走近珍稀濒危植物——“植物黄金”南方红豆杉

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在2021版《国家重点保护野生植物名录》中，红豆杉属所有植物均被列为国家I级保护植物。其中南方红豆杉（Taxus wallichiana var. mairei）为该属植物在中国分布最广泛的种，主要分布于黄河以南广大地区，是集药用、材用、观赏价值于一身的珍稀树种，被人们称为“植物黄金”。

生物学特性

南方红豆杉又称美丽红豆杉，属裸子植物，为常绿乔木。树干通直，树皮呈灰褐色或红褐色，常纵裂或剥落；叶为条形或条状披针形，微弯，近镰形，深绿色，背面中脉隆起，腹面中脉两侧各有一条灰绿色或黄绿色气孔带；雌雄异株，球花小而单性，常生于叶腋；种子坚果状，生于杯状肉质假种皮内。

南方红豆杉雌球花

南方红豆杉雄球花

种子成熟时，肉质假种皮膨大变红，宛如南国的“相思豆”，常吸引鸟类和小型哺乳动物取食。花期3-5月，果期9-10月，种子12月成熟。

白头鹎正在采食南方红豆杉种子

药用价值

民间和传统中医药对红豆杉属植物的利用有着悠久的历史，一般称之为“紫杉”。最早记载于《本草纲目》，可用于治疗霍乱、伤寒等症。《本草推陈》中也记载有“紫杉可入药，利尿、痛经、治肾病，用皮易呕吐，木部及叶不吐”。对红豆杉属植物资源开展系统研究最早可追溯到1856年，那年Lucas从欧洲红豆杉（Taxus baccata）叶中提取得到一种粉末状碱性成分Taxine，但此后的近百年对红豆杉属植物的研究进展十分缓慢。直到1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）从短叶红豆杉（Taxus brevifolia）的树皮和木材中分离得到了一些醇类粗提物，在筛选试验中，发现该粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞活性有很高的抑制作用，并开始分离这种活性成分。由于该活性成分在植物中含量极低，历经8年之久，即1971年他们才同杜克（Duke）大学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通过X射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。

紫杉醇结构式（图源：网络）

1979年，爱尔伯特爱因斯坦医学院的Schiff等发现，与长春碱、秋水仙碱等其他抗癌药物不同，紫杉醇抗癌机理在于能够与微管蛋白结合，从而抑制细胞中微管的正常生理解聚，使细胞有丝分裂停止在G2期及M期，阻止癌细胞的快速增殖，从而使肿瘤细胞凋亡而发挥抗癌作用。研究还发现，紫杉醇不仅抗癌效果显著，且副作用小，是世界上公认的广谱强活性抗癌药物，尤其针对卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌、食管癌、鼻咽癌等效果明显，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤等也都有一定疗效。紫杉醇主要从红豆杉属的根、皮、茎、叶中提取，在植株中含量极少，提取1kg的紫杉醇约要10000kg红豆杉枝叶，南方红豆杉中紫杉醇的含量稍高，约为0.05%，但产量依然极低。自1993年1月紫杉醇制剂在美国正式投放市场以来，其世界需求量不断增加。尽管价格十分昂贵，最高时，紫杉醇卖到了2000美元1克，但在市场上始终畅销不衰，一直为医学界的紧缺药物。

随着对红豆杉研究的深入，人们发现紫杉醇并不是唯一具有抗肿瘤活性的成分。除紫杉醇外，目前已从红豆杉属植物中分离出500多种化合物，大部分属于紫杉烷类双萜、生物碱、多糖和黄酮类化合物。其中有的本身具有抗癌活性或其它药用价值，有的可作为合成或半合成紫杉醇的原料。

观赏价值和生态效益

南方红豆杉四季常青，干形通直，树形美观，枝条飘逸洒脱，叶子排列整齐、浓绿，秋季肉质假种皮变红，红彤彤的挂满枝头，红如珍珠，甚为美观，是优良的观叶、观形、观果树种。此外，红豆杉属植物为景天酸代谢植物，能够在时间上错开二氧化碳固定和卡尔文循环，可24小时释放氧气，并能净化空气中的甲醛、二氧化硫、二氧化氮等对人身体有害的气体成分。同时还可在一定程度上减少计算机带来的辐射伤害，并且对室内温度、湿度，噪音、隔热等方面有很好的调控作用。

材用价值

红豆杉属植物为软木材树种，其木材纹理均匀、结构致密、韧性强、坚硬、弹性大、具光泽、防腐性强，为著名的工业材用树种，是制作高档家具、桥梁、车辆、建筑等的上等材料。

濒危原因

南方红豆杉的树皮

红豆杉属植物是优良的材用、药用、观赏树种。尤其近年来该属植物的药用价值得到了广泛关注和深入研究，化身为“摇钱树”，加之随着红木家具、雕刻的兴起，遇水不腐的红豆杉资源木材的紧俏，在巨大的经济利益诱惑下，人类掠夺式的生产经营活动成为导致其濒危最直接的原因。福建、云南、江西等为红豆杉资源大省，但非法盗伐、非法收购、运输、加工、出售案件数量逐年走高。云南红豆杉遭到了毁灭性破坏，分布在滇西横断山区中的300多万棵红豆杉，绝大部分遭剥皮后死亡。

南方红豆杉籽播苗

此外，红豆杉属植物天然更新能力弱是其濒危的客观内在原因。由于红豆杉属为雌雄异株和异花授粉植物，自然状态下传粉常受阻，种子产生数量少。加之其种子有休眠，且种皮角质化且坚硬致密，自然状态下需经两冬才可萌发。即使萌发，形成的幼苗抗逆性差，生长缓慢，成活率很低，种群更新力弱。

保护对策

1999年红豆杉属即被我国列入国家I级重点保护植物，并收录于《濒危野生动植物国际贸易公约附录II》中。因为保护是可持续利用的基础，应加强对其资源就地保护，加大迁地保护及人工繁育研究。可通过市场的转化，积累足够的财力、物力投入到红豆杉资源的研究、保护和发展上，逐步形成保护——利用——再保护——再利用的良性循环，使红豆杉这一珍稀植物资源，青山常在，永续利用。过去主要从其树皮中提取紫杉醇进行生产，但植株数量有限，且紫杉醇产量极低，供需严重失衡。据估计，美国每年紫杉醇的需求量为数百千克，但仅仅依靠从红豆杉资源植株中提取，远远无法满足。经过不断研究发现，可以通过人工栽培、化学合成、生物合成、真菌发酵等途径来改变紫杉醇的获得方法。人工规模化培育红豆杉资源是解决目前紫杉醇市场需求的重要措施。且在大量研究中发现，细胞培养是一种从红豆杉中获得紫杉醇较为理想的途径。获得大量的紫杉醇高产细胞系成为解决这些阻碍红豆杉细胞培养进行工业化生产紫杉醇难题的关键。值得一提的是，科学家（Jian）已经成功从马铃薯葡萄糖琼脂培养基中分离出南方红豆杉内生真菌，并提取出培养物中的紫杉醇。如果这项技术能应用到生产上，紫杉醇不再完全从南方红豆杉中提取，也可大幅减缓南方红豆杉的濒危形势。

南方红豆杉人造抚育林

上海植物园自1973年始，即对红豆杉资源进行标本采集、种子保存、繁育和栽培研究，通过一代代的不懈努力，目前园内已保存有南方红豆杉、东北红豆杉、欧洲红豆杉、曼地亚红豆杉等种质资源。未来将持续努力打造华东地区珍稀濒危植物迁地保护、繁育、园艺展示和科普基地，践行“植物保护者、科技创新者、科学传播者、生态维护者、园艺引领者”的使命。

参考

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图：付艳茹

审核：龚睿

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