向 騫 段芳瑤 鄒裕文 張宏志
(湖南農(nóng)業(yè)大學風景園林與藝術設計學院,湖南 長沙 410128)
鳶尾屬植物在我國分布范圍廣,資源豐富,且備受國內(nèi)專家學者重視。全球有10 個鳶尾分布中心,其中3 個分別位于我國的西南、西北及東北地區(qū)。我國約產(chǎn)鳶尾屬植物64 個種、8 個變種、1 個亞種及6 個變型[1],約占全球鳶尾屬物種的1/5。雖然我國鳶尾屬植物種類繁多,但隨著時代發(fā)展,多地生態(tài)環(huán)境遭到破壞,一些種類如大連南關嶺的矮鳶尾、江蘇太湖邊的宜興溪蓀及鎮(zhèn)江的華夏鳶尾等瀕臨滅絕。針對此現(xiàn)象,我國建立了植物園與種質資源圃,用來保護鳶尾屬種質資源[2]。
我國對鳶尾屬植物的化學成分研究起步較晚,為更科學合理地利用其資源,國內(nèi)學者對德國鳶尾根莖的化學成分進行分離純化,運用波譜分析法及理化性質對分離得到的21個化合物進行結構鑒定。其中,11個化合物首次在德國鳶尾屬中分離得到,主要化學成分有商陸素、染料木素、irilin D等;2個化合物首次從鳶尾屬中分離得到,分別為紫檀素(muningin)及某類三甲氧基異黃酮;3個化合物首次從鳶尾科中分離得到[3]。我國學者為了研究華夏鳶尾中的乙酸乙酯成分,采用硅膠、ODS和凝膠等多種柱層析方法,分離得到2個化合物,經(jīng)過質譜、核磁共振及文獻查閱對比,鑒定化合物分別為22,23-epoxyiridal(I)和β-谷甾醇(II),其中化合物I首次從華夏鳶尾中分離得到[4]。
相關研究表明,鳶尾屬植物中含有染料木素和鳶尾苷元,其中鳶尾苷元具有細胞毒素,能抑制細胞分裂,在一定程度上能抑制胃腺癌細胞和白血病細胞增殖,可將其應用于腫瘤化療中。
研究表明,密蘇里鳶尾根中的單環(huán)鳶尾醛、五環(huán)三萜、苯醌類化合物可作用于白血病細胞,其中苯醌類化合物對口腔表皮癌細胞具有細胞毒活性;大苞鳶尾種子中的苯醌類化合物可作用于前列腺癌細胞;德國鳶尾根狀莖的脂溶性成分能限制宮頸癌細胞的擴散[5]。
鳶尾屬植物的自然陳化鳶尾根莖內(nèi)含有一種揮發(fā)油,對某些致病菌有抑制作用,是一種潛在的抗菌藥物,可作為抗菌藥物的開發(fā)來源。鳶尾屬植物所含有的鳶尾苷元對發(fā)癬菌屬的皮膚癬菌有較好的抑制作用。
從德國鳶尾中分離得到的鳶尾醛類化合物(21-desoxy-iridalgermanal)可作用于紅細胞,參與細胞膜的建構,發(fā)揮與膽固醇相似的作用,減少被感染細胞與正常細胞細胞膜之間的流動性和通透性,具有顯著的抗瘧疾作用。
鳶尾屬植物體內(nèi)所含有的鳶尾苷元能抑制黃體激素的分泌,從而防止女性絕經(jīng)后出現(xiàn)潮紅現(xiàn)象。同時,鳶尾苷元還能預防女性絕經(jīng)后骨質疏松,且因其對女性乳腺和子宮均無副作用,可將其作為選擇性雌激素調節(jié)劑[6]。
①專類園、巖石園。鳶尾屬植物種類豐富,可將其運用于專類園或巖石園中。大多數(shù)鳶尾屬植物的花期在4—5 月,前后相差近45 d,利用不同的花期,可在專類園中營造獨特的春景、夏景。鳶尾屬植物身姿飄逸,其花顏色各異,結合跌水、石階,配合高山植物,可構成別致的巖石園景觀。②花壇、花境。宿根花卉,一年種植、多年開花,可用于園路及花壇邊緣的裝飾,既能使游覽者常年欣賞富有生機的景色,又能降低綠化成本,豐富地被種類。鳶尾屬植物的花冠龐大,可作公路邊優(yōu)美的林帶及河道邊綿延的護坡。③水面綠化。鳶尾屬植物由于生態(tài)習性不同,對土壤及水分的需求不同,有的喜濕、有的耐燥。因此,可將其運用在水生植物園,或作為水生植物景觀[7]。
鳶尾屬植物不僅具有良好的景觀價值,也具有極高的生態(tài)價值。其發(fā)達的根系、蔥翠的葉片,可防風固坡、防止水土流失。鳶尾屬植物某些種類獨特的生態(tài)習性,能減少污水中雜質,凈化水體,提高水質,美化水邊環(huán)境,此外,某些種類對生長環(huán)境的需求,維持了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與統(tǒng)一。例如,馬藺,耐堿耐旱,能在鹽堿地生長繁育,可改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境;蝴蝶花,耐陰喜濕,能生長在其他生物不能生長的陰暗之地,既豐富了群落物種多樣性,也維持了群落系統(tǒng)的穩(wěn)定[8]。
有關學者對產(chǎn)自我國的部分鳶尾屬物種的葉綠體DNA的matK 及rbcL 基因序列進行了擴增,對其系統(tǒng)發(fā)生樹以及物種樹進行了構建和分析,發(fā)現(xiàn)長白鳶尾(Iris mandshurica)與粗根鳶尾(Iris tigridia)在系統(tǒng)發(fā)生樹中的位置處于須毛狀附屬物亞屬中,不應將他們劃分到不同亞屬;鳶尾屬物種的核苷酸在物種演變中的突變,大多數(shù)是中性的或近中性的;鳶尾屬物種的分歧時間為47.159 7 百萬年前(Mya),大約為4 700 萬年前;將部分鳶尾屬物種的rbcL 和matK 基因片段序列串聯(lián),構建系統(tǒng)發(fā)生樹,能更清晰地確定各物種的系統(tǒng)位置,且擁有極高的支持率[9]。
我國對鳶尾屬植物的育種研究較歐洲國家晚,直至20 世紀90 年代,劉青林等人研究了鳶尾花的體細胞無性系受離體培養(yǎng)影響的變異規(guī)律,標志著我國開始對鳶尾屬植物進行育種研究[10]。之后,周永紅等人從細胞學領域對扁竹花和蝴蝶蘭的花粉減數(shù)分裂進行研究[11],柯立明等人對鳶尾進行了系統(tǒng)的種間雜交試驗,推動了我國鳶尾育種工作的開展[12]。目前,我國鳶尾屬植物的育種工作主要集中在無髯鳶尾與德國鳶尾兩類,育種技術有常規(guī)雜交育種、輻射育種、分子技術運用、后代優(yōu)株選育花色、抗性研究及雜交后代胚培養(yǎng)研究[13]。
據(jù)相關研究表明,自然界中新鮮的鳶尾屬植物并無鳶尾酮,但含有其前體物質鳶尾醛類(iridals)。取富含鳶尾醛類(iridals)的根,在常溫下陳化兩三年,可緩慢合成鳶尾酮。鳶尾酮能產(chǎn)生獨特的紫羅蘭一般的芳香,多將其運用于香料中,用來制作香水、香皂、化妝品等。鳶尾酮還具有定香力,將鳶尾浸膏運用于煙卷中,作煙草添加劑,可改進煙草風味,提高煙草品質[14]。
我國鳶尾屬植物資源豐富,所含化學成分眾多,如異黃酮類化合物、三萜類化合物、苯醌類化合物等,且具有極高的藥用價值,可抗腫瘤、抗癌、抗瘧疾等。鳶尾屬植物花色繁多,適應性強,易栽培,生態(tài)價值極高,可廣泛運用于園林景觀。鳶尾屬植物開發(fā)潛力大,我國應加強其育種研究,更多地運用轉基因、原生質體融合、體細胞雜交等先進技術,培育出更加優(yōu)良的新品種。