微孔草

微孔草

微孔草(Microula sikkimensis Hemsl.)為2年生草本植物,主要分布於中國青海、甘肅以及四川、雲南、西藏和陝西的部分地區,是中國特有的珍稀油料植物。微孔草富含γ-亞麻酸,是開發特色營養保健食品、保健食用油、新型化妝品和醫藥產品的理想原料。

基本信息

形態特徵

種子錐形,三邊有棱,長約2毫米、寬約1.5毫米,深褐色,有不規則的突起,種臍明顯下陷成條狀孔。莖被毛,高20厘米左右,自下部有分枝,且較多。葉片長3-10厘米、寬2-3厘米,葉背和葉表具粗毛,基生葉和下部葉,葉柄長10餘厘米,上部葉無葉柄,葉片自下而上逐漸變小。花序短而密集,苞片條狀披針形,有短花梗;花萼長約3毫米,具毛,深5裂;花冠天藍色,非常鮮艷,直徑約8-12毫米,筒長約5毫米,喉部有5個附屬物;雄蕊5個,內藏;子房4裂。一年生雜草。青海省青海湖地區,在5月初出苗,6-7月生長,8-9月開花結果,10月死亡。

分布範圍

分布於青海、西藏四川、雲南等省。危害麥子青稞等作物。

生物學特性

微孔草微孔草

微孔草為紫草科植物,2年生草本,莖高15-80 cm, 有開展的剛毛,常自下部起分枝。基生葉和莖下部葉有長柄,長達15 cm, 寬達3 cm,兩面有短糙毛;中部葉有柄,卵形或橢圓狀卵形;上部葉無柄漸小。花序長0.5-2.5 cm,有密集的花,苞片狹卵形,條狀披針形至鑽形;花有短梗;花萼長2.5-3.5 mm, 有糙毛,5深裂,裂片條狀披針形;花冠藍色,直徑8-12 mm, 筒長4.5-6.5 mm, 喉部附屬物5; 雄蕊5,內藏;子房4裂。小堅果卵形,長2-3 mm, 有瘤狀突起,背面中上部有環狀突起,形成小孔。花期5-9月。

中國共有30種微孔草屬植物,8個變種。與微孔草體形相當的有光葉微孔草(M. blepharolepsis)、長葉微孔草(M. trichocarpa)和大花甘青微孔草(M. pseudotrichocarpa var. gradiflora)。微孔草生長於海拔2 900-4 500 m的高寒草甸、林地、灌叢和次生植被中,常與1年生作物或1,2年生野生植物混合生長形成植物群落。這些群落與環境之間未達到平衡,處於不穩定狀態,群落內部物種成分常發生變化。隨原有種的消失,新物種的入侵,微孔草的數量逐步減少,有時從群落中消失。微孔草在植物群落中通常不是優勢種,其優勢度處在7%-15%。它作為次生演替初始階段植被成員而占據有效空間,成為高山地區次生植被中的生態適宜種而生存。

微孔草常在耕地中與作物混生,特別是在油菜地中常見到。20世紀90年代,僅青海省農田中混雜的微孔草種籽每年約有4萬 t。近年來隨著化學除草劑的套用,農田中的數量也已為數不多。

微孔草耐寒,耐旱,喜強光照。可進行有性繁殖和無性繁殖,但兩者的生長發育、產種量等有較大差異。

營養成分

微孔草種子含油率高達40%-45%, 是月見草的2倍。油中含γ-亞麻酸8.1%-8.3%, 與月見草相近。共有13 種脂肪酸成分,其中不飽和脂肪酸占86.5%, 必需脂肪酸占44%。γ-亞麻酸直接參與細胞膜的化學合成,可調節細胞的生理生化活動,在抗衰老、防治冠心病等方面起特殊作用。

微孔草種子還含有豐富的蛋白質和胺基酸。據測定,種子含18種胺基酸,含量為15.30%,其中人體必須胺基酸含量為6.08%, 並含N、K、 Ca、 P、 Mg、S、Fe、 Mn、 Cu、Zn、Mo等礦物質和微量元素。從微孔草中還分離出8個已知化合物: B-谷甾醇、 羽扇豆醇、白樺酯醇、 豆甾-4-烯3-酮、 豆甾-4-烯-3-二酮、羥基豆甾-4-烯-3酮、諾米林和如忒文。

藥理作用

微孔草微孔草

青海門源縣西寧市民眾食用微孔草籽和油菜籽混合油後,無任何毒性反應的報告;1984年衛生部中藥研究所做了急性毒性試驗,證明微孔草油無毒性反應;2005年甘肅岷海製藥有限責任公司開發出微孔草油軟膠囊,委託中國營養研究所、甘肅省腫瘤醫院、甘肅省疾病預防控制中心等權威機構的安全性試驗結果:大劑量(相當於人體推薦劑量的300倍)使用,對人體無毒副作用。

動物試驗表明,微孔草油可明顯降低血清膽固醇,甘油三酯及血清丙二醛含量,明顯提高血清高密度脂蛋白膽固醇與總膽固醇的比值。因此,微孔草油有明顯的降血脂作用,可供各類高血脂高血壓及其併發症者服用。另外,微孔草油有消炎、抗潰瘍作用。

人工栽培

微孔草微孔草

微孔草可進行有性繁殖無性繁殖。試驗證明,微孔草種子有12 個月左右的後熟期,自然貯藏後經預冷處理可打破休眠。在相同溫度下,貯藏12個月的種子發芽率比收穫時高41%[12]。目前,生產實踐中還是以塊根繁殖方式為主。

微孔草是2年生植物。自然狀況下由於生長季節短,當年種子萌發後以塊根越冬,第2年才開花結實。套用組織培養技術可實現微孔草的快速繁殖,做到每年都可收穫種子。
微孔草的莖尖是組織培養的最佳部位,步驟如下:

(1) 莖尖愈傷組織培養。適宜的培養基為MS+6-BA 3 mg/L+NAA 0.2 mg/L+白糖3.0%+瓊脂0.6%。 培養基pH值為5.8, 培養溫度18-25 ℃ , 每天光照12 h, 光照度2 000 lx,一般7 d長出第1個有效節。

(2) 繼代培養。將培養獲得的完整植株按有效節剪下,接種到繼代培養基上,適宜的繼代培養基為1/2MS+0.5 mg/L NAA+3.0%白糖+0.6%瓊脂。一般第9天產生第1個有效節。

(3) 生根培養。當繼代培養長出的無菌芽長至3-5 cm 高時,轉移至1/2MS+1.0 mg/L IBA +2.0%白糖+0.7%瓊脂的培養基上生根培養。接種後10 d左右可出現幼根,並可見到粗壯的塊根形成。

(4) 試管苗移栽。將形成粗壯塊根的試管苗移栽到溫室內。栽培床上鋪有機質含量較高的森林土或草甸土。培養溫度15-20 ℃, 土壤水分11%-13%。經過120 d 左右待塊根發育成熟後移到大田栽培,當年收穫種子。

(5) 大田栽培。按行株距0.333 m × 0.125 m 栽培。四周設保護行1 m, 分成不同的地塊。制定輪作方案,播前土壤經過處理,以控制雜草危害,提高種子產量。

微孔草的組培,育苗時間安排上要與其生長發育節律同步。如在6月中、下旬利用幼嫩的莖尖進行組培,10月下旬或11月上旬轉移到溫室培養塊根,翌年4月上旬將塊根移入大田栽培,當年收穫種子。這樣,在非生產季進行組培擴繁和溫室育苗,在生長季生產種子,可使得田間生長周期縮短1個生長季。

應根據當地微孔草生長成熟情況,選擇最佳收穫時間。如在四川紅原最佳收穫日期是8月23日。在此之前2 天收穫減產22.8%-37.8%[13],延後2天收穫少收種子29.2%-70.8%。目前,人工栽培微孔草的種子產量為750 kg/hm2, 尚有增產的潛力。

開發利用

微孔草微孔草

微孔草是傳統藏藥,全草可治療眼疾、痘疹等病; 由甘肅岷海製藥有限責任公司生產的微孔草油軟膠囊,給廣大心腦血管患者帶來的福音;北京日化三廠曾試製出微孔草油霜劑,有滋潤皮膚的功能; 北京日化研究所曾試製出微孔草油洗髮膏,有營養和保護頭髮的作用。

微孔草綜合利用價值高,種子提油後的餅粕蛋白質含量高,可作動物飼料;莖稈可作牲畜飼料;花是優質蜜源,並有觀賞價值。開發利用微孔草要注意一下幾點:

(1)保護和利用並重。微孔草野生於中國青藏高原及其周圍地區,自然資源十分有限。過去在當地農田裡常見到,但近年來隨著化學除草劑的廣泛使用,其數量已很少。在開發利用的同時必須採取有效措施保護這一珍稀資源。

(2)繼續進行人工栽培研究。人工栽培技術的突破,是微孔草商品化開發成功的關鍵。應篩選適合當地的高產抗病品種,按照良好農業規範的要求進行栽培。據我們調查,小花西藏微孔草(M. tibetica var. pratensis)株形矮小,花序集中,收穫容易。其種子含油率31.4%,含γ-亞麻酸6.83%,可選作栽培試驗材料;研究微孔草各個生長發育期對肥料的需求,合理施用肥料;運用微波、輻照以及航空等高新技術手段育種。

(3)已經證明可以用二氧化碳超臨界提取微孔草油。該法在35-40 ℃ 操作,可最大程度保留其中的不飽和脂肪酸,得油率高。應避免採用小作坊式的榨油方式,實現珍稀資源的高效利用。

此外,繼續開展微孔草的營養學、藥理學以及臨床套用方面的研究,進一步發掘其利用價值。

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