天麻种质资源研究进展

2017-05-12丁家玺陈世丽周天华

现代农业科技 2017年6期

丁家玺+陈世丽+周天华

摘要天麻为兰科天麻属多年生草本植物，是我国名贵的药用植物，具有极高的药用价值和研究价值。其野生资源极其稀少，已被列入中国野生植物保护名录。通过查阅文献，综述了天麻物种生物学特征和药用价值，总结了近年来相关的研究进展，对如何合理开发利用及保护以及鉴定其种质资源提出了建议。

关键词天麻；种质资源；研究进展

中图分类号 S567.23+9；Q949.95 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）06-0100-02

Research Progress on Germplasm Resources of Gastrodia elata BL.

DING Jia-xi 1 CHEN Shi-li 1 ZHOU Tian-Hua 1，2 *

（1 College of Biological Science and Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong Shaanxi 723001； 2 Resources Comprehensive Development Collaborative Innovation Center in Qinling-Bashan Mountains Area of Southern Shaanxi）

Abstract Gastrodia elata BL. is a perennial herbal plant in genus Gastrodia R.Br.，family Orchidaceae.As a valuable medicinal plant in China，it has high medicinal value and research value.However，the wild resource of Gastrodia elata BL. is extremely rare，thus it has been listed in the Chinese wild plant protection directory.Based on the literature，the biological characteristics，medicinal value，as well as its research progress were summarized.Suggestions on resource exploiting，germplasm protection and identification were put forward.

Key words Gastrodia elata BL.；germplasm resources；research process

天麻（Gastrodia elata BL.），属兰科天麻亚族天麻属（Ga-strodia R.Br.）多年生草本植物，又名赤箭、獨摇芝、离母、定风草、白龙皮等，分布于吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、江苏、安徽、浙江、江西、台湾、河南、湖北、湖南、四川、贵州、云南和西藏等地。生于海拔400～3 200 m的疏林下、林中空地、林缘、灌丛边缘，生长过程中必须先后与小菇属和蜜环菌属2类真菌建立共生关系。植株高30～200 cm；根状茎肥厚，块茎状，椭圆形至近哑铃形，具有较密的节；茎直立，无绿叶，下部被数枚膜质鞘；总状花序长550 cm，通常具有30～50朵花；花期5—7月[1]。

根据2015版《药典》记载，天麻入药部位为根状茎，性甘、平，归肝经，主治功能有息风止痉、平抑肝阳、祛风通络，可用于小儿惊风、头痛眩晕、肢体麻木等症状[2]，是一味名贵的中药材。近年来，天麻除了传统的用药治病外，也被广泛用于相关食品、药品的开发，市场需求量极大，野生种质越来越稀少，而栽培品种数量日益增多，导致天麻种质资源混乱，使不同种质及不同栽培方式的天麻在质量与价格上出现了巨大差异。当今大多数药用植物都存在种质资源混乱问题，种质资源的评估鉴定远慢于资源的收集与利用，不同种质在药用成分与商品形态上有着较大差异。因此，在进行药用植物优良品种选育或现代食品药品加工之前的首要工作是进行种质资源的鉴定。

1 天麻种类与种质资源

1.1 天麻种质资源分布情况

天麻属在我国已被确认的有13个种，分别为天麻（G.elata Bl.）、南天麻[G.javanica（Bl.）Lindl.]、细天麻（G.gracilis Bl.）、原天麻（G.angusta S.Chow & S.C.Chen.）、疣天麻（G.tube-rculata F.Y.Liu & S.C.Chen.）、夏天麻（G.flabilabella S.S.Ying.）、冬天麻（G hiemalis T.P.Lin.）、勐海天麻（G.menghaiensis Z.H.Tsi & S.C.Chen.）、秋天麻（G.autumnalis T.P.Lin.）、北插天天麻（G.peichatieniana S.S.Ying.）、八代天麻（G.confusa Honda & Tuyama.）、无喙天麻（G.appendiculata C.S.Leou & N.J.Chung.）和春天麻（G.fontinalis T.P.Lin.）[3]。虽然天麻属种类众多，但只有天麻这一个种被列入《中华人民共和国药典》[2]。目前，天麻在我国普遍种植，分布较广，在种内产生了许多变型。研究人员根据不同的表型，将天麻分为5个变型，即红天麻（G.elata Bl.f.elata）、乌天麻（G.elata Bl.f.glauca S.Chow）、绿天麻（G.elata Bl.F.viridis Mak）、黄天麻（G.elata Bl.f.flavida S.Chow）、松天麻（G.elata Bl.f.alba S.Chow），其在中国的分布见表1。

除天麻外，在中国大陆生长的还有原天麻（G.angusta S.Chow et S.C.Chen）、疣天麻（G.tuberculata F.Y.Liu et S.C.Chen）、勐海天麻（G.menghaiensis Z.H.Tsi et S.C.Chen）3个种，其主要分布在云南。其他天麻属的物种均分布在台湾部分地区，但根据陈建设等[4]的调查研究发现，原分布于台湾北部和日本的细天麻，在云南省东南部被采集到，丰富了中国大陆生长的天麻属的内容。

1.2 天麻种质资源现况

随着中药现代化的不断发展，市场对天麻的需求量越来越大，而不同种质天麻在药用成分上存在着较大差异，以致在开发后期中药产品出现了药效参差不齐的问题。仲瑞雪等[5]测定了陕西、四川、贵州3个产区天麻中天麻素的含量，结果表明不同种质的天麻在天麻素含量上有较大差异，并且天麻素含量与天麻的商品等级有一定关系。因此，无论在优良品种选育还是开发中药产品之前，首要工作即是对药用植物进行种质资源鉴定。正如李杰等[6]在综述铁皮石斛种质资源中总结的那样，药用植物种质资源鉴定对药材的质量控制与中药产业的发展具有重要意义。

2 天麻的品质分析

2.1 天麻药用成分及质量鉴定

有关天麻药用成分的研究工作已经较为深入，在其块茎中发现多种化学成分，如酚类、有机酸类、多糖类、甾体类等，其中天麻素（对-羟甲基苯-β-D-吡喃葡萄糖）、对羟基苯甲醇等多种酚类成分是公认的主要药用活性成分[7]。而在药理作用方面，孙泽阳等[8]总结，天麻素在镇静催眠、抗惊厥、镇痛等方面具有显著疗效。目前，天麻质量鉴定工作主要集中在3个方面[9]：一是天麻有效成分种类的定性分析，即根据天麻中有效成分的特征属性来对天麻药材进行鉴定，如方涛等[10]用紫外吸光法探究天麻在不同波长吸收的比值来判定天麻的真伪；二是天麻有效成分的含量测定，目前利用HPLC法对中药材进行有效成分测定是一种普遍方法，如闫宝庆等[11]利用HPLC对天麻中天麻素等多种成分进行测定分析，建立了用HPLC法对4种天麻有效成分进行测定的方法；三是天麻化学植物图谱的建立，目前HPLC指纹图谱已经成为公认的鉴别中药品种与品质的最有效手段，但也存在一些问题例如图谱稳定性差、与药效研究脱节等[12]。杨芝芳等[13]对不同产地和品种的天麻建立了HPLC指纹图谱，结果发现，不同产地的天麻化学成分上有着较大差异，产地是影响天麻品质的一个重要因素。

2.2 不同产地天麻品质比较

天麻在我国分布广泛，在云贵高原、长白山、长江三峡地区等地区均有分布，而据现有研究表明，不同产地的天麻在质量上有较大的差异，例如翟宇君[14]以高效液相色谱（HPLC）指纹图谱结合指标性成分定量分析的方法，以购自国家药品生物制品检定所的天麻对照药材作为指纹对照品，对不同产地、不同类型的天麻进行了综合评价。结果表明，高黎贡山野生天麻HPLC指纹图谱的相似度最高，天麻素含量也与对照药材接近，品质较优；安徽大别山天麻相似度最低，但天麻素含量最高，可考虑作为开发天麻素的原药材，具有较高的利用价值。梁纪军等[15]利用HPLC对贵州、安徽、四川、辽宁4个地方的天麻中天麻素含量进行测定，结果表明，4个产地天麻的天麻素质量百分含量分别为0.381%、0.454%、0.620%、0.332%。肖薇等[16]也利用HPLC法比较了不同产地天麻中天麻素的含量，分别为贵州毕节1.44%、陕西汉中0.82%、安徽大别山0.44%，也发现不用产地天麻中有效成分存在较大差异。

2.3 不同变种间天麻品质比较

在天麻属下的13个种中唯有天麻1个种可以入药，而在天麻种内又有5个变种，变种间成分上的差异也较大。李西林等[17]选取了贵州大方所产的不同变种的天麻，利用HPLC测定其中天麻素含量，结果表明，栽培乌天麻天麻素含量为0.76%，栽培红天麻含量为0.33%，而栽培黄天麻中天麻素含量最少，仅为0.29%。李西林等[17]同时也比较了栽培乌天麻与野生乌天麻中天麻素的含量，结果发现野生乌天麻素含量低于栽培乌天麻含量，为0.17%[17]。由此表明，相同产地不同变种间天麻素含量差异较大，野生或栽培都是天麻质量差异的重要影响因素。李德勋等[18]比较了不同变种天麻中天麻素的含量，结果表明，绿天麻中天麻素含量为1.697%，乌天麻中天麻素含量为1.44%，红天麻中天麻素含量为1.519%，黄天麻中天麻素含量为0.904%，结果也体现了不同变种见天麻品质的差异。

3 讨论

3.1 天麻种质资源鉴定对优良品种选育工作的影响

药用植物的优良品种选育就是对原有种质进行加工改良，然后再进行育种。因此，选择优良种质是育种工作的第一步。对天麻来讲，不同产地、不同种质的成分差异较大，并且不同变种之间又很难从表型上准确地进行区分。因此，对天麻进行种质资源鉴定，是开展天麻优良品种选育的前提。

在进行药用植物种质资源鉴定方面，主要利用的遗传标记有4个方面，即形态学标记、细胞标记、生化标记、分子标记[19]，由于前3种标记在种质资源鉴定方面都存在着自身缺陷，而分子標记技术有着数量多、多态性高、能提供较完整的遗传信息等优势，成为种质资源鉴定的主要方法。朱英等[20]利用相关序列扩增多态性（SRAP）技术对药用植物白芨的种质资源进行了遗传多样性分析，其结果对白芨进行种质资源分析提供了重要参考，同时也验证了分子标记技术在药用植物种质资源鉴定中的可行性。

3.2 野生天麻种植资源的保护

随着市场对中成药需求的不断增高，野生资源遭到过度采挖，栽培品种数量不断上涨。这种野生种质资源损失的现象意味着植物适应环境变化的潜力在丧失，也就意味着在育种工作中寻找新的遗传资源来抵御病虫害等不利条件的可能性下降[21]。天麻由于生长方式独特，其野生种质资源变得越来越稀缺。因此，在着手开展保护工作之前先要进行种质资源调查和鉴定，对其种质资源开展有针对性的保护。

4 展望

鉴于天麻生长发育的特殊性、药用功能的重要性以及目前所面临的种质资源混乱的情况，在后期的药用植物研究工作中，应着手开展关于天麻的种质资源鉴定工作。目前，DNA分子标记技术已经广泛用于植物种质资源的研究，例如随机扩增多态性DNA（RAPD）、扩增片段长度多态性（AFLP）、简单序列重复（SSR）等。与形态学标记等方法相比，DNA分子标记可排除环境干扰，结果更可靠。目前研究发现，RAPD与AFLP技术已经被用于研究天麻的种质遗传差异，SSR技术还较少被利用。SSR标记广泛分布于基因组中，具有多态性丰富、信息量大、操作简单等特点[22]，目前已经广泛用于药用植物种质资源鉴定以及遗传多样性分析，王晓丽等[23]比较了AFLP以及SSR技术在天麻遗传分析上的应用，结果表明SSR有更强的区分能力。黎君等[24]也运用SSR技术对药用植物白芨进行了遗传多样性的研究，再次证明了SSR技术在药用植物种质资源鉴定与遗传多样性分析研究中的可行性。因此，利用SSR技术系统地对天麻进行种质资源鉴定以及遗传多样性分析有重要的研究意义。

5 参考文献

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1999：45-50.

[2] 国家药典委员会.中国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2015：91-92.

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[4] 陈建设，侯昭强，文光玉，等.中国大陆天麻属一新分布种：细天麻[J].西北植物学报，2015，35（7）：1482-1484.

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[10] 方涛，朱开贤.利用紫外光谱鉴别天麻真伪[J].山西中医，1991，7（1）：28-29.

[11] 闫宝庆，张晖芬，逄楠楠，等.RP-HPLC同时测定天麻中四种成分的含量[J].中国中药杂志，2009，34（22）：2903-2906.