彭芳，陶珊，周會(huì)，李歐，袁燦，施田田，吳宇，張超*

1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所/國(guó)家中藥材產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系成都綜合試驗(yàn)站，四川 成都 610300；2.四川省種子站，四川 成都 610000；3.樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 樂山 614000

四川省素有“中醫(yī)之鄉(xiāng)”“中藥之庫”的美譽(yù)，據(jù)《四川省中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018—2025年)》統(tǒng)計(jì)，四川省中藥材蘊(yùn)藏量、常用中藥材品種數(shù)、道地藥材品種數(shù)和中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GAP)基地?cái)?shù)量均居全國(guó)第一位；中藥材年產(chǎn)量1 020 000 t，年總產(chǎn)值173億元，出口額2.57億元。截至2017年，全省種植中藥材面積約424 667 hm2，單品種種植面積上萬畝(1畝≈666.67 m2)的藥材有53種，其中川芎、川麥冬等道地藥材的種植面積居全國(guó)第一。為了逐步實(shí)現(xiàn)藥材標(biāo)準(zhǔn)化種植，從源頭上保證中藥材種源可控及質(zhì)量安全，四川省自“十一五”以來十分重視川產(chǎn)道地藥材的品種選育工作，已取得了顯著進(jìn)步和成績(jī)。本文從四川省育種發(fā)展歷程與主要成績(jī)、育種目標(biāo)和方法、育種基礎(chǔ)及市場(chǎng)化推廣等方面進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，就育種工作中存在的問題提出應(yīng)對(duì)策略，以期為推動(dòng)四川省中藥材品種選育和藥材產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供參考。

1 發(fā)展歷程與主要成績(jī)

四川省在2006年成立了藥用植物品種審定委員會(huì)，制定了《四川省藥用植物新品種審定標(biāo)準(zhǔn)》，并從2006年起將中藥材品種選育納入了四川省育種攻關(guān)計(jì)劃，經(jīng)歷了3個(gè)五年計(jì)劃(2006—2020年)，共有33家單位參與品種選育，形成了科研院所、大學(xué)(11家)為主體和企業(yè)、地方機(jī)構(gòu)(22家)為輔助的“產(chǎn)-學(xué)-研”聯(lián)動(dòng)的品種選育模式。截至2016年，審定了白芷、半夏、柴胡、川貝母等25種中藥材共46個(gè)品種(見表1)，具體情況如下：1)“十一五”攻關(guān)計(jì)劃由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所主持，以產(chǎn)量為主要選育目標(biāo)，開展紅花等10種中藥材資源調(diào)查和整理，發(fā)掘出一批地方良種，審定11個(gè)品種。2)“十二五”攻關(guān)計(jì)劃由成都中醫(yī)藥大學(xué)主持，提出產(chǎn)量和品質(zhì)并重的育種目標(biāo)，并積極推進(jìn)新品種的示范推廣應(yīng)用，審定26個(gè)品種，推廣應(yīng)用面積超過20 000 hm2[1]。3)“十三五”攻關(guān)計(jì)劃由中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所主持，2016年審定9個(gè)“十二五”育成的品種，從2017年開始四川省暫停了中藥材的審定工作，2018年出臺(tái)《四川省非主要農(nóng)作物品種認(rèn)定辦法》，2019年底四川省啟動(dòng)了中藥材品種認(rèn)定工作?！笆濉钡挠N目標(biāo)是在關(guān)注《中華人民共和國(guó)藥典》指標(biāo)成分含量的同時(shí)，部分品種增加了提高抗病性的選育；同時(shí)為培育突破性品種深入開展了一系列機(jī)制研究。例如：柴胡內(nèi)參基因的篩選及驗(yàn)證[2]，鐵皮石斛中多糖生物合成途徑的闡釋[3]，川芎轉(zhuǎn)錄組簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)分析與基于表達(dá)序列標(biāo)簽的簡(jiǎn)單重復(fù)序列(EST-SSR)標(biāo)記的開發(fā)[4]，這些工作對(duì)加快四川省中藥材品種改良具有重要意義。

表1 2006—2016年四川省審定的中藥材品種

續(xù)表1

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2 育種目標(biāo)和方法

經(jīng)過十余年發(fā)展，四川省中藥材品種選育的目標(biāo)已從最初單純追求產(chǎn)量逐漸向產(chǎn)量與品質(zhì)并重的方向轉(zhuǎn)變。在已審定的46個(gè)中藥材品種中，以高產(chǎn)為目標(biāo)的品種有42個(gè)，高產(chǎn)、高成分含量[《中華人民共和國(guó)藥典》(以下簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》)指標(biāo)成分]并重的品種只占4個(gè)，新品種的總體增產(chǎn)幅度為3.83%～230.37%。在高產(chǎn)品種中川貝1號(hào)、黃絲郁金1號(hào)、川白芷1號(hào)和川天麻金烏1號(hào)的增產(chǎn)幅度在34.90%～73.55%，川科斛1號(hào)和川射干1號(hào)分別增產(chǎn)217.70%和230.37%。當(dāng)品種目標(biāo)以產(chǎn)量和品質(zhì)并重時(shí)，包括麥冬等4個(gè)新品種增產(chǎn)幅度均在30%以下，但在《中國(guó)藥典》指標(biāo)成分含量方面有較為突出表現(xiàn)。例如川麥冬2號(hào)水浸出物和總皂苷含量分別比對(duì)照高2.70%和29.35%，川科斛2號(hào)總多糖含量比對(duì)照高18.19%，南銀1號(hào)綠原酸含量比對(duì)照高21.40%，川天麻金紅1號(hào)醇浸出物和天麻素含量分別比對(duì)照高20.60%和93.30%。此外，一些品種的抗性特征也有所描述：川科斛1號(hào)的抗病性較強(qiáng)，綠芎1號(hào)抗病性強(qiáng)，川附2號(hào)田間表現(xiàn)對(duì)白絹病、霜霉病的抗性較好，南銀1號(hào)田間表現(xiàn)抗根腐病、白粉病、蚜蟲，寶膝1號(hào)耐寒性強(qiáng)。但這些抗性特征均是大田調(diào)查的結(jié)果，缺乏標(biāo)準(zhǔn)的鑒定。

四川省已審定的中藥材品種其選育方法主要是系統(tǒng)選育和引種馴化。育種材料主要來源于引種優(yōu)良品種、野生特異單株或農(nóng)家品種。系統(tǒng)選育是一種利用現(xiàn)有品種群體中出現(xiàn)的自然變異，特別是本地區(qū)推廣的優(yōu)良品種中的有利自然變異，從中進(jìn)行選擇，具有方法簡(jiǎn)便、選育速度快的優(yōu)點(diǎn)。但由于該育種方法培育出的品種遺傳背景較為單一，大面積推廣種植后，存在病蟲害爆發(fā)的潛在危險(xiǎn)。同時(shí)，由于系統(tǒng)選育是從現(xiàn)有自然群體中篩選優(yōu)良個(gè)體，不能創(chuàng)造新的基因型，也難以直接獲得有重大突破的品種。

3 育種基礎(chǔ)

近十多年來，四川省的中藥材育種工作由過去的隨機(jī)性、間斷性向計(jì)劃性、持續(xù)性的方向發(fā)展。自啟動(dòng)四川省中藥材育種攻關(guān)計(jì)劃以來，參與該攻關(guān)計(jì)劃的11個(gè)科研院所和大學(xué)先后建立了數(shù)個(gè)中藥材種質(zhì)資源圃，為四川省道地藥材遺傳改良研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2017年，在國(guó)家支持下，四川省建立了國(guó)家中藥材產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系成都試驗(yàn)站和綿陽試驗(yàn)站，川產(chǎn)道地藥材的資源、育種和繁育研究得到相對(duì)穩(wěn)定的支持。雖然中藥材品種選育工作取得了一些成績(jī)，但與之配套的良種繁育技術(shù)研究滯后，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基地建設(shè)才剛起步。目前，只有秦艽等5種藥材的繁育技術(shù)規(guī)程制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。

4 市場(chǎng)化推廣

中藥材新品種的種子種苗繁育是中藥材規(guī)范化生產(chǎn)的源頭工程[5]。但由于中藥材單品種面積小，各地重視程度不高，加之種植技術(shù)要求高，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)缺乏中藥材種植技術(shù)服務(wù)的專業(yè)人才，嚴(yán)重制約了中藥材新品種推廣工作的開展。目前，省內(nèi)還沒有專門從事中藥材種子種苗經(jīng)營(yíng)的企業(yè)，種子種苗仍然是中藥材生產(chǎn)的副產(chǎn)品，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站沒有將中藥材品種推廣納入工作計(jì)劃，因此中藥材新品種推廣工作進(jìn)展緩慢，應(yīng)用面積十分有限。

5 展望

中藥材品種選育是中藥材生產(chǎn)中十分重要的環(huán)節(jié)，也是中藥材基地建設(shè)中最薄弱的環(huán)節(jié)[5]。雖然四川省在這方面起步較早，但仍有75%以上的川產(chǎn)道地藥材沒有優(yōu)良品種。因此，亟待從育種方法和目標(biāo)、遺傳基礎(chǔ)等方面開展深入研究，培育更多遺傳穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良、抗性強(qiáng)的川產(chǎn)道地藥材新品種，從源頭上推進(jìn)中藥材的有序、安全、有效生產(chǎn)。

5.1 系統(tǒng)選育為主，輔助應(yīng)用其他選育方法

目前，四川省已選育的46個(gè)藥材品種中，采用系統(tǒng)選育方法的有44個(gè)，是一種極為有效的方法。2019年四川省正式發(fā)布了《四川省中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018—2025年)》，包括了86種四川省道地藥材，其中還有66種藥材沒有審定(認(rèn)定)新品種，因此，應(yīng)繼續(xù)堅(jiān)持以系統(tǒng)選育為主，快速從自然混雜群體中選出良種并推廣，盡快提高四川省藥材良種化率。另一方面，為了加速四川省中藥材種子產(chǎn)品盡快商品化和產(chǎn)業(yè)化，在輔助應(yīng)用其他選育方法中應(yīng)重點(diǎn)考慮雜交育種和雜種優(yōu)勢(shì)利用。近年來，通過該方法已選育出金銀花、丹參、紅花、天麻、桔梗等藥材的優(yōu)良品種，大幅度地提升了藥材的品質(zhì)和產(chǎn)量[6]。目前，四川省在采用系統(tǒng)選育方法選育出川貝母、川牛膝、天麻等新品種的同時(shí)，對(duì)其遺傳特性有了較為清晰的認(rèn)識(shí)，積累了一定數(shù)量的親本材料，可以探索開展雜交育種或雜種優(yōu)勢(shì)利用。

此外，從用藥安全性考慮，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局在2018年發(fā)布的《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(修訂草案征求意見稿)》中明確提出，對(duì)于種間雜交品種原則上是禁止的，除非作為提取單體成分的原料開展的育種。對(duì)于轉(zhuǎn)基因和人工誘變加倍等育種技術(shù)選育的中藥材品種，禁止用做飲片，但可以作為提取單體成分的原料藥。因此，可以對(duì)提取成分明確且有較大需求的藥材開展相關(guān)探索性研究，如川貝母等名貴藥材。

5.2 重視藥材品質(zhì)育種和抗性育種研究

優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)已成為中藥材發(fā)展的趨勢(shì)，因此開展品質(zhì)育種是實(shí)現(xiàn)藥材優(yōu)質(zhì)的主要途徑之一。藥材品質(zhì)不僅包括外觀性狀和《中國(guó)藥典》指標(biāo)成分，其他活性成分和藥效也是其重要品質(zhì)特征。如伍賢進(jìn)等[7]提出了中藥譜效育種理論，以生物效價(jià)檢測(cè)藥理藥效、以化學(xué)指紋圖譜和譜效分析評(píng)價(jià)有效成分種類和含量，并確定質(zhì)量控制的關(guān)鍵性成分，利用這種綜合評(píng)價(jià)方法探索性地開展了新品種“湘白魚腥草”選育，這為進(jìn)一步探索其他川產(chǎn)藥材品質(zhì)育種研究提供了良好借鑒。

隨著農(nóng)藥減施工作的推進(jìn)，以及《中國(guó)藥典》2020年版增修訂藥材和飲片檢定通則中加強(qiáng)對(duì)藥材農(nóng)殘和重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)的要求，中藥材抗性育種，特別是抗病蟲育種顯得尤為重要。目前，四川省在該領(lǐng)域研究不足，尚沒有突出的抗性品種，而其他省已取得一定成績(jī)，如山東的西洋參品種“三抗1號(hào)”(抗旱)和太子參品種“抗毒1號(hào)”(抗花葉病毒病)，浙江的浙貝母品種“浙貝2號(hào)”(抗灰霉病和干腐病)，云南的三七品種“苗鄉(xiāng)抗七1號(hào)”(抗根腐病)[6，8-9]。因此，亟待加強(qiáng)川產(chǎn)藥材的種質(zhì)資源收集和抗性鑒定，重點(diǎn)對(duì)附子(白絹病、根腐病)、川芎(根腐病、菌核病)、黃連(褐斑病、炭疽病)等開展系統(tǒng)的抗病性鑒定，為選育抗性品種奠定良好基礎(chǔ)。

5.3 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，探索分子標(biāo)記輔助育種

目前，四川省在藥材品種選育過程中獲得了一批較純的資源材料，可以在此基礎(chǔ)上選擇一批中藥材開展全基因組測(cè)序、次生代謝產(chǎn)物合成相關(guān)基因定位和克隆、遺傳圖譜構(gòu)建等基礎(chǔ)研究，為分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)。分子標(biāo)記輔助育種能有效提高選擇的效率與預(yù)見性，但在藥用植物上的研究才剛起步。目前，國(guó)內(nèi)已開展了桑樹[10]、黃花蒿[11]、羅漢果[12]、北柴胡[13]、長(zhǎng)春花[14]、丹參[15]、石斛[16]和菊花[17]8種藥用植物連鎖圖譜研究，丹參[18]和石斛[19]已有數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)定位研究報(bào)道，三七[9]和紫蘇[20]的2個(gè)品種利用單核苷酸多態(tài)性(SNP)分子標(biāo)記輔助鑒定指導(dǎo)新品種選育。但對(duì)于構(gòu)建高精度連鎖圖譜，還需要進(jìn)一步擴(kuò)大研究的群體數(shù)量和標(biāo)記數(shù)量，并運(yùn)用大量群體來跟蹤重組事件。同時(shí)，也需要高通量的表型觀測(cè)技術(shù)來進(jìn)行精確的表型數(shù)據(jù)收集[21]，以便充分發(fā)揮分子標(biāo)記技術(shù)輔助進(jìn)行田間選擇的準(zhǔn)確性和高效性，最終加快藥用植物的育種進(jìn)程。

5.4 加強(qiáng)中藥材新品種的種子種苗繁育推廣示范工作

為了更好地銜接基礎(chǔ)研究和市場(chǎng)化推廣，需要加強(qiáng)種子種苗企業(yè)與科研院所聯(lián)合，利用選育的中藥材新品種，采用“三圃制”(株行-株系-原種)等良種繁育方法，開展新品種的種子種苗保純繁殖研究，建立滿足市場(chǎng)需求的中藥材良種繁育基地，向藥農(nóng)和栽培基地提供優(yōu)良品種。在市場(chǎng)化推廣過程中，考慮到四川省中藥材種類繁多，且大多數(shù)藥材為多年生，每種藥材投入經(jīng)費(fèi)和技術(shù)人員相對(duì)較少，需要更多激勵(lì)資金促進(jìn)新品種轉(zhuǎn)化應(yīng)用；同時(shí)，為保證資源圃、示范基地的穩(wěn)定運(yùn)行及育種工作的持續(xù)開展，也需要從政策和經(jīng)費(fèi)上得到持續(xù)的支持。