黄 鹏 黄和平* 栗进才 王 辉
(1 安徽中医药大学药学院,合肥 230038;2 安徽亳州职业技术学院药学院,亳州 236800;3 上海药房股份有限公司亳州徐重道中药饮片厂,亳州 236800)
亳州白芷种质资源保护与开发利用※
黄 鹏1黄和平1*栗进才2王 辉3
(1 安徽中医药大学药学院,合肥 230038;2 安徽亳州职业技术学院药学院,亳州 236800;3 上海药房股份有限公司亳州徐重道中药饮片厂,亳州 236800)
目的 为进一步保护和开发亳州白芷的种质资源提供实践与理论支持。方法 从亳白芷药材历史发展与演变过程和相关政策等方面分析了亳州白芷种质资源匮乏和亟待保护的原因,提出建立亳白芷种质资源保护和开发利用的对策和方法。结果亳白芷种质资源混乱,药材质量良莠不齐,通过种质资源保护与开发,可提高其质量和产量。结论 亳白芷种质资源保护势在必为,应从政策和科研两方面共同加强亳白芷良种培育基地和GAP种植基地建设,提高亳白芷质量和产量。
亳州白芷;种质资源;中药保护;中药产业化;综述
白芷为伞形科植物Angelica dahurica(Fisch.ex Hoffm)Benth.et Hook.F或杭白芷Angelica dahurica (Fisch.ex Hoffm)Benth.et Hook.F.Var.formosana(Boiss)Shan et yuan的干燥根,味辛,性温,具有祛风除湿、通窍止痛、消肿排脓之功,为临床常用中药[1,2]。除药用外,还广泛应用于保健品、化妆品、香料中,市场需求量大。随着野生资源的减少,目前市场上主要使用的是白芷栽培品。根据产地不同,白芷分为川白芷、杭白芷、禹白芷、祁白芷、亳白芷等,但都均为栽培品[3,4]。虽然亳州白芷在种植与生产方面起步较晚,但其产量高,生产周期短,发展迅速,用量大,已然成为该地区的主要道地品种之一。目前国内大规模白芷生产种植存在资源不统一,种质繁杂,良莠不齐,生物学特性及经济性状差异很大,严重影响标准化种植和产业的健康发展,甚至发生重大经济损失事件。因此如何充分利用亳州白芷资源优势和产业优势,应用现代科学技术和管理方法,全方面监管道地白芷种植的全过程,建立严格的药材质量控制和检验程序,并制定《亳州白芷规范化生产标准操作规程(SOP)》,推动白芷的科学化、规范化种植。本文拟从亳州白芷种质资源保护与开发着手,为实现中药现代化及资源合理化、科学化、标准化提供借鉴。
一直以来,白芷药材以川、杭白芷质量为佳,但其产量远远无法满足市场需求。基于此,其他各地纷纷开始引种及栽培白芷。其中有些地区由于条件所限无法大规模进行种植,而有的地区则已经形成一定规模,逐渐成为了新的白芷主产区,如安徽亳州等[5]。
亳州位于安徽西北部,地处淮北平原,气候温和,雨量适中,光照充足,四季分明,土壤肥沃。优良的自然环境不但为本地区地产药材的生长繁殖提供了得天独厚的自然条件,同时借助药材大市场为药材的加工和销售提供便利[6]。由于亳州具备白芷适宜生长的优越自然条件,逐步形成了白芷的规模化种植。自清末开始安徽亳州就有栽培和加工白芷传统。在清光绪年间(1894年) 《亳州志·卷六·食货志》中已有亳州盛产白芷记载[7]。民国年间,安徽通志馆编修《安徽通志稿·物产考·药部》中亦有亳州产白芷收录[8,9]。《中药大辞典》亦载有亳白芷为亳州道地药材。亳州产白芷主要在亳州的十八里、十九里、大杨、大寺、南市区、中市区、沙土、谯东、位岗9个乡镇或市区等种植。上个世纪90年代,亳白芷产量约1000吨。2004年以来,产量逐年上升,达3000吨以上,从而成为四川、浙江和河南之外的主产区[10,11]。近些年发展较快,栽培面积较大,2007年亳州及周边地区白芷种植面积达到6000 hm2。
2.1 种质资源保护的必要性 白芷作为常用大宗药材,据报道其药用年需求量大致为6000吨左右,加上保健品、调味品、美容产品和日化产品方面的需求,其年需求量为18000~20000吨。但是在2013年全国总产量仅12000吨,依然无法满足市场需求[12]。针对白芷市场需求日益增加,而野生白芷资源有限,人工栽培品在长期栽培过程中种源退化,大大影响了白芷的质量。为保护野生资源,保存种质资源,通过对白芷种质资源的研究,确定优选白芷的优质种质资源。
另外,白芷种子的质量和价格严重影响了农民种植的积极,最终也影响白芷药材的质量和销售。2012年,白芷种子的价格较低,农户大幅减少了白芷种子的培育数量;而2013年由于天气原因导致白芷种子大幅减产,而且白芷种子瘪籽较多,质量较差[13]。这些因素共同导致当年白芷药材质量下降。因此,加强白芷种质库建设十分重要。
对白芷种子萌发、种苗繁育、野生白芷生态环境、仿生栽培环境选择标准等展开研究,通过施肥方案、田间管理与产量质量的关系、病虫害防治等研究,来强化和提高白芷的质量和产量是迫切需要的。经调查,亳州白芷种子质量优劣完全依靠当地药农的经验进行评价,产区普遍存在自繁自育现象,缺乏相应的种子检验规程和质量标准,导致白芷种子质量良莠不齐。通过深入调查发现,白芷的种植大都根据当地药农多年经验,技术较为粗放,同时,异地引种又造成了种质的混杂;加之各地栽培、加工方式的不同,造成了亳州产白芷质量的良莠不齐。鉴于这种状况,亳州白芷种质资源好坏俨然成为该药材品种继续规模化发展的瓶颈。因此,为了更好发展亳州白芷产业,对于亳白芷的种质资源保护势在必行。
2.2 种质资源保护的可行性
2.2.1 政策可行 目前,我国已经先后出台了的农作物种子国家标准,并建立了比较完善的国家种质库。鉴于药材种植的特殊性和药材种子(苗)市场混乱的现状,参照农作物的模式,尽快出台中药材种质国家标准,建立国家药材种质库已经成为国家中药材战略发展的重要任务。
种质资源是包括栽培品种 (类型)、野生种、近缘野生种在内的所有可利用的遗传材料。而且,随着市场对优质中药材需求增加和国家对中药材质量监管力度加大,中药种质资源培养和保护显得尤为重要。近年来,国家和地方对中药材育种和优质种质资源保护工作已经逐渐开展。许多中药大省已经开始建设道地药材的种质资源库。科技部和国家中医药管理局均将优质中药材新品种选育及中药材种子种苗基地建设课题纳入重点研究专题。2014年安徽省也将启动建立中药材良种种质库,并选取亳州作为基地,为提升本省道地中药材质量和产量服务。
作为目前全国最大的药都亳州,除了每年百亿元的交易量外,其百万亩的药材种植面积占全国药材种植总面积的1/10,而白术、白芍、白芷等药材种植面积又占亳州药材种植总面积的85%以上。在针对白芷等地方药材发展上,当地政府通过校企合作等方式加大中药材优良种质资源的科研投入,设立药材种子专项资金,建立安徽省中药材良种繁育工程技术研究中心,扶持良种选育和推广。此外,政府还出台相关政策,鼓励优良种子的选育和良种生产基地的建设,从而引导药材种子品种向纯正、优质、高产、高效方向发展;鼓励、支持科研机构与种苗生产经营企业建立利益共同体,发挥企业与科研单位的整体优势,从资金投入、科研开发、企业生产三者的协同、联合中,着力打造药材种子产业链,提升药材种子品质。因此,国家有关政策对于亳白芷的种质资源保护具有十分重要的意义。
2.2.2 技术科学可行 自清末亳州白芷的开始栽培,其种质多源于河南禹州、河北安国及浙江。经过多年栽培,已形成亳州白芷特有的种质资源。但亳州白芷种子主要来源于当地药农留种植株的种子,其质量优劣完全凭借药农的经验进行评价,导致缺乏相应的质量标准评判体系,且最终影响白芷药材的产量和质量。通常白芷种子的培育方面需要经过营养生长、生殖生长两个阶段,周期为两年,其中第一年为营养生长期,第二年为生殖生长期。安徽亳州栽培白芷为秋播,通常在处暑 (8月下旬)播种,翌年7月底至8月初采挖药材 (二伏采挖)[4]。亳白芷主要栽培于亳州十九里乡、大寺乡等地。根据亳州当地环境,从中优选几个种植区,进行种质选育,有计划实施白芷优质种质培育,建立亳白芷良种繁殖基地,加强亳白芷规范化种植。
目前,随着生物分子学技术发展,特别是各种分子标记技术对于药用植物种质资源研究提供了新的思路和方法。比如AFLP(扩增片段长度多态性)、随机扩增多态性DNA(RAPD)、内部简单重复序列标记(ISSR)、内部转录间隔区 (ITS)等方法先后被借鉴和应用到药用植物种质资源研究[14,15]。黄璐琦等采用RAPD对兴安白芷、祁白芷、杭白芷三者分子遗传关系进行研究,为系统研究与划分白芷的种类提供科学依据[16]。另外,通过培育新的品种以提高药用植物产量和有效成分含量,对缓解野生资源压力无疑是一种行之有效的办法。由于引种栽培白芷存在品质下降问题,而在亳州一些地方尚有丰富的野生白芷资源,如能在这些地区恢复野生白芷资源,不但有利于生物多样性的恢复,也有显著的经济效益。研究发现利用白芷花药离体培养可在短期内获得性状丰富的白芷单倍体或纯合的二倍体植株,进而缩短育种周期,提高选择效率,快速选育新品种的进程[17]。上述这些先进方法为亳白芷种质资源保护与开发提供了智力和技术支持。
提高了亳白芷药材质量,可以通过对其种质资源进行广泛收集、科学评价,筛选出一些优良的种质资源或品种、品系,并繁育、示范、推广。其次,完善亳白芷种质标准,通过严格控制种子的纯度、净度、含水量、发芽率等指标,健全和优化亳白芷种质资源[18]。通过以上措施解决了亳白芷品质混杂,有效成分高低不一等问题,同时使规范化种植技术运用到田间地头,使药农能够熟练掌握种植技术,确保亳州的优质白芷生产基地,能够为市场提供质量和数量双重保证的亳白芷原材料,满足市场需求,推动亳州中药产业的可持续发展。
亳白芷除了作为药材外、还可用于保健品、香料、调味品及日化品。据调查,药用亳白芷主要在亳州中药材市场销售,原料切片销售,批发到全国各地,其余大部分用于香料生产,销至其他省份香料批发市场。此外,市场上以白芷为原料提取的芳香油广泛应用于保健品、化妆品,其年需求大约近千吨。基于当地资源和市场需求,应先建立亳白芷GAP种植基地,实施规范化和规模化种植;其次加强亳白芷深加工基地建设,最终开发出以亳白芷为原料的各类产品,如亳白芷挥发油、亳白芷提取物等。而这些产品源头取决于亳白芷的种质资源。为了实现亳白芷的可持续利用与发展,可通过建立亳州白芷种质资源库,将种质资源分为三类,优质类作为药用,其次作为保健品,三类为香料和调味作用。通过健全和建立亳白芷种质分类机制,有效地遏制种质不清,质量混乱,扰乱市场等状况的发生,从而提高亳白芷的产量和质量。
总之,白芷作为常用药材,市场需求量高,一方面需要进一步加强亳州产白芷的对外宣传,加大对亳州白芷种质资源的保护力度;另一方面加强对白芷栽培有关技术的深入研究,借助种质资源的优势,提升亳白芷质量与产量,促进安徽中药产业的发展,发掘和弘扬安徽道地药材,具有十分重要的实际意义。
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The Protection for the Germplasm Resources of Bozhou Angelica Dahurica and Their Utilization
HUANGPeng1,HUANGHeping1,LI Jincai2,WANGHui3
(1.Schoolof Pharmacy,AnhuiUniversityof ChineseMedicine,Hefei230038,China;2.Schoolof Pharmacy,BozhouVocationalandTechnicalCollege,AnhuiProvince,Bozhou236800,China;3.BozhouXuchongdaoTraditionalChineseMedicineDecoctionPieces,ShanghaiPharmacyCo.Ltd,AnhuiProvince,Bozhou236800,China)
Objective To provide theoretical and practical support for further protection and utilization of the germplasm resources of Bozhou Angelica dahurica.Methods Based on the historical evolution of Bozhou Angelica dahurica and related policies,we analyzed the reason why the germplasm resources of Bozhou Angelica dahurica need to be protected,and offered possible countermeasures and options to develop and utilize the germplasm resources of Bozhou Angelica dahurica dahurica.Results The present situation of germplasm resources of Bozhou Angelica is unsatisfactory,and the qualities of Bozhou Angelica dahurica are uneven.It is possible to improve its quality,and increase its production by protecting and developing the germplasm resources of Bozhou Angelica dahurica.Conclusion It is urgent to protect the germplasm resources of Bozhou Angelica dahurica.To improve the quality and production of Bozhou Angelica dahurica,we need favorable policies and research funding to build better seed cultivation base and GAP cultivation base.
Bozhou Angelica dahurica;germplasm resources;protection of Chinese medicine;industrialization of Chinese medicine;review
10.3969/j.issn.1672-2779.2015.22.081
1672-2779(2015)-22-0152-03
科技部星火计划(No:2013GA710014);安徽省中药材良种繁育工程技术研究中心开放课题(No:2012lzfy02)
*通讯作者:hhp760222@126.com
2015-08-07)