藥用植物菠蘿蘿蜜研究進(jìn)展

藥用植物菠蘿蘿蜜研究進(jìn)展

托羅西亞是桑樹科的一種植物，2n56。在英文名稱上，它也被稱為jagfrut、jaca、nangka、jangka、jacqui等。是世界著名熱帶果樹,原產(chǎn)印度,目前在緬甸、泰國(guó)、斯里蘭卡、印度尼西亞、菲律賓、澳大利亞、孟加拉國(guó)等熱帶國(guó)家均有栽培。中國(guó)引入菠蘿蜜已有一千多年歷史,現(xiàn)廣東、廣西、海南、云南、福建和四川南部以及中國(guó)臺(tái)灣省均有栽培。以海南種植最多,其它地區(qū)多為分散性栽培。菠蘿蜜作為一種優(yōu)良的熱帶果樹,受到國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者的重視,并對(duì)其開展了多方面的研究。1黑驢研究1.1菠蘿蜜種子包肉與制備菠蘿蜜是世界著名的熱帶水果,全身是寶。是世界上最重的水果,一般重達(dá)5~20kg,最重超過(guò)50kg,果肉肥厚柔軟清甜可口,香味濃郁,故被譽(yù)為“熱帶水果皇后”。菠蘿蜜果肉含總糖20.5%~21.7%、蛋白質(zhì)6.6%、脂肪0.4%、碳水化合物38.4%、灰分0.5%、纖維質(zhì)1.8%,富含糖、蛋白質(zhì)、維生素A、維生素C,廣東醫(yī)學(xué)院研究表明微量元素中鈣、鎂含量特別高,鋅、鐵、鈉錳等有益元素含量也很高,而鉛、鎘、砷等有害元素含量很低。據(jù)中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶香料飲料作物研究所測(cè)定,菠蘿蜜果實(shí)平均單果鮮重為8.5kg、單包重26.2g、包肉厚0.28cm,全果包數(shù)160個(gè)、全果種子重1.01kg、可溶性固形物19.2%、還原糖12.12%、維生素C0.0387mg/100ml、總酸(以檸檬酸計(jì))0.01733%,可食部分占全果的比例(包肉全果)40.7%、(包肉+種子全果)53.3%。據(jù)筆者初步的分析,菠蘿蜜平均單果重7.73kg、單果種子重0.68kg、單果種子數(shù)97、果長(zhǎng)短半徑比1.41、包刺密度277個(gè)/100cm2、可食率38.7%、含水量73.6%、可溶性固形物20.8%、還原糖15.3%、維生素C含量5.0mg/100g、總酸0.1031%、種子淀粉含量34.12%。除鮮果食用外,菠蘿蜜的醫(yī)用價(jià)值也很高。菠蘿蜜種子與肉燉煮,其味鮮美,食用后有催乳作用,可用于治療婦女產(chǎn)后缺乳癥。菠蘿蜜果皮發(fā)酵后可以提取蛋白質(zhì)水解酶,作抗水腫和消炎藥物,對(duì)支氣管炎、關(guān)節(jié)炎等療效顯著。烘干的種子可以制作一種春藥?，F(xiàn)在經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)其含有一種外源凝集素,與人的胸壓密切相關(guān),可用作胸癌早期診斷。菠蘿蜜的葉子與椰子油混合后制成的藥膏,可治療皮膚病,潰瘍和機(jī)械傷。菠蘿蜜根也有其獨(dú)特的藥用效果,根的提取物可防治哮喘、發(fā)燒、腹瀉。菠蘿蜜樹皮則可制成鎮(zhèn)靜藥。樹液和醋混和,可治療腺體腫大和膿腫。同時(shí)菠蘿蜜種子淀粉含量高,尤其是直鏈淀粉含量較高,淀粉理化性質(zhì)較好,符合國(guó)家工業(yè)淀粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),種子味似板栗,可替代糧食,是一種“木本糧食”果樹,為有待開發(fā)利用的糧食新資源。果皮可提煉精油,用果肉可制成幾種脫水產(chǎn)品。菠蘿蜜樹干還是一種名貴的木料,其心材僅次于印度紫檀或柚木。其木材堅(jiān)硬、色澤鮮黃、紋理細(xì)致、美觀耐用,是制作精致高檔家具的用材。木屑還可制成黃色染料。另外,菠蘿蜜樹體高大壯觀,樹形優(yōu)美,生長(zhǎng)快,且對(duì)二氧化硫、氯氣、氟化氫等有害性氣體表現(xiàn)出強(qiáng)至中等的抗性,可作為城市行道兩旁和廠礦車間四周以及庭園種植的防污染的環(huán)保樹種之一。1.2菠蘿蜜的起源與引種菠蘿蜜廣泛分布于熱帶亞熱帶地區(qū),主要種植國(guó)有印度、緬甸、斯里蘭卡、中國(guó)、馬來(lái)西亞、菲律賓、澳大利亞、肯尼亞、烏干達(dá)、毛里求斯等,另外,如美國(guó)、巴西、牙買加等國(guó)雖種植不多,但卻有較深入的研究,是一種很重要的水果。中國(guó)菠蘿蜜主要分布于海南、廣東、廣西、福建、云南、四川南部及臺(tái)灣。大部分學(xué)者都認(rèn)為菠蘿蜜起源于印度南部的高止山脈,然后傳播至巴基斯坦、錫蘭、東亞、東南亞及世界各熱帶地區(qū)。部分學(xué)者認(rèn)為馬來(lái)群島也是菠蘿蜜的起源地之一。2001年R.J.Schnell利用AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)世界各地的26個(gè)菠蘿蜜品種進(jìn)行了親緣關(guān)系分析。聚類結(jié)果表明印度和東南亞品種分別聚類,他認(rèn)為傳播之后的菠蘿蜜經(jīng)過(guò)幾百年的遺傳、變異,已經(jīng)形成獨(dú)立的基因類型,與原產(chǎn)地會(huì)有所不同。中國(guó)對(duì)菠蘿蜜的引種最早記載于唐朝的《西陽(yáng)雜俎》“肅梁時(shí)(南朝,公元502—557),西域達(dá)美司空攜種子播于南海者……他處皆自此分布?！睆V東海洋大學(xué)劉明金認(rèn)為菠蘿蜜的引種應(yīng)該早于南朝,證據(jù)是在北魏賈思勰的《齊民要術(shù)》卷十中引用了南朝裴淵(公元420年前后)的《廣州記》,其中有菠蘿蜜的具體描述。史書記載基本認(rèn)為中國(guó)菠蘿蜜引種于西域(印度)。而利用RAPD分子標(biāo)記手段對(duì)雷州半島種質(zhì)和馬來(lái)西亞種進(jìn)行的聚類分析結(jié)果認(rèn)為馬來(lái)西亞種與本地某些種質(zhì)有較大的相似性。由此看來(lái)中國(guó)菠蘿蜜的引種時(shí)間和引種地點(diǎn)還值得進(jìn)一步探討。1.3采用x射線檢測(cè)的方法,主要分為hs-pcr和als-msfra對(duì)菠蘿蜜的分類,中國(guó)依果肉特征將菠蘿蜜分為干包和濕包兩種類型,干包水分少,質(zhì)地硬且脆,味甜,香氣濃,種子淀粉含量少。濕包果肉水分多,質(zhì)地軟滑,清甜,香氣較淡,種子淀粉含量高。依花期及結(jié)果習(xí)性又分為雙造菠蘿蜜和單造菠蘿蜜。雙造菠蘿蜜四季開花結(jié)果,單造菠蘿蜜一年一次。依果皮顏色分為青綠色、綠色、黃綠色、黃色、金黃色、褐色、黑褐色等,青皮品質(zhì)好。依包肉和腱顏色分為黃包黃腱、黃包白腱和白包白腱等。國(guó)外的菠蘿蜜品種分類與中國(guó)類似,基本上也分為兩類:軟肉型(Softflesh,Softjackfruit)和脆肉型(Firmflesh,Hardjackfruit)。孟加拉國(guó)栽培品種被分為三大類:硬肉(Hard),軟肉(Soft)和中間類型(Intermediate,Adarsha)。由于不同類型的菠蘿蜜果實(shí)品質(zhì)存在較大差異,消費(fèi)者多喜歡干包果實(shí),因此干包、濕包品種的早期鑒定在生產(chǎn)上具有重要的意義。種質(zhì)資源是農(nóng)作物育種和遺傳研究的重要基礎(chǔ)。中國(guó)重視作物種質(zhì)資源的收集與評(píng)價(jià)工作,建立了許多國(guó)家級(jí)種質(zhì)資源圃。但對(duì)菠蘿蜜等一些特種小宗水果卻重視不夠,種質(zhì)資源調(diào)查、收集與保存工作仍很薄弱。雖然譚樂(lè)和等對(duì)海南興隆地區(qū)菠蘿蜜種質(zhì)資源進(jìn)行了調(diào)查,但調(diào)查的范圍畢竟很小、品種很少,僅運(yùn)用傳統(tǒng)的方法對(duì)資源進(jìn)行保存和評(píng)價(jià),存在明顯不足。近年來(lái),葉春海等對(duì)雷州半島菠蘿蜜資源進(jìn)行了大規(guī)模普查并對(duì)果實(shí)進(jìn)行分析,保存了65個(gè)優(yōu)良單株,并逐步擴(kuò)大了調(diào)查的范圍至海南、廣西、云南和廣東全境。相比而言,國(guó)外菠蘿蜜種質(zhì)資源調(diào)查工作做得較多。印度歷經(jīng)7年調(diào)查研究了近1800株菠蘿蜜種質(zhì),篩選和保存了約35個(gè)優(yōu)質(zhì)株系;孟加拉國(guó)對(duì)菠蘿蜜種質(zhì)資源作了比較完整的調(diào)查,建立了菠蘿蜜資源分類。美國(guó)佛羅里達(dá)也進(jìn)行了些調(diào)查研究工作。種質(zhì)遺傳多樣性的分析和評(píng)價(jià)是種質(zhì)資源利用和保存的基礎(chǔ)。近幾年,國(guó)外已有學(xué)者對(duì)菠蘿蜜種質(zhì)的遺傳多樣性進(jìn)行了一些分析研究。在同屬植物中,葉綠體DNA的RFLP分析表明,在?？撇ぬ}蜜屬的7個(gè)種中,菠蘿蜜與尖蜜拉(又名小菠蘿蜜,A.integerMerrill)親緣關(guān)系較近,其它種,如桂木與白桂木親緣關(guān)系較遠(yuǎn),與形態(tài)分析結(jié)果一致。R.J.Schnell等利用AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)美國(guó)FTP(FairchildTropicalGarden)種質(zhì)圃的來(lái)自8個(gè)國(guó)家的26個(gè)菠蘿蜜品種進(jìn)行了分析,南亞菠蘿蜜種質(zhì)與印度種質(zhì)可以分開聚類。在國(guó)內(nèi),朱劍云對(duì)8份菠蘿蜜種質(zhì)進(jìn)行了RAPD分析,葉春海等探索了菠蘿蜜DNA的提取方法,并利用RAPD分子標(biāo)記分析了雷州半島65份菠蘿蜜種質(zhì)資源多態(tài)性,但RAPD結(jié)果無(wú)法鑒別出干包、濕包類型。1.4中國(guó)與東南亞、澳大利亞的菠蘿蜜栽培菠蘿蜜的育種目標(biāo)是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮化、童期短。全世界至今已選育出30多個(gè)優(yōu)良品種,但各品種也僅在培育地種植,推廣范圍不大。如,泰國(guó)的ChompaCob、LeungBang、KunWiChan,馬來(lái)西亞的J-30、J-31、NS1、CJ-USM2000,印度尼西亞的BbliBeauty、Tabouey,澳大利亞的BlackOld、Cochin、LemonGold、GoldNugget、HoneyGold和美國(guó)的SweetFairchild等。菠蘿蜜雖然在中國(guó)已有1000多年的栽培歷史,但菠蘿蜜的選育種工作卻起步比較晚,至今只有金包無(wú)膠樹菠蘿的報(bào)道,并且推廣范圍很小。中國(guó)商品化的菠蘿蜜品種多引自馬來(lái)西亞,其中,海南引種較為成功,但在廣東卻表現(xiàn)一般。菠蘿蜜為實(shí)生繁殖,后代群體變異很大,很多優(yōu)良單株分布于中國(guó)民間房前屋后,只要對(duì)其進(jìn)行普查便能選育出很多優(yōu)良單株,所以良種選育空間很大。1.5菠蘿蜜的特性菠蘿蜜屬于陽(yáng)性樹種,喜炎熱氣候,在年降雨量1200mm以上,相對(duì)濕度大于70%的地區(qū)生長(zhǎng)較好,對(duì)土壤的適應(yīng)范圍較廣,酸性至微堿性土均可,初步研究發(fā)現(xiàn),菠蘿蜜實(shí)生幼苗普遍葉邊有淺裂、皺縮,但隨著幼苗生長(zhǎng)而逐漸恢復(fù)。同時(shí)對(duì)菠蘿蜜葉片和花器進(jìn)行解剖觀察,發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜的葉是典型的異面葉;表皮細(xì)胞的角質(zhì)層較厚,葉肉有2~4層?xùn)艡诮M織,海綿組織細(xì)胞間隙發(fā)達(dá),在葉肉和葉脈中還有較多含單寧的薄壁細(xì)胞,葉脈的木質(zhì)部非常發(fā)達(dá);說(shuō)明了菠蘿蜜的葉具有較強(qiáng)的耐旱和抗蟲能力?；ㄐ?單性,花粉粒小而量多。唐為萍對(duì)其次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子觀察表明,菠蘿蜜具有圓形寬大的導(dǎo)管,巨大的單穿孔,側(cè)壁上大型的單紋孔等,這些特點(diǎn)印證了菠蘿蜜喜好熱帶雨林氣候的特點(diǎn)。菠蘿蜜是巨大的聚合果,單果重4~10kg,重者達(dá)20kg以上。把果實(shí)剖開,中間是肥厚的花序軸,四周長(zhǎng)滿許多雞蛋模樣的鮮黃色果包。果包是結(jié)實(shí)花,它的子房增大,子房外面的花被肥厚肉質(zhì),就是可吃的果肉。扁長(zhǎng)帶片是不發(fā)育的花被。整個(gè)聚花果的外皮厚約1厘米,是由各枚花被管原合生部位發(fā)育而成,其外方每一六角形突起(稱為包刺)即為一朵花的界限。葉春海對(duì)果實(shí)外觀性狀和內(nèi)在性狀做了相關(guān)性分析和典型相關(guān)分析,結(jié)果表明:在簡(jiǎn)單相關(guān)分析中,果實(shí)的縱徑和橫徑對(duì)果實(shí)內(nèi)果包數(shù)量、重量具有較大的影響,而包刺密度與果實(shí)可溶性固形物具有極顯著正相關(guān)。菠蘿蜜雖然果皮包刺,果肉卻芳香可口,其香味構(gòu)成了菠蘿蜜區(qū)別其它水果的一大特點(diǎn)。納智用溶劑法提取菠蘿蜜中香氣成分,用GC-MS聯(lián)用技術(shù)鑒定了82個(gè)化合物,占香氣成分總量的94.66%,主要為脂肪酸類以及酯類、醇類,主要成分為亞油酸(24.10%),棕櫚酸(15.72%)和油酸(6.16%)。巴西JoseGuilhermeS.Maia也同樣利用GC-MS聯(lián)用技術(shù)鑒定菠蘿蜜香氣成分,并分干包、濕包鑒定得出結(jié)論:控制干包香氣的主要成分是3-甲基丁酸-3-甲基丁酯(28.4%)和3-甲基丁酸丁酯(25.6%),濕包是3-甲基丁酸-3-甲基丁酯(18.3%)、乙酸丁酯(16.5%)、3-甲基丁酸乙酯(14.4%)、3-甲基丁酸丁酯(12.9%)和3-甲基丁酸-2-甲基丁酯(12.0%)。菠蘿蜜在中國(guó)屬于小宗水果,栽培生理少見報(bào)道,國(guó)外對(duì)這方面的研究也不多。在中國(guó),菠蘿蜜生長(zhǎng)于房前屋后,生長(zhǎng)茂盛,果實(shí)飽滿,而人煙稀少處,生長(zhǎng)很差,估計(jì)和肥水條件有很大關(guān)系。菠蘿蜜人工授粉后結(jié)實(shí)率明顯提高,但其授粉結(jié)實(shí)機(jī)理不詳。菠蘿蜜的栽培技術(shù)及授粉結(jié)實(shí)機(jī)理方面值得進(jìn)一步深入的研究。1.6國(guó)外生長(zhǎng)培養(yǎng)項(xiàng)目菠蘿蜜的繁殖有實(shí)生繁殖、空中壓條繁殖(圈枝)、扦插繁殖、嫁接繁殖和組織培養(yǎng)快繁等方式。菠蘿蜜的栽培目前仍以分散性種植為主,實(shí)生繁殖是繁殖的主要方式。實(shí)生繁殖生長(zhǎng)周期長(zhǎng),投產(chǎn)晚,后代有變異;菠蘿蜜樹液流膠嚴(yán)重,空中壓條繁殖(圈枝)、扦插繁殖生根困難。近年在菠蘿蜜成園生產(chǎn)中,主要采取了嫁接繁殖的方法。嫁接成活率是決定嫁接方法能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。據(jù)印度學(xué)者的研究,9月齡砧木芽接有65%的成活率。而鐘聲采用補(bǔ)片芽接法成活率高達(dá)90%,但據(jù)筆者的試驗(yàn)證實(shí),補(bǔ)片芽接法難于達(dá)到90%的成活率。組織培養(yǎng)無(wú)疑是無(wú)性快速繁殖育苗最好的手段之一。最成功的例子莫過(guò)于果樹方面的香蕉,和林木方面的桉樹,以及許許多多的花卉植物,組培快繁育苗已在生產(chǎn)上大規(guī)模推廣應(yīng)用。Roy采用菠蘿蜜莖節(jié)為外植體,誘導(dǎo)叢生芽產(chǎn)生、以MS為基本培養(yǎng)基,附加1.0mg/LBAP和0.5mg/L激動(dòng)素進(jìn)行培養(yǎng),產(chǎn)生叢芽再分切接于相同的新鮮培養(yǎng)基中培養(yǎng),又可產(chǎn)生5~7個(gè)新芽。再以1/2MS培養(yǎng)基,附加1.0mgNAA/L或1.0mgIBA/L誘導(dǎo)生根。最后將培養(yǎng)出來(lái)的完整植株移栽溫室,成活后再移到田間栽培。似乎菠蘿蜜的組織培養(yǎng)快速繁殖全過(guò)程已摸索清楚,技術(shù)成熟,實(shí)際上生產(chǎn)上難于重復(fù)和推廣。國(guó)內(nèi)鄭維全利用嫩莖為外植體,接種于MS+6BA2.0mg/L+KT1.0mg/L+NAA0.5mg/L培養(yǎng)基中,暗培養(yǎng)助芽萌發(fā),增殖培養(yǎng)基為MS+6BA2.0mg/L+KT1.0mg/L+NAA0.1mg/L,但生根問(wèn)題沒(méi)有解決。而豐鋒報(bào)道以頂芽和腋芽為外植體組培成功。培養(yǎng)條件:(1)外植體接種培養(yǎng)基:MS+6BA1.5mg/L+KT0.5+30g/L蔗糖;(2)啟動(dòng)培養(yǎng)基:MS+6BA2.0mg/L+KT1.0+GA30.5+20g/L蔗糖;(3)增殖培養(yǎng)基:MS+6BA1.5mg/L+KT1.0+GA30.5+40g/L蔗糖;(4)生根培養(yǎng)基:1/2MS+IBA1.5+NAA0.2+2g/L活性炭;上述培養(yǎng)基均加入0.45%瓊脂,pH5.8。培養(yǎng)溫度為(25±1)℃,光照時(shí)間為10h/d光強(qiáng)為24~30μmol/(m·s)。1.7菠蘿蜜主要病蟲害種類菠蘿蜜生長(zhǎng)勢(shì)旺盛,抗性較強(qiáng),病蟲害較少,一般零星發(fā)生,國(guó)內(nèi)未見大規(guī)模病害報(bào)道。據(jù)2000年出版的《廣東果樹真菌病志的記述》,廣東菠蘿蜜真菌病害有8種,據(jù)國(guó)外報(bào)道,為害菠蘿蜜的病害有20多種,其中最主要的是由Colletotrichumlagenarium(Pars)引起的葉斑病,而中國(guó)最為嚴(yán)重的是炭疽病和花軟腐病。國(guó)內(nèi)記載菠蘿蜜害蟲15種,而國(guó)外記載菠蘿蜜害蟲35種,中國(guó)菠蘿蜜主要蟲害是榕八星天牛(Diaphaniacaesalis)和黃翅絹野螟(BatocerarubusL.)。榕八星天牛的防治方法是一旦發(fā)現(xiàn)其為害立即刮皮處理,若幼蟲已蛀入木質(zhì)部可用沾有80%敵敵畏或2.5%敵殺死原液的小棉花球堵塞最上方的排泄孔;黃翅絹野螟的防治方法是進(jìn)行果實(shí)套袋、摘除被害嫩梢、花芽并噴以80%敵敵畏1000倍液。1.8菠蘿蜜采后貯藏菠蘿蜜香脆可口,然而菠蘿蜜充分成熟后很難長(zhǎng)久常溫保存,而且鮮果切開后數(shù)小時(shí)內(nèi)風(fēng)味大幅度下降,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)鮮果長(zhǎng)期保鮮的商品面市,這可能成為制約菠蘿蜜發(fā)展的一個(gè)重要的因素,因此菠蘿蜜采后保鮮及加工值得深入研究。張東華提出速凍和凝膠保鮮的方法,可將菠蘿蜜鮮果保質(zhì)期延長(zhǎng)到8個(gè)月,值得探索。至于菠蘿蜜加工報(bào)道很多,如菠蘿蜜脆片、菠蘿蜜干、菠蘿蜜果脯、菠蘿蜜酸奶、菠蘿蜜醬、菠蘿蜜蜜、菠蘿蜜冰激凌等[29~34],至今只有菠蘿蜜脆片得到市場(chǎng)認(rèn)可,有一定的銷售前景。菠蘿蜜產(chǎn)品開發(fā)還值得進(jìn)一步研究。2加大菠蘿蜜品種和生產(chǎn)技術(shù)的研究菠蘿蜜全身是寶,目前還是一種稀有水果,味美香甜,產(chǎn)量高,病蟲害少,易于管理,很有市場(chǎng)潛力,是一種很有發(fā)展前景的水果。在印度菠蘿蜜是第三大水果,其它熱帶國(guó)家也都比較重視菠蘿蜜的研究與生產(chǎn)。澳大利亞昆士蘭近幾年已