生境条件对银杏叶初生代谢物及生长情况的影响

摘要：银杏为中生代孑遗的稀有树种，早在石炭纪就已出现，曾广泛分布于北半球大部分地区。而后除中国外绝大多数地区的银杏灭绝，仅中国内的银杏得以保存，又被称为“活化石”。银杏系中国特产树种，大多分布于人工栽培区域。银杏叶是一类蕴藏量相当大的资源,主要包括黄酮类、萜类、生物碱、多糖类、酚类、氨基酸、微量元素等有多种有效成分,具有广阔的开发前景。银杏叶中的初生代谢物主要包括合成糖类，蛋白质及类脂等。 本研究选择不同性别的银杏枝条，嫁接到我国13个不同省份的17个不同区域。研究在不同的生境中，银杏叶初生代谢产物的差异。通过研究不同生境条件下银杏叶初生代谢物的含量，探究生境因子对于银杏的生长情况以及其初生代谢物成分含量的影响，从而为叶用银杏选址栽培提供理论依据，具有重要的现实意义。

关键词：银杏；初生代谢物;银杏叶多糖；银杏叶蛋白；脂类；生境条件

前言

银杏(Ginkgo biloba L.)叶是近年来国内外药物开发和研究的热点之一^[1],其脂溶性提取物主要成分为黄酮和内酯类化合物,已被广泛应用于心脑血管疾病的治疗^[2]。研究已发现银杏叶水溶性成分中的银杏多糖, 具有多种重要的生物活性和功能。目前我国有大量的银杏叶脂溶性提取物出口和上市,如银杏叶中的水溶性成分银杏多糖能同时得到提取利用,将大大提高银杏叶产业的经济效益。

银杏叶为银杏科植物银杏的干燥叶,具有敛肺、平喘、活血化瘀、止痛的功效^[3-4]。银杏叶中含有黄酮、萜内酯、酚酸、聚异戊烯醇等化学成分,近年来随着多糖研究的深入,银杏叶多糖的生物活性也逐渐引发研究人员的关注。并进行含量比较,探索银杏叶的适宜采收年限和产地,旨在为科学利用银杏叶资源提供理论依据^[5]。银杏叶多糖具有多种重要的生物活性和功能,是目前药物开发和研究的热点之一。对银杏叶多糖提取、分离纯化、结构分析和生物活性的研究现状进行综述,并指出研究存在的问题和今后的研究方向^[6]。

国内外研究进展

国内研究进展

目前，我国已发现银杏叶多糖具有生物活性，其具有免疫调节作用、抗氧化作用、抗肿瘤等多种生物活性作用。研究已发现多种多糖是无细胞毒的免疫促进剂,能在多条途径、多个层面对免疫系统发挥调节作用。陈群等^[7]小鼠体内实验证明:银杏叶多糖可显著激活腹腔吞噬细胞,提高腹腔吞噬细胞吞噬鸡血红细胞的吞噬百分率和吞噬指数,有较强的激活非特异性免疫的功能。黄桂宽等^[8]采用细胞内生物电记录技术对青蛙卵母细胞膜电位变化进行测定,结果发现细胞膜容易受自由基损害。银杏叶多糖能有效清除自由基,使受损细胞电学功能恢复。现代自由基医学研究表明,生物体的衰老、癌变、炎症以及免疫性疾病等都与自由基代谢失衡有关。因此,提高机体的抗氧化能力,可以对抗由活性氧及其引起的脂质过氧化产生的疾病。银杏叶多糖具有免疫调节、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性,因此对银杏叶多糖进行深入研究具有重要的意义。但整体上目前对银杏叶多糖的研究还比较粗浅,对银杏叶多糖的种类和银杏叶多糖的单糖组成的研究,各实验室的研究结果并不一致。部分实验研究初步分析了银杏叶多糖的糖苷键类型和单糖的摩尔比,但尚未分析出银杏叶多糖完整的一级结构,银杏叶多糖的空间结构和构效关系的研究更是空白。因此,今后银杏叶多糖的主要研究方向是:①银杏叶多糖的种类、结构和构效关系的深入研究。② 银杏叶多糖已知和未知的生物活性及机理的进一步研究③银杏叶多糖的开发应用研究,即银杏叶多糖的药物代谢、稳定性以及制剂方面的研究,以寻找合适的给药途径,最佳的给药剂量和给药时间,最终应用于临床。

近几十年来, 人们发现糖类在生物体中不仅是作为能量资源或结构材料, 更重要的是它参与了生命科学中细胞的各种活动, 具有多种多样的生物学功能。到目前为止, 已有近300种的多糖类化合物从天然产物中被分离提取出来。其中, 从植物中尤其是从中药中提取的水溶性多糖最为重要。这些活性多糖的生理活性、化学结构以及构效关系成为多糖研究的前沿阵地, 取得了很大的进展^[9]。银杏树为我国特产有活化石之称, 有着丰富的药用价值, 其叶、果和外种皮等皆具有药用开发价值^[10-11]。目前对银杏多糖的研究主要集中于银杏叶和银杏外种皮中提取的银杏多糖的成分及其化学结构^[12]。银杏叶多糖 (ginkgo biloba leaf polysaccharide GBLP) 有多种生物活性具有潜在的药用价值和医药开发前景, 很多实验证实银杏叶多糖有生理活性促进作用。安徽省淮南师范学院陈群、刘天骄的研究结果表明:银杏叶多糖 (GBLP) 对小鼠S180实体瘤、腹水瘤的生长有抑制作用和对荷瘤小鼠免疫调节作用, 表明GBLP具有较强的免疫调节活性和抗肿瘤作用^[13]银杏叶多糖提取方法的优化为进一步在理论上证实银杏叶多糖的多种活性功能提供支持, 同时也为中药现代化的研究开辟道路。对于进行银杏叶多糖的产业用途也有一定的借鉴意义。

国外研究进展

国内外的大量研究表明^[14-15], 银杏叶的化学成分十分复杂, 主要的生物活性成分为聚戊烯醇和多糖类化合物。此外, 还含有机酸、烷基酚酸类、氨基酸、甾类、微量元素等。据不完全统计, 从银杏叶分离出的化合物有140多种。国外银杏叶产品发展始于20世纪70年代, 德国Schwabe公司最早利用溶剂萃取专利技术生产标准银杏叶提取物 (EGb761) , 其中银杏黄酮大于 24 %, 内酯大于 6 %, 银杏酸小于5times;10-6, 并开发Tebonin forte制剂^[16]。随后法国Beaufour-Ipsen公司开发Rokan制剂, Johann用银杏叶提取物成分作创面的抗炎剂, 西德Sobernheim制药公司生产出含有银杏提取物的复方制剂Hevert, 日本开发了一系列银杏叶保健口服液, Bombardelli等以水溶性物质为基质制备了黄酮醇脂质体软膏, 对巴豆油引起的小鼠水肿抑止率为 86 %。目前我国进口药品主要是德国Schwabe公司的金纳多和法国Beaufour-Ipsen公司的达纳康^[17]。有关数据表明, 国际上的银杏制品已达30多种, 一直位居美国草药市场销售的前三位, 世界市场上银杏叶制剂的年销售额达50亿美元, 已成为植物药制剂的全球冠军品种^[18]。我国银杏叶提取物及其制剂的加工始于20世纪90年代。近20年来, 各级地方政府高度重视银杏产业的发展, 银杏种植面积逐年扩大, 产量逐年上升。