厚朴种质资源研究进展

董佳悦，任波，张梅

·综述进展·

厚朴种质资源研究进展

董佳悦，任波，张梅

本文通过总结近年来国内外对厚朴种质资源的相关研究，从其种源的分布和遗传多样性等方面对厚朴的种质资源研究进展进行全面、系统地阐述，为厚朴种质资源的保护和合理开发利用提供依据。

厚朴；种质资源；遗传多样性

厚朴是我国药用价值较高药用植物。2015年版《中国药典》收载中药厚朴为木兰科植物厚朴Magnolia officinalis Rehd.et Wils或凹叶厚朴Magnolia officinalis Rehd.et Wils. var. bilobaRehd.et Wils.的干燥干皮、根皮及枝皮。其气香，味辛辣、 微苦，具有燥湿消痰、下气除满的功效，用于湿滞伤中、脘痞吐泻、食积气滞、腹胀便秘、痰饮喘咳[1]。现代研究发现厚朴主要化学成分为厚朴酚、和厚朴酚、挥发油类、生物碱类等，具有抑菌、抗肿瘤、抗炎、促进胃肠蠕动等药理作用，临床上主要应用于治疗抑郁症、肠梗阻、慢性肝炎、缓解更年期症状等病症[2-4]。

厚朴资源分布区域较广，主要分布在陕西、甘肃、浙江、安徽、江西、福建、湖北、湖南、四川、贵州等地。有些地区也出现了对厚朴的繁殖栽培，种质资源丰富。但由于近几年厚朴的市场需求量加大，过度地采剥利用，致使野生厚朴资源遭到严重破坏，种群数量剧减，野生厚朴已然已加入到渐危种行列。本文从种类资源、遗传多样性等方面对厚朴种质资源的研究概况进行综述，以期为厚朴种质资源的深入研究提供参考。

1 厚朴种类资源

厚朴种类分为厚朴、凹叶厚朴、长喙厚朴、日本厚朴及无毛厚朴。其中药用厚朴包括厚朴(川厚朴、紫油朴)、凹叶厚朴和长喙厚朴(缅甸厚朴、云朴、贡山厚朴、腾冲厚朴)[5]。

1.1 不同种类厚朴植物形态的差异性

厚朴与凹叶厚朴主要区别在于前者叶先端具短急尖、微凸或圆钝，后者凹缺成2个钝圆的浅裂片[6]。近年来，有报道称湖北部分厚朴中出现树叶先端凹凸共存，即“中间型”的情况。更是有人通过RAPD技术发现将厚朴分为3个地理宗更合适，即典型的厚朴，主要分布在鄂西；典型的凹叶厚朴，分布在赣、湘及中间类型主要分布在闽、浙、川西[7-8]。长喙厚朴本种树高达25 m，叶先端宽圆，基部微心形，沿叶脉有红褐色而弯曲的长柔毛。花先于叶开放，芳香，花被背面绿色，略带粉红色，腹面粉红色。主要分布于云南西北部及西部。日本厚朴落叶乔木，高达30 m，与厚朴不同之处在于小枝初绿后变紫，无毛。叶下面苍白色，被白色弯曲长柔毛。花乳白色。原产千岛群岛以南，我国东北、青岛、北京及广州有少量栽培。无毛厚朴本变种与厚朴原变种和凹叶厚朴变种的区别是幼枝、托叶、顶叶芽、混合芽、花蕾和花梗均无毛。河南、湖南、湖北和山东均有发现[5]。

同时对不同厚朴种子形态特征及分子方面分析，发现厚朴种子的形态特征、百粒重和萌发率有显著的产地差异；不同产地厚朴种子的蛋白电泳图谱在谱带数目、谱带强度和相对分子质量等方面也存在着显著的差异[9-11]。

1.2 不同种类厚朴药效成分含量的差异性

厚朴中所含酚类成分约相当于凹叶厚朴的6倍，同时厚朴与凹叶厚朴及中间类型的HPLC图谱存在显著的不同[12-13]。近几年张春霞、杨立新等[14]通过HPLC指纹图谱发现厚朴与凹叶厚朴样品中厚朴总酚的含量差别不大，但厚朴中和厚朴酚质量分数(平均值2.89%)明显比凹叶厚朴(平均值0.78%)高。生物碱的TLC和含量测定方面厚朴、凹叶厚朴都存在一定差异[15-16]。

2 厚朴遗传基因多样性

DNA序列的变化是基因多样性的基础，基因的多样性是导致生物多样性的主要原因。由于厚朴受到不同环境因素的影响和破坏，基因交流受阻，从而造成厚朴种质资源的差异性。

2.1 不同产地遗传基因的多样性

厚朴种源间具有丰富的遗传性，不同种源间的遗传分化也较大，主要表现在地域的遗传分化。周俊新[17]利用改进单纯形法投影寻踪技术(MSM-PP)与聚类分析相结合的数学手段对25个种源进行多性状综合评价与种源区划分，划分出优良种源、可利用优良种源、一般种源和不适宜种源4个种源区。王洁[18]通过采用PCR直接测序法，测定11个种源区厚朴的核糖体DNA ITS区序，发现11个产区厚朴的ITS全序列长度介于593-600bp，其中，ITS1长度为214-217bp，G+C含量为54.42%-55.35%，ITS2长度为215-219bp，G+C含量为59.82%-60.95%；ITS序列共有36个变异位点；序列间遗传分化距离为0.000-0.02792，11个产区厚朴构成3个分支，显示出产区间厚朴的亲缘关系及差异性。在厚朴种群遗传多样性及遗传关系分析上利用ISSR标记对28个厚朴种群666个个体进行扩增，开展厚朴遗传多样性及遗传关系研究，结果表明，12条ISSR引物均能在所有个体中稳定扩增，共扩增出137条带，其中114条为多态性条带，多态位点百分比(PPB)介于75.00%-91.67%；厚朴在物种水平拥有较高的遗传多样性(PPB=83.21%，H=0.342)，而在种群水平遗传多样性却相对较低[19]。同时有人以厚朴种质资源遗传多样性及遗传变异规律为主要目标，通过对扩增片段长度多态性（AFLP）反应体系中的酶切链接、扩增条件、引物筛选等几个方面开展对厚朴主要次生代谢产物研究，在分子水平证实了质量好的种源厚朴遗传变异更为丰富[20]。

厚朴种源间遗传分化在药物成分上也有相应的体现。石磊等[21]通过对厚朴中的厚朴酚、和厚朴酚含量及其比值与产地生态因子之间的相关性考察，对全国43个样点厚朴质量适宜性进行等级划分，发现厚朴酚与和厚朴酚比值具有明显的区域质量特征，证明湖北和重庆是厚朴的道地产区。刘明哲[22]通过建立RP-HPLC法测定不同产地厚朴中厚朴碱含量，发现不同产地厚朴碱差异很大。此外娄方明、李群芳等[23]采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对挥发油成分测定。结果从5种不同产地厚朴的挥发油中共鉴定出80个化学成分，有18种成分为5个产地共有；而从3个不同地区凹叶厚朴中共鉴定出 47 种化合物，共有成分为6种[24]。从而得知不同产地厚朴由于遗传基因的多样性的存在，其在化学成分组成及含量有较大的差别。

2.2 同一产地遗传基因的多样性

同一产地厚朴遗传基因多样性受环境的影响较大。同一种源不同植株和同一植株自身因受年限、海拔等不同种因素的影响在分子水平和化学水平俨然形成了显著的差异。

2.2.1 不同植株遗传分化的多样性 杨红兵、崔光红等[25]为了探讨湖北恩施产道地药材厚朴的遗传基础，采用ISSR标记技术对恩施厚朴基因组DNA进行PCR扩增，在引物ISSR826的扩增产物中可见两条湖北恩施厚朴的特征带，分子量分别为950bp和550bp。发现上世纪70年代从恩施引种栽培于罗田、蕲春的厚朴与恩施厚朴相比已产生了一定的遗传分化，说明道地药材是基因型与环境之间互相作用的产物。同时也有报道发现利用ISSR技术对四川6个野生厚朴种群的遗传结构进行分析，10条ISSR引物共测到114个位点，其中多态位点93个，多态位点百分率(PPB)为81.58%，Nei遗传多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.320和0.469，表明厚朴物种水平具有较高的遗传多样性。从聚类来看，各种群具有一定的独立性[26]。

在成分分析方面李红英、杨永康等[27]采用RPHPLC法测定不同树龄紫油厚朴中和厚朴酚及厚朴酚的含量，发现恩施双河同一地区不同树龄的紫油厚朴5年生厚朴中总酚含量最低为2.918% ，40 年生总酚最高为13. 195%。随着树龄的增长厚朴总酚含量也不断增高，紫油厚朴中和厚朴酚的含量明显高于厚朴酚。谌金吾等[28]通过比较同一地域来源、不同树龄的凹叶厚朴发现7种次生代谢产物随着树龄的增加积累变化差异较大。

郑志雷等[29]通过建立厚朴种质资源的DNA指纹图谱发现同一群体内，胸径大小相近的厚朴植株酚类含量个体间存在着较大的变异，个体间各部位酚类含量差异显著。厚朴优良种源选择时，树高、冠幅、树皮厚、枝条数之间都呈极显著或显著的正相关；通直度、圆满度、健康度相关性不大；枝皮中酚含量与各树体性状之间都呈极显著或显著的正相关。

庄国庆等[30]选取生长在1000 m、1200 m、1400 m三个海拔立地条件相一致的14～15年树龄的厚朴，进行厚朴产量和厚朴酚与和厚朴酚含量的测定，同一海拔高度的厚朴的产量，厚朴酚与和厚朴酚的含量是相似的；生长在海拔1200 m处较海拔1000 m和1400 m处的厚朴的产量高，而厚朴酚与和厚朴酚的含量则是随着海拔的升高而增长。说明不同的环境因素的影响是造成遗传多样性的重要原因。

2.2.2 同一植株遗传分化的多样性 同一植株不同的部位受遗传分化的影响也有极大不同。有人发现厚朴叶中厚朴酚及和厚朴酚含量约为厚朴皮的1/4。厚朴根皮中厚朴酚与和厚朴酚的总含量约为厚朴干皮及枝皮中的4倍[31]。

曾红等[32]采用高氯酸滴定法对井冈山产同一植株厚朴的干皮、枝皮、根皮、花、叶部位的总生物碱含量进行测定，分析得知同一植物厚朴花中生物碱含量最高，而传统入药部位干皮中最低。

杨红兵等[33]发现随着树龄增长，生物碱含量下降；同一厚朴株，根皮生物碱含量最高，干皮最低。此外还有人通过探索厚朴中挥发油类成分的积累与分布规律，发现同一厚朴植株的枝皮挥发油含量远高于根皮和干皮，干皮自下而上含量逐渐升高，茎基部含量最低；树龄不同，挥发油含量各异[34]。

3 小结与展望

厚朴作为我国珍贵中药材，有着广泛的药效作用。由于种质资源的过度消耗，野生资源日益枯竭，而且大多数野生厚朴药材质量难以达到“安全、有效、可控、稳定”的品质要求。栽培厚朴分布地区广，采收年限差异大，且药材来自不同部位，造成厚朴药材品质参差不齐。因此，亟需加强对厚朴种源和品质的控制，充分重视优良种源、种源地的选择，科学、合理地对厚朴种质资源进行保护，从根本上保证厚朴药用资源品质，提高临床用药疗效。

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（责任编辑: 胡慧玲）

The research progress of Houpo germplasm/

D ONG Jia-yue, REN Bo, ZHANG Mei //(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, Sichuan)

In the article, the related researches of Houpo resources at home and abroad in recent years are summarized. Houpo germplasm research is comprehensively and systematically elaborated from the source distribution and genetic diversity. It can provide a reasonable basis for the protection of Houpo germplasm resources and rational development and utilization.

Houpo ; germplasm resources; genetic diversity

R282.2

A

1674-926X(2016)04-012-04

四川省科技计划项目“中药种质资源库建设关键技术研究及示范”

成都中医药大学药学院 中药材标准化教育部重点实验室四川省中药资源系统研究与开发利用重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地，四川 成都 611137

董佳悦（1991-），女，硕士在读，研究方向为中药有效成分分析研究

Tel:18280270918 Email:1070994058@qq.com

任波（1979-），男，副教授，从事中药及复方物质基础研究

Tel:(028)61800231 Email:bobofuly@163.com

张梅（1963-），女，教授，博士生导师，从事中药及其复方物质基础及质量标准化研究工作

Tel:(028)61800231 Email:zhangmei63@126.com

2015-11-17