用前沿科技助力中药材品质提升

□ 卫婷婷

董林林

《晏子春秋·杂下之十》有云：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”环境不同，事物的性质也会随之改变，中药材更是如此。中药药性形成是气候、土壤、生物、地形等综合作用的结果。中药材的质量好坏直接关系到中药疗效，故有“非道地药材不处方，非道地药材不经营”之说。

道地药材是我国传统的优质中药材的代名词，每味道地药材根据其性味不同，都有道地产区，譬如云南三七、长白山人参、浙江贝母、宁夏枸杞子等都属于道地药材。然而，因需求量大增而导致的产地外扩，化肥农药使用不当，中药材的连作障碍等都严重制约了药材道地性的发挥。如何在增加中药材产量的同时确保其药性就成为相关学者的研究重点，中国中医科学院中药研究所分子育种研究室主任、副研究员董林林就是其中一位。多年来，这位年轻的80后女学者一直致力于药用植物新品种选育与遗传改良及无公害栽培、中药质量与安全的研究。在被称为“中药生产第一车间”的中药农业领域，她努力将前沿科技应用于古老中医药的种植，使道地药材焕发出更加璀璨的光芒。

分子标记辅助育种助力无公害中药材栽培

2018年11月25日，中华中医药学会主办的第五届岐黄论坛在北京召开，由中国中医科学院中药研究所等科研机构和中药企业联合开展的“无公害中药材精细栽培关键技术与应用”项目荣获2018年度中华中医药学会科学技术奖一等奖。作为中国中医科学院中药研究所研发团队的核心成员，董林林向记者介绍道：“‘无公害中药材精细栽培体系’是由陈士林研究员带领项目组历经10几年潜心研究的科技成果，该成果完成了中药材基原物种122个基因组图谱构建，建立了本草基因组学科体系，奠定了我国药材生产分子遗传学基础。完成了43个中药材优良品种选育，获得新品种证书和良种证书15个，特别是‘苗乡抗七1号’，其根腐病发病率降低了62.9%。”

被誉为南国仙草的中药三七，是五加科人参属植物，其性温、味甘、微苦，具有散察止血、消定痛的功能，在心血管、脑血管、肝脏等疾病的治疗中具有良好的疗效，已成为片仔癀、云南白药等400余类1000余种中成药的核心成分。目前被广泛运用到临床、保健、制药等方面。我国人工栽培三七的历史至今已有400多年，其种植总面积的90%都集中在云南省。尤其是云南文山，其处于低纬度、高海拔的气候条件，有利于三七有效成分和干物质的积累，因此文山三七产量高、品质优良，是三七的“道地产区”。

然而，在三七的栽培过程中存在着农残高、病虫害重、连作障碍严重等问题，阻碍了三七产业的发展。为保证三七药材质量，保护生态环境，建立三七无公害种植体系，年轻的董林林肩负起科研重任，多年来多次往返于北京与云南文山三七种植基地，用前沿科技为三七品质提升助力。

“一年中我去了16次，我们先从北京去昆明，再从昆明到文山，然后从文山再开两个多小时才能到基地”。同时基地的住宿条件也并不理想，尤其是夏天时，临时搭建的工棚无法洗澡。但长途跋涉的艰辛和工作环境的简陋，在外表柔弱内心坚定的董林林看来并不是什么难事，她轻描淡写地说道：“这就是我工作的一部分。”正是凭借着对科研的无限热爱和执着，董林林在三七种植上取得了一个又一个可喜成果。

在“无公害中药材精细栽培关键技术与应用”项目中，董林林构建了新品种选育的技术平台。“以三七为例，我们采用分子标记辅助育种方式，对三七抗逆及优质品种进行选育，培育了首个三七抗病新品种——苗乡抗七1号。”她介绍说。据介绍，该研究基于简化基因组测序技术筛选出抗病群体的特异SNP位点，利用特异的SNP位点辅助系统选育，缩短了选育周期并提高了选育效率。董林林详细地解释道：“通常需要6个世代的时间才能培养出来三七新品种，而采用这个方法后，我们用4个世代就可以培育出来，节省了1/3的时间。苗乡抗七1号的培育离不开项目组成员的通力合作，文山学院三七研究院的陈中坚院长、王勇所长以及苗乡三七科技股份有限公司魏富刚总经理，都为新品种的培育付出了心血。”

“苗乡抗七1号”的成功培育，不仅弥补了三七抗病新品种的空白，同时也为新品种的推广提供了源头保障。根腐病是药用植物生产中的一种毁灭性病害，该病发生后，容易传染、发病率高、防治困难，具有“植物癌症”之称，一般药用植物根腐病的发病率为10%～30%，有时甚至是100%，导致中药材绝产绝收。而相关研究也表明，随着三七种植年限的增加，根腐病致病菌Fusarum oxysporum的丰度显著增加，三七死苗率逐年升高。显而易见，根腐病害的有效防治是保障三七产业可持续发展的前提。

在以往的种植中，化学防治是三七根腐病的主要防治方法，但频繁使用农药易导致药材农药及重金属等有害物质污染严重。同时农药防治的效果也并不理想，董林林进一步解释道：“根腐病是植物地下根部的病害，当你在地上部分发现症状时，植物的地下部分已经很严重了，因此防治它最有效的方法还是培育抗根腐病的新品种。”她接着说：“‘苗乡抗七1号’的出现将减少农药的使用量，降低农残对环境及人体健康的危害，为三七无公害栽培的推广提供源头保障。”

此外，在“无公害中药材精细栽培关键技术与应用”项目中，董林林还建立了“抗病品种+土壤复合改良+绿肥回田+菌剂调控”无公害中药材病害综合防治技术体系，在三七连作障碍及农田栽参方面取得了突破。

所谓连作障碍，是指同一作物或近缘作物连作以后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象，三七种植的连作障碍问题尤为突出。董林林详细解释道：“三七是宿根类的植物，在生长过程中，植物本身会分泌一些自毒性物质，这些物质会影响土壤的微生态环境。同时作物对肥料的需求也不同。因此多年后，土壤就会出现毒性物质累积、微生物群落结构失衡、肥力不均、板结及盐渍化等系统性问题。”

经多年研究，董林林认识到根际微生态失衡是土壤系统性问题，需要综合技术来破解这一难题。从三七品种、土壤改良、病害综合防治、田间精细管理等多方面共同调控，建立了三七持续种植体系并进行了大田示范。“目前，我们老三七地连续种植的平均亩产量与从未种植过三七的新地产量基本持平，也算是一种突破。”董林林欣喜地说。与此同时，在土壤复合改良、病虫害生物防治、生物菌肥研发等关键技术攻关的基础之上，作为主要核心人员完成无公害人参农田精细栽培关键技术，在靖宇、抚松等地区推广1万余亩。此外，作为主要人员她完成了党参、西洋参、黄精、红花等十余种中药材的规范化生产；作为主要起草人，她制定了三七、人参无公害中药材质量标准，为高品质药材树立了典范。

中国中医科学院一角

执着进取铸就科研路

科研之路从来不是一帆风顺的，唯有依靠执着的信念、敢于挑战的勇气才能到达彼岸，董林林亦是如此。“每当遇到挫折时，我就会想起妈妈的话，‘不要轻易放弃，你再坚持一下可能就成功了’。”

自幼喜欢花花草草的她，高考时选择了农学专业，在一次次的实验课中，董林林显示出非常强的动手能力，让她体会到了成就感、满足感，更使她爱上了生物研究这个专业，兴趣是最好的老师，就如她所说的：“我越来越喜欢动手做实验，喜欢那种沉浸其中的感觉。”

人一生中会遇到很多人，有些会成为你的榜样，带给你力量；有些会是领路人，指引你前进的方向。中国农业大学的王倩教授就是带领董林林走上科研之路的引路人。性格豪爽的王倩与董林林一样来自山东，同一个家乡，相似的性格，让她们相处融洽亦师亦友。“王老师对学生有足够的信任，她能真正放手让我去做好多试验，她的友善包容对我的影响非常大。”如今这份忘年交还在延续，而那份珍贵的师生情也让董林林铭记于心。

探索永无止境，尤其是在科技发展日新月异的今天。之后求知若渴的董林林又继续在中国农业大学资源与环境学院攻读了博士学位，师从李晓林教授、左元梅教授，在植物营养与养分管理、植物—环境分子生物学、根结线虫病害防治等研究领域深入探索，用专业知识与操作技能填充自己。而这些学术精湛、育人有方的良师们也让她受益匪浅，她满怀感激地说：“我觉得自己很幸运，一路下来遇到好多好老师，是他们教会我为师之道，让我懂得如何与学生相处。作为老师，首先要把学生当朋友，要努力去发现学生的优点，并帮学生把优点发挥到极致，这才是真正的培养。”

董林林及团队

依托平台再谱华章

“一个女孩子，要天天跑基地、去产区，风吹日晒的，你觉得你能够承担这份工作吗？”“我是中国农业大学毕业的，出差、去基地是我工作的一部分。”

这是2014年董林林在中国中医科学院中药研究所应聘时与一位老教授的对话。她不怕累、肯吃苦的性格给人留下深刻印象，颇得老师认可。凭借出色的科研成果，董林林以人才引进到中国中医科学院中药研究所，开始从事药用植物分子育种与遗传改良、连作障碍与病害生物防治的研究。

中国中医科学院中药研究所是我国成立最早的国家级研究中药的专门机构，拥有一流的技术平台和专业人才。这些平台为董林林的专业研究提供了精良的设备保障，而那些优秀的科研前辈更是她学习的楷模。屠呦呦教授因在青蒿素研究中的杰出贡献荣获诺贝尔生理学或医学奖，对她来说是莫大的鼓舞；创建了基于ITS2的中草药DNA条形码鉴定方法体系的陈士林教授带领她开展“优质中药材栽培关键技术及推广应用”项目研究，走向了科技前沿。她向记者介绍说：“陈士林老师是一位非常儒雅温和的学者，一位真正的科学家。他教会我要从全局上、整体上去看待课题，同时还要注重细节，既严谨又扎实。在他的点拨之下，我的职业生涯更加立体化了。”

春种一粒粟，秋收万颗子。在董林林最美的青春年华中，她躬身于药用植物新品种选育与遗传改良等研究，奔波于各个种植基地之间，娇小的身影常常出现在那一个个中药材种植大棚中，或是细致入微地观察每一颗幼苗的发育情况，或是生动详尽地向人讲述相关种植技术的应用。多年来，董林林用辛勤付出的汗水、智慧浇灌出丰硕的成果：她在Journal of Experimental Botany、Acta Pharmaccutica Sinica B、Soil Biology and Biochemistry、New Phyto等学术期刊上发表论文50余篇；获得授权专利7项，获得新品种证书5项、良种证书1项；制定并发布中药材质量标准2项，将科研文章写在了大地上。尤为值得一提的是，针对西洋参的根腐病，她开发出一款生防菌剂，更为她赢得了2018年北京市科技新星的荣誉称号。该生防菌剂的研发材料分离自西洋参的根际土壤，生防效果显著且生态友好。

“中药材品质提升涉及中药化学、农学、生物学、生态学等多学科，需要我用毕生的精力去研究。”未来，董林林还将在中药材品质提升深入探索，促使科研更好地服务于社会，这对她来说任重而道远。