白及国内研究利用现状及可持续发展建议

2017-09-30李紫云肖锦淑

绿色科技 2017年17期

李紫云+肖锦淑

摘要：指出了白及为兰科白及属多年生草本植物，具有极高的观赏、药用价值和經济价值。主要从白及资源的潜在分布、主要化学成分、育苗繁殖技术、存在的主要问题等方面简要综述了白及国内研究利用现状，并就白及产业的可持续发展提出了建议，以期为白及的进一步研究利用提供参考。

关键词：白及；研究现状；可持续发展

中图分类号：S567

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）17-0083-04

1 引言

白及（Bletilla striata （Thunb.ex A.Murray）Rchb.f.），又名白芨、连及草、甘根等，为兰科白及属多年生草本植物，植株高18～60 cm，广泛分布于长江流域各省，朝鲜半岛和日本也有分布。白及属在我国共有4种，分别为白及、华白及、黄花白及、小白及[1]。白及干燥块茎可入药，临床具有收敛止血，消肿生肌的功效，主要用于治疗咯血、吐血、外伤出血、疮疡肿毒、皮肤皲裂等症，不宜与川乌、制川乌、草乌、制草乌、附子同用[2]。白及假鳞茎中含有丰富的白及胶，具有特殊的黏度特性，可作为增稠剂、混悬剂、保湿剂和助乳化剂等应用于生物医药、保健食品、纺织印染、特种涂料和日用化工等方面，具有很高的经济价值。此外，白及花色艳丽，花型优雅，可作为盆栽等观赏植物。因其极高的观赏价值、药用价值和经济价值，白及需求量不断增加，而掠夺式采挖使生长周期长、繁殖系数低的野生白及资源遭到毁灭性的破坏，目前野生白及已被列为国家珍稀濒危植物加以保护，还被收载于《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅱ中，受到国际保护。

随着白及市场需求量不断增加，白及价格急剧上涨，加上政府近几年对林下中药材行业的大力扶持，国内掀起人工种植白及的热潮。白及人工种植的开展，能够促进白及种质资源有效保存，实现白及野生资源的可持续利用，是白及产业发展的必然之路。但是，白及产业发展仍然存在很多问题，严重制约了白及产业的绿色、循环、可持续发展。笔者从白及资源的潜在分布、主要化学成分、育苗繁殖技术、存在的主要问题等方面简要综述了白及国内研究利用现状，并且提出笔者对白及产业可持续发展的几点浅薄建议，以期为白及产业化发展提供指导。

2 我国白及野生资源的潜在分布及致濒因素

白及喜温暖、阴湿的环境，稍耐寒，常生于海拔800～2000 m的疏生灌木的山坡多石之地，在肥沃、疏松而排水良好的沙壤土或腐殖质多的壤土上生长良好[3]。自然条件下，白及假鳞茎于2月出芽，4～5月开花，花后进入快速生长期，在秋季（10～11月），V形假鳞茎开始营养器官的分化，冬季倒苗。4月和10月最低气温、年温度变化范围、11月平均降水量成为影响白及潜在分布的最主要气象因子。相关研究表明，我国白及潜在分布区主要位于秦岭、淮河以南大部分地区，主要生于云南、湖北、四川、湖南、江西、浙江等省[4]。

白及不能进行自然的自花授粉和无融合生殖，花粉成熟时由粘性物质聚结成团无法散粉，以及缺乏有效的传粉媒介可能是白及自然结实率低的主要原因，也是导致该物种濒危在生殖方面的主要原因之一[5]。白及果实为蒴果，每粒硕果中含有数万粒种子，但是，其种子非常细小，种皮为单层细胞组成，侧壁加厚，细胞器及原生质均已消失，是一层半透明的死细胞，胚处于原胚阶段，胚柄退化，无胚乳，在自然条件下极难萌发成苗[6]。此外，环境因子如光照、温度、阴雨以及风等影响访花昆虫的活动，进而影响植物的传粉和繁殖，由于人类对白及野生资源掠夺式的采挖，其传粉昆虫生境遭到严重破坏，导致访花昆虫减少或缺失，因此，对于白及的保护而言，不仅要对其野生资源进行保护，同时，还应保证其传粉昆虫的生境。

3 白及的主要化学成分及应用

国内外关于白及化学成分研究已经有很多报道，主要包括联苄类、菲类及其衍生物，少量挥发油、黏液质、白及多糖以及淀粉、葡萄糖等。其中，白及多糖含量最高，也是白及的主要功能性成分，而联苄类化合物、二氢菲类化合物是白及块茎中主要抗菌活性成分。现代药理学研究表明，白及多糖及其他功能活性成分具有抗菌、止血活血、抗肿瘤、抗溃疡、抗纤维化、抗氧化、促进创面愈合等药理活性，临床广泛用于口腔溃疡、前列腺手术、烧烫伤、肿瘤栓塞、妇科肌瘤，肛肠疾病，皮肤病等治疗[7]。此外，由于白及无毒，并且具有延缓皮肤衰老、增稠、悬浮、保湿和助乳化等功能，现已广泛应用于保健食品、纺织印染、特种涂料和日用化工等行业。

4 白及的育苗繁殖技术

随着白及药理学研究的不断深入，白及市场需求量的不断扩大，采取人工繁育是保护白及野生资源，提高白及产量的有力措施。目前人工繁育主要有种子直播、分株繁殖和组培快繁方法。由于白及种子在自然条件下极难萌发，所以市场上基本不采用种子直播放方法，但也有部分学者进行研究。传统的人工栽培主要依靠分株繁殖，该方法简单便捷、易于操作，但是其繁殖效率低、周期长，不适宜商业化规模化种植。组培快繁技术主要包括种子无菌萌发和营养组织培养两种方式，由于白及硕果中含有大量种子，目前大多学者更倾向于研究白及的种子无菌萌发技术，市场上也多采用该方法生产种苗。

4.1 白及种子直播育种

白及为绿色地生型兰科植物[8]，其种子成熟时种皮细胞质、细胞器退化消失，是一层半透明的死细胞，缺乏供给营养成分的胚乳，为适应生长条件，其种子具有厚种皮，并含有抑制萌发的物质性质，在自然条件下极难萌发成苗。张建霞等[9]研究表明，随着白及胚龄增大，胚成熟度不断增加，有胚率和萌发率逐渐提高，种子萌发时间逐渐变短。所以，白及胚龄为20周后采收最好，有胚率最高，萌发率为100%，萌发时间只需1周。白及种子采收后，随着贮藏时间延长，其种子活力缓慢降低，短时间内低温保存均可使白及种子保持较高活性，适宜播种，白及蒴果的贮藏温度为5 ℃左右[10]。

兰科植物种子只能与内生真菌建立共生关系，才能完成种子萌发的过程，即共生萌发。目前有关白及内生真菌提取、菌根共生关系、以及内生真菌与白及种子萌发关系的研究已有一些报道。相关研究表明，白及的菌根真菌能其种子萌发和幼苗生长发育。郭顺星等[11]将白及种子伴紫萁小菇等4种真菌进行半自然状态下播种试验，结果表明，真菌对白及原球茎的子叶分化、生长及假根形成均有显著促进作用，用紫萁小菇培养物的醇、水粗提液及二者混合液播种，混合液有利于种子萌发，醇提液可显著加快原球茎子叶的分化与生长。endprint

目前，除将白及种子伴内生真菌进行半自然状态下播种育苗试验研究外，目前白及种子直播育苗繁殖技术的研究也有了新的进展。牛俊峰等[12]选择树皮粉、腐殖质、营养土、鸡粪和草炭土按体积比为15∶20∶8∶1∶5配成的育苗基质，控制空气温度20～35 ℃、湿度为60%～80%，在白及种子萌发不同阶段定期喷洒不同的营养液，种子萌发率可由自然条件下5%提升至70%，播种180d假鳞茎直径可达1～1.5 cm。史文旋等[13]以白及种子为试材，采用体积比为9∶1∶1混合基质（营养土：蛭石：珍珠岩），高锰酸钾灭菌，活性炭（种子与活性炭体积比为1∶30）拌种条件下，成苗数达9个每平方厘米；种子萌发后，每隔30 d喷洒1/2MS营养液，在此基础上添加1.0 mg/L的6-BA，白及幼苗生长最好，平均茎长为30 mm，平均叶宽为，3.03 mm，平均根长为9.63 mm。黄永亮[14]采用野生白及种子作为材料，采用乙烯剂处理发芽率达35.2%，分别比50℃ 温水和常温处理发芽率高13.6%和19.8%。

4.2 白及分株繁殖

白及不耐寒，喜温暖、湿润、阴凉的气候环境，种植白及要求肥沃、疏松、排水良好的沙质壤土，或栽培在阴坡和较湿的地块，根据白及的土壤和环境要求，林下环境极适宜白及的人工种植，既充分利用了林地空间，又可以产生较高的经济附加值。分株繁殖是白及传统繁殖最主要的方法，即将白及假鳞茎分割成小块进行种植。分株繁殖秋冬季适宜播期为10中旬至11月下旬，春季播种的适宜时间是早春的3月中下旬，应选取当年具有老杆及嫩芽的假鳞茎作种，以无虫蛀，无采挖伤者为好。白及分株繁殖方法周期长，一般需要3～5年才能采收，而白及种茎的质量是保证白及产量的基础，其假鳞茎的越冬贮藏保鲜是保种、繁种、商品生产的重要环节。采收后的白及假鳞茎无需清洗，带泥假鳞茎经阳光照射迅速晒干后，用消毒过的湿锯末作包埋介质，于6 ～8 ℃冰柜或冷库中安全越冬[15]。

在实际生产过程中，白及块茎存在出苗率低，在土壤中易腐烂等问题，可以通过催芽筛选出较好的块茎，使损伤的块茎恢复元气，提高其抗病能力，从而提高单位面积产量。郭乔仪等[16]根据白及属兰科植物具有明显气生根的特点，摸索出了采用塑料袋催芽移栽方法能极大提高白及块茎发芽率的栽培新技术，与常规直接播种白及块茎的栽培方式相比较，塑料袋催芽更易协调根和芽形成所需的水分、氧气和温度，萌芽率可达90%以上，显著提高萌芽率和成苗率。任启飞等[17]将白及块茎分为3个等级，设置5种基质，从白及块茎出芽率、平均苗高、平均根长3个指标评比出最适宜的白及块茎催苗基质，结果表明松毛腐殖土、珍珠岩为最佳催芽基质，纯田园土最不适宜。此外，在白及栽培过程中，及时除草，做好病虫害防治，并根据土壤肥力，在氮、磷、钾肥合理施用的基础上，适当施用硼、锌、钼肥能够提高白及的品质和产量。

4.3 白及组培快繁技术

组培快繁技术是指在无菌条件下，将外植体接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术，该技术具有高产、优质、整齐划一等优良特性，已被广大种植者争相采用。近年来，关于白及组培快繁技术的研究已经有很多报道，主要集中为外植体选择、基本培养基、培养基类型、植物生长调节剂的类型及浓度、外源添加物的选择等。

根据植物细胞全能性学说，白及的任何部分都可以作为外植体，但是不同部位的组织、器官中，其形成组培苗的能力有很大差异，因此选择合适的外植体对白及组培快繁技术的研究非常重要。白及硕果中含有数万粒种子，其种子虽然没有胚乳，但具有种孔，有利于营养物质的进入，其在适宜的培养基上萌发率高，而且白及硕果消毒简单方便、不易造成污染，所以在白及组培快繁研究中选择种子作为外植体的居多。除了选用种子作为组培外植体，也可采用白及侧芽、块茎、叶片、茎尖、幼根等部位作为外植体进行组织培养。石云平等[18]以白及侧芽和块茎为外植体进行组培研究，结果表明以侧芽为外植体的培养效果较好。张燕等[19]以白及种子为培养材料，并以白及组培苗的原球茎和叶片为外植体，进行白及组织培养快速繁殖技术研究，结果表明，利用种子萌发进行白及繁殖，在短时间里可以获得大量合格的小苗，是一种快速有效的繁殖方法；组培苗的原球茎经切割后在诱导培养基上培养，可产生增殖分化，形成丛芽，而以叶片为外植体，未获得组培苗。

培养基是植物组织培养的基本营养来源，选择合适的基本培养基有利于外植体的发育和生长，白及组织培养常选用MS和1/2MS作为基本培养基，植物生长调节剂及源添加物的类型和浓度对白及种苗的正常生长十分关键。王楷等[20]以白及的成熟蒴果为材料，在MS、1/2MS、KC、VW 四种培养基中添加1.0 mg/L6-BA及椰汁乳的培养基上进行无菌播种，结果表明，1/2MS为白及种子萌发的最适基本培养基，并且液体培养基萌发率较固体培养基更高，并且添加10%的椰汁乳能有效提高萌发率，促进原球茎的生长。李雨晴等[21]采用MS、1 /2MS 添加不同激素、生物添加剂，以及光暗处理进行白及种子萌发试验，结果表明，1 /2 MS + 1.0mg /L NAA + 1.6mg /L 6 - BA 有利于种子萌发，1 /2 MS + 30 g /L 蔗糖+ 20%椰汁有利于誘导原球茎，而暗培养降低了白及种子的萌发率。此外，江胜德等[22]研究了L-谷氨酸对白及组培苗生理影响，结果表明，L-谷氨酸对白及组培苗生理机能有促进作用，且200 mg/L为最佳浓度，在培养基中添加适量的L-谷氨酸可以增强白及组培苗的自养能力，降低培养基中糖的添加量，从而实现白及组培苗的减糖甚至无糖培养。

白及组培苗必须通过炼苗才能进行移栽，不同的炼苗方法对白及组培苗的成活率和健壮程度有着很大的影响。郭乔仪等[23]为简化白及组培苗炼苗方法，采用剪除白及组培苗茎叶的炼苗方法，提高了白及组培苗炼苗成活率，促进苗健壮生长提高移栽成活率。曹婧等[24]研究表明，开瓶锻炼能提高白及组培苗的移栽成活率和健壮度，但锻炼时间不宜太长，适应性锻炼的时间以6 d为宜，一般选择透气、利水兼顾富含营养的栽培介质，可选用有机介质水苔，或者体积比为1∶1的珍珠岩与营养土作为无机介质，并且对组培苗进行去顶处理，去除白及组培苗的老弱顶枝，创伤动员位于近基部的分生组织分裂分化，再生顶芽，生长迅速、挺直，移栽的成活率和健壮度可得到有效提高。endprint

5 白及产业发展存在的主要问题

5.1 白及混淆品充斥市场，产品药效、用药安全等存在隐患

随着白及药理学研究的不断深入，市场需求量逐年增加，其价格不断上涨，受经济利益的驱使，市场上出现了多种白及的混淆品，主要包括小白及、黄花白及、独蒜兰、杜鹃兰、黄精、玉竹、射干等，由于其外观性状相似，并且经过加工的混淆品和正品较难区分，普通消费者难以识别，严重影响了白及产品的药效、用药的安全性，对白及产品有效性和资源的合理利用造成严重影响。

5.2 人工种植品种混乱，缺乏规模化种植及标准化管理

近年来，白及野生资源遭到连年掠夺式采挖，其天然生境遭到严重破坏，使得白及野生资源濒临灭绝。而传统人工栽培直接采用野生白及的假鳞茎进行分株繁殖，品种杂乱，环境适应性差，采收周期长，白及产量无法满足市场需求。目前，市场上已经大量采用组培快繁技术进行育苗，但大多以个体经营为主，没有形成规模化种植，绝大部分的个体经营户由于种植年限不长，技术体系不成熟，缺乏科学标准化的种植管理经验，使得人工种植白及的品质和产量得不到保障，经济效益低。

5.3 盲目扩种、产品精深加工滞后，未来白及市场前景堪忧

由于白及极高的药用价值和经济效益，并且政府对林下中药材种植的大力支持，近年来不少林农进行盲目扩种，国内白及种植面积快速增加。目前，白及主要用于中药行业，虽在生物医药、保健食品、纺织印染、特种涂料和日用化工等中的应用也有研究，但是精深加工产品的研究还相对滞后，随着白及的盲目扩种，越来越多的资金进入白及种植行业，未来几年白及产量将十分庞大，白及价格很有可能由于供大于求而出现严重下跌，未来白及市场前景堪忧。

6 白及产业可持续发展的建议

6.1 加强白及质量标准研究，加大市场监督管理力度

由于白及混淆品与正品外观性状极为相似，普通消费者难以区分，相关学者及科研机构应该加强对白及中药鉴定、质量指标检验方法等的研究，相關部门应该制定出行之有效的鉴别检测标准，并且政府应加大市场监督管理力度，对白及伪品的销售进行打击，保证中药产品药效和用药安全。

6.2 加强白及野生种质资源保护，增强群众保护野生资源意识

作为珍稀濒危植物，政府应加强白及野生种质资源保护，进行“就地保护”，在各主要产区建立野生白及种质资源与原生生境保护区；对于生境已经遭到严重破坏无法恢复的野生白及资源产区，进行“迁地保护”，建立野生白及种质资源库。同时，应加大野生资源保护宣传力度，增强人民群众对野生资源及其生境的保护意识，提高群众自觉保护意识。此外，还应完善我国野生生物资源及其生境保护的法律、法规，严厉打击破坏珍稀野生资源的行为。

6.3 开展白及人工育种示范推广，建立GAP规范种植示范基地

加大野生白及资源种源和品种筛选研究，选育出具有不同生态适应幅度、有效成分和产量高的白及野生居群，利用现代快繁技术降低人工育种成本，加快白及野生变人工种植试验的步伐，优化人工种植管理技术，建立GAP规范种植示范基地，有效保障白及产品的质量和产量。同时，积极引导林农科学种植白及，按照GAP要求严格把好质量关，以保证药材的正常供给。

6.4 鼓励林农、企业、科研机构合作，形成白及可持续发展产业链

鼓励林农、企业、科研机构合作，搭建特色品牌，建立技术创新联盟，推进白及人工规范化种植的深度发展，进一步加强生物医药、产品精深加工研究，把目光聚集到白及产业链的后端，完成白及产后产品化，形成集资源、加工、销售的可持续发展产业链。此外，白及花色艳丽、花型优雅，具有较高的观赏价值，可加大白及作为园林观赏植物的推广应用，扩大白及可持续应用渠道。

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