黄精研究进展及发展建议

尹建华 杨维雄 常晓勇

摘   要：黄精是在我国分布较广的一种植物，其根茎可以入药。综述了黄精种质资源分布、生物学特性、化学成分及药理研究、分类研究、组织培养等方面的进展。在此基础上，分析了目前黄精产业发展中存在的一些问题，并提出相应建议，为后续黄精资源的开发利用及良种繁育提供理论及实践参考。

关键词：黄精;研究现状;保护利用

文章编号： 1005-2690（2020）07-0006-04       中图分类号： R284.1;R285       文献标志码： A

1   种质资源分布

黄精为百合科（Liliaceae）黄精属（Polygonatum）植物的总称，该属植物迄今已发现40余种，我国约有31种，多分布于我国东三省、河北、河南、山西、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、山东、安徽和浙江等;朝鲜、俄罗斯和蒙古也有分布。多生长在阴湿环境下[1-2]，海拔分布于200～2008 m。有研究者通过实地调查指出，黄精在海拔1 000 m以下，多分布于林下、灌丛、水源边;海拔1 000 m以上，则零星分布在阴湿林下、灌丛、荒石中[3]。另有研究者通过Maxent模型分析了引种栽培适生区条件，指出黄精最适宜生长区在海拔2 492 m以下的地区，而每年最冷月的最低温度、7月最低温度、5—8月太阳辐射量、每年最干月的降水量是限制黄精分布的主要气候变量[4]。

目前，由于其特殊的药用价值，使得野生资源长期处于私挖滥采的状态，野生资源逐步枯竭[5]。有研究者走访云南文山地区发现，农户种植黄精多来自采挖的野生黄精，同时了解到该地区内野生黄精分布范围正在逐步减小[6]。

2   生物学特性

从生物学特性来看，不同品种黄精之间也存在着差别，如药用多花黄精（Polyonatum cyrtonema Hua）属于互生叶类，叶片形状则从北向南由椭圆状向长圆状逐渐变异;而海拔越低，其叶越宽。黄精属植物自然分布于东部沿海地区，在南部武夷山地区测得最高植株，在北缘、南缘以及西南高海拔地区植株变矮。对其根状茎形态的研究表明，根部形态主要有圆柱状、圆锥状、连珠状，且随着海拔的不同，在高纬度多以圆柱状形态为主，在低纬度多以连珠状居多，同时指出，多花黄精不同器官的形态之间具有一定的相关性，花序梗较长的类型，其叶窄;叶型较宽的类型，其花序梗则较短、根状茎趋于连珠状。对其种子萌发率的研究表明，萌发率在1%～55%，且不同产地种子其萌发率之间差异显著[7]。对滇黄精（P.kingianum Coll. et Hemsl）进行形态学研究发现，滇黄精属于轮生叶类，叶片先端拳卷，雄蕊着生于花被筒上部，茎高1～3 m，浆果红色，直径1～1.5 cm，具7～12颗种子。花期3—5月，果期9—10月，该属植物多自然分布于贵州、云南、四川、广西等地，对其根状茎形态研究表明，其茎块呈肥厚肉质结块，表面浅黄色或棕黄色，有皱纹及须根痕，中部突出，质硬而韧，不易折断，断面浅黄色至黄棕色，颗粒状，有许多深色维管束小点，气味微甜，嚼之有黏性[8]。另有学者通过研究种子的繁育方式指出，滇黄精果实在花后180 d达到生理成熟，种子成熟时胚分化较完全，随着种子含水率下降，滇黄精种子的萌发率降低，低温贮藏对种子萌发率的影响不大，同时种子在用含水率45%的湿沙保湿储藏4个月后，在气温高于20 ℃的条件下播种，萌发率可达93.0%以上[9]。

通过对不同品种黄精在分布范围、生长环境、生理生化特性、种子萌发及其生态适应性进行研究，可为筛选具有药用成分含量高、抗病性强、适应性强等特点的优良品种提供参考。同时，也为优质种苗的生产和高效栽培技术的建立提供理论基础和技术支撑。

3   化学成分及药理研究

《中华人民共和国药典（2015年版）》中收录了3种黄精原生药，分别为多花黄精、滇黄精和黄精（P.sibiricum Red），滇黄精作为其中一种，具有益肾、润肺、健脾、补气的功效，可用于口干食少、肺虚燥咳、脾胃虚弱、精血不足、体倦乏力等不适症状的治疗[10]。

近年来，随着对黄精主要化学成分——黄精多糖药理作用的不断研究，人们认识到黄精在增强免疫力、延缓衰老、抗肿瘤、降血糖、抗运动疲劳、保护心血管、抗病原微生物等方面具有很重要的药用价值。同时在糖尿病、肿瘤、心脑血管等疾病的预防治疗上，也具有很好的效果[11]。在增强免疫力方面，黄精增强机体免疫力的作用是从不同层面进行的。黄精对阴虚所引起的细胞免疫功能下降有着很好的治疗作用[12]。此外，黄精多糖还可显著使骨髓间充质干细胞增殖和粒细胞集落刺激因子mRNA的表达[13]。在延缓衰老方面，黄精多糖可对家蚕的寿命明显延长，对大多数衰老的老龄大鼠在各方面的指标有一定改善作用[14-15]。在抗肿瘤方面，黄精多糖对S180腹水瘤和H22实体瘤生长有抑制作用、可降低MNNG诱癌率延长荷瘤小鼠存活时间。因此，在抗肿瘤方面具有显著效果[16]。另外，黄精水提物能与受体DNA链相结合，从而保护格链孢醇引起的DNA链免受断裂，实现DNA结构的完好性，抑制肿瘤的发生[17-18]。

随着对黄精的不断开发和利用，黄精属化学组成研究也不断深入。研究表明，黄精属植物中富含的化学成分有皂苷、生物碱、糖类、木脂素、黄酮类等[19]。李晓等在对滇黄精化学成分研究中分离出11种化合物，其中有6种为黄酮类化合物。而中药黄精的主要药理活性成分为黄精多糖（PSP）[20]。有研究者在滇黄精中分离得到PKPI、PKPⅡ和PKPⅢ 3个多糖组分，其中PKPI是一种以葡萄糖为结构单元的新的多糖[21]。另有研究者從滇黄精新鲜根茎中首次分离得到一个达玛烷型四环三萜皂苷[22]。张洁等[23]使用了质谱（MS）和核磁（NMR）相结合的方法在滇黄精中分离得到10种新化合物，其中9个为甾体皂苷，一个为高异黄酮，并首次利用核磁共振方法确定呋甾皂苷立体结构，并用传统方法进行了可靠性验证。这些新方法的使用为以后滇黄精化学成分的分离、分析、鉴定提供了一种更加方便、快捷、可靠的手段。

4   分类研究

在黄精的分类上，黄精不同种之间在形态上有一定相似，但又相互区别，在地理分布上，也具有交错重叠的现象，因此，这对黄精属种的划分带来了一定困难，基于此，国内外研究者便通过细胞分类学方法对黄精属植物核型进行了研究。通过对黄精属细胞分类学研究得出，在部分黄精属类群中有明显的杂合现象，染色体变异在黄精属内是明显的，其变异主要为非整倍变异。滇黄精核型2n=26=6m+12sm（2SAT）2n=26=6m+12sm（2SAT）+8st（2SAT），多花黄精核型2n=20=8m+8sm（2sc）+6st（2sc），长梗黄精核型2n=16（18）=10m+4sm+2st，黄精核型2n=24=4m+8sm（2sc）+

12st（2sc），卷叶黄精核型（P.cirrhifelium Royle）2n=20=12m（2sc）+8sm[24]，苞黄精核型（P.involucratum Maxim）2n=18=8m+10sm，距药黄精核型（P.franchetii Hua）2n=26=10m+4sm+12st，垂叶黄精核型（P.curvistylum

Hua）2n=30=14 m（2SAT）+4sm+10st+2t、n=28=14m+6sm+

6st+2t，狭叶黄精（P.stenophyllum）2n=30=12m+12sm+6st，

大苞黄精核型（P.megapkyllum）2n=22=4m+12sm=6st[25-26]。邵建章等[27]、孙叶根[28]对安徽黄精属植物进行细胞分类学和核型进行研究，安徽黄精核型（P.anhuiense）2n=24=4m+6sm+14st，2n=20=4m+6m+10st，琅琊黄精核

型（P.langyaense）2n=18=6m+8sm+4t，通过核型初步认为安徽黄精由黄精进化或特化而来，琅琊黄精的较近缘种是长苞黄精（P.desoulayi）。

对比已有的研究结果来看，黄精属植物内部染色体变异较大，不同地方的材料核型存在差异，并存在大量的非整倍体，在同一种群内的不同个体间往往存在许多不同的基因型。

另一方面，随着近年来分子标记技术的成熟，其在中药材的品种鉴定、植物种植鉴定、遗传图谱构建、遗传多样性分析等方面发挥着越来越重要的作用[29]。聂刘旺等[30]发现长梗黄精的两居群间及多花黄精的两居群间也存在差异，居群间POD、EST同工酶具有多型现象。暗示编码同工酶的基因在种内居群间存在差异，遗传上呈现多样性，表明物种正在分化。吴世安等[31]通过对百合科黄精族6属23种及铃兰族1属1种的叶绿体DNA片段的RFLP分析，发现rp116基因在黄精属内表现出长度变异，并通过限制性酶切位点分析为探讨组内属间的系统演化关系提供了分子生物学方面的证据。潘清平等[32]利用ISSR分子标记，成功将玉竹（P.odoratum （Mill.）Druce）的主要栽培种、野生种以及易混淆的黄精种类进行了鉴别。有学者利用ISSR标记对安徽黄精种质资源进行了评价，结果将14份黄精资源聚为4类，并对居群的遗传多样性和遗传结构展开了分析[33]。杨青等[34]对武夷山及周边地区黄精植物ISSR分子标记鉴定及HPLC指纹图谱研究，得出ISSR 分子标记法能较好地对5份黄精植物样本进行区分，HPLC指纹图谱分析同样表明5份黄精样本化学成分存在一定的差别。DNA分子标记及HPLC指纹图谱分析的遗传相关聚类分析结果相似，表明武夷山及周边地区的野生黄精种质资源存在明显的差别。李巧玲等[35]、张恒庆等[36]也利用ISSR标记对该属植物种质资源进行了评价，对进一步遗传改良提供了理论依据。王世强等[37]基于SSR标记对黄精属种质材料进行DNA指纹图谱构建。所构建的指纹图谱能高效地区分所有的种质材料，QR编码高效方便地录入大量信息，有利于黄精品种及优良种质的鉴定工作。朱巧等[38]对黄精属6种植物的SSR遗传差异分析得出，黄精属种质材料在遗传距离阈值为0.26时可聚为四大类，其中大部分具有亲缘关系的同种材料聚为一类，但有6份材料并没有和同种的其他材料聚在一起，显现出种间交叉及地理分布交叉现象。结果认为，黄精属植物具有较为丰富的遗传多样性，变幅较大，而其他3个地区的遗传多样性明显低于西部地区，因此推测，我国黄精属植物的起源中心可能在西部地区。另外有研究人员采用17对SSR引物对来自中国及朝鲜的24份种质资源进行评价，结果表明，该24份种质的遗传相似系數为0.62～0.95，平均值为0.6[39]。

运用相关细胞分类学、分子标记技术，探索中药新的鉴别方法和黄精属种质资源进行遗传关系与群体结构分析，为黄精属内易混种群间提供较为准确的鉴别方法，了解物种的种间及种内群体间遗传结构的动态分布和多态性水平，对物种起源、种源区划、品种鉴定、良种选育、种质资源的合理开发及利用、就地保护和迁地保护物种种质资源等具有十分重要的指导意义。

5   组织培养研究

有关黄精的组织培养研究较多，而在多倍体诱导方面的研究较少。已有研究表明，由于种子繁殖存在育苗周期长、出苗率低等问题，以往黄精属植物繁殖以无性繁殖中的根状茎繁殖为主。然而，该方法需种量大，而繁殖系数低。因此，人们尝试探讨其他的育苗方式，以解决生产上种苗紧张的问题。

随着组织培养技术的不断完善，建立黄精组织再生体系，可为黄精种苗来源提供有效方法。同时还可为黄精属植物种质资源的保存及遗传改良工作提供技术支撑。

张智慧等[40]对滇黄精组培及快繁技术研究得出，滇黄精种子萌发采用不附加任何激素的1/2 MS培养基较为适宜;MS+4.0 mg/L BA+0.2 mg/L NAA是根状茎不定芽增殖的最优培养基;而在MS+0.5 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+6.5 g/L琼脂培养基上生根效果较为良好。

农艳丰等[41]对滇黄精不同外植体无菌体系的建立得出，75%酒精30 s+0.2%氯化汞15 min的处理组合是根状茎芽点最好的灭菌方案，适宜的分化培养基为2.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA+0.5 mg/L 2，4-D;单纯用0.1%氯化汞对嫩叶处理13 min便可取得最佳的灭菌效果，其污染率仅为18.7%;诱导培养基以0.5 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA+3.0 mg/L 2，4-D的效果较好。以花药为试验材料时，需在75%酒精20 s+0.1%氯化汞10 min的处理下进行灭菌，以1.0 mg/L KT+3.0 mg/L 2，4-D 为最佳愈伤组织诱导培养基。而氯化汞是黄精组织培养中常用的一种重金属杀菌剂，能使杂菌中的蛋白质变性、酶失活从而达到灭菌的效果[42-43]。

许丽萍等[44]对滇黄精根茎芽组织培养技术研究，先用75% CH3CH2OH消毒20 s，再用0.1% HgCl2 消毒10～15 min具有较好的消毒效果;在9—12月取材外植体萌发率最高;最好的增殖培养基：MS+1.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+30 g/L蔗糖+5.8 g/L琼脂粉;最好的生根培养基：1/2 MS+1.0 mg/L IBA+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L CA+30 g/L蔗糖+5.8 g/L琼脂粉。

近年来，利用组织培养结合诱导剂，对药用植物进行遗传改良，诱导其多倍体产生，越来越受到药用植物育种工作者的重视，对滇黄精进行多倍体育种，选育出具有有效成分含量高、产量高、抗性好等优势的多倍性材料，应用前景广阔，也是滇黄精遗传育种的主要目标性状之一，可为滇黄精多倍体育种提供理论参考和实践指导。

目前在滇黄精以至于黄精的多倍体诱导方面的研究报道较少，提高滇黄精的生物产量和药材品质，为满足市场中中药材的需求，加快研究尤为重要。张旺凡等[45]黄精多倍体诱导初报中，0.05%质量浓度的秋水仙素处理48 h变异株，诱导率最高达18.7%;0.1%和0.15%浓度处理24 h的诱导率次之，为16.7%;0.1%浓度处理48 h变异率虽然只有16.2%，但其变异株倍性稳定性较好，整倍率较高。

6   建议

目前，对滇黄精的研究还有很多不足之处，已有的研究主要集中在对其根状茎化学成分和药理作用方面，对其茎、叶化学成分研究、品种选育方面少有报道。随着市场对滇黄精药用需求的不断扩大，野生资源的滇黄精正面临着私挖滥采的破坏，市场需求量越来越大，应根据市场需求，增加茎、叶、种子各方面的研究;利用种群间的杂种优势，选出优良的种质资源进行杂交育种，培育出优良的品种，运用转基因技术、基因编辑等基因工程相关的技术进行品种改良。加大对滇黄精植物生理方面的生长发育动态、生理生化特性和栽培技术等方面的研究，生产出质量优良的中药材。

黄精是传统补益植物，集药用、食用、观赏和保健于一体，开发潜力巨大，市场前景广阔，具有极高的经济价值。在黄精的3种原料植物中，以滇黄精的品质最优。在今后的相关研究中，应对滇黄精进行更全面、更系统的深入研究，加大对野生资源的保护和合理利用，让资源优势转化为产业和行业优势，充分发挥我国相关药用植物产业优势，带动和促进药农经济生活的进一步提升。

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