋白質(zhì)、糖類和維生素成分，同時(shí)含有多種礦物質(zhì)元素以及微量元素[34-36]。

2 耐逆生理生化機(jī)制

獨(dú)行菜屬中包含多種能在惡劣環(huán)境中生存、具有良好耐逆性的植物，如家獨(dú)行菜、寬葉獨(dú)行菜、堿獨(dú)行菜等，對(duì)各種逆境具有廣譜適應(yīng)性。然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于獨(dú)行菜屬植物耐逆生理生化機(jī)制的研究報(bào)道較少。Chen等[37]研究寬葉獨(dú)行菜在長(zhǎng)期洪澇條件下發(fā)生的一系列生理生化反應(yīng)，認(rèn)為維持較高的光合速率并在根部積累大量的可溶性糖是寬葉獨(dú)行菜能夠在浸澇環(huán)境中得以生存的重要適應(yīng)機(jī)制。有學(xué)者研究長(zhǎng)期的洪澇條件下寬葉獨(dú)行菜發(fā)生的一系列生理生化反應(yīng)及相關(guān)的機(jī)制發(fā)現(xiàn)，寬葉獨(dú)行菜在受到浸澇的環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生與環(huán)境相適應(yīng)的形態(tài)變化，如寬葉獨(dú)行菜根部通氣組織的形成和不定根的產(chǎn)生[38-40]。曹宇[41]對(duì)采自青海諾木洪的寬葉獨(dú)行菜種子在鹽脅迫下的萌發(fā)特性和幼苗的生理特性進(jìn)行了初步的觀察，結(jié)果表明寬葉獨(dú)行菜種子與幼苗在逆境脅迫下均具有相對(duì)較高的抗逆性，但研究未見后續(xù)工作。研究人員還關(guān)注了獨(dú)行菜屬植物的耐寒性，研究了獨(dú)行菜種子萌發(fā)過程中對(duì)低溫的耐受特性，結(jié)果表明獨(dú)行菜種子不能耐受4 ℃低溫萌發(fā)，原因可能是在露白前存在一個(gè)關(guān)鍵的生理階段，在4 ℃脅迫逆境中不能越過這個(gè)階段，該階段之前與之后的萌發(fā)過程均能耐受4℃低溫，因此對(duì)低溫脅迫有良好的耐受性[42]。楊娜等[43]對(duì)比研究獨(dú)行菜、抱莖獨(dú)行菜種子萌發(fā)過程耐受低溫的特征及生理響應(yīng)表明，2種獨(dú)行菜在不同萌發(fā)階段對(duì)低溫均有良好的抗性，但隨萌發(fā)進(jìn)行抗性有所下降，且脅迫初期酶活性下降，短時(shí)間內(nèi)又迅速提高并維持在較高水平，較高的酶活性水平對(duì)清除低溫脅迫產(chǎn)生的有毒害的活性氧等自由基、抵抗低溫逆境的傷害有重要作用。

獨(dú)行菜屬植物對(duì)各種逆境具有廣譜適應(yīng)性，國(guó)外研究主要集中在耐低溫、耐澇上，而它在國(guó)內(nèi)主要分布于鹽漬與干旱生境中，目前對(duì)于獨(dú)行菜屬植物耐旱、耐鹽機(jī)制的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。

3 展望

獨(dú)行菜屬植物分布廣、種類繁多、資源豐富。部分種類如獨(dú)行菜味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，具有很高的食用價(jià)值；家獨(dú)行菜等種類由于具有顯著的藥理作用，作為中藥或民族藥入藥，歷史悠久；瑪咖等不僅在臨床上藥理作用顯著，同時(shí)也具有顯著的保健功能，已經(jīng)被開發(fā)成為了功能性食品或保健品。雖然國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者對(duì)該屬植物進(jìn)行了研究，但研究的廣度與深度還不夠，應(yīng)加大對(duì)其成分、藥理的研究力度，以開發(fā)新藥，更好地造福人類。

干旱是我國(guó)西北部分地區(qū)的主要特征，與干旱相伴而生的是土壤鹽漬化。干旱及鹽堿逆境是制約和限制這些地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要因素，也是植被恢復(fù)、園林綠化面臨的首要困難。因此，適應(yīng)干旱及鹽堿逆境且有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物，對(duì)于這些地區(qū)的園林綠化、植被恢復(fù)、生態(tài)建設(shè)乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。獨(dú)行菜屬中包含多種能在惡劣環(huán)境中生存、具有良好耐逆性的植物，如家獨(dú)行菜、寬葉獨(dú)行菜、堿獨(dú)行菜等，對(duì)各種逆境具有廣譜適應(yīng)性。因此獨(dú)行菜屬植物具有開發(fā)為園林綠化、植被恢復(fù)植物的潛在價(jià)值。

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The researches about plants ofLepidiumand utilization were reviewed generally,the research advances of chemical constituents and stress tolerance of physiological and biochemical mechanism were summarized,considerations on researches and utilization of plants ofLepidiumin the future were proposed.

Lepidium; Chemical constituent; Stress tolerance of physiological and biochemical mechanism; Prospect forecast

張捷(1967- )，男，新疆烏魯木齊人，副教授，博士，從事園林植物資源及應(yīng)用研究。

2016-09-30

S 567

A

0517-6611(2016)36-0159-02

Research Advances ofLepidiumPlants

ZHANG Jie1,2,ZHAO Xiang1,WANG Qing1(1.College of Landscape Architecture,Northeast Forestry University,Harbin,Heilongjiang 150040; 2.College of Forestry and Horticulture,Xinjiang Agricultural University,Urumqi,Xinjiang 830052)