張朝陽，符雨薇, 2， 譚耀武，陳永霞，盧 艷，毛心瑩，韓靜茹, 5，萬 娜，6，何俊梅, 2，羅玉琴, 2

(1.貴州省中國科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550002；2.貴州醫(yī)科大學(xué)，貴州 貴陽 550025；3.福建中醫(yī)藥大學(xué),福建 福州 350000；4.武陵源人民醫(yī)院, 湖南 張家界 427400；5.貴州中醫(yī)學(xué)院，貴州 貴陽550025；6.黔南民族師范學(xué)院，貴州 都勻 558000)

白及[Bletillastriata(Thunb.) H. G. Reichenbach] 為蘭科白及屬植物，主產(chǎn)于貴州、四川、湖南、江西等省區(qū)[1]。干燥塊莖是著名中藥，用藥歷史久遠(yuǎn)。主要成分包括白及多糖、聯(lián)芐類、菲類及其衍生物；此外，含少量揮發(fā)油、黏液質(zhì)等[2-5]。性味苦、澀、甘，微寒，入歸肺、肝、胃經(jīng)；能收斂止血、消腫生肌，主治內(nèi)外傷出血、癰腫瘡瘍、皮膚皸裂、水火燙傷等[6]。作為傳統(tǒng)中藥復(fù)方組成成分以外，白及是白及顆粒、復(fù)方白及膏、白及沖劑等多種中成藥的重要原料藥[7]。同時(shí)，白及在醫(yī)療、保健、美容領(lǐng)域的用途還在不斷拓展。譬如，以白及制成的白及牙膏，可用于防治口腔潰瘍、咽喉腫痛、牙周炎、牙齦炎、防齲、 口腔異味等口腔和牙科疾病[7-8]；以白及膠制成的白及纖維，可用于功能輔料、生物醫(yī)用增強(qiáng)紡織品、縫合線和穴位埋置線等產(chǎn)品，具有較大的應(yīng)用潛力[9]。此外，基于白及膠的粘合性能，白及還可用于高級卷煙煙條粘合劑、字畫粘合劑等[6]。因此，白及具有較高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近年來，白及種植規(guī)模不斷擴(kuò)大。為了更好地推動(dòng)白及資源研究和可持續(xù)利用，本文就白及種質(zhì)及快繁技術(shù)研究進(jìn)展作一綜述，并就白及資源再生策略進(jìn)行初步探討，為相關(guān)研究和生產(chǎn)提供參考。

1 白及資源供需狀況

白及功效多樣，在醫(yī)療、保健、美容及其它工業(yè)領(lǐng)域的用途不斷拓展，資源供求矛盾較為突出,價(jià)格逐級攀升(圖1)[7]。長期以來，白及用藥主要利用野生資源，資源利用強(qiáng)度增加導(dǎo)致白及資源逐步匱乏，資源匱乏制約相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并危害遺傳資源安全，國家野生動(dòng)植物保護(hù)已將白及列為Ⅱ級保護(hù)植物。對白及野生資源的直接利用不僅違反國家的植物保護(hù)法規(guī)而且無法標(biāo)準(zhǔn)化，從而制約相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)提升。白及人工規(guī)?；N植有望改變這一局面。

圖1 2000年至2010年白及價(jià)格走勢圖[7]

2 白及種質(zhì)資源研究進(jìn)展

種質(zhì)種苗是規(guī)?；N植的源頭關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于中藥材而言， 從野生種群中篩選優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)自然種源是關(guān)鍵。龔曄等[10]基于白及地理分布信息和影響白及分布的主導(dǎo)氣象因子，利用最大熵模型和地理信息系統(tǒng)預(yù)測了中國白及的潛在分布與其氣候特征。結(jié)果表明：中國白及潛在分布區(qū)主要位于秦嶺、淮河以南大部分地區(qū)，主要適生省份為云南、湖北、四川、湖南、江西、浙江。表明白及物種分布廣，適應(yīng)能力強(qiáng)。張萃蓉等[11]對不同產(chǎn)地白及進(jìn)行了栽培比較試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)峨眉白及質(zhì)優(yōu)產(chǎn)高，明顯優(yōu)于參試的其他白及。徐中志等[12]對不同地理來源的28份白及種源進(jìn)行了物候期、形態(tài)特征的分析與評價(jià)，結(jié)果表明：不同種源白及的生長物候期、形態(tài)特征以及經(jīng)濟(jì)性狀因地理來源不同而存在一定的差異；出苗期變異范圍為5月初-7月初；生育期變異范圍為145～180d，地理種源之間差異明顯；海拔越高，出苗時(shí)對溫度的要求越低，在同一地點(diǎn)栽培時(shí)出苗時(shí)間越早，倒苗時(shí)間也相應(yīng)提前；白及的葉面積與株高呈正相關(guān)，即株高越高，葉子越長，葉面積越大；從單株平均重量、抗病性等方面衡量，云南永勝種源較好。黃良永等[13]以HPLC法測定了不同產(chǎn)地白及藥材中1，4- 二[4-(葡萄糖氧)芐基] -2- 異丁基蘋果酸酯的含量，發(fā)現(xiàn)貴州正安白及(3.32%)是云南曲靖白及(1.45%)含量的2倍， 湖北竹溪種源 (含量4.8%～4.9%)是湖北鄖縣白及(含量1.1%)的4～5倍，表明該成分含量與地理分布具有明顯的相關(guān)性。和志嬌等[14]利用ISSR分子標(biāo)記對25份白及種質(zhì)進(jìn)行了遺傳多樣性的研究，發(fā)現(xiàn)白及屬植物ISSR分子標(biāo)記位點(diǎn)多態(tài)性比率達(dá)到87.90%；25份參試白及種質(zhì)遺傳距離處于0.4483-0.7903之間，種內(nèi)種間具有豐富的遺傳變異。吳明開等[15]針對白及進(jìn)行了SSR位點(diǎn)引物開發(fā)，獲得了9對能穩(wěn)定擴(kuò)增的SSR位點(diǎn)引物。對微衛(wèi)星標(biāo)記的研究[16-17]表明：白及微衛(wèi)星位點(diǎn)等位基因數(shù)變異范圍為3-16，而雜合度變異范圍較為離散。孫宇龍等[18]基于SRAP標(biāo)記的白及遺傳多樣性研究表明：白及具有較高的遺傳多樣性水平, SRAP標(biāo)記平均多態(tài)位點(diǎn)百分比(PPB)為90.48%,香農(nóng)信息指數(shù)(I)為0.5096；白及居群間存在中等水平的遺傳分化,遺傳分化指數(shù)Gst為0.2609，遺傳距離和地理距離間有顯著正相關(guān)性(r=0.6329;P<0.000 1)。吳勁松等[19]研究了nrDNA ITS、LFY 同源基因內(nèi)含子2、葉綠體ycf1 基因在白及屬植物中的變異，發(fā)現(xiàn)白及屬物種nrDNA ITS 和ycf1 序列的種間變異(0.022～0.106 和0.017～0.106) 明顯大于種內(nèi)變異(0～0.012 和0～0.015)； 基于nrDNA ITS 和ycf1 序列的NJ 樹能準(zhǔn)確地區(qū)分白及屬4 個(gè)物種。 另外，Mi等[20]基于等位酶多樣性數(shù)據(jù)認(rèn)為白及經(jīng)歷了末次盛冰期向南遷徙，然后從冰期避難所回復(fù)擴(kuò)散的過程。這些研究表明白及物種分布廣泛，具有復(fù)雜的擴(kuò)散分化歷史，其種質(zhì)資源因環(huán)境異質(zhì)性而呈現(xiàn)多樣化，具有豐富的產(chǎn)量、品質(zhì)相關(guān)遺傳變異，具有較大的選育種潛力。

從育種進(jìn)程上看，張萃蓉等[11]發(fā)現(xiàn)了質(zhì)優(yōu)產(chǎn)高的峨眉白及；徐中志等[12]獲得了數(shù)個(gè)適應(yīng)云南當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的優(yōu)良種源；吳明開等[15]從梵凈山居群篩選出了優(yōu)良單株；安徽振揚(yáng)農(nóng)林有限公司培育并命名了一個(gè)栽培品系-‘巨莖白及’，該品系產(chǎn)量較高，分類上被歸于白及[19]。這些品種的發(fā)現(xiàn)為白及人工種植提供了基礎(chǔ)的種源選擇。白及遺傳資源分布廣，變異豐富。同時(shí)，其同屬近緣種黃花白及B.ochraceaSchlechter、小白及B.formosana(Hayata) Schlechter、華白及B.sinensis(Rolfe) Schlechter在我國也有分布，這些近緣種在化學(xué)成分和生物學(xué)特性上與白及有相似亦有差異，它們相互間能否進(jìn)行資源替代？是否具有某些方面的獨(dú)特優(yōu)勢？這些問題的進(jìn)一步揭示，將拓展藥用白及的品種資源。有理由相信隨著評價(jià)取材范圍的進(jìn)一步拓展，會(huì)有更多更好的自然種源出現(xiàn)。

3 白及繁育技術(shù)研究進(jìn)展

白及為多年生草本，雖然能開花結(jié)果，但種子無胚乳，在自然狀態(tài)下，極少萌發(fā)成苗。傳統(tǒng)上，藥農(nóng)主要依靠塊莖繁殖，效率低，成本高。建立并完善白及快繁技術(shù)體系，規(guī)?；?、低成本生產(chǎn)白及種苗，具有較大的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。

以種子為外植體進(jìn)行白及微繁是相對簡易的一種方式。曾宋君等[21]研究了白及的無菌播種及試管苗莖尖組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:種子在基本成熟時(shí)胚的萌發(fā)率和成苗率最高,萌發(fā)期與成苗期最短;胚萌發(fā)的最適培養(yǎng)基為1/2MS;在培養(yǎng)基中加入10 %的椰子汁能提高萌發(fā)率與成苗率,加入1%的活性炭有利于試管苗的生長;試管苗莖尖在MS培養(yǎng)基附加6-BA 0.5mg/L和NAA 0.2mg/L時(shí)增殖效果好;生根培養(yǎng)以1/2MS培養(yǎng)基附加NAA 0.5mg/L效果最好,加上10%的香蕉汁有利于生根壯苗。張燕等[22-23]發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基附加低濃度的6-BA、KT將抑制種子的萌發(fā)和生長，附加活性炭和GA3有利于根系生長發(fā)育和植株長勢，腐殖土和蛭石1∶1混合作為煉苗基質(zhì)，煉苗成活率可達(dá)90%以上；對白及種子原球莖發(fā)育的研究發(fā)現(xiàn)1/2MS、6-BA 5.0 mg/L、NAA 0.2 mg/L對原球莖誘導(dǎo)具有較好效果。吳明開等[15]以種子無菌萌發(fā)為基礎(chǔ)建立了白及種苗規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)體系，發(fā)現(xiàn)1/2MS添加NAA 0.5 mg/L可作為種子萌發(fā)最佳培養(yǎng)基；1/2MS添加NAA 0.2-0.5 mg/L、白糖2%、瓊脂0.7%、活性炭0.1%為較佳的生根培養(yǎng)基；鄒娜等[24]發(fā)現(xiàn)MS、KT1.0 mg/L、NAA0.5 mg/L對于以種子為材料誘導(dǎo)原球莖和芽的分化效果較好；培養(yǎng)基MS、6-BA 0.45 mg/L、NAA 0.4 mg/L對于壯苗生根培養(yǎng)有利。張潔等[25]以白及成熟蒴果為材料，以1/2 MS加5%土豆汁、5%白砂糖為發(fā)芽培養(yǎng)基，以1/2 MS添加6-BA 2 mg/L、NAA 0．5 mg/L、5%土豆汁、5%白砂糖為增殖壯苗培養(yǎng)基進(jìn)行種苗擴(kuò)繁，然后用蔬菜育苗基質(zhì)和漂盤進(jìn)行馴化栽培，獲得較好效果，成活率高達(dá)95%以上，整個(gè)育苗周期為160d左右。張宇思等[26]研究了白及種子萌發(fā)和原球莖生長的液相-固相培養(yǎng)基培養(yǎng)效果,比較了全程固體培養(yǎng)基培養(yǎng)(QG)與液體固體培養(yǎng)基分段培養(yǎng)(YG)這2種培養(yǎng)方式的優(yōu)劣。結(jié)果表明：添加劑種類、大量元素、6-BA濃度、NAA濃度對白及種子萌發(fā)及原球莖誘導(dǎo)影響最大，最佳培養(yǎng)條件為1/4MS添加1mg/L NAA、0.5 mg/L 6-BA、100 g/L馬鈴薯汁、30g/L蔗糖,pH值5.8,培養(yǎng)溫度22 ℃,搖床轉(zhuǎn)數(shù)100r/min,每天光照時(shí)間8 h；源于YG的白及苗在移栽成活率、葉片顏色、葉片長度、苗高幾個(gè)方面均優(yōu)于源于QG的白及苗,且差異顯著。 此外，李偉平等[27]以白及種子為材料，在1/2MS培養(yǎng)液中萌發(fā)后作為包埋材料，建立了白及人工種子制作方法，為白及繁育提供了一條新途徑；李晶等[28]研究了成熟黃花白及種子非共生萌發(fā)及幼苗發(fā)育條件，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯、蔗糖、NAA、6-BA 4個(gè)因素對種子萌發(fā)率的影響不顯著，但蔗糖和馬鈴薯對幼苗發(fā)育的影響顯著，培養(yǎng)基含蔗糖10g/L、 馬鈴薯100g/L、6-BA0.5g/L時(shí)幼苗發(fā)育較好，可為白及種子微繁技術(shù)優(yōu)化提供參考。

以白及根、莖尖為外植體進(jìn)行叢生芽誘導(dǎo)增殖也獲得了一定程度的探索。余朝秀等[29]發(fā)現(xiàn)MS添加6-BA 1.0-3.0 mg/L、NAA 0.2 mg/L可誘導(dǎo)白及莖尖及側(cè)芽萌生增殖芽;MS添加KT 4.0mg/L、NAA 0.2mg/L誘導(dǎo)增殖的效果最好,培養(yǎng)40d后增殖率可達(dá)450%;1/2 MS添加NAA 0.5mg/L有利于生根,且植株長勢健壯； 以60%腐葉土、30%珍珠巖、10%素紅土混合作為煉苗基質(zhì)可獲得較好煉苗效果;煉苗溫度23-27℃,空氣相對濕度80%-90%有利于提高煉苗成活率。雷湘等[30]發(fā)現(xiàn)1/2MS添加6-BA 1.0 mg/L、NAA 2.0 mg/L能很容易地從幼根誘導(dǎo)出叢生芽；MS添加6-BA 1.0 mg/L、NAA0.05 mg/L利于叢生芽增殖；1/2MS添加NAA 0.5 mg/L利于生根培養(yǎng)。

通過外植體-愈傷誘導(dǎo)-類原球莖形成再到植株再生是白及微繁技術(shù)體系的重要途徑。針對白及愈傷和原球莖誘導(dǎo)增殖的研究[31]表明: 原球莖或莖尖在添加2,4-D 或NAA的Vacin and Went (VW) 培養(yǎng)基中培養(yǎng)，3-5周后即可形成綠色愈傷；以原球莖作為外植體，培養(yǎng)基添加2,4-D 1.0mg/L，可獲得48.0%的誘導(dǎo)成功率；NAA和2,4-D可顯著促進(jìn)愈傷增殖，2,4-D 1.0mg/L和TDZ 1.0mg/L的激素組合可獲得最快愈傷生長，增殖率在3個(gè)月內(nèi)達(dá)到46.2倍；6-BA可顯著促進(jìn)愈傷形成類原球莖；培養(yǎng)基添加6-BA 1.0mg/L在3個(gè)月內(nèi)可使100 mg愈傷形成48.4個(gè)類原球莖；6-BA和TDZ可促進(jìn)類原球莖的直接形成，以原球莖為外植體，培養(yǎng)基添加6-BA 0.5mg/L可觀察到最高的誘導(dǎo)率和類原球莖形成數(shù); 并且，通過ISSR分子標(biāo)記檢測，通過生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)再生的植株克隆保真度可達(dá)99.5%-100%，表明通過微繁流程再生植株在遺傳上是穩(wěn)定的。

總體來看，白及組培快繁技術(shù)已獲得了系統(tǒng)性進(jìn)展，已實(shí)現(xiàn)快速規(guī)模化種苗生產(chǎn)。但組培快繁方法途徑多樣，接種環(huán)節(jié)較多，部分研究機(jī)構(gòu)已在嘗試大棚種子直播育苗。如何進(jìn)一步優(yōu)化培養(yǎng)基、簡化工藝流程，提高成活率，降低生產(chǎn)成本，使白及快繁技術(shù)日臻完善并對蘭科植物快繁通用關(guān)鍵技術(shù)做出貢獻(xiàn)是后續(xù)研究中值得考慮的問題。

4 白及資源再生策略初探

如前所述，白及功效多樣，在醫(yī)療、保健、美容及其它工業(yè)領(lǐng)域的用途不斷拓展，資源供求矛盾較為突出。長期以來，白及用藥主要利用野生資源，資源利用強(qiáng)度增加導(dǎo)致白及資源逐步匱乏，資源匱乏制約相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并危害遺傳資源安全，國家野生動(dòng)植物保護(hù)已將白及列為Ⅱ級保護(hù)植物。對白及野生資源的直接利用不僅違反國家的植物保護(hù)法規(guī)而且無法標(biāo)準(zhǔn)化，從而制約相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)提升。因此，白及人工規(guī)?；N植必不可少。種質(zhì)資源研究是人工規(guī)?；N植的首要環(huán)節(jié)。白及物種分布廣泛，具有復(fù)雜的擴(kuò)散分化歷史，其種質(zhì)資源因環(huán)境異質(zhì)性而呈現(xiàn)多樣化，具有豐富的產(chǎn)量、品質(zhì)相關(guān)遺傳變異，具有較大的選育種潛力。加強(qiáng)白及種質(zhì)資源研究的深度和廣度，從生物量、關(guān)鍵化學(xué)成分、適生范圍等方面進(jìn)行較為精細(xì)的居群比較研究，從野生種質(zhì)資源中篩選出高產(chǎn)高含量、適生性好的優(yōu)質(zhì)種源或?qū)Ｓ梅N質(zhì)還大有可為。白及繁殖可依靠塊莖增殖、種子或組織培養(yǎng)來進(jìn)行繁殖。鑒于白及種子數(shù)量巨大，白及種子培養(yǎng)及組織培養(yǎng)技術(shù)亦已獲得系統(tǒng)性進(jìn)展，利用數(shù)量龐大的白及種子通過種子培養(yǎng)來進(jìn)行白及種苗快繁是現(xiàn)階段白及繁育的最優(yōu)選擇。

白及人工種植較為星散，種植區(qū)域分布在滇、黔、川、渝、湘、贛、桂、皖等省。鑒于不同白及種源在生態(tài)適應(yīng)性、化學(xué)成分及藥用功效方面具有一定的差異，這一種植格局有利于維持白及種質(zhì)資源的多樣性以及藥用功效的特型化。因此，從宏觀策略上應(yīng)鼓勵(lì)多區(qū)域、多種源種植。病蟲害防治是白及種植成功較為關(guān)鍵的問題。成片連塊大規(guī)模種植易于發(fā)生病蟲害。利用中國西南山地高原地區(qū)的地形地貌特點(diǎn)發(fā)展山地小塊種植，對于降低白及種植病蟲害防治成本具有很大的優(yōu)勢。白及生產(chǎn)周期較長，從種苗到收獲平均需要3-4年。這一生產(chǎn)特點(diǎn)對于急需收獲的種植者來說是較大的弊端。但白及為耐陰植物，可用于林下間作。西南山地高原地區(qū)具有大量的桃、李、梨、蘋果、柑橘、油茶等林木。這些林木往往是單一種植，受市場波動(dòng)影響較大。將白及用于這些林木種植的林下間作，將在節(jié)約耕地以及減緩市場波動(dòng)影響方面發(fā)揮重要作用。另外，林下間作也有利于白及的病蟲害防治和綜合管護(hù)，降低生產(chǎn)成本。因此，種子繁殖、山地小塊種植、林下間作將可能成為高效率、低成本、可持續(xù)進(jìn)行白及資源再生的常規(guī)措施。

致謝:

感謝楊小生博士、 潘衛(wèi)東博士對本文給出寶貴意見。