红豆杉是红豆杉科 (Taxaceae) 红豆杉属 (Taxus) 植物的总称, 起源于古老的第三纪, 曾广泛分布于北半球, 第四纪冰川时期其分布范围大大缩小。亿万年来, 地质构造的运动和地势地形的变化, 使一部分红豆杉在特殊的环境中得以保留下来, 形成了明显的地理种群隔离。由于红豆杉种群竞争力弱、天然更新缓慢和地理分布局限等客观因素, 导致红豆杉属植物早在20世纪80年代就被列入国家二级保护植物。90年代以来, 随着抗癌新药紫杉醇的开发利用, 红豆杉原料供需矛盾日益突出, 人类掠夺式的生产经营活动, 加剧了其濒危程度, 1999年我国将红豆杉属物种列入一级保护植物。据报道全球目前仅存野生红豆杉2500万株左右。从红豆杉中提取的紫杉醇具有抗癌作用, 由于红豆杉中紫杉醇含量非常低, 加之红豆杉资源匮乏, 所以紫杉醇的价格昂贵, 是黄金价格的600多倍, 故又称红豆杉为黄金植物。
红豆杉属植物全球共有11种, 分布于北半球的温带及亚热带地区, 在我国有4种及1变种[1]:东北红豆杉 (T.cuspidata) 、云南红豆杉 (T.yunnanensis) 、西藏红豆杉 (T.wallichiana) 、中国红豆杉 (T.chinensi) 、南方红豆杉 (T.chinensisvar.mairei) 。其中中国红豆杉和南方红豆杉为我国所特有。
红豆杉为常绿乔木或灌木, 小枝不规则互生。叶条形, 螺旋状着生, 略弯, 近镰刀形, 边缘通常不反卷, 正面中脉隆起, 背面有两条淡黄色或淡灰绿色气孔带, 叶内无树脂道[2]。雌雄异株, 雌雄球花均单生于叶腋。3~6月开花, 9~11月种子成熟。种子坚果状, 生于杯状肉质的假种皮中, 上部露出, 成熟时肉质假种皮红色。
红豆杉为阴生植物, 散生于海拔500~3500米的山林中。在气候较温暖、雨量充沛、湿度较高的地域的酸性灰棕壤、黄壤及黄棕壤上生长良好。苗喜荫, 忌晒, 过湿易染立枯病。幼树和成树在冠层郁闭度0.5~0.6条件下长势良好。总体而言, 红豆杉对环境要求较严, 生长缓慢[3]。
红豆杉的天然繁殖方式有两种:无性系萌芽繁殖和种子繁殖[4], 无性系萌芽繁殖指红豆杉基部能萌蘖形成新的个体。红豆杉由于物种间隔离 (散生于林中) , 或花期不遇 (雌雄异株、异花受粉) , 使传粉受精受阻, 种子产生量少。种子假种皮味甜, 鸟类喜取食, 故种子残存数量少。
另一方面, 红豆杉种子种皮厚, 处于休眠状态, 经两冬一夏才能萌发, 即使能正常萌发, 形成的幼苗因抗逆性差而成活率很低[4]。因此, 红豆杉自然繁殖能力弱, 这也是其珍稀濒危的客观原因, 故应人工繁殖红豆杉。
人工繁殖通常用组织培养、播种和扦插。组织培养:一般认为选择紫杉醇含量较高外植体效果较好, 可用于诱导愈伤组织的外植体很多, 有种子、雌配子体、假种皮、根、树皮、形成层、茎段、针叶和芽等, 其中以幼茎、形成层或树皮诱导愈伤组织的效果较好, 而以幼茎效果最好, 其愈伤组织的诱导率可达70%~100%[5]。接种于培养基后, 在黑暗条件下, 愈伤组织生长速度比光照条件下快, 紫杉醇含量比光照下高3倍[5]。经过愈伤组织的形成、生根、发芽形成幼苗, 再经过移栽、练苗而后成为生产用苗。
红豆杉的种子有休眠特性, 宜春季播种, 种子成熟采收后即播或低温湿沙贮藏后春播。播种前要搓伤种皮, 并进行温水浸种和药剂处理。育苗期要适当遮荫, 防止苗木高温灼伤, 透光度在40%为宜, 保持湿润, 红豆杉出苗慢, 有时春播后, 第二年方陆续发芽, 幼苗期喜荫, 成长期也喜荫蔽环境, 可与常绿阔叶树种混合种植。
红豆杉的扦插在湿度大的雨季即4~6月春夏之交时进行, 这样进行扦插生根快, 易成活, 当年可成苗。从4年以上树龄的母树上剪下嫩枝为插穗, 基部可用500ml/kg的萘乙酸溶液进行快浸处理, 随剪随插, 插后灌水, 使插穗与土壤密切接触, 湿度对插穗的生根发芽起决定作用, 要适时浇水, 保持土壤经常处于湿润状态, 避免通强风造成失水, 还要及时搭棚遮荫, 应用人工扦插是解决红豆杉资源短缺最有效的途径。
红豆杉被称为植物王国里的“活化石”, 是世界珍稀树种。从红豆杉的树皮和枝叶中提取的紫杉醇是世界公认的具有抗癌功效的天然化合物, 红豆杉集药用观赏、材用于一体, 具有极高的开发价值。
中国古代的《本草推新》就已记载“紫杉”可入药, “用皮易引起呕吐, 用木部及叶则不吐, 且利尿、通经, 治肾脏病、糖尿病”[6]。后又有《中药大辞典》记载:东北红豆杉叶含双萜类化合物如紫杉宁、坡那甾酮A、蜕皮酮金松双黄酮等, 枝含紫杉碱, 茎皮含具抗肿瘤和白血病的紫杉醇, 心材含紫杉素。但其药用价值在20世纪80年代中期以前并未引起中国医学界的重视, 也无人进行开发研究。
自从美国化学家Wall和Wami首先从短叶红豆杉中分离出紫杉醇, 并于1971年发表其化学结构以来, 80年代美国和欧洲的科学家相继揭示了从红豆杉的树皮、树根及枝叶中提取的紫杉醇的抗癌疗效[7]1992年底, 美国食品药物管理局 (FAD) 批准紫杉醇为治疗晚期卵巢癌新药 (Pactilaxael) 上市。美国研究人员认为紫杉醇是人类未来50年间对多种癌症最有效的抗癌药物之一, 紫杉醇就成为了目前国际市场最热门的新型抗癌药物, 而在世界范围内也出现了前所未有的红豆杉资源开发热潮。
据美国国家肿瘤所和法国科学家研究证实, 红豆杉中含有100多种紫杉烷类二萜化合物, 其中紫杉醇具有独特的抗癌机理和令人鼓舞的抗癌治疗效果。药理实验证明:紫杉醇的抗癌活性表现在两个方面, 一是抑制肿瘤细胞的分裂。紫杉醇可使细胞有丝分裂停留在G期和M期, 阻止癌细胞的快速繁殖直至死亡;二是抑制肿瘤细胞的迁移[8]。
临床研究表明:紫杉醇对白血病、乳腺癌、卵巢癌头颈部癌、软组织癌、肺癌、食道癌和结肠癌等多种癌症有明显的疗效, 尤其是对一些用其他抗癌药治疗无效的病人具有良好疗效。有的癌症, 如乳腺癌、卵巢癌、肺癌、食道癌和结肠癌的疗效可达30%~60%, 好于现有多数抗癌药[9], 因此专家将紫杉醇称为21世纪最有开发价值的植物来源的抗癌药, 是继阿霉素、顺铂之后疗效最好、副作用最小的药物。在国内外红豆杉又被人们称为征服癌症的“希望之树”。
科学家发现红豆杉还能提高人体免疫力, 使人体的自然功能恢复。它不但对高血压、高血糖、高血脂肾脏病和经痛等有显著效果, 还能减少尿蛋白流失同时, 红豆杉中含有大量的鞣质, 这些物质具有抑菌消炎作用, 不但对上呼吸道炎症具有治疗作用, 还对肾炎、胃炎、肠炎、类风湿等有显著疗效。
红豆杉树形端正, 四季常青, 秋后成熟的种子外有肉质而鲜艳的假种皮, 红豆绿叶, 古朴高雅, 观赏性强, 是一种优美的常绿观果树种, 最宜植于庭园阴处作园景树或与其他高大乔木组成观赏树丛。在纽约联合国总部门前, 英国的白金汉宫门前以及美国的白宫广场上都可以看到红豆杉美丽的身姿。
红豆杉生长缓慢, 易于修剪成形, 可以将其修剪成伞形、塔形、圆形等盆景, 放置室内既能装点房间, 又由于红豆杉释放出来的生物碱散发到空气中, 能起到很好的消炎杀菌、净化空气作用, 并有助于促进睡眠, 提高睡眠质量。
红豆杉木材致密坚硬, 弹性大, 具光泽, 防腐性强, 不易翘或开裂, 是著名的上等工业用材, 可供雕刻、制乐器、箱板、文具等细加工制品[6]。不过由于红豆杉资源短缺, 我国现已禁止红豆杉的材用。另外, 红豆杉主根不明显, 而侧根又极其发达, 所以红豆杉又能起到保持水土, 防止土壤沙漠化的作用。
总之, 红豆杉以其药用成分紫杉醇独特的抗癌功效引人注目, 然而有限的资源和日益增长的需求量, 加之红豆杉内紫杉醇的含量较低 (含量最高的树皮, 紫杉醇也仅为干皮重的0.01%—0.02%[10]) , 故保护野生红豆杉和人工繁殖对扩大红豆杉资源具有重要的意义。
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