关于应用于药物植物遗传多样性的讨论

刘晶莹

(沈阳师范大学,辽宁,沈阳,110034)

1 用于药物植物的遗传多样性

遗传多样性是生物多样性的基本组成部分,是生态多样性和物种多样性的基础。通常被认为是种内不同群体间和一个群体内不同个体间遗传变异的总和,它源于染色体和DNA的变异,是基因内的变化,亦称基因多样性。一个物种遗传多样性的大小与其自身的生存能力和竞争力密切相关,保护生物多样性最终就是保护其遗传多样性。我国具有悠久的中药材引种、栽培和驯化的历史,除了原有的野生种,在长期自然选择和人工选择的作用下,为适应各种不同的自然条件和栽培制度以及医学利用的需要,还培育并构建出形形色色、丰富多彩的大量的新型改良品种、农家栽培品种及药用植物类型。药用植物在长期的生存竞争及自然界双向选择过程中与产地生态环境建立了千丝万缕的联系,同一植物的种或品种在不同的生态条件下,次生代谢类型会有所变化,表现为形态的改变或有效成份的差异。

2 药用植物种质资源

种质是亲代通过生殖细胞或体细胞遗传给后代的遗传物质,同一物种的各种种质总称为该物种的种质资源。种质资源具备一定的遗传物质并表达一定的遗传性状,也称为遗传资源或基因资源。植物种质资源包括植物各类栽培种、野生和半野生种、近缘植物种以及人工创造的特殊种质材料等的全部基因遗产,是物种进化、遗传学研究及新品种培育的基因来源,它还可以为人类提供生产和生活资料,包括特殊营养品和药品,是人类和生物赖以生存的基础。药用植物种质资源是指一切可用于药物研究和开发的植物遗传资源,是所有药用植物物种和种下分类单位的总和。其研究内容包括:对药用植物品种 (类型)进行考察与收集、鉴定与评价、保存和应用以及遗传学基础,起源和演化的研究。药用植物种质资源是中医药产业的源头,对我国中医药的发展有着举足轻重的作用。近年来,药用植物不再局限于传统的入药治病,而广泛应用于饮食、保健、化妆品、绿色农药、畜禽业等人类生活的各个方面。药用植物种质资源作为一种生物资源,对保护生物多样性和维持生态平衡有着积极的意义。

我国是“巨大生物多样性国家”,素有“世界植物王国”之称,是北半球生物多样性最丰富的国家。我国的药用植物数量虽然很多,但长期以来,我国的中药业一直处于“吃资源”以换取低成本的生产方式。在我国现有的药用植物中,临床常用的有 700多种,其中 300多种以人工栽培为主,但栽培有一定规模的不到 200种,传统中药材生产原料的 70%～80%来自野生资源。由于对生物资源保护和可持续利用意识的薄弱,我国是世界上生物多样性受破坏严重的国家之一。随着人们对土地、森林的开发利用,生态环境恶化,野生药用植物资源的贮量已逐年下降或趋于枯竭。部分常用中药材和道地药材的野生种质已趋于消失,少数物种濒临灭绝,某些种类已基本灭绝,常用药材人参、三七的野生个体已很难发现。种质资源的保护就是物种遗传多样性或进化潜力的保护。丰富的遗传多样性是物种适应外界环境变化的物质基础,种内遗传多样性或变异性愈丰富,物种对环境变化的适应能力愈大,进化的潜力也愈大。随着中草药逐步走向国际市场,对我国药用植物资源的需求量会越来越大,野生药材资源面临的压力日益沉重,若不注意合理开发利用,不重视野生药材资源的驯化栽培和保护,对野生药材的开发利用将使药用植物资源很快被挖光、采绝,造成更多的物种灭绝。天然药物生产将难以为继,从而影响到天然药用资源的安全、可持续发展和利用。具有中国特色并有着数千年研究与利用历史的中药药用植物,其遗传多样性的研究与保护无疑是中国生物多样性研究与保护的重点对象之一。就地保护、迁地保护和离体保存是药用植物遗传多样性保护的最重要途径。就地保护的最大优点在于物种能在其自然生态中继续不断地进化,并能不断适应变化了的环境条件,增加遗传的多样性。保护区是保护物种及其遗传多样性最好的场所,目前,亚洲最大的专业植物园——广西药用植物园已保存有药用植物 3 000余种。然而,要把许多具有重要药用价值的物种及遗传资源全部都包括在保护区中是不现实的,而且保护区也并非绝对不受侵犯。因此有必要人工创造生境,保存稀有濒危的种质,一旦自然界中因某些原因导致一些物种难以适应生存时,受到迁地保护的个体仍有可能恢复其自然界中应有的地位,不至于陷入灭绝的境地。植物组织培养是离体保存的最常用方法,可以在较小的区域中保存尽量多的种质。就地、迁地保护和离体保存三者相互补充,对不同的物种可采用不同方式并结合运用,尽可能多地、有效地保护每个物种的遗传变异。

3 我国药用植物遗传多样性研究进展

我国的土地广阔,地形复杂,气候多样,因此我国药用植物资源的分布具有明显的地域性和种质多样性。种质资源遗传多样性的研究是药用植物资源研究的热点,进行种质资源遗传多样性的研究将为药用植物种质鉴定和育种打下基础。检测植物遗传多样性的方法随着生物学,尤其是遗传学和分子生物学的发展不断得到提高和完善。从最初的表型变异到后来的染色体多态性、蛋白质多态性,最后发展到现在的DNA多态性。事实上,任何一种检测遗传多样性的方法都存在各自的优点和局限,但又都能从各自的角度提供有价值的信息,揭示遗传物质的变异,帮助我们认识遗传多样性及其生物学意义。利用形态学或表型性状来检测遗传变异是最古老也是最简便易行的方法。

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