文冠果_Xanthocerassorbifolia_研究进展

植物学通报　2002,19(3):296～301

Chinese Bulletin of Botany

文冠果(Xanthoceras sorbifolia)研究进展①

高述民　马　凯　杜希华　李凤兰

(北京林业大学生物科学与技术学院　北京　100083)

摘要　综述了文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge.)的落花落果、雄性不育、遗传变异、快繁及药用等方面的研究进展。认为造成文冠果“千花一果”的生理原因可能在于树体营养不足;导致雄性不育的主要原因可能在于花药难以开裂散粉,其次才是花粉败育;文冠果花瓣等突变体的发现及体细胞胚培养成功,为优选、快繁新品种及研究木本植物的各个器官的形态建成分子机理等提供了条件,但文冠果的资源在逐年减少,有待尽快加以保护和利用;文冠果的药用价值尚有待国内深入系统地研究。

关键词　文冠果,落花落果,雄性不育,繁殖

Advances in R esearch on Xanthoceras sorbifolia

G AO Shu-Min　MA K ai　DU X i-Hua　LI Feng-Lan

(College o f Biological Science and Technology,Beijing Forestry Univer sity,Beijing100083)

Abstract　This paper gives a com prehensive statement about the present studies on flower abscis2 sion and fruit drop,male sterility,heredity and variability,in vitro propagation and medicinal use of Xanthoceras sorbifolia Bunge.We hold that the flower abscission and fruit drop of Xanthoceras sorbifolia may be the result of malnutrition of the tree,and the primary reas on of male sterility is an2 ther indehiscence,with the secondary reas on being pollen sterility.It is very useful for researching organogenesis of w oody plants with discovered petal mutation and culture of s omatic embry os.Be2 cause the natural res ources of Xanthoceras sorbifolia are reducing annually,we should take measures to protect them for sustainable use.The medicinal value of Xanthoceras sorbifolia should be studied thoroughly and systematically.

K ey w ords　Xanthoceras sorbifolia Bunge.,Flower abscission and fruit drop,Male sterility,Prop2 agation

文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge.)又名木瓜、文登阁、僧灯毛道,隶属于无患子科文冠果属,为单种属。落叶乔木或灌木,原产我国北方,分布在北纬33°～46°、东经100°～125°,秦岭、淮河以北,内蒙古以南,东起辽宁,西至青海,南至河南及江苏北部。生于海拔52m～2260m处的荒山坡、沟谷间和丘陵地带(中科院植物研究所等,1961;董长耀等, 1979;周荣汉,1993),在甘肃镇原县还发现一株已有600多年,胸围2.15m、树高9.5m的文冠果古树(杨生慧等,1998)。文冠果具有较强的适应性和抗逆(抗寒、抗旱和抗盐碱)能力。在绝对气温-40℃条件下,有轻微冻梢,但能结实。除在盐碱地或积水涝洼地外,到处都能生长,是绿化荒山的先锋树种。根系发达、根萌蘖性强,也是水土保持及防沙改造环境的优良树种。文冠果易繁殖、种子营养丰富、种仁含油率高、可入药,是一种中国特有

①国家自然科学基金资助(30070612)。

作者简介:高述民,1962年生,理学博士后,已发表论著20余篇。

收稿日期:2001206224 接受日期:2001209226 责任编辑:姜联合

的珍稀木本油料植物,有北方油茶之称,具有很高的应用价值。此外,文冠果木材纹理致密、结实耐用,是家具、农具和手工艺品的好原料。文冠果花色品种多样且好看,开花时间相对较长,是珍贵的园林绿化树种和蜜源植物。根黄色,可以代替染料染布。20世纪70～80年代,因文冠果具有很多优良特性及很高的应用价值,我国北方许多地区如内蒙、山西、陕西、河北等省都曾大面积栽培。据报道,全国现有文冠果80万亩(包括10万亩野生林),辽宁省种植面积在1976年达17万亩(王红斗,1998)。刘孟军等编《中国野生果树》(1998)中亦记载了我国现有文冠果70多万亩,叶的年产量在百万千克以上。总之,文冠果全身是宝,但开发利用受以下几方面的制约:一是群体内类型混杂,株间产量悬殊。由于文冠果由野生到人工栽培历史不长,还保留着许多野生性状,所以在栽培中单株结实量差别很大,尚没有系统地选育优良品种;二是优树无性繁殖体系尚未建立;三是对文冠果“千花一果”的生物学机制缺少了解,从而缺少改变现状的对策。因此深入进行文冠果生殖发育分子机理、药用机理及良繁机制的研究,具有重要的理论和实践意义。

1　文冠果药用研究

文冠果种仁含油55%～66%,为质量很高的食用油,该油含有的丰富的亚油酸、亚麻酸、廿碳烯酸等是人体不能合成的,人体内缺少时则会发生脱发及各种皮肤病。油脂为半干性油,也可制高级润滑油、喷漆及肥皂等,油中非皂化部分中的淄酸可作液晶材料。叶中含蛋白质19.8%～23%,高于红茶。叶中咖啡因含量接近花茶可作饮料。种壳、果壳可作活性炭、糠醛(果壳含糠醛12%左右)、木糖醇、酒精等化工原料。枝、叶、干、种仁、果柄均可入药。种仁可制取治疗心脏病、血管病、遗尿症、腹泻、脱发、皮肤病、智力低下及老年痴呆症等药物(特格喜等,1997)。叶中所含杨梅树皮甙具有杀菌、杀精子、稳定毛细管、止血、降胆固醇作用。花萼片中含有的岑皮甙具有解热、安眠、抗痉等作用。文冠果皂甙的结构类型属齐敦果烷型(OTS )三萜皂甙,从构效关系上看具有较强的抗癌活性(王红斗,1998)。另据Ma 等(2000)报道,文冠果中具有抑制HI V 蛋白酶活性的成分。目前用于治疗艾滋病的方法主要有2种:一是抑制HI V 逆转录酶的活性;另一种是抑制HI V 蛋白酶(HI V-1PR )的活性。他们在文冠果的提取物中分离到2个新化合物[化合物3,即29-hy 2

droxy -3-ox otirucalla-7,24-dien-21-oic acid ,xanthocerasic acid 和6(表醅儿茶素-(4β→8,2β→o-

7)表儿茶素)]和另外11个已知的化合物,研究了其化学成分并分离到抗HI V-1PR 活性部位。经对抗HI V-1PR 活性筛选,发现化合物2(3-ox otirucalla-7,24-dien-21-oic acid )是第一个具明显抑制HI V PR 活性的甘遂烷型三萜类化合物。次级部位Ⅲ-2的活性最强,经超滤进一步分得4个部位,第4个部位(IC50为6.0μg ・m L -1)活性最强,含量最多,分子量最大,主要是一些以表儿茶素和表5,7,4′-三羟基黄烷-3-醇为单元的缩合鞣质。2　文冠果落花落果的机理研究

文冠果属雌雄同株,为总状花序,花杂性。小花主要有两种形态:一种为单性雄花也称不孕花,表现为雄蕊发育正常,雌蕊早期萎缩退化,位于雄蕊内侧基部。另一种为两性花,也称孕花,雌蕊的柱头、花柱和子房发育正常,雄蕊为短花丝且花药不能正常开裂,因此不育。绝大多数品种可孕花生于一年生枝顶芽萌发形成的顶花序上,雄花多生于一年

3期高述民等:文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge.)研究进展297