七叶一枝花种质资源鉴定与评价研究进展

牛雨晴，江保东，朱育菁，郑梅霞，陈 宏，苏海兰*

(1.福建省农业科学院农业生物资源研究所,福建 福州 350003;2.井冈山市长坪林场,江西 井冈山 363400)

重楼ParisLiliaceae为百合科重楼属多年生草本植物。2020年版《中国药典》记载，药材重楼来源于百合科植物宽瓣重楼[P.polyphyllavar.Yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.](云南重楼或滇重楼)和七叶一枝花重楼(P.polyphyllavar.chinensis)[1]。七叶一枝花重楼又叫华重楼，形状奇特，叶上有叶，花上有花，具有较高观赏价值。七叶一枝花以根茎入药且药用价值突出，主要化学成分为甾体皂苷类、黄酮类、三萜类和脂肪酸类，主要功效为清热解毒、驱蚊止血、凉肝定惊，是著名中成药云南白药、宫血宁胶囊、季德胜蛇药片、抗病毒颗粒等产品的主要原料[2]。

随着七叶一枝花产业的发展，市场对七叶一枝花优质种质资源的需求十分迫切。国内对七叶一枝花的研究方向多为植物学特征、栽培技术及药理机制方面，对七叶一枝花种质资源的规范化鉴定、选种育种等研究较少[3]。七叶一枝花利用价值多样，在人工栽培过程中，优质种质资源匮乏，有效成分含量低等问题日益显现，因此，急需加强七叶一枝花种质资源鉴定、筛选优质种质资源等研究工作。通过调查种质资源，深入开展鉴定与评价，发掘具有经济价值与学术价值的优质资源，是促进种质资源合理利用的有效手段。本文从七叶一枝花的分布、鉴定和评价3个方面进行展开，综述其种质资源的相关研究进展，以期为七叶一枝花种质资源的进一步开发利用提供一定参考。

1 七叶一枝花种质资源分布

1.1 地域分布

七叶一枝花主要分布在我国云南、贵州、四川和西藏等省区，生于海拔500～3500余m左右的阔叶林下[4]。本文对目前我国已有的七叶一枝花野生资源调查分布研究进行统计，见表1。七叶一枝花为阴生植物，喜斜射或散射光，喜温、喜湿，常生于林荫潮湿处，阔叶林下阴湿处，或沟谷边的草丛中，生长地土壤为富含腐殖质和有机质的沙质土壤。七叶一枝花较抗寒和抗干旱，但也惧怕霜冻。

表1 我国七叶一枝花野生资源分布状况

除七叶一枝花主要分布省区以外，在黄河流域以南的不少省份均发现其变种出现。2018年曾在陕西省发现陕产重楼属除原记载有重楼组的北重楼和南重楼组的重楼、狭叶重楼和具柄重楼外，还有宽叶重楼、短梗重楼、长药隔重楼、七叶一枝花和云南重楼5个变种，且均为分布新纪录；曾百林等[6]对三峡大老岭自然保护区内分布的重楼属植物进行调查与统计，发现七叶一枝花分布最为广泛，集中于西南向、硬阔植被下且海拔为800～2000 m。因此，在七叶一枝花资源收集与调查研究中，了解野生种质资源分布和生长现状以外，也可以进一步详细掌握各地存在的变种及资源特点，才能推进野生资源的有效保护，更有效地服务于七叶一枝花种质资源研究和林下种植产业。

1.2 种质资源生物学特性

随着重楼新资源的不断发现，各种古籍中对重楼资源生物学特征的描述稍有不同之处。《图经本草》记载重楼图并对其做如下描述“河中、河阳、华、凤、文州及江淮有之。六月开紫黄花、蕊赤黄色，上有金丝垂下，俗呼重楼金线。秋结红子，根似肥姜，皮赤肉白。四五月采根，日干用”。《本草原始》对重楼的描述为“六月间开黄紫花，蕊赤黄色，上有金丝垂下。秋结红子。根如紫参，皮黄肉白。四、五月采根，日干”[18]。现代《中国植物志》[19]考证，七叶一枝花叶植株高35～100 cm，基部为圆形或宽楔形，雄蕊8～12枚，花药短，长0.5～1.8 cm，长与花丝等长或稍长，根状茎粗厚，直径达1～2.5 cm，外面棕褐色，密生多数环节和许多须根。

七叶一枝花的叶序属于轮生叶，叶片有个体差异，从4片到14片都有，因此“七叶”只是名称。研究者在古籍的基础上，对七叶一枝花资源的形态进行补充描述，其根状茎粗厚、棕褐色，密生环节和须根，果实呈紫色，直径1.5～2.5 cm，3～6瓣裂开，种子数目较多[20]。

2 七叶一枝花种质资源鉴定研究

七叶一枝花种质资源的差异反映在不同层面上，检测方法包括形态标记、显微鉴别、分子标记等，用多种方法从不同层面对七叶一枝花种质资源进行鉴定及研究其遗传多样性，能够更好地定义七叶一枝花种质资源，对于挖掘和利用优异种质资源具有重要意义[21]。

2.1 形态学标记研究

形态学标记研究是基于个体性状描述，通过肉眼可见或仪器测量样本的外部特征的一项研究。形态学标记研究质量性状的遗传显得更简单、方便，可对植物进行初步的评价分析，此方法在七叶一枝花研究中得到了广泛应用。闫道良等[5]测量茎数、株高、茎粗、叶片数、叶长、花萼宽、花萼长等多个性状数据并进行聚类分析，将浙江省48份七叶一枝花种质资源分为三大类群，各项指标显著高的为第一大类群，外部形态普遍矮小的为第二大类群，各项指标在中等水平的为第三大类群。王元忠等[22]收集七叶一枝花、南重楼、西畴重楼等5种重楼属植物6个种群的野生资源，测定16个与药材品质相关的表型性状(包括株高、茎粗、叶片数等)，结合多元统计分析，通过形态学标记可以将大部分样品区分开，并且可通过花梗长、株高、茎粗、叶宽、叶柄长、叶长和叶片数间接预测地下药用部位产量。赵飞亚等[23]基于植株大小、叶片、叶脉、萼片、花瓣、花亭和雄蕊等形态特征对七叶一枝花、矮重楼、多叶重楼等建立了鉴别方法，为指导重楼栽培、临床应用和资源开发提供科学依据。周玲[24]通过试验研究了神农架林区多叶重楼3个变种的形态解剖结构及光合生理特征，分析了它们叶片、根系形态结构的差异。

基于形态学标记研究可以快速、简单的初步鉴别样本类别，但是重楼属植物种类较多，基本外观特征均为茎中部有一轮叶，茎顶生一朵花，叶片的形状、数目即使同种之间也各不相同。形态学标记研究深度和广度不足，得到的数据往往不够完善，数量性状很难剔除环境的影响，因此从形态标记学的角度完全区分重楼属的植物具有较大难度，需要配合其他鉴定方法加以鉴别。

2.2 显微鉴别研究

大多数样品单凭表型性状难以鉴别，因此学者们开始进行显微鉴别的研究。显微鉴别研究主要是利用显微镜观察样本的组织构造、细胞形状及其后含物的特征。显微鉴别研究在许多中药材质量鉴别、中医临床等有广泛的应用，但在七叶一枝花种质资源研究中应用较少。张晨阳[25]对七叶一枝花和球药隔重楼不同器官结构进行了观察，观察发现七叶一枝花的叶片为异面叶，根部表皮具有栓皮层。茎中心没有髓腔，只具有初生结构。根部不具备周皮和次生组织结构，与单子叶植物营养器官结构相似。同时，七叶一枝花叶片的海绵组织较为松散，栅栏组织排列不够紧密，萼片中的栅栏组织和海绵组织分化不明显。符德欢等[26]利用显微镜观察七叶一枝花根茎横切面构造发现其表皮细胞排列不整齐，内皮层不明显，完全不同于表皮细胞规则的长柱重楼，同时七叶一枝花根茎粉末的淀粉粒粒茎稍小、导管多见网纹，不同于滇重楼和毛重楼的根茎粉末，从而得到一种区分鉴别滇重楼、七叶一枝花、长柱重楼和毛重楼的方法。

显微鉴别研究优点众多，如经济、简便、快速、直观、取样少等，后续研究可以对七叶一枝花显微鉴别更加细致且深入，如分别对其根茎结构、不定根结构、茎结构、叶结构，从而达到能够通过显微鉴别判断七叶一枝花的真伪品、重楼属的不同变种、纯度等质量指标，提高其种质资源的质量和安全性。

2.3 分子标记研究

与传统形态标记、显微鉴别研究相比，DNA分子标记具有分布广、多态性高、准确性高、操作快速简便、不受外界环境影响、能够更准确地揭示种间、种内差异等优点。DNA分子标记法在药材种质资源及其评价近缘品种遗传多样性有广泛的应用，对选配育种亲本、系统进化研究、品种分类鉴定、明确种间亲缘关系等具有重要价值。现已用于七叶一枝花鉴定的分子标记技术有DNA条形码、简单重复序列(SSR)分子标记、保守DNA衍生多态性(CDDP)分子标记、起始密码子多态性(SCoT)分子标记等技术及HPLC指纹图谱，其中DNA条形码技术的应用较为广泛。

周武先等[27]采用CDDP分子标记方法，对七叶一枝花等13份重楼属种质资源进行分子编码，构建的分子条形码能够灵敏、快捷的能够鉴定重楼属种质资源。张晓瑞等[28]利用DNA条形码技术，对七叶一枝花等17份重楼属样本的ITS2(Internal Transcribed Spacers)序列进行扩增并预测结构，后续可通过ITS2结构对其他重楼属样本进行鉴别。过立农等[29]采用ITS和ITS2 2个序列相结合的方法，可有效地将60批重楼属样品的基源进行鉴别。

通过这些分子标记技术的开发和应用，不仅为七叶一枝花种质资源的鉴定提供了新的、准确有效的方法，还可以进一步防止七叶一枝花药材市场上出现混伪品的现象，不断规范重楼药材的市场环境。在未来的研究中，可利用全基因组测序技术，开发更多分子标记，并验证其准确性。

3 七叶一枝花种质资源评价研究

对每一份种质资源科学甄别研判后，遴选可供利用的农作物种质资源是一项长期基础性工作，才能满足选种育种创新要求，因此对种质资源进行评价从而选出优质资源就显得尤为重要，而目前针对七叶一枝花种质资源评价的研究相对较少。

周爱存等[30]测定了来自浙江不同种源地的12份七叶一枝花样品中重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ的含量，以4种皂苷含量之和为评价指标，最终只筛选出一半的样品可以作为优质种源；苏海兰等[31]对多份七叶一枝花种质资源在福建地区的适应性、农艺性状、抗病性、重楼皂苷含量进行测定，并利用主成分分析法和权重评分法开展资源评价，最终筛选出6份资源作为适宜福建地区种植的优质种质资源；刘斌[32]建立了重楼的高效液相色谱指纹图谱，对鄂西北地区29批次不同产地重楼样品质量进行比较评价，结果仅有8批次符合药典规定；陈铁柱等[33]收集21份不同产地的七叶一枝花资源进行重楼皂苷等成分的含量测定，分析得出不同产地七叶一枝花的主成分值存在较大差异，产地为巴中、青川、盐津等地的七叶一枝花皂苷类成分更加稳定。

各地区七叶一枝花种源混杂，资源质量评价不达标，易导致七叶一枝花药材性状多样且差异巨大，最终混乱药材市场。对七叶一枝花种质资源进行评价，并筛选优质种质资源以及某地区内最宜种植七叶一枝花的区域，同时将优质种源进行家化、规范化栽培研究具有重要意义。因此，在今后的研究中，可以加强与重要性状基因紧密连锁的功能性分子标记的系统研究，例如，调控产量性状、抗病性状、重楼皂苷等有效成分优良性状的功能基因，能够促进鉴定评价一批优异的七叶一枝花种质资源。

4 七叶一枝花种质资源研究展望

七叶一枝花作为我国濒危珍稀药用植物，应当在保护已知现有野生资源的基础上，做好种质资源的调查、收集、鉴定、保存和应用等科学研究。未来针对七叶一枝花种质资源的深入研究可从以下三个方面开展：

第一，形态学研究大体上能将七叶一枝花与其他重楼属种类加以区别，但仍有少数种或变种间的分离度较小，而且在恶劣的自然环境下生长的资源受到胁迫后表型性状会有明显变化，极易导致形态学鉴定不准确。因此，在今后的研究中，应深入推进七叶一枝花种质资源精准鉴定。依托优势科研院所、高等学校和企业，搭建一批种质资源精准鉴定平台，构建全国统筹、科企合作的种质资源鉴定体系，并进一步地开展基因型和性状精准鉴定，挖掘关键基因信息鉴定筛选出一批高产、优质和抗逆性强的种质资源和基因资源，充分提升资源的可利用价值。

第二，后续研究中应避免单一性状的评价，须结合药材有效成分含量的分析，对现有种质资源进行综合评价，以构建更完善的品质评价体系，保障七叶一枝花中药材品质质量。在对种质资源进行综合评价的基础上，将发掘出的优异种质用于种质创新，未来将种质资源优势转变成育种优势。

第三，推动优质种质资源的直接利用助力乡村振兴。通过发掘七叶一枝花绿色优质、营养健康、便宜观赏等特色资源，选育七叶一枝花优质品种，既能够满足市场需要，又能够促进乡村产业振兴和生态振兴。如选育观赏形种质资源为欠发达地区提供了农田景观和旅游资源，选育适合特定贫困地区种植的优质种质资源，促进当地七叶一枝花特色产业的发展与壮大。