芡歐鼠尾草相關(guān)研究進展

朱玉婷

【摘 要】芡歐鼠尾草原產(chǎn)于中美洲高山地區(qū)，后被引入多國栽培。其種子“奇亞籽”富含油脂和蛋白質(zhì)，長期被應用于食品、醫(yī)藥、保健領(lǐng)域，近年來還發(fā)現(xiàn)其在生物防控等領(lǐng)域也具有一定價值。本文主要收集近十年來的國內(nèi)外關(guān)于芡歐鼠尾草在形態(tài)學、適應性、價值開發(fā)、栽培繁殖技術(shù)等方面的研究進展，對其目前研究現(xiàn)狀、出現(xiàn)的問題進行簡要分析，以期為日后相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植物開發(fā)提供參考。

【關(guān)鍵詞】芡歐鼠尾草；奇亞籽；文獻資料；開發(fā)現(xiàn)狀

芡歐鼠尾草（Salvia hispanica）系唇形科（Lamiaceae）鼠尾草屬（Salvia）一年生草本植物，產(chǎn)自墨西哥中西部山區(qū)，早在哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲大陸之前，就已經(jīng)作為當?shù)赝林说募Z食和藥用作物被廣泛種植[1]。芡歐鼠尾草的種子即“Chia”，國內(nèi)音譯為奇亞、奇亞籽等，其在醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域具有具有廣闊的開發(fā)前景[2]，在降血脂血糖、降血壓、改善膚色、防治皮膚病、甚至減肥[3-5]等方面都有一定功效。

一、形態(tài)學和適應性研究

芡歐鼠尾草莖呈四棱形多分支，密被細小絨毛，株高1-2m；單葉對生有長葉柄，葉形呈卵形或橢圓形，先端漸尖，葉緣具鈍鋸齒；多數(shù)輪狀花序組成總狀花序，頂生或腋生。每朵小花生于宿存苞片內(nèi)，小花呈筒狀二唇形?；ㄆ谠诋斈?月中旬至次年初霜[6]；二強雄蕊，其中1對雄蕊顯著退化不育；種子因品種差異有黑白2種顏色，呈橢圓形，長寬約2.1mm和1.4mm。

芡歐鼠尾草為短日照開花植物，適宜生長于溫暖氣候帶，被廣泛種植于中南美洲各國[2]。性喜溫暖干旱的氣候條件，喜光耐半陰。喜排水良好透氣性強的沙質(zhì)或黏質(zhì)土壤，忌水淹。對土壤有較好的適應性，能在pH5-7.5的土壤環(huán)境中生長，在瘠薄土壤也生長良好[7]。其在成花誘導上不具備良好的光周期變異性，因此在北緯32°以上地區(qū)受霜凍影響而栽植受限[2]。

二、藥理性、毒理性研究

芡歐鼠尾草的種子是人們主要的利用部位。古瑪雅人和阿茲特克人很早將其視為增加耐力的藥品和食物補充[8]。該植物被視為擬糧（pseudoceral），即糧食替代品，因其膳食纖維、天然抗氧化劑和不飽和脂肪酸含量高被視為絕佳的保健食品。榮旭[9]評估奇亞籽的營養(yǎng)成分發(fā)現(xiàn)其中約含有34.20%的粗脂肪、23.31%粗蛋白質(zhì)和27.71%的膳食纖維；含18種氨基酸總量達23.10%，其中人體必需氨基酸總量達8.20%；在其油中檢出不飽和脂肪酸以亞油酸（22.43%）和α-亞麻酸（62.48%）為主；其富含多種礦物質(zhì)，尤其是Ca含量達829.21 mg/100 g，同時奇亞籽具有高K低Na的特點。高鉀低鈉飲食能降低高血壓和心腦血管疾病發(fā)病幾率。高亞靈[10]對奇亞籽餅的營養(yǎng)成分進行了分析檢測，檢測出多酚含量達4.67 mg/g，高于未經(jīng)壓榨的奇亞籽。同時測定對奇亞籽餅的膨脹力、持水力、結(jié)合水力等物性得出綜合物性值為11.60，高于大豆纖維和玉米纖維。

Sandoval等[11]研究指出奇亞籽含有11S球蛋白、7S堿性球蛋白和2S富硫白蛋白等多種貯藏蛋白，富含α-亞麻酸，二十碳五烯酸、多不飽和脂肪酸和二十二碳六烯酸的生物前體。因此奇亞籽可作為人類的新型輔食。然而科學界對其安全性尚不確定，需要進一步研究和適當?shù)臏y試。李淑琴等[13]為了解奇亞籽的毒理安全性對小鼠進行毒理試驗，發(fā)現(xiàn)奇亞籽為無毒級物質(zhì)，亦不具有遺傳毒性。但也有相關(guān)醫(yī)學報道指出奇亞籽會引發(fā)呼吸道過敏患者產(chǎn)生諸如蕁麻疹、面部水腫、頭暈等不良反應[8]。

此外，芡歐鼠尾草在其它領(lǐng)域也有潛在的開發(fā)價值。奇亞籽可作為蛋雞飼料[14]，Di等[15]發(fā)現(xiàn)2%稀釋濃度的奇亞籽分泌物可使壤土和粘土的團聚體穩(wěn)定性增加2.3倍，而砂土則增加4.9倍。Di等[16]還發(fā)現(xiàn)奇亞籽分泌物作為土壤調(diào)理劑可降低農(nóng)業(yè)土壤中除草劑的遷移率。Emma[17]還開發(fā)出以奇亞籽為原材料的水凝膠，指出這種水凝膠可作為低端制造業(yè)和3D打印的絲狀材料。

三、繁育技術(shù)研究

由于國內(nèi)政策限制和大眾缺乏了解，芡歐鼠尾草種植規(guī)模不大。在栽培施肥方面，胡宗紅等[18]在湖南地區(qū)對“奇雅1號”進行種植實驗，發(fā)現(xiàn)在該地其生長期為200d，其分支數(shù)和花序數(shù)與產(chǎn)量顯著相關(guān)。其后，胡宗紅[19]等又在五個地區(qū)（分別為海南三亞、云南大理、湖南永州、湖南長沙、河南南陽）開展了芡歐鼠尾草的試驗性種植，發(fā)現(xiàn)芡歐鼠尾草的適宜種植地為大理、永州、長沙。其在三亞生長周期只有98d，但分枝和花穗數(shù)目少，因此產(chǎn)量最低；而在大理生長周期為180d，略短于湖南、河南地區(qū)，但產(chǎn)量最高。僅從地形和氣候角度分析，作者認為這主要得益于大理全年無霜。徐琰等[20]用營養(yǎng)液對芡歐鼠尾草進行處理，發(fā)現(xiàn)芡歐鼠尾草的株高與地徑的生長規(guī)律基本一致，其名為hoagland的營養(yǎng)液能顯著促進生長。

湖南農(nóng)業(yè)大學[21]的研究人員采用愈傷組織和叢生芽組織培養(yǎng)方法，利用芡歐鼠尾草葉片再生原理，將種子接種在1/2MS+6-BA5.0～10.0 mg/L+NAA0.5～1.0 mg/L愈傷組織誘導培養(yǎng)基上培養(yǎng)，直至葉片邊緣形成愈傷組織并產(chǎn)生叢生不定芽；切下不定芽于1/2MS+NAA0.2-0.5 mg/L生根培養(yǎng)基上培養(yǎng)，直至長出根系得到再生苗。李偉麗等[22]以芡歐鼠尾草成熟種子為外植體，以1/2MS為基本培養(yǎng)基，用不同濃度外源激素對愈傷組織進行誘導、增殖和生根影響，進一步縮短了培養(yǎng)時間。芡歐鼠尾草再生體系的建立縮短植物萌發(fā)到成熟的時間，為研究其生理生化方面的科研人員節(jié)省了時間，同時也為其日后形成大規(guī)模高效化生產(chǎn)提供了可能。

種子萌發(fā)受到內(nèi)在因素和外界環(huán)境的共同影響。 Menezes等[23]觀察奇亞籽在不同溫度下的萌發(fā)率，發(fā)現(xiàn)當溫度低于25°C時會對種子萌發(fā)產(chǎn)生不利影響。而胡宗紅[18]等（2015）發(fā)現(xiàn)在土壤環(huán)境下鼠尾草發(fā)芽的最適氣溫為25℃，適宜基質(zhì)為pH6.5-7.0的沙壤或粘土。 Possenti[24]等在鋪有三種不同的基底（On-paper， Between-paper， Paper roll）的平板上用18℃和25℃處理奇亞籽，發(fā)現(xiàn)在放在紙面上的種子萌發(fā)率均高于其它處理，而在25℃條件下各處理的種子萌發(fā)率均高于18℃。王亞娟等[25]在不同溫度下對奇亞籽進行萌發(fā)實驗，發(fā)現(xiàn)其在15-25℃條件下其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和鮮重隨著溫度升高而升高，而黑色奇亞籽各項指標均大于白色奇亞籽。但影響種子萌發(fā)的條件還包括鹽度、濕度等諸多因素。在種子萌發(fā)階段緩解鹽脅迫的不利影響，將會大大提高鹽漬土壤環(huán)境下植物的生長及產(chǎn)量[26]。然而目前還沒有關(guān)于這些因子對奇亞籽萌發(fā)影響的相關(guān)論文，僅有同屬植物的相關(guān)研究可供參考。關(guān)雪蓮[27]對新疆鼠尾草種子進行梯度濃度NaCl處理后發(fā)現(xiàn)其萌發(fā)的耐鹽極限值為0.2 mol/L。張銳等[28]對紅花鼠尾草和藍花鼠尾草種子用NaCl、KCl、Na2SO4處理后發(fā)現(xiàn)前者對這三種鹽分的適應范圍在0.88%、0.55%和1.30%，后者則在1.45%、0.56%和0.80%，經(jīng)鹽脅迫處理的兩者隨著鹽濃度的升高其萌發(fā)時間逐漸推遲；趙碩等[29]采用聚乙二醇（PEG6000）溶液對鼠尾草種子進行干旱脅迫發(fā)現(xiàn)其發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均隨著干旱脅迫程度的加深而總體下降，指出當溶液濃度控制在4%以內(nèi)時才能保證其較高的發(fā)芽率和發(fā)芽勢。

四、總結(jié)與展望

（1）目前國內(nèi)外對芡歐鼠尾草的研究主要集中在醫(yī)藥保健領(lǐng)域，指出在減肥調(diào)脂、降血糖方面具有良好功效。然而其在工業(yè)原材料、土壤環(huán)境治理領(lǐng)域的表現(xiàn)反映出其潛在開發(fā)價值。

（2）國內(nèi)已對芡歐鼠尾草開展了試種和組培快繁實驗。然而就其田間施肥的相關(guān)研究罕見，因此探索適合芡歐鼠尾草的田間管理方式對提高芡歐鼠尾草產(chǎn)量與品質(zhì)具有重要意義。

（3）目前缺乏芡歐鼠尾草在分子生物和栽培施肥等領(lǐng)域研究報告。芡歐鼠尾草既可作為油料糧食作物，其花序也具觀賞價值，可考慮將其園林價值和經(jīng)濟價值共同開發(fā)。

【參考文獻】

[1]Joseph P.C.Ethnobotany of Chia， Salvia hispanic L.（Lamiaceae）[J]， Economic Botany，2003，57（4）：604-618.

[2]Ali M.N.，Yeap S.K.， Ho W.Y.，et al， The promising future of chia， salvia hispanica L[J].Journal of Biomedicine and Biotechnology，2012，2012：1-9.

[3]Munoz L.A，Cobos A，Diaz O. Chia seed （Salvia hispanica）： an ancient grain and a new functional food. Food Reviews International[J].2013，4（4）：394-408.

[4]Toscano L.T， da Silva， Cássia S O， et al. Chia flour supplementation reduces blood pressure in hypertensive subjects[J].Plant Foods for Human Nutrition，2014，69：392-398.

[5]Oliva M.E.， Ferreira M.R.， Chicco A.，et al. Dietary Salba（Salvia hispanica L.）seed rich in alpha-linolenic acid improves adipose tissue dysfunction and the altered skeletal muscle glucose and lipid metabolism in dyslipidemic insulin-resistant rats[J]. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids，2003，89（5）：279-289.

[6]Song R.， Yan B.， Zhou J.M.，et al. Introduction and Cultivation of Salvia hispanica L.（Chia） and Its Value of Health Care[J]. Agricultural Science & Technology，2017，18（12）：2263-2267+2285.

[7]Genovevo R.J.， Mónica G.L.C.Potential for Growing Salvia hispanica L. Areas under Rainfed Conditions in Mexico[J]. Agricultural Sciences， 2005，6（9）：1048-1057.

[8]García J.S.，Pastor V.C.， Delas H.M.， et al. Allergen characterization of chia seeds （Salvia hispanica）， a new allergenic food[J]. Journal of investigational allergology & clinical immunology，2005，25（1）：55-56.

[9]榮旭， 陶寧萍， 李玉琪，等.奇亞籽營養(yǎng)成分分析與評價[J].中國油脂，2015，40（9）：89-93.

[10]高亞靈， 文寧， 陶寧萍. 奇亞籽餅的營養(yǎng)成分分析及物性研究[J]. 中國油脂， 2018，43（8）：52-56.

[11]Sandoval-Olveros M.R.， Parede-Lopez O. Isolation and characterization of proteins from chia seeds （Salvia hispanica）[J]. Agric Food Chem， 2013，61：193-201.

[13]李淑琴，李建國，李學敏，等.奇亞籽急性毒性及遺傳毒性研究[J].癌變.畸變.突變，2013，25（06）：470-473.

[14]朱欽龍. 開發(fā)芡歐鼠尾草種籽作蛋雞飼料[J]. 江西飼料， 2003（6）：39-39.

[15]Di Marsico.A， Scrano L， Amato M， et al. Mucilage from seeds of chia （Salvia hispanica L.） used as soil conditioner； effects on the sorption-desorption of four herbicides in three different soils[J]. The Science of the total environment，2018， 625：531-538.