植物不僅可以作為藥材,,也可以用作工業(yè)材料,,其本身具有極強的經(jīng)濟價值。比如紅豆杉,,其體內(nèi)含有的抗癌特效藥物紫杉醇,,是繼阿霉素和順鉑后,目前世界上最好,、最暢銷的抗癌藥物,,具有極高的開發(fā)利用價值。而大麻,,也不僅是毒品,,大麻纖維、大麻紙漿,,現(xiàn)在也很受歡迎,。專家們加強了對它們的研究,希望能從中獲得更大的“能量”,。
中山植物園以植物的種質(zhì)資源保護著稱,,但是你可知道,在植物園內(nèi)的一片“秘密基地”中,,專家們正在研究使其抗癌性能提高的超級抗癌樹,。這項技術(shù)目前已經(jīng)獲得突破性進展,而更巧的是,,眼下,,也是這種植物結(jié)出果實的季節(jié)。
50年前紅豆杉來到植物園
抗癌樹的名字有個美麗的名字———紅豆杉,。但是它并不是“此物最相思”的紅豆,。
植物園遷地保護研究室工作人員李乃偉告訴記者,紅豆杉(Taxaceae)又名紫杉,,為紅豆杉屬常綠針葉,,是第四世紀冰川后遺留下來的世界珍稀瀕危植物,其木材細密,,堅韌耐用,,為珍貴的用材樹種;但它的價值還遠不是這些。據(jù)介紹,,紅豆杉的體內(nèi)含有一種抗癌特效藥物———紫杉醇,,是繼阿霉素和順鉑后,目前世界上最好,、最暢銷的抗癌藥物,,也是晚期癌癥患者的最后一道防線,具有極高的開發(fā)利用價值,。世界各國都將其列為“國寶”,,在我國也被列為一級保護植物,素有“植物黃金”之稱,。
不過,紅豆杉在全世界自然分布和數(shù)量都極少,,僅有11個種1000萬株左右,。而全世界每年需要紫杉醇原料藥至少5000公斤,每提?。惫镒仙即技s需要砍伐60年生的紅豆杉大樹3000-4000株,。原本稀缺的紅豆杉更加彌足珍貴,目前由紅豆杉提煉出的紫杉醇國際成交價格每克竟達8萬元人民幣,。
在利益的驅(qū)動下,,屬于古老物種的野生紅豆杉遭到了毀滅性砍伐,在中國南方許多紅豆杉原產(chǎn)地已經(jīng)難以找到它的身影,。保護和合理利用紅豆杉物種成為中國和世界其他國家科學工作者的重要課題,。為保存物種資源,中科院中山植物研究所(中山植物園)遷地保護研究室在上世紀50年代就引種了11棵原產(chǎn)于江西廬山的南方紅豆杉,。
野生紅豆杉“小森林”
時隔半個世紀后,,11棵野生南方紅豆杉在中山植物園已經(jīng)長成了一片“小森林”。
在植物園西北角的松柏園,,記者昨日看到了這片由紅豆杉,、北美落羽杉等植物組成的天然小森林。由于人跡少至,,這里的植被非常豐富,,但在山坡、溝壑旁不時就能見到南方紅豆杉的身影,。這些紅豆杉的樹齡并不規(guī)則,,有的已經(jīng)長有十幾米高,有的卻低矮似灌木,,隨著地形高高低低分布,,一些較大的樹上現(xiàn)在還結(jié)有櫻桃大的紅豆果。
李乃偉告訴記者,這些紅豆杉都是上世紀50年代遷來的11棵野生紅豆杉的后代,,大約有600株左右,,全為野生自然繁衍,其樹齡結(jié)構(gòu)也合理,,有5年生,、也有30年的大樹,并且種群還在更新繁殖中,。
野生紅豆杉生長速度緩慢,,再生能力差、繁殖困難,,因此植物園的這片紅豆杉是全世界非常罕見的后天形成的紅豆杉種群,。
之所以由8棵(11棵樹后來自然淘汰了3棵)樹木形成這樣的天然種群,專家們研究后發(fā)現(xiàn),,和南京尤其是中山植物園一帶的小環(huán)境氣候有關(guān),。據(jù)介紹,中山植物園在紫金山和前湖之間,,其環(huán)境結(jié)構(gòu)頗類似于“地中海”,,是同緯度野生植物的天然庇護港;此外,,有70多年歷史的中山植物園大部分區(qū)域都是人工林和自然林相結(jié)合,,致使后天的栽培種子可以通過鳥雀蟲豸傳播到天然林中,在無人為干擾的條件下自然萌發(fā),。
培養(yǎng)出“植物白金”
不過,,中山植物園的“搖錢樹林”卻并非指這600棵紅豆杉。在植物園更偏僻東北角的園圃,,還有一片紫杉醇的“試驗田”,。
李乃偉告訴記者,上世紀80年代在全世界掀起了關(guān)于抗癌物質(zhì)———紫杉醇的研究熱后,,專家們隨即發(fā)現(xiàn),,完全依靠野生紅豆杉樹提取紫杉醇極容易造成自然資源的嚴重匱乏,因此許多發(fā)達國家轉(zhuǎn)而研究紅豆杉樹的人工基因培養(yǎng),。美國科學家將歐洲紅豆杉和中國紅豆杉雜交出一種人工新品種:曼地亞紅豆杉,,它的生長速度更快,紫杉醇含量更高,,對環(huán)境適應能力強,,更重要的是可以完全替代和保護野生的紅豆杉種質(zhì)。
中山植物園的科研工作人員1998年在國內(nèi)率先引進了曼地亞紅豆杉并且開始對其本地馴化,。經(jīng)過8年努力,,中山植物園培養(yǎng)出了性能更高的曼地亞紅豆杉,。
據(jù)悉,植物園培養(yǎng)出來的曼地亞紅豆杉生長特性明顯優(yōu)于國內(nèi)紅豆杉及其品種,,其“含金量”更高,。據(jù)介紹,植物園的曼地亞紅豆杉其生長速度甚至比在北美老家還要快,,當年新梢生長量是普通紅豆杉的3-4倍,;且秋天也能生長6-8厘米;另外這種新的曼地亞紅豆杉抗逆性十分強,,能耐低溫和高溫,;更重要的一點是,其紫杉醇含量高,,達到0.02%-0.04%,,遠高于現(xiàn)有的紅豆杉品種。專家笑稱,,如果普通紅豆杉以及曼地亞紅豆杉是植物黃金的話,,那么這項技術(shù)培養(yǎng)出的超級曼地亞紅豆杉可算作“植物白金”。
專家解釋超級生長原理
植物園是如何培養(yǎng)出超級曼地亞紅豆杉的呢,?
李乃偉解釋,中山植物園對南方紅豆杉長達50年的前期培養(yǎng)試驗,,早已經(jīng)證明了南京的自然環(huán)境非常適合紅豆杉的成長,。因此他們把研究重點放在了對植物的生長控制上。
曼地亞紅豆杉體內(nèi)的紫杉醇屬于次生代謝物,,專家們通過實驗發(fā)現(xiàn),,它的產(chǎn)生對環(huán)境反應很強烈。因此在每年逢紅豆杉的生長期,,科研人員就用溫室手段對曼地亞整株的溫度濕度進行控制,,與此同時還使用往土壤中添加嚴格比例的鹽、氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì)以及控水等“逆境脅迫”手段,,使得曼地亞紅豆杉體內(nèi)產(chǎn)生擾亂,,也就是俗話說的生態(tài)紊亂,加速分泌紫杉醇,。
據(jù)透露,,這項能使紫杉醇的產(chǎn)量提高3倍左右的技術(shù)目前已經(jīng)進入到了最后觀測階段,植物園已經(jīng)根據(jù)該技術(shù)繁殖出6萬棵超級曼地亞紅豆杉,。另外,,植物園科研人員即將對該核心技術(shù)進入相關(guān)專利申請。李乃偉稱:由于該技術(shù)的推廣空間極大,,經(jīng)濟效益將會很顯著,。但更可貴的是,,這項技術(shù)有可能為中國的癌癥患者帶去福音。