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摘 要 紫杉醇是十分暢銷的抗癌藥物,采用紅豆杉進(jìn)行生物提取是生產(chǎn)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(jìn)的方向。云南紅豆杉主要分布在滇西的9個(gè)縣市。這9個(gè)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(shù)的83%。9個(gè)產(chǎn)地中,騰沖居群的云南紅豆杉紫杉醇含量最高,達(dá)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(zhì)資源調(diào)查、收集的重點(diǎn),有利于高紫杉醇紅豆杉品種的選育和在明溪縣的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
關(guān)鍵詞 紅豆杉;紫杉醇;氣候特征;引種策略
從紅豆杉(Taxus genus)中提取的紫杉醇具有抑制癌細(xì)胞增殖、擴(kuò)散、遷移和治療包括乳腺癌、肺癌在內(nèi)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(jīng)過一系列化學(xué)處理合成紫杉醇仍是我國紫杉醇生產(chǎn)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(hù)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(chǎn)品供應(yīng)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(zhì)為繁殖材料進(jìn)行擴(kuò)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(jìn)口300 t紅豆杉干料(紫杉醇含量為0.15%)以彌補(bǔ)公司生產(chǎn)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(jìn)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(xiàn)和前往紅豆杉主要分布區(qū)實(shí)地調(diào)查采樣分析相結(jié)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(jìn)行研究,以期引進(jìn)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(zhì)材料,培育良種壯苗。利用紅豆杉耐修剪、萌發(fā)能力強(qiáng)、可進(jìn)行矮林栽培和枝葉采收方便的優(yōu)點(diǎn),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(jīng)濟(jì)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(xiàn),確定紅豆杉在全國的分布地區(qū)和范圍。根據(jù)各地紅豆杉生長特性和紫杉醇含量情況,選擇重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。在紅豆杉分布的重點(diǎn)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(gè)縣選取3個(gè)采樣點(diǎn)采集取樣,每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)選擇10株樣株收集當(dāng)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(guān)系,紅豆杉樣株間的間距應(yīng)不小于50 m。將紅豆杉枝葉樣品做好標(biāo)記冷藏后及時(shí)寄往福建南方制藥股份有限公司紫杉醇提取實(shí)驗(yàn)室。
1.2 試驗(yàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和初步整理,并采用SPSS專業(yè)版處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 引進(jìn)紅豆杉品種的確定
我國境內(nèi)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(dá)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(xiàn)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(jìn)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(gè)縣市。這9個(gè)縣的資源量分別占該樹種面積的77%、蓄積量的82%及株數(shù)的83%[10]。為了進(jìn)一步明確紅豆杉種質(zhì)資源調(diào)查的方向,在野生云南紅豆杉資源豐富的9個(gè)縣市采集枝葉樣品,通過對枝葉樣品中的紫杉醇含量進(jìn)行測定,結(jié)果如表1、表2所示。
由表1、表2可知,不同產(chǎn)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(chǎn)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(dá)到顯著水平。9個(gè)產(chǎn)地中,騰沖居群的云南紅豆杉紫杉醇含量最高,達(dá)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(chǎn)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(chǎn)區(qū)的氣候因子與福建省三明市明溪縣的氣候因子進(jìn)行對比,結(jié)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(shí)數(shù)方面,新平等9縣市的年日照時(shí)數(shù)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(shí)數(shù)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(gè)地區(qū)的降水量超過了1 000 mm,其中騰沖市的降水量達(dá)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(yuǎn)。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(jié)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(jì)末還引進(jìn)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(chǎn)量也不高,還會(huì)導(dǎo)致紅豆杉資源不可逆轉(zhuǎn)的破壞、減少和浪費(fèi),為了紅豆杉產(chǎn)業(yè)開發(fā)的可持續(xù)性,引進(jìn)枝葉中紫杉醇含量較高的云南紅豆杉進(jìn)行人工規(guī)模化種植,用其再生能力較強(qiáng)的枝、葉作為原料提取紫杉醇進(jìn)行開發(fā)利用,相比其他品種經(jīng)濟(jì)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(gè)縣市。這9個(gè)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(shù)的83%。9個(gè)產(chǎn)地中,騰沖居群的云南紅豆杉紫杉醇含量最高,達(dá)0.025 8%,也是9個(gè)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(yīng)明溪縣的氣候,更具規(guī)模化種植、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的潛力。
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