四川省中药材育种现状分析△

彭芳，陶珊，周会，李欧，袁灿，施田田，吴宇，张超*

1.四川省农业科学院 经济作物育种栽培研究所/国家中药材产业技术体系成都综合试验站，四川 成都 610300；2.四川省种子站，四川 成都 610000；3.乐山职业技术学院，四川 乐山 614000

四川省素有“中医之乡”“中药之库”的美誉，据《四川省中药材产业发展规划(2018—2025年)》统计，四川省中药材蕴藏量、常用中药材品种数、道地药材品种数和中药材生产质量管理规范(GAP)基地数量均居全国第一位；中药材年产量1 020 000 t，年总产值173亿元，出口额2.57亿元。截至2017年，全省种植中药材面积约424 667 hm2，单品种种植面积上万亩(1亩≈666.67 m2)的药材有53种，其中川芎、川麦冬等道地药材的种植面积居全国第一。为了逐步实现药材标准化种植，从源头上保证中药材种源可控及质量安全，四川省自“十一五”以来十分重视川产道地药材的品种选育工作，已取得了显著进步和成绩。本文从四川省育种发展历程与主要成绩、育种目标和方法、育种基础及市场化推广等方面进行系统总结，就育种工作中存在的问题提出应对策略，以期为推动四川省中药材品种选育和药材产业快速发展提供参考。

1 发展历程与主要成绩

四川省在2006年成立了药用植物品种审定委员会，制定了《四川省药用植物新品种审定标准》，并从2006年起将中药材品种选育纳入了四川省育种攻关计划，经历了3个五年计划(2006—2020年)，共有33家单位参与品种选育，形成了科研院所、大学(11家)为主体和企业、地方机构(22家)为辅助的“产-学-研”联动的品种选育模式。截至2016年，审定了白芷、半夏、柴胡、川贝母等25种中药材共46个品种(见表1)，具体情况如下：1)“十一五”攻关计划由四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所主持，以产量为主要选育目标，开展红花等10种中药材资源调查和整理，发掘出一批地方良种，审定11个品种。2)“十二五”攻关计划由成都中医药大学主持，提出产量和品质并重的育种目标，并积极推进新品种的示范推广应用，审定26个品种，推广应用面积超过20 000 hm2[1]。3)“十三五”攻关计划由中国科学院成都生物研究所主持，2016年审定9个“十二五”育成的品种，从2017年开始四川省暂停了中药材的审定工作，2018年出台《四川省非主要农作物品种认定办法》，2019年底四川省启动了中药材品种认定工作。“十三五”的育种目标是在关注《中华人民共和国药典》指标成分含量的同时，部分品种增加了提高抗病性的选育；同时为培育突破性品种深入开展了一系列机制研究。例如：柴胡内参基因的筛选及验证[2]，铁皮石斛中多糖生物合成途径的阐释[3]，川芎转录组简单重复序列(SSR)分析与基于表达序列标签的简单重复序列(EST-SSR)标记的开发[4]，这些工作对加快四川省中药材品种改良具有重要意义。

表1 2006—2016年四川省审定的中药材品种

续表1

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2 育种目标和方法

经过十余年发展，四川省中药材品种选育的目标已从最初单纯追求产量逐渐向产量与品质并重的方向转变。在已审定的46个中药材品种中，以高产为目标的品种有42个，高产、高成分含量[《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)指标成分]并重的品种只占4个，新品种的总体增产幅度为3.83%～230.37%。在高产品种中川贝1号、黄丝郁金1号、川白芷1号和川天麻金乌1号的增产幅度在34.90%～73.55%，川科斛1号和川射干1号分别增产217.70%和230.37%。当品种目标以产量和品质并重时，包括麦冬等4个新品种增产幅度均在30%以下，但在《中国药典》指标成分含量方面有较为突出表现。例如川麦冬2号水浸出物和总皂苷含量分别比对照高2.70%和29.35%，川科斛2号总多糖含量比对照高18.19%，南银1号绿原酸含量比对照高21.40%，川天麻金红1号醇浸出物和天麻素含量分别比对照高20.60%和93.30%。此外，一些品种的抗性特征也有所描述：川科斛1号的抗病性较强，绿芎1号抗病性强，川附2号田间表现对白绢病、霜霉病的抗性较好，南银1号田间表现抗根腐病、白粉病、蚜虫，宝膝1号耐寒性强。但这些抗性特征均是大田调查的结果，缺乏标准的鉴定。

四川省已审定的中药材品种其选育方法主要是系统选育和引种驯化。育种材料主要来源于引种优良品种、野生特异单株或农家品种。系统选育是一种利用现有品种群体中出现的自然变异，特别是本地区推广的优良品种中的有利自然变异，从中进行选择，具有方法简便、选育速度快的优点。但由于该育种方法培育出的品种遗传背景较为单一，大面积推广种植后，存在病虫害爆发的潜在危险。同时，由于系统选育是从现有自然群体中筛选优良个体，不能创造新的基因型，也难以直接获得有重大突破的品种。

3 育种基础

近十多年来，四川省的中药材育种工作由过去的随机性、间断性向计划性、持续性的方向发展。自启动四川省中药材育种攻关计划以来，参与该攻关计划的11个科研院所和大学先后建立了数个中药材种质资源圃，为四川省道地药材遗传改良研究打下了坚实基础。2017年，在国家支持下，四川省建立了国家中药材产业技术体系成都试验站和绵阳试验站，川产道地药材的资源、育种和繁育研究得到相对稳定的支持。虽然中药材品种选育工作取得了一些成绩，但与之配套的良种繁育技术研究滞后，规范化、标准化的基地建设才刚起步。目前，只有秦艽等5种药材的繁育技术规程制定了地方标准。

4 市场化推广

中药材新品种的种子种苗繁育是中药材规范化生产的源头工程[5]。但由于中药材单品种面积小，各地重视程度不高，加之种植技术要求高，各乡镇缺乏中药材种植技术服务的专业人才，严重制约了中药材新品种推广工作的开展。目前，省内还没有专门从事中药材种子种苗经营的企业，种子种苗仍然是中药材生产的副产品，各乡镇农业技术服务站没有将中药材品种推广纳入工作计划，因此中药材新品种推广工作进展缓慢，应用面积十分有限。

5 展望

中药材品种选育是中药材生产中十分重要的环节，也是中药材基地建设中最薄弱的环节[5]。虽然四川省在这方面起步较早，但仍有75%以上的川产道地药材没有优良品种。因此，亟待从育种方法和目标、遗传基础等方面开展深入研究，培育更多遗传稳定、品质优良、抗性强的川产道地药材新品种，从源头上推进中药材的有序、安全、有效生产。

5.1 系统选育为主，辅助应用其他选育方法

目前，四川省已选育的46个药材品种中，采用系统选育方法的有44个，是一种极为有效的方法。2019年四川省正式发布了《四川省中药材产业发展规划(2018—2025年)》，包括了86种四川省道地药材，其中还有66种药材没有审定(认定)新品种，因此，应继续坚持以系统选育为主，快速从自然混杂群体中选出良种并推广，尽快提高四川省药材良种化率。另一方面，为了加速四川省中药材种子产品尽快商品化和产业化，在辅助应用其他选育方法中应重点考虑杂交育种和杂种优势利用。近年来，通过该方法已选育出金银花、丹参、红花、天麻、桔梗等药材的优良品种，大幅度地提升了药材的品质和产量[6]。目前，四川省在采用系统选育方法选育出川贝母、川牛膝、天麻等新品种的同时，对其遗传特性有了较为清晰的认识，积累了一定数量的亲本材料，可以探索开展杂交育种或杂种优势利用。

此外，从用药安全性考虑，国家市场监督管理总局在2018年发布的《中药材生产质量管理规范(修订草案征求意见稿)》中明确提出，对于种间杂交品种原则上是禁止的，除非作为提取单体成分的原料开展的育种。对于转基因和人工诱变加倍等育种技术选育的中药材品种，禁止用做饮片，但可以作为提取单体成分的原料药。因此，可以对提取成分明确且有较大需求的药材开展相关探索性研究，如川贝母等名贵药材。

5.2 重视药材品质育种和抗性育种研究

优质优价已成为中药材发展的趋势，因此开展品质育种是实现药材优质的主要途径之一。药材品质不仅包括外观性状和《中国药典》指标成分，其他活性成分和药效也是其重要品质特征。如伍贤进等[7]提出了中药谱效育种理论，以生物效价检测药理药效、以化学指纹图谱和谱效分析评价有效成分种类和含量，并确定质量控制的关键性成分，利用这种综合评价方法探索性地开展了新品种“湘白鱼腥草”选育，这为进一步探索其他川产药材品质育种研究提供了良好借鉴。

随着农药减施工作的推进，以及《中国药典》2020年版增修订药材和饮片检定通则中加强对药材农残和重金属限量标准的要求，中药材抗性育种，特别是抗病虫育种显得尤为重要。目前，四川省在该领域研究不足，尚没有突出的抗性品种，而其他省已取得一定成绩，如山东的西洋参品种“三抗1号”(抗旱)和太子参品种“抗毒1号”(抗花叶病毒病)，浙江的浙贝母品种“浙贝2号”(抗灰霉病和干腐病)，云南的三七品种“苗乡抗七1号”(抗根腐病)[6，8-9]。因此，亟待加强川产药材的种质资源收集和抗性鉴定，重点对附子(白绢病、根腐病)、川芎(根腐病、菌核病)、黄连(褐斑病、炭疽病)等开展系统的抗病性鉴定，为选育抗性品种奠定良好基础。

5.3 加强基础研究，探索分子标记辅助育种

目前，四川省在药材品种选育过程中获得了一批较纯的资源材料，可以在此基础上选择一批中药材开展全基因组测序、次生代谢产物合成相关基因定位和克隆、遗传图谱构建等基础研究，为分子标记辅助育种奠定基础。分子标记辅助育种能有效提高选择的效率与预见性，但在药用植物上的研究才刚起步。目前，国内已开展了桑树[10]、黄花蒿[11]、罗汉果[12]、北柴胡[13]、长春花[14]、丹参[15]、石斛[16]和菊花[17]8种药用植物连锁图谱研究，丹参[18]和石斛[19]已有数量性状位点(QTL)定位研究报道，三七[9]和紫苏[20]的2个品种利用单核苷酸多态性(SNP)分子标记辅助鉴定指导新品种选育。但对于构建高精度连锁图谱，还需要进一步扩大研究的群体数量和标记数量，并运用大量群体来跟踪重组事件。同时，也需要高通量的表型观测技术来进行精确的表型数据收集[21]，以便充分发挥分子标记技术辅助进行田间选择的准确性和高效性，最终加快药用植物的育种进程。

5.4 加强中药材新品种的种子种苗繁育推广示范工作

为了更好地衔接基础研究和市场化推广，需要加强种子种苗企业与科研院所联合，利用选育的中药材新品种，采用“三圃制”(株行-株系-原种)等良种繁育方法，开展新品种的种子种苗保纯繁殖研究，建立满足市场需求的中药材良种繁育基地，向药农和栽培基地提供优良品种。在市场化推广过程中，考虑到四川省中药材种类繁多，且大多数药材为多年生，每种药材投入经费和技术人员相对较少，需要更多激励资金促进新品种转化应用；同时，为保证资源圃、示范基地的稳定运行及育种工作的持续开展，也需要从政策和经费上得到持续的支持。