魏丹丹，劉嘉藝，徐明明，趙晶晶，趙明，郭盛，段金廒

南京中醫(yī)藥大學(xué)/中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程中心/江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023

加拿大一枝黃花Solidago canadensisLour 為菊科（Compositae）一枝黃花屬（Solidago）多年生草本植物，又稱黃花草、黃鶯、百根草或霸王花，現(xiàn)已入侵至包括中國在內(nèi)的亞洲大部分國家、歐洲中西部國家，以及澳大利亞和新西蘭等地，成為一種世界性入侵雜草，嚴(yán)重影響各區(qū)域的生態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)安全和環(huán)境。本文在中藥資源化學(xué)理論指導(dǎo)下，基于中藥及天然藥物資源的多宜性原則，在前人較為系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)上，針對性地提出采用“化害為利”策略，引導(dǎo)和促進(jìn)這一外來入侵物種有效利用、歸化為可造福于我國經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)健康發(fā)展的特色優(yōu)勢資源。

1 加拿大一枝黃花生物學(xué)特性

加拿大一枝黃花植株高大，莖干粗壯，根系發(fā)達(dá)，種子體積小、數(shù)量大、易萌發(fā)。其主根屬直根系，根狀莖較發(fā)達(dá)，具有快速繁殖能力，橫向生長在淺土層，外形似根但具有明顯分節(jié)，節(jié)上生不定根，不定根頂端有頂芽，且節(jié)上葉腋具潛伏芽的鱗片狀葉。莖干木質(zhì)化直立生長，植株高可達(dá)2.0～3.5 m。葉片為互生單葉，葉柄較短且內(nèi)側(cè)具1 個錐形腋芽，其中上部腋芽發(fā)育分枝為花序，中部和下部腋芽為休眠芽，葉片背面具有明顯出自中部的3條主脈。葉緣具有較稀疏的鋸齒，主脈片有微毛，上部葉片葉色為深綠色，觸感較為光滑；中部和下部葉片長8～15 cm，寬1.2～3.5 cm，為橢圓或條狀披針形，葉基部為楔形，向下延至葉柄處形成翼狀?；ㄐ虺市矆A錐狀，為有限頭狀花序，直徑3～4 mm的小花排列于花軸向上一側(cè)，形成開展的花序?？偘巢勘欢倘崦?，有緣毛且先端尖，為覆瓦狀排列，3～4 層黃綠色筒狀，最外層卵形苞片較短；內(nèi)苞片背部具毛，線狀披針形。具舌狀黃色雄性緣花1 層；具4～8 朵頂端5 齒裂的黃色兩性盤花管狀小花?；烤哂?0 多根白色絲狀冠毛；具1 個位于花冠內(nèi)方的雄蕊，雄蕊花絲頂端有2 個條形花粉囊組成的鮮黃色花藥；具1 室子房下位的位于花中央的雌蕊1 個。瘦果淡褐色具縱肋，為先端截形且稍扁的圓柱形，著生微齒，前段具有1～2 層白色糙毛狀冠毛，千粒質(zhì)量0.070 03 g。

2 加拿大一枝黃花在我國的種群分布與擴(kuò)散趨勢

20 世紀(jì)30 年代，加拿大一枝黃花作為花卉引入我國，從上海開始擴(kuò)散傳播。由于其生長快、繁殖力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)，至80 年代后期已遍及我國東部及中部部分地區(qū)，并呈快速擴(kuò)張蔓延趨勢。該植物種群擴(kuò)散方式主要為細(xì)小質(zhì)輕且具冠毛的瘦果隨風(fēng)飄揚(yáng)，常成群生長于農(nóng)田閑地、水渠草地、道路兩旁、丘陵灌叢周邊等，可以說無處不在，對入侵地區(qū)的自然生態(tài)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等構(gòu)成嚴(yán)重危害，造成當(dāng)?shù)厣锒鄻有詼p少和農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的巨大經(jīng)濟(jì)損失，被公認(rèn)為一種入侵性很強(qiáng)的惡性雜草，已列入《中國外來入侵物種名單》和《重點(diǎn)管理外來入侵物種名錄》[1-2]。

基因組單核苷酸多態(tài)性系統(tǒng)發(fā)育分析表明，加拿大黃花進(jìn)入我國有3 條引種途徑和多次引進(jìn)事件。具體來說，一是從原產(chǎn)地美國直接進(jìn)入中國，二是從美國經(jīng)日本進(jìn)入中國，三是從美國經(jīng)歐洲進(jìn)入中國[3]?？傊?，多次引進(jìn)事件、遺傳瓶頸和潛在的人為傳播是加拿大一枝黃花在中國的傳播歷史特征[3]。

加拿大一枝黃花正在中國東部和中部擴(kuò)散蔓延，入侵一些沿海灘涂草甸、丘陵及山川自然生態(tài)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)區(qū)域，侵害抑制和快速取代本地植物物種群落。其株高、葉片數(shù)及生物量受土壤水分變化影響顯著，對生長季節(jié)的降水量敏感[4]。我國江蘇、安徽、江西、湖南、浙江等省生態(tài)區(qū)域均為其高適生區(qū)，占全國高適生區(qū)面積的91.30%[4]。降水量豐富的中部和南部地區(qū)為其潛在適生區(qū)，占我國國土面積的22.09%[4]。隨著全球氣候變暖，加拿大一枝黃花的葉片面積顯著增加，光合作用和獲取生存繁殖資源的能力顯著增強(qiáng)，入侵能力進(jìn)一步提升。據(jù)調(diào)查，目前遼寧省南部、河南省西部和陜西省部分地區(qū)逐步由非適生區(qū)轉(zhuǎn)化為適生區(qū)；中適生區(qū)的范圍呈現(xiàn)向周邊擴(kuò)散的趨勢；部分低適生區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羞m生區(qū)，整體向中部和北部移動，這可能與溫度和降水的變化有關(guān)[4]。

3 加拿大一枝黃花入侵機(jī)制分析

研究表明，原產(chǎn)于北美溫帶地區(qū)的加拿大一枝黃花通過多倍體化向南擴(kuò)展到亞熱帶地區(qū)，多倍化提高了加拿大一枝黃花種群的光合系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)了高溫耐受性，從而驅(qū)動其在原產(chǎn)地（北美）的氣候生態(tài)位分化，促進(jìn)了多倍體的分布區(qū)向低緯度更高溫度氣候區(qū)擴(kuò)張，且在全球變暖情況下可能進(jìn)一步擴(kuò)張[5-7]。多次同質(zhì)園試驗(yàn)和長期田間同質(zhì)園試驗(yàn)結(jié)果表明，多倍化驅(qū)動了加拿大一枝黃花對溫暖環(huán)境的預(yù)適應(yīng)進(jìn)化，奠定了其入侵中國的基礎(chǔ)，入侵后的快速后適應(yīng)性演化可能是加拿大一枝黃花成功入侵中國的關(guān)鍵[7]。加拿大一枝黃花可以在有性繁殖過程中具有較高的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，種子發(fā)芽率較高，繁殖過程較快，侵襲性增強(qiáng)[8]。加拿大一枝黃花具有超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，通過以下方式在環(huán)境中快速擴(kuò)張。

3.1 生長速度快，形成資源搶占優(yōu)勢

加拿大一枝黃花通過增加土壤微生物量和表土中脲酶、堿性磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶、淀粉酶和葡萄糖苷酶活性，具有更快的有機(jī)質(zhì)分解速率，提高了地上生產(chǎn)力和常設(shè)生物量中的養(yǎng)分積累，更快地從枯枝落葉中釋放養(yǎng)分，提高土壤微生物活性，提高常量營養(yǎng)素循環(huán)率，提高的養(yǎng)分循環(huán)率可以通過對土壤過程的正反饋進(jìn)一步增強(qiáng)侵入性[9]。

3.2 種子數(shù)量多，形成有性繁殖優(yōu)勢

加拿大一枝黃花瘦果（種子）質(zhì)輕、善飛行，通過風(fēng)傳播遠(yuǎn)距離擴(kuò)散到大面積區(qū)域，每株植株的無數(shù)頭狀花序聚合為圓錐花序，授粉后產(chǎn)生2 萬多粒種子，在盛行風(fēng)向上的擴(kuò)散距離至少為2000 m，可持續(xù)傳播1 個多月，在整個冬季持續(xù)傳播，能夠在距源頭500 m 處以約2 株/m2的植物密度形成新植物，自然條件下種子成苗率為50%～80%[10]。

3.3 根莖輻射伸展，形成無性繁殖優(yōu)勢

加拿大一枝黃花每個植株的4～15 條地下根莖呈輻射狀向四周伸展生長，最長可超過1 m，每條根狀莖呈分支狀，其頂端均分布芽，于第2 年生長為獨(dú)立的植株。

3.4 化感作用強(qiáng)，形成排他競爭優(yōu)勢

加拿大一枝黃花的化感作用使其易于形成厚單種群，即使鄰近相似環(huán)境中有其他的適應(yīng)生存物種也難以進(jìn)入共同生長，進(jìn)一步提高自身的競爭力，從而促進(jìn)其入侵成功[11-13]。脂肪酸類、萜烯類、黃酮類、多酚類等化感物質(zhì)不僅保護(hù)加拿大一枝黃花自身不受侵害，同時抑制其他本地植物的種子萌發(fā)、幼苗生長和叢枝菌根定植。種子萌發(fā)和幼苗生長通常被認(rèn)為是植物種群生態(tài)擴(kuò)張的關(guān)鍵過程，從加拿大一枝黃花入侵范圍獲得的根際土壤中總酚類物質(zhì)、總黃酮類化合物和總皂苷的濃度高于原生范圍[13]。研究表明，加拿大一枝黃花入侵過程中能夠顯著影響土壤的理化性質(zhì)，尤其對土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量影響顯著，間接抑制了本地植物的生長。

3.5 共生機(jī)制強(qiáng)，形成土壤微生物互作優(yōu)勢

原位土壤微生物對加拿大一枝黃花的招募潛力勝過本地植物，這種增強(qiáng)的共生機(jī)制支配著入侵植物在土壤微生物存在情況下的快速擴(kuò)張[14]。研究表明，該種群通過改變本地植物與細(xì)菌的互作關(guān)系塑造有利于自身的微生物群落，其定植的菌根能夠顯著降低外界脅迫生境條件對加拿大一枝黃花的危害[15]。

此外，表型可塑性可能促成加拿大一枝黃花的快速傳播。氣候變異假說認(rèn)為，高緯度地區(qū)的人口比低緯度地區(qū)的人口對溫度有更高的可塑性；與降水變化較小的地區(qū)相比，降水波動較大地區(qū)的人口對水資源可用性具有更高的可塑性。在中國沿緯度（溫度變化）和經(jīng)度（降水變化）梯度變化的加拿大一枝黃花種群采樣研究表明，種群間可塑性隨溫度變化顯著的4 個性狀中，葉片長寬比可塑性與種群的緯度和溫度季節(jié)性呈顯著正相關(guān)；此外，根冠比和水分利用效率表明，種群間的可塑性對可用水量有顯著影響，這2 個性狀的可塑性與經(jīng)度呈顯著負(fù)相關(guān)，與降水季節(jié)性呈正相關(guān)。觀察到的可塑性地理變化表明，加拿大一枝黃花的表型可塑性可能在氣候條件不同的地區(qū)迅速進(jìn)化，這可能促成了該入侵物種的傳播[16]?？傊?，加拿大一枝黃花通過各種生物與非生物因素，使下一代在與相鄰本土植物競爭時表現(xiàn)出更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，從而進(jìn)一步擴(kuò)張。

4 加拿大一枝黃花植物化學(xué)組成與功用分析

研究表明，加拿大一枝黃花植株含有揮發(fā)油類、黃酮類、酚酸類、二萜類、三萜及甾體類、苯丙素類等化學(xué)成分，具有抗細(xì)菌、抗真菌、抗炎、抗抑郁、治療外傷、增強(qiáng)腎臟功能、消除疲勞、促進(jìn)循環(huán)等較為多樣的生物活性和潛在的資源價值[17]。

4.1 化學(xué)組成

4.1.1 揮發(fā)油類成分 加拿大一枝黃花花序、葉片和根部中含有一定量的揮發(fā)性物質(zhì)，其中以含氧倍半萜、倍半萜烴、含氧單萜和單萜烴為主。葉中揮發(fā)油類成分以香葉烯D（germacrene D，19.51%）、乙酸龍腦酯（bornyl acetate，7.14%）、β-芳姜酮（β-turmerone，6.89%）的含量較高；花中揮發(fā)油類成分以α-蒎烯（α-pinene，18.82%）、香葉烯D（8.44%）、乙酸龍腦酯（6.02%）、反式馬鞭草烯醇（trans-verbenol，4.37%）、檸檬烯（limonene，4.14%）和β-芳姜酮（4.07%）含量較高[18]。

揮發(fā)性物質(zhì)的組成與含量因產(chǎn)地、采樣時間及采樣部位不同而有所差異。波蘭產(chǎn)加拿大一枝黃花精油以大牻牛兒烯D（23.8%）、β-畢橙茄烯（20.5%）、大牻牛兒烯B（6.3%）為主。中國杭州地區(qū)產(chǎn)該物種花期的主成分為大牻牛兒烯D（34.6%）、檸檬烯（18.5%）、α-蒎烯（9.1%）、β-蒎烯（6.6%）；植株生長期以大牻牛兒烯D（28.6%）、α-蒎烯（15.1%）、檸檬烯（11.8%）、β-側(cè)柏烯（6.6%）、β-菲蘭烯（6.4%）、乙酰龍腦（6.0%）、α-松油醇（4.8%）、β-蒎烯（4.7%）、β-欖香烯（3.5%）、α-古蕓烯（2.6%）、α-畢橙茄烯（2.2%）為主[19-20]。加拿大一枝黃花葉與中國產(chǎn)野生分布的一枝黃花葉中揮發(fā)油的主要成分具有明顯差別，異大香葉烯在加拿大一枝黃花葉揮發(fā)油中含量達(dá)44.24%，龍腦乙酸酯是加拿大一枝黃花葉揮發(fā)油的特有成分；中國產(chǎn)野生一枝黃花葉揮發(fā)油中的主要成分為欖香烯，且欖香烯、石竹烯的相對含量明顯高于加拿大一枝黃花葉中的揮發(fā)油。

4.1.2 黃酮類成分 從加拿大一枝黃花植株中分離得到15 個黃酮類物質(zhì)，主要為槲皮素及其苷、山柰酚及其糖苷、異鼠李素及其糖苷、槲皮素、3-甲氧基槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-蕓香糖苷、槲皮素-3-Oβ-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷、山柰酚、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖鼠李糖苷、山柰酚-3-Oβ-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-蕓香糖苷、異鼠李素、異鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖鼠李糖苷、鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖鼠李糖苷、蘆丁、蕓香苷等[19-20]。采用氯化鋁顯色法測定加拿大一枝黃花乙醇提取物中的總黃酮含量，結(jié)果表明，乙酸乙酯萃取物中的總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為202.45 mg·g-1[21]。以干質(zhì)量計(jì)，加拿大一枝黃花地上部位槲皮素-3-蕓香糖苷（quercetin-3-rutinoside）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5 mg·g-1[22]。

4.1.3 酚酸類成分 加拿大一枝黃花地下部位的酚酸類成分含量約為地上部位的1/2，主要為游離的羥基肉桂?？鼘幩嵫苌铮孕戮G原酸（5-Ocaffeoylquinic）和3,5-O-二咖啡酰劑奎寧酸（3,5-Odicaffeoylquinic acid）為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6.0 mg·g-1干質(zhì)量[22]。

4.1.4 二萜類成分 二萜類成分為加拿大一枝黃花特征性化學(xué)成分，按其結(jié)構(gòu)特征主要分為半日花烷型及克羅烷型二萜類成分。從加拿大一枝黃花根的乙醇提取物中分離獲得8 個半日花烷型二萜類成分，分別是9,13,15,16-bisepoxy-labda-ne-7-ene-6,15-dione、15,16-epoxy-labdane-7,13-diene-6,15-dione、solidagenone、deoxysolidagenone、13-epi-9,13,15,16-bisepoxy-labdane-7-ene-6,15-dione、15,16-E-poxylabdane-7,13-diene-6,16-dione、15-ethoxy-9,13,15,16-bisepoxy-labdane-7-ene-6-one 和 13-epi-15-ethoxy-9,13,15,16-bisepoxy-labdane-7-ene-6-one[23]。從其根中發(fā)現(xiàn)7 個克羅烷型二萜類成分，分別為克拉文酸（kolavenic acid）、克拉文醇（kolavenol）、6β-巴豆?？死乃幔?β-tigloyloxykolavenic acid）、一枝黃花內(nèi)酯（solidago lactone）、13E-7α-乙酰氧基克拉文酸（13E-7α-acetoxylkolavenic acid）和13Z-7α-乙酰氧基克拉文酸（13Z-7α-acetoxylkolavenic acid）；在其花序中除獲得6β-巴豆?？死乃嵬?，還發(fā)現(xiàn)了另一個克羅烷型二萜類成分6β-當(dāng)歸酰拉文酸（6βangeloyloxykolavenic acid）；從其地上部分乙酸乙酯提取物中分離得到2 個克羅烷型二萜類化合物，分別為solidagocanin A 和solidagocanin B；從其全草中分離獲得2個克羅烷型二萜類化合物，分別是3β,4α-二羥基-6β-當(dāng)歸酰-13Z-烯-15,16-克羅烷內(nèi)酯（3β,4α-diol-6β-angeloxy-cleroda-13Z-en-15,16-oli-de）和3β,4α-二羥基-6β-巴豆酰-13Z-烯-15,16-克羅烷內(nèi)酯（3β,4α-diol-6β-tigloyoxy-cleroda-13Z-en-15,16-olide）[15]。

4.1.5 三萜類及甾體類成分 從加拿大一枝黃花中分離得到三萜皂苷及甾體皂苷類成分，分別為α-香樹脂醇乙酸酯（α-amyrin acetate）、羽扇豆醇（lupeol）及其乙酸酯（lupeol acetate）、熊果酸（ursolic acid）、豆甾醇（stigmasterol）、環(huán)阿爾廷醇（cycloartanol）及其棕櫚酸脂（cycloartanol palmitate）、cycloartenol、cycloartenyl palmitate、3β-(3R-acetoxyhexadecanoyloxy)-lup-20(29)-ene、3β-(3-ketohexadecanoyloxy) -lup-20(29) -ene、3β-(3Racetoxyhexadecanoyloxy)-29-nor-lupan-20-one、3β-(3-hetohexadecanoyloxy)-29-nor-lupan-20-one(4)、β-胡蘿卜苷[24]。此外，從其全草乙醇提取物中還鑒定出α-菠菜甾醇（α-spinasterol）。

4.1.6 苯丙類成分 從加拿大一枝黃花地上部位的80%乙醇提取物中分離得到4 個苯丙素類化合物，分別是visanol、8-dehydroxymethylvisanol、9-aldehyd-evibsanol 和 9-O-[3-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl]-4-hydroxy-cinnamic acid。

4.1.7 其他類成分 另據(jù)報(bào)道，從加拿大一枝黃花的乙酸乙酯、正丁醇萃取部位鑒定出苯甲酸、對羥基苯甲酸、3,5-二羥基苯甲酸甲酯等有機(jī)酸類成分及其衍生物；從其全草的乙醇提取物中分離鑒定出3-甲酰吲哚（3-formylindole）[19-20]。此外，還從中分離出D-甘露醇和2'-羥基-4',6'-O-β-D-二吡喃葡萄糖基-苯丁酮（2'-hydroxy-4',6'-di-O-β-Dglucopyranyl phenyl-butanone）。

4.2 功用分析

加拿大一枝黃花進(jìn)入我國已有70 多年的歷史，鮮見將其作為藥用的報(bào)道。然而，在其自然資源較為豐富的國家和地區(qū)，其全草均可入藥。例如，加拿大傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為，其具有散熱去濕、消積解毒的功效，可用于治療慢性腎炎、膀胱炎、尿結(jié)石、糖尿病、風(fēng)濕病等。研究表明，其揮發(fā)油和黃酮類成分具有抗氧化、抗炎、抑菌、殺蟲等生物活性；其中半日花烷型等二萜類成分solidagenone具有殺寄生蟲、抗真菌、抗炎等生物活性。

另據(jù)報(bào)道，從加拿大一枝黃花的甲基乙基酮提取物中得到的羽扇豆烷型三萜類物質(zhì)，具有抑制DNA 聚合酶β裂解酶活性[24]。對其植株地上部分的乙醚和乙酸乙酯提取部位進(jìn)行活性測試，發(fā)現(xiàn)其具有強(qiáng)烈的抗氧化活性，可以抑制脂質(zhì)過氧化[24]。其含有的苯丙素類成分具有明確的調(diào)血脂活性，構(gòu)效關(guān)系研究推測其存在C-8 位上的羥甲基基團(tuán)，可能會削弱該類化合物的血脂調(diào)節(jié)活性。

隨著研究方法的不斷豐富及多種交叉學(xué)科知識的運(yùn)用，對加拿大一枝黃花化學(xué)成分的生物活性及對生態(tài)群落結(jié)構(gòu)的影響研究將更加深入，主要集中在抗菌、殺蟲、化感作用等方面。

5 基于“化害為利”策略的資源化利用展望

5.1 借鑒其不同分布區(qū)域傳統(tǒng)醫(yī)藥經(jīng)驗(yàn)、近緣植物功用和現(xiàn)代生物活性認(rèn)知，多途徑開發(fā)醫(yī)藥類健康產(chǎn)品

加拿大一枝黃花在歐洲已有700 余年的藥用歷史，用于治療尿結(jié)石、風(fēng)濕、慢性腎炎、膀胱炎、糖尿病等疾病，并已列入《歐洲藥典》[22]。在南美洲的傳統(tǒng)醫(yī)藥中，加拿大一枝黃花被廣泛用作抗炎利尿劑并用于治療胃腸疾病，在智利民間用于治療疼痛和炎癥。伊朗的巴林基本制藥公司已將加拿大一枝黃花的提取物制備為藥品[25]。依據(jù)其資源性化學(xué)成分的生物活性并借鑒其近緣植物（如智利一枝黃花和中國分布的一枝黃花等）的傳統(tǒng)醫(yī)藥功能，采用現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)品創(chuàng)制的科學(xué)路徑和方法，將其開發(fā)為醫(yī)藥產(chǎn)品造福人類健康。

5.1.1 止咳平喘功能醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 采用熱堿提取法從加拿大一枝黃花的花中分離獲得一種相對分子質(zhì)量為11.2 kDa 的多酚-多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物，成分分析表明，該復(fù)合物由多糖（43%）、蛋白質(zhì)（27%）、酚類物質(zhì)（12%）、糖醛酸（10%）和無機(jī)物質(zhì)（8%）組成。多糖部分富含中性糖（81%），單糖分析顯示其存在5 種主要單糖成分，分別為鼠李糖（23%）、阿拉伯糖（20%）、糖醛酸（19%）、半乳糖（17%）和葡萄糖（14%），并且復(fù)合體中存在鼠李糖半乳糖醛酸和阿拉伯半乳聚糖。對復(fù)合物的3 種劑量進(jìn)行鎮(zhèn)咳活性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)咳嗽次數(shù)以劑量依賴性方式減少，中、高劑量（50、75 mg·kg-1，以體質(zhì)量計(jì)）的效果優(yōu)于低劑量（25 mg·kg-1，以體質(zhì)量計(jì)）15%、20%；與最強(qiáng)鎮(zhèn)咳劑可待因相比，高劑量組的鎮(zhèn)咳效果下降了10%；高劑量組顯著降低了特定氣道阻力值，其效果比沙丁胺醇（經(jīng)典抗哮喘藥物的代表）的保持時間更長[26]。

此外，加拿大一枝黃花葉所含的檸檬烯具有抗腫瘤、抗菌、祛痰、止咳、平喘等功能，可以直接作為醫(yī)藥原料用于緩解和治療咳嗽、痰喘等呼吸系統(tǒng)癥狀。南美一枝黃花S.argutaAit.根的二氯甲烷提取物在質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1時對結(jié)核分枝桿菌Mycobacterium tuberculosis的抑制率可達(dá)100%[27]。

5.1.2 殺寄生蟲醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 利什曼病是由利什曼屬原生動物寄生蟲引起的一種被忽視的熱帶病，先行治療手段存在效性差、毒性大、費(fèi)用高昂、治療周期長及不良反應(yīng)明顯等問題，亟待尋找高效、價格低廉的替代治療途徑。研究表明，加拿大一枝黃花中代表性的半日花烷型二萜類成分solidagenone不僅可以直接抑制原蟲前鞭毛體增殖、促使前鞭毛體形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)變化、改變細(xì)胞周期和細(xì)胞體積、增加細(xì)胞表面磷脂基絲氨酸暴露于細(xì)胞表面、誘導(dǎo)質(zhì)膜完整性損失、增加活性氧水平、誘導(dǎo)線粒體完整性喪失、增加脂滴和自噬小體的數(shù)量，還可以降低原蟲感染巨噬細(xì)胞的百分比和每個巨噬細(xì)胞無鞭毛體數(shù)量，降低腫瘤壞死因子-α（TNF-α），增加活性白細(xì)胞介素-12（IL-12）p70、活性氧（ROS）和一氧化氮（NO）水平，通過激活I(lǐng)L-12p70/ROS/NO 通路誘導(dǎo)亞馬遜利什曼原蟲的前鞭毛體細(xì)胞內(nèi)無鞭毛體發(fā)生凋亡[28]。此外，其能夠減少亞馬遜利什曼原蟲感染部位的病變大小和寄生蟲負(fù)荷，增加巨噬細(xì)胞浸潤和中性粒細(xì)胞遷移，在抗氧化、氧化、抗炎反應(yīng)[減少TNF-α、γ-干擾素（IFN-γ），增加IL-6、IL-17 的產(chǎn)生]，誘導(dǎo)精氨酸酶、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）、核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（Nrf2）和膠原沉積（Ⅲ型）方面發(fā)揮平衡作用，有利于傷口愈合并加速損傷部位組織修復(fù)[29]。Solidagenone 對小鼠巨噬細(xì)胞、人髓系白血病單核細(xì)胞（THP-1）和綿羊紅細(xì)胞具有較低細(xì)胞毒性，計(jì)算機(jī)預(yù)測其具有良好類藥性潛力及較高的口服生物利用度，利用腸道吸收[28]。

5.1.3 保護(hù)肝腎類醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 研究表明，撲熱息痛可導(dǎo)致模型組小鼠丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）、尿酸和血尿素氮（BUN）水平顯著升高（P＜0.01），而加拿大一枝黃花治療組的水平則顯著降低。此外，接受預(yù)防性加拿大一枝黃花治療組抑制了炎癥細(xì)胞浸潤、充血和空泡變性等高強(qiáng)度病變，這些病變與撲熱息痛模型組相比明顯減少（P＜0.05），結(jié)果表明，加拿大一枝黃花提取物對撲熱息痛的肝腎毒性具有顯著的減輕作用[25]。

5.1.4 抗抑郁醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 研究表明，細(xì)菌脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的抑郁癥小鼠皮層中髓過氧化物酶（MPO）活性增加，IL-6 和TNF-α含量增加；給予100 mg·kg-1的solidagenone 可防止模型組小鼠在曠場實(shí)驗(yàn)中的行為學(xué)改變，給予1、10、100 mg·kg-1的solidagenone 均能夠減少模型組動物懸尾實(shí)驗(yàn)中的不動時間，同時伴隨皮層中MPO 活性降低、IL-6和TNF-α水平下降，以及過氧化氫酶活性的增加，表明solidagenone 具有類似抗抑郁藥的潛力，這可能與其治療神經(jīng)炎癥過程中的有益作用及在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抗氧化能力有關(guān)[30]。

5.1.5 抗過敏性氣道炎癥醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 采用卵清蛋白刺激巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞造成體外致敏模型，經(jīng)solidagenone 處理后治療組巨噬細(xì)胞培養(yǎng)上清液中亞硝酸鹽、TNF-α和IL-1β的濃度，以及促炎介質(zhì)的基因表達(dá)均降低，但不影響巨噬細(xì)胞活性；此外，solidagenone 可顯著降低T 細(xì)胞增殖，以及IFN-γ和IL-2 的分泌。采用卵清蛋白刺激小鼠造成過敏性氣道炎癥模型，使用solidagenone治療的小鼠支氣管肺泡灌洗液中輔助型T 細(xì)胞2（Th2）細(xì)胞因子濃度和炎性細(xì)胞計(jì)數(shù)（尤其是嗜酸性粒細(xì)胞）減少；肺組織病理組織學(xué)分析顯示，solidagenone給藥組細(xì)胞浸潤減少、黏液高分泌。總之，在卵清蛋白誘導(dǎo)的氣道炎癥模型中，solidagenone在體外和體內(nèi)都表現(xiàn)出抗炎活性，表明其作為變態(tài)反應(yīng)性超敏反應(yīng)的抗炎劑具有良好的應(yīng)用前景[31]。

5.1.6 抗皮膚炎癥醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 分別采用巴豆油、花生四烯酸和苯酚制備小鼠耳腫脹動物模型，治療組給予0.1、0.5、1.0 mg/耳朵的solidagenone可以顯著抑制上述3 種造模劑導(dǎo)致的小鼠耳腫脹（P＜0.001）。Solidagenone治療組MPO、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性，IL-6 和NO 含量顯著下降（P＜0.001）；組織病理學(xué)數(shù)據(jù)表明，3 種劑量的solidagenone 給藥均降低了腫脹厚度、淋巴細(xì)胞浸潤和血管擴(kuò)張等皮膚炎癥指標(biāo)。分子對接結(jié)果表明，solidagenone 通過氫鍵方式結(jié)合并抑制環(huán)氧合酶-1（COX-1）和前列腺素-E(2)-9-還原酶[prostaglandin-E(2)-9-reductase]活性。上述結(jié)果表明，solidagenone 作為治療皮膚炎癥性疾病的化合物，具有作為局部抗炎劑的潛力[32]。同時，以solidagenone 為先導(dǎo)化合物合成了一系列具有抑制Toll 樣受體（TLR）配體誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)活性衍生物。結(jié)果表明，solidagenone 衍生物可在轉(zhuǎn)錄水平上抑制TLR4 配體脂多糖誘導(dǎo)的iNOS、COX-2 的蛋白表達(dá)和細(xì)胞因子的產(chǎn)生（TNF-α、IL-6 和IL-12）；15,17-二溴-solidagenone 還能抑制TLR2和TLR3 配體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，其抗炎作用機(jī)制可能與抑制NF-κB 和p38 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，進(jìn)一步對該化合物與TLR4 進(jìn)行分子對接和分子動力學(xué)研究，結(jié)果表明，衍生物15,17-二溴-solidagenone可用于設(shè)計(jì)新的抗炎藥[33]。

5.1.7 抗腫瘤醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 加拿大一枝黃花葉部揮發(fā)油的抗腫瘤活性高于花部揮發(fā)油，對3種人腫瘤細(xì)胞株MDA-MB 231、A375 和HCT116的半數(shù)抑制濃度（IC50）分別為29.33、12.63、18.03 μg·mL-1，表明加拿大一枝黃花揮發(fā)油是細(xì)胞毒性化合物的良好來源，鼓勵進(jìn)一步研究其體內(nèi)效應(yīng)和安全性[18]。智利一枝黃花根的二氯甲烷提取物體外顯示出良好的抗腫瘤細(xì)胞增殖活性，尤其對膠質(zhì)瘤細(xì)胞系[34]。Solidagenone 對乳腺癌細(xì)胞株MCF-7、腎癌細(xì)胞株786-0、前列腺癌細(xì)胞株P(guān)C-3顯示出潛在體外抗增殖活性。根據(jù)成藥“五原則”（相對分子質(zhì)量＜500，氫鍵供體數(shù)＜5，氫鍵受體數(shù)＜10，油水分配系數(shù)＜5，可旋轉(zhuǎn)的鍵數(shù)量不超過10個），solidagenone 符合藥物生物利用度的理論理化標(biāo)準(zhǔn)，從理論研究來看，觀察到的生物學(xué)效應(yīng)可能與分子、核受體間的相互作用有關(guān)，且solidagenone 可能是一種酶抑制劑[34]。肌動蛋白14（kinesin-14）高速紡錘體早期激活的類似肌動蛋白1/肌動蛋白家族成員C1（HSET/KIFC1）是參與細(xì)胞中心體聚集的關(guān)鍵蛋白，靶向HSET 化合物可能以靶向方式潛在抑制腫瘤細(xì)胞增殖。研究表明，來自一枝黃花屬的克羅烷型二萜類成分克拉文酸及其類似物能夠抑制含有大量中心體的MDA-MB-231 人乳腺癌細(xì)胞中的中心體聚集。這些天然化合物可用作HSET 功能研究的生物探針，6β-tigloyloxy克拉文酸可作為開發(fā)癌癥治療新藥的候選化合物[35]。

5.1.8 治療腱鞘炎醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā) 在巴西維拉維拉大學(xué)進(jìn)行的一項(xiàng)安慰劑對照雙盲臨床藥理學(xué)研究中，8 名志愿者每天2 次在手臂皮膚上涂抹含有5%智利一枝黃花乙醇提取液的凝膠膏，持續(xù)21 d。志愿者的一只胳膊被用作安慰劑組，另一只胳膊被用作實(shí)驗(yàn)組。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，與只服用安慰劑的人相比，實(shí)驗(yàn)組的手臂疼痛感顯著降低，證實(shí)了外用智利一枝黃花治療腕、手屈、伸肌腱炎的有效性[36]。

此外，加拿大一枝黃花具有降壓作用，可促進(jìn)回腸、小腸蠕動；其變種花序中的成分能夠影響泌尿系統(tǒng)、增加鈣鹽排出，具有利尿作用[37]。

5.2 依據(jù)其不同部位所含化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)特征，開發(fā)精細(xì)化工原料及功能性健康產(chǎn)品

加拿大一枝黃花植物資源地上部位生物產(chǎn)量十分豐富，含有各種具有生物活性的資源性化學(xué)成分類型，可從中提取資源性物質(zhì)開發(fā)精細(xì)化工原料，用于醫(yī)藥產(chǎn)品、保健型化妝品、日用健康品等。

5.2.1 用于提取環(huán)醇類和糖類原料 環(huán)醇類和糖類是天然存在于植物材料中的化學(xué)物質(zhì)，因其有多種藥用價值而受到人們廣泛關(guān)注，其中最重要的作用是抗糖尿病、抗氧化和抗腫瘤。由于具有獨(dú)特的理化性質(zhì)和生物活性，其在食品工業(yè)中被用作甜味劑、防腐劑、質(zhì)地修飾劑、發(fā)酵底物、調(diào)味劑和著色劑等。研究表明，以不同濃度的乙醇-水系統(tǒng)為提取溶劑，采用浸漬法、索氏萃取法、加壓液相萃取法、超聲波輔助提取法和超臨界流體提取法從加拿大一枝黃花中提取環(huán)醇類及糖類成分，結(jié)果獲得D-甘露糖（D-mannose）、D-果糖（D-fructose）、D-葡萄糖（D-glucose）、D-甘露醇（D-mannitol）、D-松二糖（D-turanose）、蔗糖（sucrose）6 種糖類成分和D-松醇（D-pinitol）、D-手性肌醇（D-chiro-inositol）、鯊肌醇（scyllo-inositol）、肌醇（myo-inositol）4 種環(huán)醇類成分。其中，α-呋喃-D-果糖、β-呋喃-D-果糖、β-吡喃-D-果糖、α-吡喃-D-葡萄糖、β-吡喃-D-葡萄糖和蔗糖是提取物中最主要的化學(xué)成分；與70%乙醇和96%乙醇相比較，純水提取效率更高，加壓液相萃?。?0 ℃、10 MPa、30 min）獲得的環(huán)醇類和糖類效率最高，總糖類、總環(huán)醇類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為（33.04±1.15）（2.43±0.05）mg·g-1（以干質(zhì)量計(jì)）；每種溶劑和提取技術(shù)提取的D-松醇含量差異不大[38]。

5.2.2 用于開發(fā)含揮發(fā)油類日化產(chǎn)品 加拿大一枝黃花葉所含的檸檬烯具有抗腫瘤、抗菌、祛痰、止咳、平喘等功能。加拿大一枝黃花資源豐富，在旺盛的生長季割取地上部分通過簡單的水蒸汽蒸餾提取可獲得具有抗菌活性的加拿大一枝黃花精油，其可以作為精細(xì)化工原料用于制備高檔香薰、香氛，開發(fā)具有抗菌止癢活性的洗手液、沐浴露、護(hù)手霜、洗衣液、香皂等天然日化產(chǎn)品，不僅可以替代人工合成香精，還可以減少甚至避免化學(xué)防腐劑的添加。

5.2.3 用于開發(fā)含黃酮類日化產(chǎn)品 研究人員采用1,1-二苯基苦味基苯肼（DPPH）自由基消除實(shí)驗(yàn)研究加拿大一枝黃花中的黃酮類成分抗氧化和自由基清除活性，以及其構(gòu)效關(guān)系，結(jié)果證明加拿大一枝黃花中的黃酮類成分具有較強(qiáng)的抗氧化和自由基清除活性，且其活性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)中C-3 位羥基的取代與否相關(guān)，取代基越大活性越低[19,39]?？蓪幽么笠恢S花水蒸氣蒸餾提取精油后的渣滓進(jìn)行乙醇加熱回流提取，經(jīng)過簡單的聚酰胺、大孔吸附樹脂洗脫富集其中的黃酮類成分，將其作為抗氧化、抗衰老的日化原料。

5.3 利用其化感作用，設(shè)計(jì)和開發(fā)植物生長調(diào)節(jié)功能性產(chǎn)品

加拿大一枝黃花地上部位和地下器官富含酚酸類、黃酮類、萜烯類等化感物質(zhì)，對植物生長具有促進(jìn)或抑制功能，可用于開發(fā)植物生長調(diào)節(jié)劑。

5.3.1 加拿大一枝黃花中的咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯具有植物生長調(diào)節(jié)潛力 利用模式植物擬南芥進(jìn)行研究，結(jié)果表明，不同濃度的咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯對擬南芥種子萌發(fā)和幼苗生長有顯著的抑制作用，尤其對擬南芥表達(dá)的根生長、幼苗細(xì)胞分裂基因cdc2a和細(xì)胞增殖標(biāo)記基因pcna1顯示出顯著的抑制作用；顯著負(fù)面調(diào)節(jié)主根生長基因AtRRE1的表達(dá)。據(jù)此，推斷咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯通過相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)節(jié)擬南芥幼苗的生長和發(fā)育。

5.3.2 加拿大一枝黃花中的蘆丁-銨絡(luò)合物具有植物生長調(diào)節(jié)潛力 加拿大一枝黃花葉片中富含等酚類物質(zhì)，在葉提取物中加入氨水溶液至pH 8.0 可形成新的極性酚-銨絡(luò)合物，其對各種植物的生長具有選擇性作用，即在質(zhì)量濃度為20 μg·mL-1時，這些物質(zhì)會刺激大豆幼苗和菊花插條中側(cè)根的形成；當(dāng)提取物中類黃酮質(zhì)量濃度為25 μg·mL-1時，可以抑制蘿卜幼苗的根系生長，所獲得的含氮極性復(fù)合物在極低濃度下展示了調(diào)節(jié)植物生長過程的能力[40]。

5.3.3 加拿大一枝黃花提取物對植物生長的抑制作用 加拿大一枝黃花的莖、葉水提取物對小麥的種子萌發(fā)和幼苗生長具有強(qiáng)烈的抑制作用，葉提取物對紅三葉的萌發(fā)和生長有顯著的抑制作用。加拿大一枝黃花提取物對結(jié)縷草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、根長和株高有明顯的抑制作用，且隨著濃度的增加而增加，50 g·L-1地上部分的水提物顯著提高了結(jié)縷草幼苗的丙二醛（MDA）濃度和過氧化物酶（POD）活性；50 g·L-1根提取物對POD 活性沒有顯著影響，但在質(zhì)量濃度150 g·L-1時有顯著影響，顯著抑制除過氧化氫酶（CAT）活性外的所有指標(biāo)。研究表明，20 g·L-1加拿大一枝黃花葉提取物抑制了萵苣地上和地下部分的生長，以及對光和土壤養(yǎng)分的競爭，當(dāng)存在鉛、銅等重金屬污染時這種抑制作用尤為明顯[41]。同時，加拿大一枝黃花的凋落物提取物可以顯著抑制萵苣和萬壽菊的發(fā)芽和幼苗生長，其抑制作用隨濃度的增加而增加；凋落物和新鮮葉片顯著抑制了萵苣的種子發(fā)芽率、植株高度和地上生物量的積累。

5.3.4 加拿大一枝黃花提取物對植物生長的促進(jìn)作用 加拿大一枝黃花的莖和根提取物對蘿卜種子的發(fā)芽沒有顯著影響，而根莖提取物對蘿卜的種子發(fā)芽和幼苗生長有促進(jìn)作用。質(zhì)量濃度為10 g·L-1的一枝黃花葉提取物顯著促進(jìn)了萵苣根系的生長、對光的競爭、土壤養(yǎng)分有效性、葉片光合面積和生長競爭力[41]。加拿大一枝黃花的提取物在低濃度下對紫花苜蓿幼苗的生長有輕微的促進(jìn)作用。與分解6個月后相比，未分解的加拿大一枝黃花凋落物對生菜種子發(fā)芽指數(shù)、幼苗高度、根長、葉大小、葉面積和幼苗生物量（鮮質(zhì)量）的影響大于凋落物，這表明加拿大一枝黃花的未分解凋落物具有更明顯的化感作用，主要原因?yàn)榈蚵湮镏写蟛糠只形镔|(zhì)會在分解過程中釋放；由于促進(jìn)植物生長的激素效應(yīng)，凋落物的分解可能會在低強(qiáng)度脅迫下誘導(dǎo)活性氧的產(chǎn)生；生菜幼苗對加拿大一枝黃花凋落物形成的化感物質(zhì)的適應(yīng)性隨著時間的推移逐漸增強(qiáng)。

5.4 基于其優(yōu)良的抑菌殺蟲活性，開發(fā)生物農(nóng)藥類產(chǎn)品

農(nóng)業(yè)病原微生物和昆蟲通過病媒傳播的疾病影響人類健康，并通過破壞作物和儲存的農(nóng)產(chǎn)品造成重大經(jīng)濟(jì)損失。加拿大一枝黃花富含抑菌殺蟲活性物質(zhì)，可用于開發(fā)生物農(nóng)藥類產(chǎn)品。

5.4.1 具有抑制農(nóng)業(yè)病原細(xì)菌活性 野外調(diào)查表明，加拿大一枝黃花植株無病原菌等侵染癥狀，表明其自身具有強(qiáng)大的抗病原微生物的性能?？咕钚詼y試結(jié)果表明，加拿大一枝黃花精油對革蘭陽性細(xì)菌及革蘭陰性細(xì)菌均有抑制效果，其所含的大香葉烯是其主要的抗菌活性成分，對金黃色葡萄球菌、青枯雷爾氏菌、馬鈴薯環(huán)腐病菌、胡蘿卜軟腐歐文氏菌、歐氏桿菌屬細(xì)菌具有一定的抑菌活性，對大腸埃希氏菌和枯草芽孢桿菌具有顯著的抑制作用；從同屬植物巨大一枝黃花S.giganteaAit 根的提取物中分離得到的甾烷二萜類成分對枯草芽孢桿菌、燕麥鐮刀菌具有抑制活性[42]。可深入挖掘其潛力，揭示其抗性機(jī)制，將其開發(fā)創(chuàng)制為安全有效的生物農(nóng)藥，用于防治番茄青枯病、白菜軟腐病、桃根腐病等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的常見病害。

5.4.2 具有抑制農(nóng)業(yè)病原真菌活性 加拿大一枝黃花揮發(fā)油對農(nóng)業(yè)病原真菌，如白色念珠菌具有一定的抗真菌活性，對水稻紋枯病和黃瓜立枯病的抑制作用最強(qiáng)，對番茄灰霉病顯示出中等抑制作用，對番茄早疫病、菜豆炭疽病和葡萄炭疽病的抑制作用很弱[42]。通過揭示其產(chǎn)生功效的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制，可以開發(fā)出用于防治水稻紋枯病、黃瓜立枯病、番茄灰霉病等的防治生物藥劑。Solidagenone具有抗真菌活性，可作為控制采后果實(shí)植物致病真菌的替代藥物。

5.4.3 具有抑制農(nóng)業(yè)病蟲害活性 加拿大一枝黃花揮發(fā)油對赤擬谷盜、玉米象、綠豆象3 種儲糧害蟲有明顯的熏蒸和觸殺活性，并對綠豆象有較強(qiáng)的種群抑制作用[43]。研究證實(shí)其揮發(fā)油及黃酮類物質(zhì)具有顯著的殺蟲活性，可以抑制3 種儲糧害蟲?？蓪⑵渲苽錇樯镛r(nóng)藥，用于采收后糧食貯藏。

昆蟲特有的生長調(diào)節(jié)劑是理想的生物農(nóng)藥，對環(huán)境和人類是安全的。利用蚊子保幼激素受體轉(zhuǎn)化的酵母雙雜交系統(tǒng)作為報(bào)告系統(tǒng)，從加拿大一枝黃花近緣植物晚熟一枝黃花S.serotinaAiton.根中分離得到的克羅烷型二萜類成分kingidiol 具有保幼激素拮抗活性，對蚊幼蟲24 h 的半數(shù)致死劑量（LD50）為85 μmol·L-1。Kingidiol 通過干擾耐烯蟲酯的保幼激素受體與CYCLE 或FISC 的復(fù)合物影響其作用，而復(fù)合物的形成是介導(dǎo)保幼激素作用所必需的?？傊?，kingidiol 的局部應(yīng)用導(dǎo)致耐烯蟲酯的靶基因表達(dá)減少，并導(dǎo)致蚊子卵巢卵泡發(fā)育遲緩，可以將其開發(fā)成一種新型安全有效的農(nóng)藥[44]。

5.4.4 具有殺軟體動物活性 加拿大一枝黃花地上部分乙醇提取物的石油醚部位表現(xiàn)出強(qiáng)烈的殺軟體動物活性，表現(xiàn)為暴露48 h 后，蝸牛的一系列生化指標(biāo)，如可溶性糖含量、蛋白質(zhì)、MDA、乙酰膽堿酯酶（AChE）活性、ALT 和AST 顯著降低或升高。組織學(xué)評估結(jié)果表明，加拿大一枝黃花提取物破壞了蝸牛的肝胰腺組織結(jié)構(gòu)[45]。

此外，加拿大一枝黃花提取物具有滅螺活性。氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）鑒定了其中可能有助于殺軟體動物功效的15 種化合物，可將其制備為殺軟體動物生物農(nóng)藥[37]。

5.5 基于其優(yōu)良的生產(chǎn)習(xí)性及營養(yǎng)價值，開發(fā)飼用化動物健康產(chǎn)品

加拿大一枝黃花植株生物量豐富，富含蛋白質(zhì)類、氨基酸類、核苷類、糖類等營養(yǎng)物質(zhì)，可將其作為優(yōu)質(zhì)牧草。同時，其富含的揮發(fā)油類、黃酮類、酚酸類等抗菌消炎成分可代替抗生素作為飼料添加劑。

5.5.1 可替代草粉作為部分草食性動物的常規(guī)飼料 調(diào)研發(fā)現(xiàn)，近年來浙江省奉化莼湖鎮(zhèn)農(nóng)技站利用加拿大一枝黃花作為飼料喂養(yǎng)湖羊，其增質(zhì)量效果優(yōu)于常規(guī)喂養(yǎng)。此外，加拿大一枝黃花還可作為青儲或干儲，以及作為飼料調(diào)節(jié)劑。在證明加拿大一枝黃花不含有害成分后，自2008 年起浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的蔣永清教授與周巷鎮(zhèn)的陳世芳將加拿大一枝黃花加工成草粉顆粒飼料飼養(yǎng)長毛兔。飼養(yǎng)結(jié)果表明，加拿大一枝黃花的草粉完全可以替代苜蓿草粉。飼養(yǎng)1 只兔子至少可以節(jié)省20 元。浙江省慈溪市路灣養(yǎng)兔場和浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所采用加拿大一枝黃花作為獺兔的飼料，結(jié)果表明，加拿大一枝黃花對獺兔的生產(chǎn)性能、屠宰性能、皮肉品質(zhì)和消化系統(tǒng)發(fā)育影響均不顯著。

5.5.2 可替代抗生素作為部分動物的飼料添加劑 由于加拿大一枝黃花對多種病原微生物有抑制作用和抗氧化抗炎活性，采用加拿大一枝黃花煎劑和提取物防治動物疾病有一定的療效。據(jù)報(bào)道，浙江嘉善地區(qū)采用加拿大一枝黃花作為飼料添加劑喂豬，有效地控制了豬的高熱病，并在周邊地區(qū)推廣應(yīng)用。而安徽則用加拿大一枝黃花提取物防治魚的車輪蟲病，取得了很好的效果。用加拿大一枝黃花作為煎劑、洗劑防治動物的各種寄生蟲和皮膚病，在防治動物疾病過程中發(fā)揮了很好的作用。加拿大一枝黃花根、莖、葉3 個部位的黃酮粗提物對治療鯽魚的車輪蟲病有較好的效果[46]。

5.6 基于其優(yōu)良的生物及環(huán)境抗性，開發(fā)水體治理產(chǎn)品

富營養(yǎng)化和污染不僅嚴(yán)重破壞了水域生態(tài)景觀和水體生態(tài)環(huán)境，降低了水體的使用功能，導(dǎo)致魚類等生物大量中毒與死亡，造成水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)損失。而且，富營養(yǎng)化的水臭味大，顏色深，細(xì)菌、亞硝酸鹽、硝酸鹽等污染物多，人畜食用后會引起多種傳染病和寄生蟲病，還能誘發(fā)食道癌、胃癌等，嚴(yán)重危害人畜健康。富營養(yǎng)化和污染還會影響航運(yùn)、加速湖泊衰亡等。加拿大一枝黃花提取物可以抑制有害藻類生長，其莖稈制備的炭基菌劑材料可用于污水治療。

5.6.1 抑制有害藻生長，用于水體富營養(yǎng)化治理 有害藻類短時間大量增殖造成水體富營養(yǎng)化，造成水體環(huán)境和生態(tài)的嚴(yán)重破壞。研究表明，加拿大一枝黃花不同部位的水浸液均對銅綠微囊藻和斜生柵藻生長有抑制作用，對蛋白核小球藻、水華魚腥藻和羊角月牙藻生長的影響則呈明顯特異性，可用于特定有害藻類導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化防治[47]。

5.6.2 制備生物炭，用于污水治理 加拿大一枝黃花衍生炭能夠?qū)崿F(xiàn)對水中Cr（Ⅵ）的有效去除，不僅在工業(yè)廢水處理中具有潛在應(yīng)用價值，也能夠?qū)崿F(xiàn)對入侵植物的有效控制利用[48]。采用2 g·L-1加拿大一枝黃花莖稈制備生物炭固定2 種分離自某農(nóng)藥廢水處理廠好氧池的陰溝腸桿菌[BD17-BD19（1∶1）]，在吡啶初始質(zhì)量濃度為200 mg·L-1、pH 為7.0、溫度為28 ℃、鹽度為3.0%的條件下，固定化菌劑在36 h 內(nèi)的吡啶去除率最高，可達(dá)91.70%[49]。通過該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥廢水中吡啶類污染物完全礦化。

5.7 基于其優(yōu)良的抗逆性和適應(yīng)能力，開發(fā)改良生態(tài)環(huán)境產(chǎn)品

5.7.1 作為減少水土流失的生物屏障 加拿大一枝黃花在自然環(huán)境中具有強(qiáng)大的生命力，生長周期長，抗逆性極強(qiáng)，還具有耐高、低溫的特性。選用加拿大一枝黃花作草種，引入荒山禿嶺生長繁殖，必將發(fā)揮很好的保持水土作用[50]。

5.7.2 促進(jìn)鹽堿地土壤微生物固氮 土壤生物固氮作用是土壤氮素循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，固氮微生物是驅(qū)動土壤生物固氮的引擎。研究表明，酸性和堿性土壤中微生物氮固定率在加拿大一枝黃花種植后分別從1.09 mg·N·kg-1·d-1增加到2.16 mg·N·kg-1·d-1和從0.02 mg·N·kg-1·d-1到2.73 mg·N·kg-1·d-1，表明加拿大一枝黃花的存在可顯著刺激鹽堿地土壤微生物異養(yǎng)硝化速率、影響礦化-固定轉(zhuǎn)換以提供硝基氮來支持植物和微生物的氮需求[51]。

5.7.3 作為鉛、鎘等金屬污染的生物蓄積劑和植物修復(fù)劑 研究表明，面對土壤中鉛、鎘脅迫，加拿大一枝黃花的根可上調(diào)編碼分子伴侶（主要是熱休克蛋白）和誘導(dǎo)抗氧化劑的基因，有助于細(xì)胞清除活性氧；其葉片增加與次生代謝相關(guān)基因的表達(dá)（主要由細(xì)胞色素P450 組成）同時減慢光合作用功能，為生存保存能量。總之，加拿大一枝黃花采用多管齊下方式積極應(yīng)對重金屬脅迫，同時管理活性氧積累和代謝調(diào)整以優(yōu)化能量代謝，在被上述元素嚴(yán)重污染的土壤中用作重金屬的生物蓄積劑和植物穩(wěn)定劑[52-53]。

5.8 基于其優(yōu)良豐富的纖維資源，開發(fā)材料類產(chǎn)品

加拿大一枝黃花地上部位生物量豐富，其莖稈粗壯，富含韌皮纖維和木纖維，可作為棉、麻等紡織材料的替代品用于制備高檔織物；同時，可以作為木材的代用品用于制備板材、工業(yè)造紙?jiān)稀⑸锾吭系取?/p>

5.8.1 工業(yè)造紙?jiān)?加拿大一枝黃花的莖稈含有豐富的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，利用該特點(diǎn)可將其用于工業(yè)造紙，還可作筷子或者快餐盒等的原料。研究表明，加拿大一枝黃花的綜纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)81.86%，高于小黑楊（76.69%）和典型闊葉樹木（74%左右）等木材，是較好的制漿原料，應(yīng)用堿法蒸煮、堿-蒽醌法蒸煮等工藝可實(shí)現(xiàn)加拿大一枝黃花造紙[54]。

5.8.2 制備復(fù)合生物炭原料 制備復(fù)合生物炭吸附化感物質(zhì)，緩解入侵植物負(fù)性化感作用。研究表明，通過高溫?zé)峤饪珊铣杉幽么笠恢S花衍生的生物炭及其與羥基磷灰石的復(fù)合生物炭，分批吸附和盆栽實(shí)驗(yàn)表明兩者對山柰酚-3-O-β-D-葡糖苷（來自加拿大一枝黃花的化感物質(zhì)）均具有去除效果，且復(fù)合生物炭對山柰酚-3-O-β-D-葡糖苷具有更強(qiáng)的親和力，其吸附容量是單一生物炭的6倍。此外，將2種生物炭添加到土壤中可以有效減輕來自加拿大一枝黃花的化感作用，提高甚至恢復(fù)被入侵化感作用抑制的番茄發(fā)芽率和/或幼苗生長[55]。

5.8.3 制備生物基肥料 將加拿大一枝黃花經(jīng)超臨界二氧化碳萃取后的生物質(zhì)殘?jiān)捎蒙镂椒ㄟM(jìn)行生物質(zhì)增值處理，制得新型環(huán)保肥料，并在實(shí)驗(yàn)室、體內(nèi)外和田間條件下對肥料的性能和控釋性能進(jìn)行評價，體外試驗(yàn)表明，在生物基載體上施用微量營養(yǎng)素（銅、錳、鋅）的生物利用率較高，為60%～80%，硫酸鹽微量元素的利用率為100%，表明該模式下微量營養(yǎng)素為緩慢釋放模式[56]。發(fā)芽試驗(yàn)表明，常規(guī)硫酸鹽肥料具有一定的藥害作用，而施用新型肥料具有增產(chǎn)和生物強(qiáng)化作用。田間試驗(yàn)表明，與常規(guī)微肥（無機(jī)鹽）相比，生物基肥料可使植株生物量中銅、錳、鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高2.6%、88.6%和50.6%，從植物和動物營養(yǎng)的角度來看這一點(diǎn)非常重要。田間試驗(yàn)的微量元素吸收計(jì)算結(jié)果表明，與硫酸鹽相比，生物基肥料對肥料微量元素的吸收分別高4.04%（鋅）、1.47%（銅）和20.63%（錳）[56]。

5.9 基于生物資源多宜性原則，不斷拓展其多元化利用途徑

加拿大一枝黃花植株花序眾多、生物質(zhì)豐富，可作為觀賞植物、蜜源植物、肥料等。

5.9.1 作為觀賞植物 加拿大一枝黃花是一種很好的鮮切花植物，用作插花的背景材料，既嬌艷靚麗，又充滿野趣；作為觀賞植物，很受消費(fèi)者歡迎[57]。此外，由于莖稈粗壯、生長迅速，加拿大一枝黃花可以作為切花菊的優(yōu)質(zhì)砧木及園藝造型基質(zhì)。

5.9.2 作為秋季蜜源植物 一枝黃花屬植物通常在夏秋之季開花，是一種秋季食物來源，通常養(yǎng)蜂人認(rèn)為其對蜜蜂的健康和冬季生存必不可少[58]。一枝黃花屬植物蜂蜜中富含黃酮類成分，含量較高且具健康價值的資源性化學(xué)成分有白楊素（chrysin）、喬松素（pinocembrin）和高良姜素（galangin）等[59]。

5.9.3 食用菌栽培原料 加拿大一枝黃花植株高大，莖稈粗壯，營養(yǎng)豐富，植株粉碎后是一種培養(yǎng)食用菌的良好基質(zhì)材料，可大大降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[54]。

此外，加拿大一枝黃花莖稈除了可作為造紙、筷子或快餐盒的原料，還可作為復(fù)合板材的原料；花序富含花青素、胡蘿卜素等色素，可作為化工原料供醫(yī)藥和化妝品行業(yè)應(yīng)用；花粉富含營養(yǎng)性成分，以及甾醇類、酰胺類活性成分，可借鑒松花粉、油菜花粉的保健功效開發(fā)大健康產(chǎn)品；種子富含油脂類及蛋白質(zhì)類成分，可作為化工原料及飼料原料。

世界上沒有“廢物”，只有沒被合理利用的資源。中醫(yī)藥寶庫就是在不斷吸收和包容中華各民族，以及世界優(yōu)秀傳統(tǒng)醫(yī)術(shù)和特色健康物質(zhì)資源的基礎(chǔ)上發(fā)展壯大，成為世界共享的人類文明成果。因此，希望通過“化害為利”策略的提出與實(shí)踐[60]，進(jìn)一步挖掘外來入侵植物加拿大一枝黃花的多途徑利用價值[61]，為促進(jìn)人與自然和諧共生、豐富我國中藥及天然藥物資源種類做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。