楊成民，魏建和，隋春，盧善發(fā)，趙立子，褚慶龍

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193)

我國(guó)中藥材新品種選育進(jìn)展與建議

楊成民，魏建和*，隋春，盧善發(fā)，趙立子，褚慶龍

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193)

本文總結(jié)近十年來中藥材新品種選育和推廣、新品種認(rèn)證體系建設(shè)等方面取得的新成績(jī)，在此基礎(chǔ)上提出亟待加強(qiáng)的幾方面工作：加快完成人工栽培200種中藥材品種選育的全覆蓋；盡快完成中藥材新品種全國(guó)認(rèn)證體系建立；建立全國(guó)或省級(jí)中藥材新品種區(qū)試體系，探索生物技術(shù)在中藥材育種領(lǐng)域的應(yīng)用；開展品質(zhì)性狀遺傳規(guī)律研究等。本文是近年第一次對(duì)我國(guó)中藥材新品種選育現(xiàn)狀的全面總結(jié)。

中藥材；品種選育；進(jìn)展；建議

近年來，隨著人們對(duì)健康的要求不斷提高，對(duì)中藥材的需求量劇增，給中藥資源帶來了極大的壓力，隨著中醫(yī)藥臨床用藥和中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求最終決定了絕大部分中藥材需要人工種植和養(yǎng)殖。作為中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的源頭——中藥材既是“大農(nóng)業(yè)”的組成部分，又是特殊的農(nóng)產(chǎn)品，其質(zhì)量的優(yōu)劣和安全性直接影響中藥系列產(chǎn)品的質(zhì)量和療效。而優(yōu)良的藥材品種又是藥材質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)，是中藥材規(guī)范化生產(chǎn)的保證。目前我國(guó)有200余種中藥材實(shí)現(xiàn)了人工栽培，但作為“源頭工程”的良種選育卻是GAP研究中最薄弱的環(huán)節(jié)。絕大部分栽培藥材為遺傳混雜群體，整齊度差、產(chǎn)量低、品質(zhì)不穩(wěn)定?！霸搭^工程”缺位，成為制約中藥材規(guī)范化生產(chǎn)、藥材優(yōu)質(zhì)的主要“瓶頸”環(huán)節(jié)之一[1]。因此，發(fā)展高效、優(yōu)質(zhì)、抗逆的中藥材新品種是中藥材規(guī)范化生產(chǎn)的必由之路。

1 中藥材新品種育種現(xiàn)狀

近十年來，中藥材品種選育工作在國(guó)家大力扶持下已積累了一定基礎(chǔ)。在選育的中藥材數(shù)量和質(zhì)量、選育的技術(shù)水平和人材隊(duì)伍建設(shè)方面取得一定成績(jī)，特別是國(guó)家十一·五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目專門設(shè)立了“生物技術(shù)與中藥材優(yōu)良品種選育研究”課題，首次大規(guī)模支持了多種藥材新品種選育或種質(zhì)創(chuàng)新研究。后續(xù)國(guó)家中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(xiàng)“荊芥等9種大宗藥材優(yōu)良種質(zhì)挖掘與利用研究”等項(xiàng)目，以及支持各產(chǎn)業(yè)省和種植基地省的國(guó)家科技支撐計(jì)劃等又給予了大力支持。目前已有北柴胡、丹參、薏苡、青蒿、荊芥、桔梗等藥材共選育出225個(gè)優(yōu)良新品種(表1)，選育出的新品種藥材種類從90年代不足5%(10種左右)[1,2]到目前達(dá)到40.5%(81種)，其中已有164個(gè)新品種得到了推廣(表2)，占育出品種總數(shù)的72.8%。從采用的品種選育方法分析，已有引種馴化(1.5%)、集團(tuán)選育(16.7)、選擇育種(2.5%)、無性系(8.6%)、化學(xué)或輻射誘變(4.5%)、組培脫毒(1.5%)、系統(tǒng)選育(54.5%)、雜交育種(10.1%)等的應(yīng)用。中藥材選育方法已呈現(xiàn)出從“選”到“育”的發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所魏建和課題組利用系統(tǒng)選育和雜交育種方法已培育新品種13個(gè)，其中包括首個(gè)利用系統(tǒng)選育方法培育的人參新品種“新開河1號(hào)”、柴胡二代新品種“中柴2號(hào)”和“中柴3號(hào)”[3]、荊芥新品種“中荊1號(hào)”和“中荊2號(hào)”[4]，以及桔梗雜種一代“中梗1、2、3、9號(hào)”系列新品種[5]等。其中桔梗雜交新品種是我國(guó)中藥材育種領(lǐng)域內(nèi)真正意義上第一個(gè)雜種一代新品種，是我國(guó)首個(gè)利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系和自交系配制，并在生產(chǎn)上應(yīng)用的雜交種。這對(duì)于跨越式實(shí)現(xiàn)中藥材良種的產(chǎn)業(yè)化，利用雜種一代種源的高度可控推動(dòng)中藥材GAP的實(shí)施具有重要的開拓性意義。

雖然中藥材新品種選育已取得較大進(jìn)展，但人工栽培的中藥材仍有60%約119種左右沒有選育出優(yōu)良品種。此外，通過十·五、十一·五的積累和輻射帶動(dòng)作用，全國(guó)的中藥材選育技術(shù)力量得到了極大強(qiáng)化，一支近百人從事中藥材種質(zhì)資源和新品種創(chuàng)制的優(yōu)勢(shì)團(tuán)隊(duì)基本形成，但面對(duì)類繁多的中藥材，品種選育隊(duì)伍還有待進(jìn)一步培養(yǎng)壯大。

中藥材品種選育研究尚停留在種質(zhì)資源評(píng)價(jià)的“初級(jí)”階段，育種手段和方法落后；新品種選育體系、評(píng)價(jià)體系、繁育體系沒有建立；最有效解決農(nóng)藥殘留問題的方法之一“中藥材抗病育種”研究，也還沒有取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展[6，7]。與此鮮明對(duì)照的是我國(guó)主要農(nóng)作物的品種已更新?lián)Q代3-5次，良種覆蓋率達(dá)85%以上，新品種在農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步中貢獻(xiàn)率達(dá)40%以上。此外雖然生物技術(shù)飛速發(fā)展，在農(nóng)作物的品種選育中得到了大量的應(yīng)用，但在中藥材上才剛剛起步，需要繼續(xù)探索。

表1 各省、市、自治區(qū)中藥材新品種選育現(xiàn)狀

續(xù)表1

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續(xù)表1

續(xù)表1

表2 已選育出新品種的中藥材

2 中藥材新品種認(rèn)證體系現(xiàn)狀

目前，依托農(nóng)業(yè)、林業(yè)種子管理體系，中藥材新品種的審定、鑒定、認(rèn)定或登記工作體系已基本建立。中藥材品種審定、鑒定、認(rèn)定或登記工作正逐步走向管理科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、可靠的規(guī)范化軌道。在管理體系方面，18個(gè)省市的種子管理部門已將其納入到非主要農(nóng)作物中，北京、重慶、浙江、云南、新疆、天津、四川、陜西、山西、山東、寧夏、江西、江蘇、吉林、湖南、湖北、黑龍江、河南、河北、貴州、廣西、甘肅、福建、安徽。6個(gè)省市建立了專門的中藥材專業(yè)委員會(huì)，或相關(guān)委員會(huì)，如吉林、山東、浙江、福建、四川、福建等。但僅有一些草類藥材如甘草納入《全國(guó)牧草品種審定委員會(huì)》和木本藥材如金銀花、杜仲等納入《全國(guó)林木品種審定委員會(huì)》。但也存在一些問題：新品種的審定、鑒定、認(rèn)定或登記中工作中，對(duì)于新品種的種類界定受到限制：馴化自野生、引種自其它地區(qū)、農(nóng)家品種、育成品種兼顧不足；同時(shí)，基本上未考慮中藥材品種自身的特性，相對(duì)于農(nóng)作物以產(chǎn)量?jī)?yōu)先兼顧品質(zhì)，中藥材則首先是品質(zhì)(整齊度、質(zhì)量指標(biāo))為先，其次才是產(chǎn)量、抗性。因此，有必要制定具有全國(guó)指導(dǎo)性意義的《中藥材新品種認(rèn)定指導(dǎo)辦法》，促進(jìn)國(guó)家級(jí)中藥材新品種審定委員會(huì)的建立。

另外，中藥材新品種的區(qū)域試驗(yàn)還處于自發(fā)狀態(tài)。對(duì)比全國(guó)農(nóng)作物品種區(qū)試網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模近300個(gè)而言，中藥材的國(guó)家級(jí)或省級(jí)的試驗(yàn)站還是空白。眾所周知，中藥材品質(zhì)具有受到遺傳和環(huán)境的雙重作用，中藥材新品種的選育、鑒定或?qū)彾?、推廣是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，因此建設(shè)國(guó)家級(jí)或省級(jí)中藥材品種試驗(yàn)站才能從根本上保證新品種試驗(yàn)、推廣的公正和可靠，并有力地促進(jìn)全國(guó)中藥材品種審定、鑒定、認(rèn)定或登記工作逐步走向管理科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、可靠的規(guī)范化軌道。

3 生物技術(shù)輔助中藥材品種選育研究尚待探索

雖然中藥材育種取得一定成果，但中藥材種類繁多，生物學(xué)特性、生長(zhǎng)習(xí)性各異，種植的年限、種質(zhì)純化的程度、品種選育的基礎(chǔ)等均各不相同。擺在中藥材品種育種面前的需要解決的一個(gè)重大問題就是：如何將傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代生物、分子技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，迅速培育一批大宗常用藥材的品種，并應(yīng)用于生產(chǎn)，以快速改變目前中藥材生產(chǎn)無良種的尷尬局面。

縱觀國(guó)內(nèi)外植物品種選育的歷史，其技術(shù)發(fā)展的基本道路是：農(nóng)家品種鑒定利用→常規(guī)品種選育→雜交品種選育→分子輔助標(biāo)記育種、分子設(shè)計(jì)與基因工程。中醫(yī)藥的臨床療效、中藥材品質(zhì)的穩(wěn)定和提高，又迫切需要有優(yōu)良品種在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。同時(shí)現(xiàn)代生物技術(shù)迅猛發(fā)展，分子標(biāo)記輔助選擇育種、分子設(shè)計(jì)育種等新技術(shù)、新手段在農(nóng)作物品種選育中發(fā)揮著越來越重要的作用?，F(xiàn)階段生物工程育種(分子設(shè)計(jì)育種)已成為常規(guī)育種方法的重要補(bǔ)充。農(nóng)作物品種選育方法仍以雜交育種、雜種優(yōu)勢(shì)利用等為主，但分子設(shè)計(jì)與基因工程成為提高育種效率，拓展遺傳背景，導(dǎo)入外源基因的重要手段之一。隨著藥用植物基因資源的日趨匱乏和需求的日益增加，加緊大規(guī)模發(fā)掘藥用植物的基因資源，利用生物工程和基因工程育種技術(shù)，定向培育抗逆抗病性強(qiáng)、藥用活性成分含量高的藥用植物新品種；或利用合成生物學(xué)技術(shù)，將藥用活性成分生物合成途徑移植到農(nóng)作物或其他植物中，創(chuàng)建可生產(chǎn)藥用活性成分的植物新品種等都值得探索。但轉(zhuǎn)基因品種帶來的安全性問題，對(duì)中藥材而言更值得關(guān)注，更需要系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，特別是作為飲片供中醫(yī)藥臨床用的中藥材需慎重對(duì)待。

4 中藥材新品種選育建議

目前，常用的中藥材中經(jīng)選育的優(yōu)良品種不多，大多數(shù)人工栽培的中藥材沒有進(jìn)行系統(tǒng)的種質(zhì)資源的調(diào)查、收集、整理、保存和評(píng)價(jià)工作，缺乏遺傳育種學(xué)各項(xiàng)遺傳參數(shù)、生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律、種子特征、藥材質(zhì)量藥效與栽培因素的關(guān)系等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累，特別具有高整齊度、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或高抗的新品種還不多，而在藥材生產(chǎn)上大規(guī)模推廣應(yīng)用的品種更少。因此，亟待從以下六個(gè)方面開展工作：

(1)培育人工栽培的無良種中藥材的新品種：在建立在種質(zhì)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)之上，以“選擇育種”為主要育種手段，以培育常規(guī)品種為主。爭(zhēng)取用3-5年內(nèi)完成90種左右人工栽培的無良種中藥材的新品種選育，每種培育出1-2個(gè)可以在生產(chǎn)上大規(guī)模推廣應(yīng)用的優(yōu)良品種。

(2)培育可控性更好、抗性更強(qiáng)、品質(zhì)更優(yōu)中藥材新品種：選擇研究基礎(chǔ)好、已選育出新品種的藥材；進(jìn)一步選育創(chuàng)制出可控性更好、抗性更強(qiáng)、品質(zhì)更優(yōu)新品種，滿足不同中藥材產(chǎn)區(qū)對(duì)不同品種特性的要求。如柴胡、薏苡、青蒿、枸杞、羅漢果等50種中藥材。

(3)開展中藥材的雜交育種：對(duì)于有條件的藥材如丹參[8，9]、桔梗[10]等藥材可以開展雜交育種或雜種優(yōu)勢(shì)利用研究。從而提高中藥材選育的技術(shù)水平，也為深入研究中藥材品質(zhì)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)遺傳特點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。

(4)開展中藥材的生物工程育種探索：對(duì)于丹參[11]、柴胡[12]、青蒿[13]等次代謝途徑研究較為清晰的中藥材，可開展性狀的分子標(biāo)記、遺傳圖譜構(gòu)建、品質(zhì)性狀遺傳定位等的研究，為分子標(biāo)記輔助選擇育種、分子設(shè)計(jì)育種奠定育種。例如可利用人工非編碼RNA和基因過表達(dá)技術(shù)，提高藥材有效成分的含量；或利用合成生物學(xué)技術(shù)，移植生物合成途徑，創(chuàng)建可高產(chǎn)目標(biāo)成分的植物新品種。

(5)開展品質(zhì)性狀遺傳規(guī)律研究：需要大力開展種質(zhì)的純化，為雜交育種、性狀遺傳學(xué)的研究積累一批遺傳材料。在此基礎(chǔ)上開展性狀遺傳規(guī)律，特別是爭(zhēng)取品質(zhì)性狀遺傳規(guī)律研究有突破。針對(duì)藥材的不同用途開展針對(duì)外觀品質(zhì)、有效成分、藥效強(qiáng)度等不同層面的品質(zhì)育種。

(6)建立起符合藥品特性的中藥材品種選育技術(shù)方法和區(qū)域基地：建立符合藥品特點(diǎn)的中藥材新品種鑒定技術(shù)體系，建立滿足中藥材復(fù)雜生長(zhǎng)特性的新品種選育、區(qū)試示范國(guó)家或省級(jí)基地。

致謝：本文獲得的中藥材新品種選育信息，得到了成都中醫(yī)藥大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)、吉林省種子管理總站、沈陽藥科大學(xué)、河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所藥用植物研究中心、山東中醫(yī)藥大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江省中藥所、福建農(nóng)科院、廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖北農(nóng)科院中藥材研究所、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院廣西分所、貴州省中藥研究所、重慶市中藥研究院、河南中醫(yī)學(xué)院、山西大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、甘肅中醫(yī)學(xué)院、寧夏農(nóng)科院、青海省藏醫(yī)院、西藏自治區(qū)藏醫(yī)藥研究院、西藏農(nóng)牧學(xué)院、新疆自治區(qū)中藥與民族藥研究所、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京市種子管理站、上海中醫(yī)藥大學(xué)、天津大學(xué)、安徽農(nóng)科院園藝所等單位的協(xié)助提供，在此表示衷心感謝。

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TheProgressandSuggestionofMedicinalPlantsBreeding

YANG Cheng-min, WEI Jian-he*, SUI Chun, LU Shan-fa, ZHAO Li-zi, CHU Qing-long

(InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciences&PekingUnionMedicalCollege,Beijing100193,China)

This article summarized the breeding of medicinal plants made new achievements in breeding of varieties, their wide use in production, and new varieties certification system construction in the past ten years. On this basis, the author proposed several aspects urgently need to strengthen: completing the breeding of new varieties of cultivated 200 kinds of Chinese herbal medicines; establishing new varieties of the national certification system of medicinal plants; establishing national or provincial regional trials system; exploring the application of biotechnology in medicinal plants breeding; and carrying out quality traits genetic law research. The paper summarized the progress of medicinal plants breeding comprehensively for the first time in recent years.

Medicinal plants；Breeding；Progress；Suggestion

2013-08-16)

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國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2012ZX09304006)；國(guó)家中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201107011-01；201107009-05)，國(guó)家中藥材生產(chǎn)扶持項(xiàng)目[工信部消費(fèi)(2011)340]

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魏建和，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事藥用植物基因資源和次生代謝調(diào)控研究，TEL：(010)57833358/57833016，E-mail：wjianh@263.net