党参种质资源与优良品种选育研究进展

刘 璇，徐 娇，金 钺，隋 春

（中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所/中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室/濒危药材繁育国家工程实验室，北京100193）

0 引言

党参是常用中药材之一，收载于《中国药典》（2015年版Ⅰ部），其以根入药，味甘性平，归脾、肺经，具有健脾益肺、养血生津之功效，用于脾肺气虚、咳嗽气喘、气血不足等症[1]。党参为补益要药，不仅可作为基本药材为中医所调配应用，还是多种中成药的主要原料，如复方党参片、党参养荣丸、党参固本片等；此外，党参还是多种保健品的基本原料之一，如阿胶黄芪党参铁片、东阿阿胶牌芪参阿胶胶囊、日益牌党参黄芪口服液等。党参药食同源，用量较大，药用价值较高。

由于党参基源植物分布广泛，种质资源丰富，除药典规定的基源植物种外，还有一些非药典种入药，因此，党参药材间品质差异较大。中药标准化是中药国际化和现代化的必然要求，药材的种植生产是中药全产业链的源头环节，而种植品种的质量和稳定性又是决定产出药材质量稳定的关键因素。目前，国家中药材、饮片及中成药标准化项目刚刚启动，本文重点关注党参药材的种质资源和品种选育研究进展，以期为党参相关研究提供参考。

1 党参基源植物

2015年版《中国药典》规定党参的基源植物为桔梗科(Campanulaceae)植物党参(Codonopsis pilosula)、素花党参(C.pilosulavar.modesta)或川党参(C.tangshen)[1]。除正品外，党参药材的地方习用品、伪品较多，同属内的有管花党参（C.tubulosa，2003年版《贵州省中药材、民族药材质量标准》）[2]、球花党参（C.subglobosa，《藏药志》）[3]、秦岭党参（C.tsinglingensis，《陕西中草药》）[4]、新疆党参（C.clematidea，《新疆中草药》）[5]、轮叶党参（羊乳，C.lanceolata，《中药志》）[6]、脉花党参（C.nervosa，《藏药志》）[3]等，还有桔梗科金钱豹属金钱豹（土党参，Campanumoea javanica）、伞形科迷果芹属迷果芹(Sphallerocarpua gracilis)、伞形科防风属防风(Saposhnikovia divaricata)等与党参药材性状相似的伪品入药[7-8]。在所有种中，以党参(C.pilosula)分布最广，应用也最广泛[9]。

1984年中华人民共和国卫生部颁布的《七十六种药材商品规格标准》[10]，将党参药材商品规格分为西党、条党、潞党、东党、台党5类，当今市售党参药材商品名称更是繁多。通常认为西党的基源植物为素花党参，产于四川西北部、青海、甘肃及陕西南部至山西中部，其中甘肃文县、四川平武产党参又称“纹党”、“晶党”，陕西凤县和甘肃2个地产又称“凤党”，四川九寨沟县产又称“刀党”。条党的基源植物被认为是川党参，产于四川北部及东部、贵州北部、湖南西北部、湖北西部以及陕西南部，其中产于湖北恩施市板桥镇的又称为“板桥党”，产于四川东部的又称为“单枝党”。潞党、东党、白党通常源自党参这一植物种，其中山西产的称为“潞党”，东北产的称为“东党”，山西五台山野生的称“台党”[9,11-13]。

1992年，中国药科大学的王峥涛等[14]对中药党参进行过调查研究，当时甘肃地区是党参的重要生产基地，其产量居全国之首。2005年秋毕红艳等[15]调查了东北、山西、甘肃党参的栽培情况，发现东北地区几乎无栽培党参，而山西、甘肃党参的栽培也有所缩减。随着药材市场的健康良性发展，党参的种植规模也逐渐趋于稳定，逐渐进入追求药材产量和质量并行阶段。目前，甘肃党参年种植面积约2.7万hm2，产量约4万t，占全国总产量的70%，出口量占全国总量的80%[16]，尤其是甘肃定西地区首阳镇已成为全国党参的集散地。据调查[17]，甘肃省栽培党参主要源自党参和素花党参2个种。渭源县、临洮县、陇西县等以党参为主，文县和武都以种植素花党参为主，此外，宕昌、舟曲和迭部等县也有栽培。随着野生资源的减少，种植规模的扩大以及资源的不断流通，仅以产地区分和定性党参药材已难以适应药材生产标准化趋势，需要对党参资源及其利用进行梳理。

不同产地和不同植物种所产党参药材的品质比较和栽培技术不乏报道，但其系统性及不同研究的可整合性和可比性还较低，结合党参用药历史与现状，中国党参种质资源的研究远不能满足党参产业可持续发展的需要，已成为国内党参出口创汇和生产质量管理规范(GAP)研究的“瓶颈”[18]。有必要系统考察种质资源现状，以审定鉴定品种途径，明确资源特征及配套的适宜产地和栽培技术，为实现生产应用的标准化提供保障。

2 党参种质资源多样性

党参属植物全世界共有40余种，主要分布于亚洲中部和东部[9]。中国党参种质资源非常丰富，对党参种质资源的研究，有利于明确药用党参种的独特特征，便于鉴定区分。另外，也有利于从不同层面开发、利用和保护国内党参资源。

2.1 形态多样性

王峥涛[19]曾对药典规定的党参、川党参、素花党参和非药典品种管花党参、球花党参等16种（变种、亚种）党参类及1种伪品进行过生药性状鉴定，为党参药材的性状鉴定提供了一定的理论依据。李达[20]分别对党参、川党参和素花党参进行了性状比较，发现党参较川党参、素花党参根头部膨大明显，“狮子盘头”（党参根头部有多数疣状突起的茎痕及芽痕）明显；川党参表面有明显的不规则纵沟，而党参和素花党参表面为环状横纹；党参质地较硬略带韧性，川党参软而结实有一定韧性，素花党参较软易折断；这3种来源于不同药用植物的党参药材在性状上有各自的特点，可从性状上对这3种党参进行初步鉴定。赵江燕[21]采用性状鉴别法对来源于不同种、不同产地的党参进行观察，发现不同种党参和同种、不同产地所产党参的性状间均有一定的差异。赵云生[18]曾从生态型出发，对党参C.pilosula不同的野生品和栽培品进行了种内对比，发现党参种内各种质资源在药材性状上有较大的差别，根条色泽野生品较栽培品深；野生品“狮子盘头”较栽培品明显；野生品根条上部环纹较栽培品密集；另外，该研究还从种质资源的产量、抗性等方面进行研究，展示了党参种质资源在不同环境条件下的性状多样性。

党参的形态多样性不仅体现在党参生药的形态多样性，党参地上部分的形态也具有多样性。据《中国植物志》[9]记载，党参、川党参和素花党参原植物在形态上有一定的差别。素花党参为党参的变种，两者主要区别在于素花党参全体近于光滑无毛；且素花党参的花萼裂片较党参小。川党参与党参的不同在于两者花萼贴生位置不同，茎下部叶片的形状也有所差别。而其余非药典品种与药典品种均有一定的差异。孙庆文[22]曾对贵州省党参属植物进行实地考察，对不同植物的形态进行了细致的描述，并编制了新的党参属植物分种检索表，为贵州省党参属植物的鉴定提供了一定的依据。但在实际生产上，有些党参类原植物的鉴别并不容易。党参种质资源较为丰富，不仅药典规定种和变种间有多样性，种内的植物形态和药材性状均具多样性，是中药党参优良品种选育的宝库。

2.2 分子遗传多样性

随着分子生物学的发展，很多学者开始从分子水平对党参的种质资源进行研究。罗洪斌[23]曾对野生和栽培板桥党参进行nrDNA～ITS区的序列进行分析，得到野生和栽培板桥党参在该序列具有遗传差异性，为野生和栽培板桥党参的鉴定提供了方法。陈大霞等[24]利用SRAP和ISSR技术对来源于18个产区的川党参进行遗传多样性的分析，2种标记方法均显示川党参的遗传多样性较高，且聚类结果表明川党参种质之间的亲缘关系与地理分布呈不显著相关。苏强等[25]建立并优化了党参的AFLP分析体系，能较好地显示出党参、素花党参、川党参之前的遗传差异。He等[26]对采集到的65个党参样品进行ITS/ITS2序列分析，发现党参、素花党参、川党参的ITS序列位点上有一定的差异，可以成功地对党参药典规定的基源物种进行区分。赵莎[27]发现利用DNA条形码技术可对党参药材及其混伪品进行鉴定，但无法对3个基源物种进行鉴定。综合不同研究结果，显示出系统研究党参药材基源，明确种质特性非常必要。

张延红等[28]建立了适于党参的ISSR～PCR反应体系，为研究党参遗传多样性奠定了基础。王东[29]对党参转录组的SSR位点进行分析，明确了党参EST～SSR的基本特征，对研究党参遗传多样性和种质资源改良奠定了基础。张建清等[30]对党参和素花党参进行RAPD分析，发现党参和素花党参均有丰富的遗传多样性，同时发现所研究的8个党参栽培居群之间的遗传距离与地理分布呈一定的相关性。郭宏波[31]利用ISSR和RAPD分子标记技术对山西、陕西、甘肃8个野生居群和8个栽培居群的党参样本的遗传多样性进行研究，发现党参野生与栽培居群均具有较高遗传多样性。李忠虎[32]对党参多态性微卫星引物进行筛选，得到10对引物，并将它们对党参的4个近缘物种进行种间交叉扩增，发现有5对能扩增成功，这些引物为研究党参遗传多样性和群体遗传结构奠定基础。朱田田等[33]利用ISSR技术对17个党参品种的遗传多样性进行研究，发现样品在物种水平上均有较丰富的遗传多样性，同时各品种间遗传差异性较大，可能蕴藏丰富的基因资源。这些研究表明党参种质资源有丰富的分子遗传多样性，同时，也为鉴定不同种质及明确不同种质特征奠定了方法学基础。

3 不同种质的药材产量和品质差异

党参的种质资源具有丰富的遗传多样性，不同种质的党参的产量和含量均有一定的差别。杨静[34]对采自不同产地的党参药材及不同党参引种至同一GAP种植基地的党参药材比较质量，发现不同产地党参间苍术炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量有所不同，引种后，恩施板桥党和陇西白条党的党参炔苷的含量升高，而苍术内酯Ⅲ的含量均较原产地高；对于多糖含量的测定，山西潞党和恩施板桥党含量较高，陇西白条党含量其次。关琳静[35]对来源于药典规定的基源植物的党参进行含量测定，发现不同基源党参在党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量差异较大，而同基源植物的党参含量也有所不同。王丽蕃等[36]曾对潞党参和藏党参(C.thalictrifolia)中多糖和皂苷的含量进行比较，发现藏党参中多糖和皂苷的含量均较潞党参中高；后来，他们[37]又对潞党参和藏党参的总黄酮含量进行测定，得到潞党参总黄酮含量是藏党参的1.05倍。毕红艳[38]曾对来源于12个产地的党参种质进行了产地和试验地多糖含量的测定，得到来源于吉林抚松、山西平顺、陕西文县的种质多糖含量较其他种质优，在品种选育时，可选用上述3个产地的种质作为选育材料。彭锐[39]曾对采自不同产地的29个川党参药材进行质量研究，得到不同产地川党参的党参炔苷含量在0.44‰～2.47‰、多糖含量在13.85%～38.14%，总皂苷含量7.92～28.76 mg/g。因此，对党参的种质资源及其遗传多样性进行研究，不仅可用于评价党参种质质量优劣，还可以为党参品种选育提供一定的基础，扩大品种选育的方法和目标。

4 党参优良品种选育研究

党参的人工栽培最早出现在山西的潞安、壶关、长治以及辽宁的凤城等地。现在，甘肃、湖北、四川以及吉林等地都有大面积的人工栽培党参，同时党参的育苗移栽、田间管理技术和采收加工等方面的研究也逐渐深入。但由于各栽培种植地之间相互引种调种，目前全国各地党参种植多处于不同种或遗传性状差异较大居群的混合栽培水平，品质良莠不齐，整体质量难以提高，严重制约着党参产业的持续发展[15]。因此，选育优良的党参品种迫在眉睫，但目前关于党参育种研究报道的较少，只有常规育种产生的两个品种以及诱变育种选育出一个品种正在推广应用，在生产上取得了较好的增产效果[40-41]。

4.1 常规育种

‘渭党1号(92-02)’由甘肃定西旱作农业科研推广中心从1992年开始利用混合选择法选育得到，2004年通过甘肃省科技厅品种认定。该品种的根肉质纺锤状，黄白色；叶片宽卵形、淡绿色，叶柄长0.8～3.3 cm左右；花冠宽钟状，淡黄绿色；蒴果圆锥形，种子卵形，棕黄色，种子千粒重0.26 g左右。适应种植于海拔1800～2400 m，年降水量450～550 mm的半干旱及二阴生态区[42-43]。

‘渭党2号(98-01)’由甘肃定西旱作农业科研推广中心采用系统选育法选育而成，2008年通过甘肃省农作物品种认定。该品种的根肉质纺锤状，淡黄色；叶片窄卵形、淡绿色，叶柄长0.4～2.1 cm；花冠宽钟状，淡黄绿色；蒴果圆锥形，种子卵形，棕黄色，种子千粒重0.27～0.31 g。适应种植区域为海拔1800～2400 m，年降水量450～550 mm的半干旱及二阴生态区。‘渭党2号’较‘渭党1号’产量高，田间抗病性表现较好[42-44]。

荆彦民等[45]通过对7个党参新品种（系）的12个主要性状因子进行系统观测并进行灰色关联度分析，得出党参新品种（系）DSZJ2004～01、DS98～01、DSZJ2003～01的加权关联度较高，产量、抗病性、商品性状、内在质量等综合性状表现优良，可作为具有发展潜力的新材料进行重点培育。

4.2 组织培养

随着生物技术的发展，党参在组培育种和多倍体育种等生物技术育种方面也有所突破。牛德水等[46]以党参下胚轴和无菌芽为外植体，以MS为基本培养基，通过添加不同激素，诱导产生愈伤组织并形成再生植株。李继胜等[47]利用党参体细胞的原生质体形成的愈伤组织再生成了完整植株，此原生体技术可以应用于党参属不同品种间或党参属与近缘属间体细胞杂交选育优良杂交品种的研究。另外，杨随庄[48]利用微型扦插繁殖技术，以党参的顶芽和茎段为外植体，未经过愈伤组织的发生扦插形成完整的植株苗，此技术可在短期内得到具有稳定遗传性状的生物群体，因此，在优良品种的快速繁殖中具有较高的应用价值。近20年来，很少有关于党参组织培养形成再生植株的报道，因此，应用组织培养技术对党参进行优良品种的选育有较大的难度。

4.3 诱变育种

王淑霞等[41,43]于2012年通过辐射诱变育种选育出党参新品系‘渭党3号(DSN2004～06)’，2013年通过甘肃省农作物品种审定委员会审定。该品种根肉质纺锤状，淡白色；叶片卵形或窄卵形、深绿色，叶柄长1.0～3.3 cm；花冠长钟状，淡黄绿色；种子卵形，棕黄色，种子千粒重0.27 g左右。适应种植区域为海拔1900～2400 m，年降水量450～550 mm的半干旱及高寒阴湿区。‘渭党3号’较‘渭党1号’产量高，抗病能力强。

4.4 多倍体育种

陈素萍等[49]于1991年首次报道党参多倍体育种研究，在诱导党参多倍体时将一定浓度的秋水仙素加入培养基中，使种子在发芽中逐渐诱变加倍，使无菌的党参种子发芽诱变，然后通过组织培养的方法获得大批量的再生植株。马璐琳[50]釆用改良的L.D.Cua法，对党参幼苗的上胚轴生长点和中胚轴分别进行不同时间的多倍体诱变处理，最终获得党参的同源四倍体植株。四倍体植株较二倍体植株叶片变大、颜色变厚，生育期延长，千粒重增加等。李香串[51]采用诱变与现代生物技术结合的方法选育得到潞党参的四倍体株系LDSS～5号，经验证性状优良，多糖含量高于二倍体。

目前党参育种主要处于常规育种技术时期，分子育种技术只是处于试验阶段，还没有应用到生产实践中。而且新品种选育局限在甘肃境内，未见其他种植区有新品种选育报告。优良品种选育和推广是提高党参药材产量、保证质量的有效途径。但目前该工作刚刚起步，限制了生产发展。

5 问题与展望

党参是常用大宗药材，在许多处方中可作为人参代用品，近年来，党参的研究多集中于化学成分、药理作用等方面[52-55]，而关于其种质资源和遗传育种的报道相对较少。药材种植品种的稳定性和质量是影响药材化学成分、药理作用及临床疗效的关键因素，因此，进行药材种质资源和育种相关研究是至关重要的。

党参种质资源具有丰富的形态多样性和分子遗传多样性，但是现阶段对党参种质资源的调查、整理较为分散，缺乏系统性，且对种质资源开发利用率较低。因此，可借鉴国内外对一些植物种质资源的研究经验，如黄秋葵[56]、赤小豆[57]、红花[58]等，在全国范围内深入开展党参种质资源的收集，尤其是对于野生、半野生、野生近缘种等调查、收集和保存，并加强对种质资源的评价与筛选，筛选出优质种质，为党参的品种选育提供原材料。

党参的育种工作现在仍处于常规育种阶段，多采用混合选择法和系统选育法进行育种，但从理论上来讲，这2种方法对品种的改良能力有限；而采用多倍体育种和辐射诱变育种未能得到新品种或得到的新品种未能很好地推广使用，还需继续深入研究。另外，转基因技术是目前科学研究中的一个热点问题，但转基因育种这一新技术是否可用于药用植物育种还存在争议。因此，可借鉴天麻[59]、银杏[60]、桔梗[61]、三七[62]等药用植物育种经验，应用杂交育种、分子标记辅助育种等方法，结合优质的种质资源，对党参进行品种选育，以更大程度提高栽培党参的产量和品质，促进党参产业发展的标准化和规范化。