谈种质在中药资源开发中的意义△

孟祥才，曹伍林，宋琦，王喜军

(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

谈种质在中药资源开发中的意义△

孟祥才*，曹伍林，宋琦，王喜军

(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

栽培药材已成为商品的主要来源。本文从种质对中药材质量和产量的影响进行分析，提出了中药材栽培品种选育的重要性，并对未来发展提出建议。

种质；育种；栽培；质量；产量

环境和种质是药材质量形成的基本因素，优质药材是通过一定的生产区域所体现，而且我国古代就对环境与药材质量的关系就有明确地认识，虽然我国2003年颁布的《中药材质量管理规范》中明确表明了种质在中药材生产中的地位，但在对药材质量形成的论述中，人们往往只注重地理环境，而忽视了种质对优质药材形成的影响。对中国cnki中国知网1989年～2010年20余年的医药卫生数据库进行检索，得到1 000余篇关于不同产地对药材质量的影响文章，研究基本是通过对不同产地药材的质量进行分析比较来确定了药材的最佳产地，忽略了种质对药材质量形成的作用。药材的优良品种是内因，药材GAP生产规程是外因，外因只有通过内因才能起作用[1]。种质资源是提高中药材质量的关键和源头，其优劣对中药的产量和质量有决定性的作用，关系到药用植物的确切疗效和疗效的重现性，进而直接影响到中药制剂的质量。而现在越来越多中药材种类和数量依靠栽培，成为商品的主要来源[2]，药材种植面积已由20世纪50年代初的40万hm2发展到2010年933万hm2以上[3]，其种质问题应引起广大中医药工作者的重视。

1 种质是中药材质量和产量形成的物质基础

在农业生产中对社会最大贡献领域莫过于遗传育种。在传统农业中所涉及的各种农作物都是经过几千年，甚至上万年的培育而形成的栽培种，经过长时间的选育，所表现出来的各种性状都与原始祖先表现出巨大差异，最突出的表现是商品的质量、产量和植物的抗病能力。

1.1 种质对中药材质量的影响

随着天然药物开发的不断深入，中药材的不同种质对有效成分影响越来越为人们所关注。同一条件生长的4年的甘草属5个种的甘草酸含量存在显著差异，其中以乌拉尔甘草含量最高，达8.44％，其次是胀果甘草、光果甘草，而刺毛甘草和刺果甘草含量甚微，仅为2.79％和0.20％[4]。乌拉尔甘草分布范围广泛，种内也存在丰富的变异，不同类型之间甘草酸含量相差2.6倍以上[5]。在栽培人参的诸多变异类型中，以长脖、圆膀圆芦和二马牙的根形好而闻名，不同种质资源的皂苷含量和组成存在明显差异，其中，总皂苷含量以集安长脖参最高为6.68％，桓仁竹节参最低为4.82％；人参二醇组皂苷含量以左家黄果参最高为3.16％，竹节参最低1.64％；人参三醇组皂苷含量也以左家黄果参最高为1.07％，抚松二马牙参最低为0.67％[6]。在长白山区发现了粉红色的五味子变种，经过分析发现果实的药用成分含量明显高于正种。无论是种间还是种内，其实质都是不同遗传物质的种质。

1.2 种质对中药材产量的影响

很多药材具有多个基源物种，导致基源较多主要由以下几个原因：一是各种间药材质量差异不大，或用现代手段难以评价优劣；二是地方习用差异；三是各基源的产量和质量不同，优质的基源不能满足市场需求。但这些药材中市场主流种类往往均是产量或资源量较大的种类。如果多基源药材的某一物种质量佳，而且资源量大(或栽培产量高)，那么其它基源肯定被历史所淘汰；如果某一物种质量佳，而且资源量小(或栽培产量低)，那么它可能就不会满足医疗市场的需要，必须有其它基源所补充而成为主流品种，如质量最佳的黄连为“雅连”，市场主导品种则为“味连”，等等。

对于同一生物种类，不同品种或类型的产量也有很大的差异。选育的青蒿新品种不仅比野生青蒿中青蒿素质量分数提高0.2％以上，而且干叶产量达3 000kg.hm-2，较野生青蒿增产10％以上[7]。在丹参培育方面，已经培育出江苏丹参、安徽丹参和陕西丹参不同地区类型丹参的多倍体优良品种，培育出的丹参优良品种和原品种类型对比，不仅有效化学成分提高了50～80％，产量也提高了50％，同样，培育出的黄芩新品种黄芩苷含量提高30％，产量提高80％[1]。山东平邑县是金银花主产地，经过十几年培育的金银花新品种“九丰一号”，不仅有效成分绿原酸和木犀草苷含量提高，花大易采收，节约成产成本，而且产量提高50％以上[8]。这些高产新品种的培育，不仅仅是通过产量提高促进目前地方经济的发展，更重要的是新品种的培育是功在当代，利在当代和千秋的长远成果，以此保证了中药资源的稳定供应。

没有一定量的中药材，中医就难以发展，所以资源量(或栽培的产量)是影响中医药发展的基本因素。道地药材的一个重要特点是能够长期地稳定地影响市场需求，也就是说至少在某一时期具有一定的数量。在我国道地药材主产区的形成中药材量是最重要因素之一，单位面积的产量对栽培主产区的形成发挥重要的作用[9]。

2 种质资源的历史与现状

2.1 中药材基源不清

分类不清，易造成用药混乱，药材质量无法全面保证，劣种质的药材无法实现治疗效力的最大化，必须做好中药材品种分类问题。在我国本草记载中，品种记载较为混乱，如白及包括白及属的白及和百合科黄精属植物[10]；白篙在不同历史时期曾包含艾、艾邻近种、大籽筒等[11]；白芍原植物除芍药外，尚有毛果芍药及多种变种[12]；白芷来源当归属白芷或与白芷极为相近似的植物及其以后独活属糙叶独活[13]；木通包括木通科木通和马兜铃科关木通[14]；汉、木防己品种不清；“豺节”、“豺漆”究竟为何种五加现在仍难以澄清；等等。古代除药材基源不同外，其同名异物的现象十分普遍，最终引起中药品种分类混乱，造成这种混乱的原因主要是没有科学的分类系统，仅靠文字描述难以区分一些地上部分相似的植物(特别是同属植物)。瑞典植物学家林奈在1735年出版的《自然系统》中首先提出了植物分类的“双名法”，促进了植物学的发展，奠基了近代植物分类学，可区分不同物种，古代但很多药材由于描述过于简单，现在仍难以澄清古代药材的药用来源问题。但是，现代科技的发展，从化学、药理等角度已基本确定了药材的正确来源，但仍然存在药材多基源、种质繁杂等现象，优势种不突出，药材质量不稳。

2.2 引种栽培后药材基源主流物种改变导致药材质量下降

龙胆药材有多种基源，其中条叶龙胆Gentiana manshurica质量最佳，20世纪70年代前一直是商品主流，但其主要分布在平原地带，易于采挖，但近几年基本退出市场[15]，而质量较劣滇龙胆G.rigescens成为主流。同样原有的大叶秦艽G.macropylla、杭麦冬 Ophiopogon japonicus、蒙古黄芪A.membranaceus var.mongholicus、川贝母等优质基源所产药材的比例越来越小，而粗茎秦艽Gentiana crassicaulis、湖 北 麦 冬 Liriope spicata var.prolifera、膜荚黄芪 Astragalusmembranaceus、平贝母Fritillaria ussuriensis等基源物种尽管所产药材质量较差，但在市场占有的比例逐渐增大。造成主流品种发生改变的主要原因是野生资源的枯竭而使栽培成为商品来源的主要渠道。在栽培上原作为主流种类的优质基源产量较低，药材生产成本较高，在市场竞争中处于劣势。

2.3 品种选育落后

野生药用植物具有丰富的遗传多样性。中药材生态变异与生态型的分化和形成是物种种内对不同环境生态条件长期适应与自然选择，在形态、生理、生化上表现出差异的结果。这种种内变异是中药材品质优劣和疗效差异的实质[16]。以 ISSR、SCAR、RAPD、AFLP和ITS为检索词，通过对1990年～2010年20年内CNKI数据库中“本草”和“中药材”数据库的篇名进行检索，采用ISSR(42篇)、SCAR(3篇)、RAPD(118篇)、AFLP(17篇)、ITS(439篇)等技术分析证明许多分布较广的药用植物种群间明显存在遗传上的差异，遗传多样性丰富，是药材品种选育的宝贵财富。本世纪初，国家也投入了一定量资金对我国中药材种质资源进行收集，为中药材的育种奠定了良好基础。

作为栽培植物，随着植物生长环境改变和人们有意或无意的人工选择，必然会使群体的遗传物质改变，最终有别于野生植物，如菊花、人参、延胡索、地黄等。目前，全国栽培药材种类已近300种，其中大部分为资源减少的品种[2]，栽培历史不足百年。育种工作周期长、困难大，依靠有意或无意的人工选择需要漫长的时期，不适应现代迅猛发展的栽培规模，现实中药材育种工作进程缓慢，严重制约了中药材栽培的发展，应采用现代科学技术加快品种选育。

3 新品种选育前景及建议

3.1 加强大宗药材优良品种选育

遗传育种对农业的贡献无比巨大，现在所种植的作物品种与祖先相比，无论是在产量上还是质量长均产生巨大的变化。川芎是我国传统大宗中药材，然而却没有野生的川芎，对其本草进行考证，认为其可能来源于藁本，经过长久栽培演化而形成一味药材种类[17]。白芷和牛膝的野生种的根不能作中药白芷和牛膝用[18]，一方面说明栽培环境对药材质量产生影响，更重要的是在长期的栽培过程中，经过多代选育物种的遗传结构发生了改变，形成了更符合临床需要的遗传特性。元胡的原植物野生于东北等地[19]，在浙江长期栽培后，形成了特有的变种Corydalis turtschaninovii Bess.f.yanhusuo Y.H.Chou et C.C.Hsii后成为商品的基本来源。这些都显示了中药材品种选育对中药材质量的影响。近几年，在丹参、黄芩、柴胡、桔梗、金银花等药材育种工作中已取得可喜的成绩，丹参、黄芩、金银花可提高产量50～80％[1]，显示了药用植物育种工作的潜力。

我国中药材生产长期处于自由发展的状态，规模相对较小，良种选育工作基本上处于空白。种质是影响栽培药材产量的重要因素，药用植物的育种工作在中药资源方面将发挥重大作用。传统农作物有几千年的栽培历史，品种不断更新，产量不断接近极限，因此增产幅度也较小，而对于绝大多数药用植物，仅处于野生种质资源的栽培成活阶段，育种增产效果将是巨大的。根据目前状况，对于多数药用植物来说任重道远，同时也蕴含着育种对提高药材质量和产量的巨大潜力。

药用植物良种选育工作可大体分为两大部分，即“选种”和“育种”。其中，“选种”主要的任务是对现有种质资源进行综合评价，从中选出具有不同优良特性的优良种质加以利用，是很多处于栽培初期的药用植物进行品种改良的首要手段。在现有的栽培药用植物中，特别是引种栽培历史较短的药材中，遗传多样性非常丰富，经过几代选种就可能得到非常好的效果。在选种实践中主要考虑三个方面：①高产性状。如条叶龙胆叶片较窄，为低产性状，但在野生龙胆中具有宽叶类型[20]。②优质类型。对药用植物来说，不同个体中的活性成分含量是不同的，如云南贡山县丙中洛乡不同个体间(n＝10)云黄连根茎生物碱的含量为7～13％[21]，三七不同个体间(n＝23)R1含量0.48～3.53％(RSD＝62％)、Rg1为2.19～6.93％(RSD＝139％)、Re为0.25～0.96％(RSD＝19％)、Rb1为1.42～5.14％(RSD＝107％)、Rd为0.20～1.10％(RSD＝23％)，而且不同植株各成分的比例也存在较大差异[22]，这表明了种质多样性，为优质种药材的育种提供了丰富基础材料。成分通常是多基因控制的，遵循着数量遗传的规律，通过世代选种，可提高活性成分含量。③抗病品种选育。野生变家种后，原有的生态环境发生改变，生物群落单一，易导致病害发生。如野生粗糙龙胆生长在林缘或林隙，光照相对较弱，而在全光大田栽培，土壤裸露，病害十分严重，即使采用严格的预防措施也几乎普遍发生，是制约栽培生产的主要因素。病害不仅降低光合作用，降低产量，而且又会增加生产病害防治成本，药材质量也降低。因此抗病育种具有高产优质的双重作用。

3.2 多基源种类的定向育种

影响药材的质量的因素是多方面的，因此药材的质量也是不稳定的，存在一种连续的数量变化，在此变化范围内，有很多物种符合药用要求，也就出现有些药材基源种类较多的现象。从多基源中选择出最具优势物种进行改良，强化优势，弥补不足，通过定向育种实现多基源药材质量标准的提高及药材产量的提高，为实现一药一基源奠定基础，从而实现药材的质量稳定。

3.3 道地中药材应实行基源品种的认证

由于中药材成分复杂，难以采用一种或一类成分精确定量评价药材的质量，目前可进行明确的“真与伪”的定位，但“优与劣”两个评价指标较为含糊，难以评价，因此很多经销商或成药的生产厂家为降低生产成本，仅采用“真与伪”作为经营主线。在中药材商品流通与采供中，“一等药材都出口，二等药材进药店，三等药材进药厂”似乎已成为一种基本的态势[23]，道地的优质药材被淡化，特别是道地药材的优质基源被严重淡化，优质基源的中药材价格偏低(杭麦冬、条叶龙胆等)，无疑会对我国中医药的发展产生不良影响。优良的品种或基源得不到应有的重视，人们不愿进行优良品种的选育和推广，阻碍了药材整体质量的提高。种质是道地药材质量形成的基本要素，道地药材不能泛指所有基源物种，应明确具体物种(甚至品种)。实施道地中药材基源品种的认证可为药材优质品种树立一个良好品牌，增加社会对中药材品种的认知度，以便通过经济手段促进优良种质的推广，从而可以推动中药材育种工作发展。

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Discussion on Significance of Germ plasm for Chinese Herbal M edicine Resources Development

MENG Xiang-cai，CAOWu-lin，SONG qi，WANG Xi-jun
Heilongjiang University of Chinese Medicine，Harbin 150040，China

The cultivated Chinese Herbalmedicine(CHM)became the main sources of CHM goods.This paper analyzed the impact of germplasm on the quality and yield of CHM，proposed the importance ofmedicinal plant breeding，and suggestion for its development.

Germplasm；Breeding；Cultivation；Quality；Output

2012-09-14)

黑龙江省科学技术研究项目(GZ10C105)

*[通讯作者]孟祥才，mengxiangcai000＠163.com