药用植物滇黄精种植研究进展

2023-09-08朱臻荣贾平刘悦殷子喻

云南中医中药杂志 2023年8期

朱臻荣贾平刘悦殷子喻

摘要：滇黄精是云南道地药材，含有多种活性成分，同时又是药食两用植物。随着社会健康意识的提高，滇黄精需求量日益增大，野生资源锐减。而人工栽培范围不断地扩大，尚未开发出产量高的品种，没有规范地种植体系导致滇黄精种植资源混杂，急需从源头解决滇黄精品质问题。

关键词：滇黄精；药理；栽培育种；病害防治；转录组

中图分类号：R285.5 文献标志码：A 文章编号：1007-2349（2023）08-0093-05

滇黄精（ Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl.），又称为节节高、马尾根、牛尾巴薯、仙人饭［1］。滇黄精具滋阴、健脾润肺、益肾的功效，用于治疗气虚、肺虚燥咳、精血不足等，又是数十种滋补性中医复方或中成药的重要组分，自古被民间及医药学家所重视［2-4］。滇黄精还是《中国药典》（2020年版）规定3种黄精基源植物之一，又习称为“大头黄精” ［5］。

黄精“味甘，平，无毒。治疗气虚、肺虚燥咳、精血不足，久服具滋阴、健脾润肺、益肾轻身” ［6］。滇黄精分布于我国云、贵、川等省，周边邻国也有分布［7］。民国《药物出产辨》中记载“黄精以湖南产者为正。其余……西江流域流经云南、贵州、广西、广东等4省一带地区” ［8］。《常用中药材品种整理和质量研究》（1994年）第一册中记载滇黄精主要分布在云南、广西，多生产于山坡草丛较阴湿处［8］。《中华本草》（1998年）记载滇黄精分布于广西、四川、云南等地［9］。在近现代植物学发展史上，Coll和Hemsl于1890年发表滇黄精作为一个新种，即滇黄精系［10］。而更早之前，明代初期，兰茂在《滇南本草》中对滇黄精进行了最早的文字记载：“鹿竹，味甘，性平，无毒。药名黄精……”，其记录了我国在明朝之前就开始使用滇黄精［10］。根据《道地药材图典·西南卷》记载，可确定云、贵、川及广西西北部为滇黄精的道地产区［6］。

1 化学成分研究

滇黄精含黄精多糖、生物碱、皂苷、黄酮、甾醇氨基酸等对身体有益的活性化合物［11］。

黄精多糖主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、果糖、半乳糖醛酸等组成［11］。滇黄精中的皂苷主要分为甾体皂苷和三萜皂苷［12］。甾体皂苷是黄精属的重要的特征活性成分之一，目前滇黄精分离得到32个甾体皂苷类化合物，其中苷元按照骨架类型不同可分为16种［13］。黄精和滇黄精中共分离到12种三萜皂苷。高异黄酮类也是滇黄精的特征成分，从滇黄精中分离得到4个该类成分［13］。滇黄精中發现了4种植物甾醇类化合物，5个生物碱类化合物［14］。

2 药理研究

2.1 抗抑郁黄精多糖能改善慢性应激抑郁模型小鼠的抑郁样行为。并且还可以提高抑郁模型小鼠脑内单胺类神经递质（5～羟色胺、多巴胺）的含量及降低抑郁模型小鼠血清中白细胞介素-2的水平［15］。有研究发现，黄精皂苷可以改善慢性应激抑郁模型大鼠的抑郁行为，如体重增长降低、自主活动次数减少等［16］。

2.2降血糖黄精多糖可以使糖尿病小鼠饮食量、饮水量、血糖趋于稳定，体重略有上升。此外，黄精多糖能改善高脂饮食大鼠的糖脂代谢［17］。缓解高脂饮食引起的血脂异常［18］，降低糖尿病大鼠血糖，防治糖尿病大鼠的心肌纤维化［19］。此外，黄精水提物能够有效调节小鼠血糖血脂水平，保护小鼠糖脂代谢功能，预防糖尿病的发生［20］。促进脂肪细胞分化，缓解肝细胞脂肪变性，降低胰岛素抵抗从而改善大鼠机体脂代谢紊乱［21］。

2.3 肝、肾损伤黄精多糖对CCl4肝损伤具有保护作用，主要是通过激活肝脏抗氧化活性，增强肝脏抗性，从而达到防止肝损伤的目的［22］。

经实验研究发现，黄精速溶粉能够通过提高抗氧化防御能力，降低氧化应激水平，对酒精性肝病小鼠发挥保护作用［23］。另外，黄精还可用于代谢相关脂肪性肝病即非酒精性肝病的治疗。实验结果表明，黄精可以通过改善线粒体功能而缓解高脂饮食诱导的非酒精性肝病，可用于治疗非酒精性的线粒体调节剂的开发［24-25］。

2.4 消化系统滇黄精中的黄精多糖能有效促进粪便乳杆菌的生物量、生物膜和乙酸的产生，并增强了群体感应信号，从而调节肠道菌群平衡［26］。黄精总皂苷和总多糖通过降低拟杆菌和变形菌的丰度，增加厚壁菌的丰度，达到调节肠道功能的目的［27］。

2.5 抗氧化滇黄精还具有一定的抗氧化、抗衰老作用［28］。滇黄精多糖对DPPH自由基、羟基自由基以及超氧阴离子自由基有不同程度清除作用［29］。黄精提取物有多糖、皂苷等活性成分，具抗氧化与酪氨酸酶抑制活性［30］。

3.栽培育种滇黄精生长在海拔620 m ～3650 m的常绿阔叶林下、竹林下、林缘，山坡阴湿处、水沟边或岩石上［1］。董治程［31］在野外调查发现，云南境内野生滇黄精主要稀疏的分布于海拔1400 m ～2600m的灌木丛中，多生长于红壤层［32］。

滇黄精有无性繁殖和有性繁殖2种繁殖方式［33］，因种子繁育需育苗1年，所以在种植时以无性繁殖为主。种植时间在9月～10月或翌年3月下旬，选择带芽的根茎分成数个小段，等待春季发芽［34-35］。人工栽培滇黄精根茎直径明显比野生滇黄精大，且野生品产量远小于栽培品，可能是由于人工为栽培滇黄精提供了更加丰富的营养［36］。滇黄精可分为“多芽滇黄精”和“少芽滇黄精” ［37］，“多芽滇黄精”芽头在成熟时约是“少芽黄精”芽头的2倍，适于1300 m以上较高海拔种植，抗病性、抗旱性较强。“少芽滇黄精”芽头较少，但芽头大，出芽相对较晚。2种滇黄精在生药学指标上所具有的区别，提示在选育新种或栽培推广时可以考虑优先选择“多芽黄精”。

面对野生资源相对匮乏的困境，滇黄精良种选育、人工栽培是解决市场需求的重要途径。目前开展的组织培养，可提高种质资源高效化利用，解决育种时间长、种苗短缺等问题［34］。缩短种植周期，并有利于提升滇黄精品质。

3.1 组培研究土壤是植物生长过程中所依赖最重要的物质，在土壤中添加专门的、有利于植物生长的有机物或者无机物将促使植物更好地生长，研究土壤基质配比与营养成分将更有利于组培苗的生长。研究发现，使用比例2∶ 2∶ 1混合红土、腐柴皮、椰糠作為基质，该基质透气保水性好，使用此种基质栽培的滇黄精组培苗的平均根茎体积、株高、地径均高于一般土壤基质栽培的滇黄精组培苗，能有效促进滇黄精的生长发育［38］。

褐化会影响组培苗的生长分化，严重时可导致组培苗死亡。在组培时，通过选择性状优良的种源、严格的消毒、选择合适的培养基和生长激素，温度和光照的控制等手段都可以有效防止褐化。进行滇黄精组培之前，使用消毒酒精处理30s滇黄精组培苗表面，再用NaClO消毒12 min，HgCl 2消毒8 min抗褐化效果最好；低温环境（20℃）能降低褐化［39］。

3.2 种苗研究滇黄精种子存在休眠现象，滇黄精果实在花后180 d达到生理成熟，随着种子含水率下降，滇黄精种子的萌发率降低。低温处理能解除根茎芽的休眠，且能加快出苗速度，但是低温贮藏对种子萌发率的影响不大，恒温贮藏会降低20天内种子的萌发率，可见滇黄精种子属于低度顽拗性种子。可把种子用湿沙（含水率45%）贮藏4个月后，在气温适合条件下播种，种子萌发率保持在93%以上［40］。

一般播种前，将湿沙与滇黄精种子按5∶ 1混合，保温保湿贮藏２个月，冬后3～4月取出，用温水浸泡20 min～30 min，再按种子质量的0.3%～0.5%的50%多灵菌拌匀［36］。

解除滇黄精种子休眠的方法还可以使用植物调节剂，研究实验结果显示乙烯利解除滇黄精种子休眠的效果最佳。因在滇黄精种子萌发期间，乙烯利和SNAP处理提高了种子的内源乙烯和NO含量［41］。

合适的光照和有机肥会影响滇黄精的光合特性、生长发育以及土壤性质；野外滇黄精多生于林下、灌丛或阴湿草坡，在中度遮荫条件下，施加适量有机肥，可以增加土壤微生物多样性，提高肥力。可使植株增高及加粗基径，有利于滇黄精的生长［42］。

3.3 滇黄精病害防治目前关于滇黄精病害的研究报道有根腐病、叶斑病、黑斑病、菌核病、灰霉病等，以上病害大多由病原真菌所引起，分生孢子传播速度快、致病性强［43］。田间已发病的植株若不及时处理，会进一步传播，危害健康植株。所以研究鉴别致病菌的种类，系统地针对病原菌施加有效专门的杀菌剂，将有效防止病害蔓延，提高产量。

根腐病是一种常见病害，主要危害植株的根茎，严重影响药材质量。根腐病最主要的致病因素为病原真菌，其中镰刀菌（ Fusarium spp.）为最常见的致病菌，具有较强的寄生性和致病力，是根腐病中危害性最大的病原菌。云南保山、玉溪、昆明的滇黄精根茎腐病的致病菌主要为尖孢镰刀菌（ Fusarium oxysporum）和腐皮镰刀菌（Fusarium solani ）［44］。

了解滇黄精体内的寄生真菌的分布情况可以提前预防病害发生，云南丽江地区玉龙县和华坪县的滇黄精种植区中共分离得到7种滇黄精寄生真菌：青霉属（ Penicillium）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、木贼镰刀菌（Fusarium equiseti）、链格孢菌（Alternaria alternata）、黑绿木霉（Trichoderma atroviride）、芬芳镰刀菌（Fusarium redolens）、木贼镰刀菌（Fusarium equiseti ）。其中滇黄精镰刀属真菌为优势寄生真菌［44］，也佐证了根腐病是滇黄精田间最常发生的病害。进行繁殖前，首先仔细检查种苗是否存在病害部位，采用物理办法清除后，使用化学药剂或者生物药剂有针对地处理种苗中的有害菌进行处理。

在滇黄精栽培过程中，常用的杀菌剂有铜制剂、苯并咪唑类、二硫代氨基甲酸盐类、甲氧基丙烯酸酯类和麦角甾醇生物合成脱甲基抑制剂类（DMIs）等。引起云南省3个产区（寻甸、澜沧县、沾益县）滇黄精炭疽病炭疽菌主要是：胶孢炭疽菌（ Colletotrichumg loeosporioides）、果生炭疽菌（C.fructicola）、博宁炭疽菌（C.boninense）和尖孢炭疽菌（C.acutatum ），其中果生炭疽菌为优势病原菌。由于长期施用化学杀菌剂，导致产生抗药性。以上4种炭疽菌尚未对氟啶胺、咪鲜胺和苯醚甲环唑这几种常用杀菌剂产生抗药性［46］。生产中仍然可以使用氟啶胺、咪鲜胺和苯醚甲环唑。在生产中应注意监测炭疽病菌对所使用的杀菌剂敏感性的变化，以免产生抗药性，无效施用导致病害扩散。轮换或者复配使用药剂，以延长杀菌剂的使用年限。

4 分子水平研究

肖韵铮等［47］对参与滇黄精类黄酮生物合成的关键基因通过转录组技术进行了筛选，qRT-PCR检测后确认CHI和CHS是滇黄精类黄酮生物合成途径中的关键基因，其基因的表达量决定了类黄酮的合成量。滇黄精中不同器官的类黄酮的含量从大到小排列的顺序依次是：叶>茎>根。CHI和CHS在叶中呈现高水平表达，而在根和茎中的表达量较低。

不同滇黄精基因组大小也有一定差异，经测定二倍体滇黄精为13780 Mb，四倍体滇黄精的基因组大小为12088～12411 Mb，是二倍体植株的89% ［48］。

5 小结

药用黄精在我国的分布较广，滇黄精主产云南、四川、贵州、广西等省区。黄精是传统经典的食药两用植物，在未开展人工栽培之前，滇黄精主要以采集野生资源为主。云南省种植滇黄精也主要以野生滇黄精为种苗，导致野生滇黄精的分布范围锐减，务须保护滇黄精野生资源，开发新的种苗资源。另外种植基地并不单一种植滇黄精，存在种质混杂的现象。研究结果表明，不同的栽培管理对因病原菌导致的病害发生有着不同的影响。抗药性、土壤板结、排水不良、长期连作容易导致病害的发生和流行，导致产量锐减。目前虽然滇黄精人工栽培面积逐年增多，但总体呈现“散、小、乱”的情况，田间管理不规范，生产经营方式粗放，面临着种源混杂、种苗利用率低、栽培技术不成熟、产量低、种植效益不明显等问题。滇黄精品质优良，云南省拥有得天独厚的气候、资源优势［32］。并且不同产地滇黄精间的皂苷和多糖有显著差异，其中，楚雄、大理、临沧等地的滇黄精多糖和皂苷含量较高［49］。滇黄精的多糖和皂苷相对标准偏差大，物种多样性较高，可在适生区大力发展黄精种植［49］。滇黄精不同部位的成分存在一定差异，叶片中黄酮、酚类含量较高，老根茎、新生根茎中多糖含量、皂苷、浸出物含量较高［50］。目前滇黄精根茎部分利用率较高，地上部分大多丢弃或焚烧。今后要深入研究滇黄精化学成分、药理活性的差异，充分运用组培、杂交技术改良滇黄精多糖含量不高、活性偏低的不足。另一方面，在滇黄精药材规范栽培、良种选育、组织培养等方面给予资金投入和政策支持，提高滇黄精利用率［32］。

随着医药工业的发展及人们对健康养生的追求，滇黄精的需求量与日俱增。据明代著名医药学家李时珍记载：“黄精为服食要药，故《别录》列于草部之首。”黄精作为上好食材，有很好的食疗作用。滇黄精具有补气养阴、健脾、润肺、益肾的功效，除根茎外，叶、花、实皆可食用，开发辅粮、菜、茶，潜力很大。鉴于滇黄精药食同源、口感好，对亚健康人群具有辅助调理作用，朱玉贤院士等提出“黄精产业具备千亿级产业潜力”的论断［51］。现代研究表明，滇黄精根茎不含淀粉，富含非淀粉多糖、低聚果糖等营养和功效成分，特别是非淀粉多糖、低聚果糖，可以降低血糖、提高免疫力。滇黄精种子具有较高的营养价值和抗氧化酶活性，可在食疗和康养等新兴领域进行开发利用［36］。此外，滇黄精在支撑脱贫致富、乡村振兴中发挥着重要作用［51］。目前全国每年中药材黄精的市场需求量接近4000吨。 2018年全国黄精产量近3000吨，而云南省种植黄精的产量就占全国产量的五分之一［52］。近年来，由于需求猛增价格上涨，药用资源锐减，滇黄精国内资源已近枯竭。市场上野生黄精药材主要来自于云南省周边国家越南、缅甸、老挝、泰国等［52］。据公开数据统计，2021年全国黄精种植面积超过16万亩，种植主体实现了由农户为主向合作社和企业为主的转变。2010年以来，云南省滇黄精种植产业也迎来了巨大的发展，文山壮族苗族自治州、红河哈尼族彝族自治州、曲靖市、普洱市、大理州、丽江市等地已有成规模的滇黄精种植基地。其中丽江市古城区已认证滇黄精“云药之乡”，2019年种植面积8.36万亩，产量6.22万吨。通过加大滇黄精的研发力度，努力打造“滇黄精系列”产品。云药产业是云南省重点培育的支柱产业之一［32］。另外，云南省制定的《关于贯彻落实中药材保护和发展规划（ 2015～2020）的实施意见》，将滇黄精定为主要种植品种，实现了滇黄精产业持续发展和生态环境保护相协调。

让资源优势转化为产业和行业优势，带动和促进经济社会的发展［10］。并结合云南省独有的气候和种植优势来培育品质优、适应性强、产量高的新品种。

参考文献：

［1］徐天才，陈翠，王泽清，等.云南黄精属植物资源及其药理作用的调查研究［J］.中国农学通报，2018，34（12）： 84-90.

［2］姜武，叶传盛，吴志刚，等.黄精的本草考证［J］.中药材，2017，40（11）：2713-2716.

［3］马存德，常晖，杨祎辰，等.经典名方中黄精的本草考证［J］.中国实验方剂学杂志，2022，28（10）：193-206.

［4］陶雅婷，薛咏梅，秦盼月，等.历代黄精古方的用藥配伍分析［J］.中国民族民间医药，2021，30（6）：4-10.

［5］国家药典委员会.中华人民共和国药典（2020年版）［S］.北京：中国医药科技出版社，2020.

［6］徐宇琳，王元忠，杨美权，等.黄精的本草考证及民族用法［J］.中国实验方剂学杂志，2021，27（17）：237-250.

［7］中国植物志编辑委员会.中国植物志［M］.北京：科学出版社，1998.

［8］刘京晶，斯金平.黄精本草考证与启迪［J］.中国中药杂志，2018，43（3）：631-636.

［9］编委会国家中医药管理局中华本草.中华本草（8 册）［M］.上海：上海科学技术出版社，1999：142-148.

［10］柳威，林懋怡，刘晋杰，等.滇黄精研究进展及黄精研究现状［J］.中国实验方剂学杂志，2017，23（14）：226-234.

［11］刘爽，胡舒婷，贾巧君，等.黄精的化学组成及药理作用的研究进展［J］.天然产物研究与开发，2021，33（10）： 1783-1796.

［12］YU H S，ZHANG J，KANG L P，et al.Three new saponins from the fresh rhizomes of Polygonatum kingianum.［J］.Chemical & Pharmaceutical Bulletin，2009，57（1）：1.

［13］姜程曦，张铁军，陈常青，等.黄精的研究进展及其质量标志物的预测分析［J］.中草药，2017，48（1）：1-16.

［14］陈兴荣，王成军，李龙星，等.滇黄精的化学成分及药理研究进展［J］.时珍国医国药，2002（9）：560-561.

［15］陈辰.黄精多糖对慢性应激抑郁小鼠模型行为学的影响及其可能机制［D］.合肥：安徽医科大学，2009.

［16］陈程，胡婷婷，黄莺，等.黄精皂苷对慢性应激抑郁大鼠大脑皮层5-HT_（1A）R-β-arrestin2-akt信号通路的影响［J］.安徽医科大学学报，2013，48（3）：262-266.

［17］GU W，WANG Y，ZENG L，et al.Polysaccharides from Polygonatum kingianum improve glucose and lipid metabolism in rats fed a high fat diet［J］.Biomedicine & pharmacotherapy= Biomedecine & pharmacotherapie，2020，125：109910.

［18］YANG X，WEI J，MU J.Integrated metabolomic profiling for analysis of antilipidemic effects of Polygonatum kingianum extract on dyslipidemia in rats［J］.世界胃肠病学杂志：英文版，2018，24（48）：20.

［19］张忠英.黄精多糖对Ⅰ型糖尿病大鼠心肌纤维化的影响及机制研究［D］.锦州：锦州医科大学，2016.

［20］汪光军.基于PI3K/AKT信号通路研究黄精水提物对小鼠糖脂代谢功能的保护作用［D］.合肥：安徽医科大学，2021.

［21］王艳芳.滇黄精多糖改善大鼠脂代谢紊乱的作用研究［D］.昆明：云南中医学院，2017.

［22］韩春杨，杨明川，杨孜生，等.黄精多糖的提取及其对CCl 4致大鼠肝损伤的保护作用［J］.浙江农业学报，2018，30（4）：537-547.

［23］伏有为.基于Nrf2/ARE通路探究黄精速溶粉对酒精性肝病小鼠的保护作用及可能机制［D］.合肥：安徽医科大学，2019.

［24］YANG X，WEI J，MU J，et al.Mitochondrial metabolomic profiling for elucidating the alleviating potential of Polygonatum kingianum against high-fat diet-induced nonalcoholic fatty liver disease［J］.World Journal of Gastroenterology，2019，25（43）：6404-6415.

［25］杨兴鑫，王曦，董金材，等.滇黄精对非酒精性脂肪肝大鼠的保护作用及机制研究［J］.中国药学杂志，2018， 53（12）：7.

［26］YANG M，YANG M，MENG F，et al.Influence of Polysaccharides From Polygonatum kingianum on Short-Chain Fatty Acid Production and Quorum Sensing in Lactobacillus faecis［J］.Frontiers in Microbiology，2021，12：3433.

［27］YAN H，LU J，WANG Y，et al.Intake of total saponins and polysaccharides from Polygonatum kingianum affects the gut microbiota in diabetic rats［J］.Phytomedicine，2017，26：45.

［28］王婧，陶爱恩，杨燕，等.滇黄精中多糖的分离与抗氧化活性研究［J］.中草藥，2021，52（16）：4789-4796.

［29］李智敏，石瑶，赵纯希，等.滇黄精多糖的提取工艺及其抗氧化活性研究［J］.云南民族大学学报（自然科学版），2020，29（6）：535-540.

［30］施扬，王力川，马占林，等.滇黄精提取物成分与活性测定及细胞毒性评价［J］.日用化学工业，2020，50（11）： 788-792.

［31］董治程.不同产地黄精的资源现状调查与质量分析［D］. 长沙：湖南中医药大学，2012.

［32］杨兴鑫，穆健康，顾雯，等.滇黄精资源的开发应用进展及前景分析［J］.生物资源，2019，41（2）：138-142.

［33］周启仙，刘忠颖.滇黄精的利用价值及栽培技术［J］.绿色科技，2019（15）：129-130.

［34］崔阔澍，肖特，李慧萍，等.我国黄精种质资源研究进展［J］.江苏农业科学，2021，49（11）：35-39.

［35］鲁存仁.滇黄精栽培要点［J］.云南农业，2022（2）： 81-82.

［36］王晶晶，时金殿，李晨萱，等.多花黄精和滇黄精种子的营养成分及抗氧化物酶活性［J］.贵州农业科学，2022， 50（1）：90-95.

［37］李玲，杨玉玲，黄玉玲，等.2种类型滇黄精生药学指标和化学成分动态分析［J］.中成药，2021，43（6）： 1548-1554.

［38］钟华，李倩，唐红燕，等.不同栽培基质对滇黄精组培苗生长的影响［J］.林业科技通讯，2019（4）：44-46.

［39］苏娟，张万巧，王晓，等.滇黄精组培褐化影响因素研究［J］.亚热带植物科学，2019，48（2）：201-203.