综述:关于锦鸡儿属(Caragana)的植物学、植物化学及药理潜力的最新综述
《Biochemical Systematics and Ecology》:An updated review on the botany, phytochemistry, and pharmacological potential of the genus Caragana
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时间:2025年11月07日
来源:Biochemical Systematics and Ecology 2
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Caragana属植物在农业生态和医药领域具有重要价值,其固沙保土功能显著,富含黄酮类、萜类及 stilbenoids等生物活性成分,具有抗炎、抗氧化、抗癌等药理作用,是可持续农业和天然药物研发的重要资源。
王 nailong | 王 siru | 蔡 shanshan | 余 binrui | 蓝 wei
中国新疆医科大学中医学院,乌鲁木齐
摘要
锦葵属(Caragana)植物原产于亚洲和欧洲的干旱及半干旱地区,在农业系统中发挥着重要作用。这些植物通过减缓风蚀和稳定沙丘为环境保护做出了显著贡献。此外,锦葵属植物还被用作绿肥,以改善土壤养分并提高水分保持能力。由于其高营养价值,它们也被视为人类和动物饮食中具有前景的功能性添加剂。
在中国,锦葵属植物在多种传统医药体系中有着悠久的应用历史,包括中医、苗医、藏医和蒙医。此外,韩国和巴基斯坦等国家的传统草药实践中也使用了这些植物。
对锦葵属植物的植物化学研究已经发现了超过300种不同的化合物,包括黄酮类、萜类、芪类、长链化合物、苯丙素类、生物碱、甾体和其他生物活性成分。其中,黄酮类、萜类和芪类是最丰富的类别,许多成员具有广泛的药理活性。特别是近年来,从锦葵属植物中提取的芪类的结构多样性和广泛的生物学效应引起了越来越多的研究兴趣。
药理学研究评估了至少16种锦葵属植物的粗提物和60多种分离化合物,发现了显著的生物活性,如抗炎、抗氧化、抗病毒、神经保护、抗癌、降血糖、心脏保护和胃肠道保护作用。这些发现突显了锦葵属植物作为药物发现和开发宝贵来源的潜力。
本综述提供了关于锦葵属植物的农业应用、植物化学成分和药理特性的最新和全面概述,旨在促进未来对这些具有经济和药用价值的植物的更广泛利用。
引言
锦葵属(Caragana)植物原产于亚洲和东欧的干旱及半干旱地区。在中国,锦葵属植物主要分布在北部和西部的沙漠地区,包括西藏、内蒙古和新疆(Meng等人,2009年)。这些植物表现出显著的耐旱性,这主要归功于它们深厚的根系和高水分利用效率(Yao等人,2021年)。
从生态学角度来看,锦葵属植物是沙漠生态系统中的关键组成部分。它们在农业中得到广泛应用,用于建立防风林、稳定沙丘、通过固氮作用提高土壤肥力以及生态恢复(Liu等人,2022年;Tian等人,2016年)。除了生态作用外,锦葵属植物还具有重要的经济价值。它们的叶子和种子可以作为高蛋白动物饲料,在干旱环境中生长良好(You等人,2022年;Zhong等人,2014年)。此外,它们的木质纤维素生物质是可持续生物燃料生产的有前景的可再生资源(Zhang等人,2023年)。传统上,锦葵属植物在中国医学、蒙古医学和藏医学中被用于治疗各种疾病。它们被用于治疗炎症性疾病、代谢综合征和微生物感染,通常通过煎剂、膏药和草药制剂的形式使用(Meng等人,2009年)。现代植物化学研究已经鉴定出200多种生物活性化合物,包括异黄酮类(如caraganins)、三萜皂苷、白藜芦醇衍生物和苯丙素苷,这些成分被认为是其药理作用的基础。
科学研究验证了这些传统用途。已记录的药理作用包括通过抑制NF-κB通路发挥的抗炎作用(Khan等人,2009年)、通过清除自由基发挥的抗氧化作用(Xiang等人,2005年)、通过抑制α-葡萄糖苷酶调节糖尿病(Sun等人,2023年),以及对植物病原体和人类病毒的广谱抗菌作用(Yang等人,2005年;Zhou等人,2016年)。图1展示了这些药理作用。值得注意的是,从C. sinica中分离出的细胞毒性黄酮类化合物通过线粒体途径选择性地诱导癌细胞凋亡(Yang等人,2017年)。
锦葵属植物的经济潜力还得到了其生态韧性的支持。当前的研究正在探索其在土地修复和培育耐逆境作物品种中的用途。未来的研究应优先进行代谢组学分析,以阐明物种间的化学多样性,研究多靶点治疗机制,并开发大规模生物质生产的可持续栽培技术。
民族植物学家、药理学家和农学家之间的跨学科合作可以加速标准化草药制剂、营养保健品和生态工程解决方案的开发。然而,在平衡保护和利用方面仍存在挑战,特别是对于生长缓慢和特有物种而言。这突显了需要采取异地保护策略和合成生物学方法来可持续生产稀有生物活性化合物。
随着全球对天然疗法和气候适应性作物的需求持续增长,锦葵属植物作为一种重要的生物资源脱颖而出。要充分发挥其潜力,需要跨植物化学、基因组学和农业生态学的综合研究,以支持其在未来可持续发展计划中的作用。
部分摘录
植物学特征
锦葵属(Caragana)属于豆科(Fabaceae)蝶形亚科(Papilionoideae),主要由灌木组成,少数情况下也有小乔木。托叶通常较小,可能是落叶的或宿存的,常常会发育成刺。叶子为奇数羽状复叶,通常有4-20个小叶。叶轴常常延伸到末尾的小叶之外,或者可能退化,形成指状排列。叶柄和叶轴可能会早期脱落或持续存在;
锦葵属的植物化学研究
近年来,对锦葵属植物的植物化学研究显著增加。研究表明,锦葵属植物的主要化学成分包括黄酮类、萜类、苯丙素类、芪类、生物碱、甾体和其他化合物。值得注意的是,其中许多化合物是首次在锦葵属植物中发现的。
抗炎作用
在II型胶原诱导的类风湿性关节炎模型中,C. stenophylla的根通过调节NF-κB信号通路减轻了疾病严重程度并恢复了血清细胞因子的平衡。研究表明,乙酸乙酯提取物中的主要成分是寡聚芪类,而黄芪苷和黄酮类也被认为对其抗关节炎作用有贡献(Pan等人,2021b)。
骨关节炎是一种常见的关节疾病,其特征是软骨退化
结论
锦葵属植物原产于亚洲和欧洲的干旱或半干旱地区,具有很强的生物适应性,包括显著的耐旱性和耐盐性。由于这些适应性特征,锦葵属植物在农业和生态工程中得到广泛应用。
在环境保护方面,它们常被用作防风林和固沙植物,特别是在中国北部的生态脆弱、干旱和贫瘠地区(Li等人,2022年;Liu等人)
CRediT作者贡献声明
王 nailong:撰写——审稿与编辑;撰写——初稿。
王 siru:撰写——审稿与编辑。
蔡 shanshan:撰写——审稿与编辑。
余 binrui:撰写——审稿与编辑。
蓝 wei:撰写——审稿与编辑;项目管理。
资助
中国国家重点研发计划(2017YFC1703901,2017YFC1703902)。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
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