趙振宇 孫嘉惠 賀森 石佳 王林
摘要:藥用植物由于其極高的經濟價值和藥用價值,資源漸趨緊張。引種保護是目前行之有效的保護方法,引種分為就地引種、相似生態(tài)環(huán)境引種和不同生態(tài)環(huán)境引種。本文綜述3種引種方式的探索、引種后藥用植物的質量、引種后藥理與原產地的差異、不同種源的鑒定和跨國引種5個方面的內容,旨在為藥用植物合理有序引種提供借鑒。
關鍵詞:藥用植物;引種;中藥;質量比較
中圖分類號:R282.2 ???文獻標識碼:A ???文章編號:1005-5304(2019)11-0141-04
Abstract: Due to its extremely high economic value and medicinal value, medicinal plants are becoming increasingly resource-intensive. Introduction and protection are an effective protection method at present. The introduction is divided into in-situ introduction, introduction of similar ecological environment, and introduction of different ecological environments. This study reviewed the exploration of three introduction methods, the quality of medicinal plants after introduction, the differences between pharmacology and origin, identification of different provenances, and cross-country introduction, in order to provide some references for the rational and orderly introduction of medicinal plants.
Keywords: medicinal plants; introduction; Chinese materia medica; quality comparison
藥用植物的引種馴化歷史悠久、意義重大。“引種馴化”的含義,就是把外國和外地藥用物種及本地的藥用野生種,用人為的方法引到本地和對本地的藥用野生種變家種或家養(yǎng),經3年以上的自然選擇或人工選擇,使其適應本地的自然環(huán)境和栽培及飼養(yǎng)條件,成為滿足生產需要的本地種或異地引種而來的品
基金項目:國家自然科學基金(81560612);國家重點研發(fā)計劃(2017YFC1700704);中央本級重大增減支項目(2060302-1610-03);中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項(ZZ2018013);南藥研究協(xié)同創(chuàng)新中心項目(30270100500)
通訊作者:賀森,E-mail:sunbelt123@163.com;孫嘉惠,E-mail:sunjh_2010@sina.com
種。藥用植物引種既保護了瀕危植物,對整個生態(tài)系統(tǒng)具有重大意義,又確保了藥用植物可持續(xù)利用。藥用植物引種較普通植物引種具有更高的要求,除引種產地與原產地環(huán)境條件相似外,還要求產品品質和質量重現(xiàn)性好、生物學特性與經濟價值一致,即次生代謝產物含量相當,生物活性相似[1]。筆者對藥用植物引種有關產地探索、質量比較、生物活性比較、鑒定和國外植物引種情況進行分析,并提出建議,以期為提高藥用植物引種成功率、保證藥用植物次生代謝產物含量及生物活性、避免遠交衰退等方面提供借鑒。
1 ?引種產地探索
藥用植物與其他多數(shù)植物相同,有著特定的分布區(qū)。目前藥用植物的栽培存在嚴重的連作障礙,如人參、三七等五加科植物,太子參等石竹科植物。中藥材需求量越來越大,造成藥用植物栽培規(guī)模日益增大,不少地區(qū)由于藥用植物的栽培造成生態(tài)破壞,而不得不選擇在其分布區(qū)較遠的其他省份引種栽培。野生植物資源瀕臨枯竭,不少珍稀藥用植物需要栽培保護。藥用植物的引種馴化分為就地引種、相似生態(tài)環(huán)境引種和不同生態(tài)環(huán)境引種,3種方法各有利弊,適用于不同情況、不同類型的藥用植物。
1.1 ?就地引種
刺人參是一種珍貴的野生藥用植物,由于過度采挖,必須采用栽培的方式予以保護,并滿足其與日俱增的使用需求。20世紀80年代成功引種,由1300 m海拔引種至300 m,并探索出刺人參在低海拔地區(qū)的生長環(huán)境[2]。同為五加科的野生藥用植物珠子參野生資源有限,生境苛刻,嘗試引種至低海拔,其植物學性狀仍呈現(xiàn)豐富的表型多樣性[3]??λ固氐孛蔡囟ㄉ成嫌兄T多特有的植物,這些植物除自然恢復外,必須人為干預重建??λ固氐孛脖旧韺贅O度脆弱的生態(tài)環(huán)境,破壞后很難重建,加之其特殊性,就地引種,保持藥用植物本身適宜的生態(tài)環(huán)境,是必經之路。其目的僅在于擴大居群數(shù)量,縮短自然恢復的周期[4]。黑種草籽由民族藥轉為常用中藥,其需求量逐漸增大,亦需栽培以供需求[5]。山金車作為國外的常用藥用植物,也是通過栽培繁殖的方式確保產量[6]。
1.2 ?跨域引種
1.2.1 ?相似生態(tài)環(huán)境引種
藥用植物跨域引種,通常選擇氣候環(huán)境相近,地理距離較近的地域進行引種。廣佛手、毛橘紅為廣東化州等地的道地藥材,其生長環(huán)境炎熱潮濕,而廣東英德氣候雖與之相近,但相對寒冷。廣佛手北移引種后,果實長勢良好,且橙皮苷、5,7-二甲氧基香豆素含量均高于原產地[7]。毛橘紅北移引種后,柚皮苷和野漆樹苷含量高于原產地[8]。柴胡引種至河北唐山后出現(xiàn)晚熟的現(xiàn)象[9]。
1.2.2 ?不同生態(tài)環(huán)境引種
溫莪術是浙江瑞安特有栽培品種,因其產量大、藥效好而聞明全國,該品種在湖南引種探索取得成功。而引種跨度更大的還有金銀花和人參[10]。原產于山東平邑金銀花引種至貴州黔西南州,對當?shù)亍笆狈乐纹鸬揭欢ㄗ饔肹11]。人參在我國的分布為北至吉林省與遼寧省交界的長白山山脈,南至山西省與河北省交界的上黨地區(qū),在山西省、吉林省、遼寧省有較為悠久的栽培歷史。四川省峨眉山引種的人參,其人參皂苷含量與東北產人參相近。值得注意的是,在種植過黃連的土地種植人參,長勢最好,農藥與化肥使用量最少。這是否與兩種藥物藥性相反,或與這兩種植物根際有害微生物群不同有關,值得進一步探討[12]。而由南方引至北方的品種亦有成功典型。原產于江浙的白芍引種至新疆后芍藥苷含量達標[13]。
除同一物種引種外,不同物種,特別是親緣關系較近的物種,對于提高植物抗性和產品品質具有重要意義。如茄子的近源物種Solanum torvum具有明顯的細菌性枯萎病抗性,其作為砧木嫁接茄子取得良好的生產效果[14]。
綜上,藥用植物因對生境的要求程度不同,對新環(huán)境的適應能力不同,在引種探索方面往往選擇不同的引種方式,地理距離跨度不盡相同。對環(huán)境要求苛刻,目前分布區(qū)域狹窄,則選擇就地引種;而對環(huán)境要求低,在多種生態(tài)環(huán)境有分布的物種,則可選擇跨域引種。
2 ?引種植物與原產地品質比較
栝樓為浙江所產的道地藥材,引種至貴州后必需脂肪酸種類及數(shù)量優(yōu)于原產地,更適宜作食品使用[15]。引種至浙江寧波的白芍與原產地所產未見質量差異[16]。
不同產地的同一種藥用植物,是否可在某一地區(qū)引種,需要比較各品種的品質。白芷是道地產區(qū)多、跨地理距離長的典型藥用植物,川白芷、杭白芷、祁白芷、禹白芷在江蘇引種后發(fā)現(xiàn),川白芷在江蘇生長生物量最高,香豆素總含量最高[17]。
而由其他產地引入已經公認為道地產地的質量比較亦受到關注。四川中江為丹參的道地產區(qū),大部分地區(qū)引種而來的丹參并無明顯質量變化,山東平邑、臨朐的丹參卻質量轉次,山東沂南、河北行唐的丹參質量轉優(yōu)[18]。山東九間棚和河南封丘金銀花引種到陜西臨潼后,綠原酸和木犀草苷含量均有所下降,但仍高于本地野生種[19]。杭白菊引種至河南漯河、欒川、河南農業(yè)大學科教園區(qū)藥用植物園(園區(qū))后,綠原酸、木犀草苷、3,5-O-雙咖啡?;鼘幩岬暮烤_到2015年版《中華人民共和國藥典(一部)》規(guī)定的標準,但3種成分在3個產地卻存在極顯著差異[20]。
蘭州百合、龍牙百合和卷丹百合同時引種至三峽庫區(qū),蘭州百合在引種地的產量和多糖含量比原產地均顯著下降,不適宜引種;龍牙百合和卷丹百合的產量以及多糖、皂苷含量在原產地和引種地間無明顯差異,適宜三峽庫區(qū)引種種植[21]。而由江蘇宜興、安徽霍山、湖南龍山等引種至甘肅渭南的卷丹百合多糖含量則明顯優(yōu)于原產地[22],詳見表1。
3 ?引種藥用植物藥理作用研究
引種至我國四川阿壩州的瑪卡具有接近人參的抗疲勞作用[23],引種至我國云南的瑪卡亦具有接近人參的抗疲勞作用[24]。引種至云南的陽春砂與原產地所產陽春砂止瀉功效無明顯差異[25]。
4 ?不同種源鑒定
松果菊屬植物可通過指紋圖譜的方法鑒定[26],但指紋圖譜的方法在區(qū)分種質資源更為接近的物種時并不奏效。如黨參屬多基原的大宗藥材,不同的物種和產地常常存在混雜,通過AFLP分子標記技術,可鑒定其物種及原產地[27]。日本川芎在我國引種已有將近30年的歷史,而日本川芎與原產于我國的川芎性狀鑒別較為困難,RAPD分子鑒定則可區(qū)分這2個物種[28]。過氧化物同工酶譜可對不同種質栝樓做出區(qū)分[29]。
5 ?跨國藥用植物引種
我國幅員遼闊,氣候類型較多,諸多國外著名的藥用植物均在我國成功引種。如西洋參原產北美,20世紀80年代在我國引種,這種一定規(guī)模的引種生產改變了西洋參依賴靠進口的歷史,且在北京市、山東省、吉林省存在明顯的遺傳分化,研究者僅選取加拿大一個省份作為外類群,我國引種的西洋參在整個物種分布區(qū)遺傳分化程度并未揭示[30]。而原產南美洲的巴西人參,在我國廣西南寧亦成功引種,但我國所產總皂苷含量略低于巴西所產,其機理機制尚不明確[31-32]。紅豆杉屬植物在我國有原產,但紫杉醇含量較高的曼地亞紅豆杉原產德國。南方紅豆杉莖、葉中所含紫杉醇高于引種德國曼地亞紅豆杉,而10-脫乙酰巴卡亭Ⅲ的含量低于德國曼地亞紅豆杉。研究者并未與曼地亞紅豆杉在原產國紫杉醇與10-脫乙酰巴卡亭Ⅲ的含量比較,但總體而言,曼地亞紅豆杉在我國引種初步成功,尚需進一步尋找適宜其積累次生代謝產物的生長環(huán)境[33]。
瑪卡為原產秘魯安第斯山脈的高海拔(3800~4800 m)地區(qū)的植物,如此高海拔的地區(qū)很難尋找到大面積的土地,且高海拔引起的高寒并不利于植物的生長。由高海拔引入適當?shù)鸵恍┑暮0纬蔀橐N瑪卡的理想引種方式。湘西自治州是我國氣候類型較多、海拔分布較廣的地區(qū),該地區(qū)引種瑪卡的實踐表明,海拔不構成影響瑪卡質量的影響因素[34]。
6 ?展望
藥用植物引種一定程度上解決了部分藥用植物由于產地局限造成的資源緊張,主要包括就地引種、跨域引種。就地引種方式主要針對對氣候環(huán)境要求苛刻、生長居群極度退縮的瀕危植物,如本研究涉及的刺人參、珠子參等,或某一特定生長環(huán)境下的引種,如喀斯特地貌的特有物種,某一植物的藥用價值和經濟價值得到開發(fā)后亦需要引種馴化,以滿足人們的需求,如果目標成分明確,栽培品種成分含量又高于野生品種,引種的意義就更為突出,如過江藤屬的植物栽培品種精油含量更高[35]。
跨域引種,是針對需求量極大,原產地產量不能滿足人類需要,或原產地生態(tài)環(huán)境發(fā)生了顯著變化,該植物不能適應這種變化,被迫引種。后者的研究相對較少??缬蛞N探索性較強,要求引種者對跨域引起的生態(tài)環(huán)境變化有較高的預判經驗。跨域引種取得的成果是解決目前中藥資源緊張的重要手段,應在保證質量的前提下盡可能地提高產量。如前所述的卷丹百合由江蘇宜興、安徽霍山、湖南龍山引往甘肅渭南就是典型成功范例,百合為甘肅所產道地藥材,卷丹百合引往甘肅依據(jù)充分,而非盲目引種,取得成功則順理成章。引種后藥用植物的質量是關注的熱點,也是反映引種成功與否的指標。藥用植物的質量包括其生長特性指標、性狀、化學成分含量等。而近年來的研究集中在化學成分,忽視了其生長特性及性狀。藥用植物引種后可能存在與本地植物、與原產地植物界限不清的問題,則應通過分子鑒定等手段予以鑒別。
藥用植物引種并非完全有益無害,引種前必須做相應的風險評估,如是否可能為入侵物種,引種植物與本土植物基因滲透問題亦要考慮。總之,藥用植物引種還有待建立健全的探索和評價體系,確保引種的質量和產量,從而將引種的風險降至最低。
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(收稿日期:2019-02-10)
(修回日期:2019-02-27;編輯:華強)