药用植物艾草野生种质资源分布及活体资源库建设

董元火白雪依姜竞李名松龚士杰李朋辉汪婷何艳艳吴明星廖新安夏恒建张文才

(1.江汉大学生命科学学院/湖北省汉江流域特色生物资源保护开发与利用工程技术研究中心，湖北 武汉 430056;2.湖北蕲仁堂科技有限公司，湖北 蕲春 435399;3.湖北省蕲春县科学技术和经济信息局，湖北 蕲春 435399;4.李时珍医药集团有限公司，湖北 蕲春 435399)

种质资源是维系国家食物和药品安全的重要保证。种质库为研究农作物的起源和进化、培育新品种奠定了丰富的物质基础[1]。中药材种质资源是中药材生产的源头，决定着中药材产量和品质以及药品的安全。目前，种源安全已提升到关系国家安全的战略高度。

艾(Artemisia argyi)又名艾草、艾蒿、灸草，为菊科篙属多年生草本植物或略成半灌木状植物[2]。我国的艾草品种比较多，以北艾、海艾、蕲艾、祁艾4大名艾最为著名[3]。其中，以湖北蕲春产为佳，明代著名医药学家李时珍称之为“蕲艾”[4]。蕲艾是国家地理标志保护产品，“蕲春四宝”之一[3,5]。艾(蕲艾)是《湖北省农业发展“十三五”规划纲要》打造的2个省级核心大品牌之一[5]。

植株有浓烈香气，是我国常见的中草药之一[2]。《本草纲目》记载，艾以叶入药，性温、味苦、无毒，纯阳之性、通十二经，具回阳、理气血、逐湿寒、止血安胎等功效[4]。干燥艾叶味辛、苦，性温，归肝、脾、肾经，具有温经止血、散寒止痛、祛湿止痒等功效[2,4]，临床用于治疗小腹冷痛，经寒不调，宫冷不孕，崩漏经多，妊娠下血，外用可治疗皮肤痉痒等[6]。历代医籍记载为“止血要药”，又是妇科常用药之一，治虚寒性的妇科疾患尤佳，又治老年慢性支气管炎与哮喘，煮水洗浴时可防治产褥期母婴感染疾病，或制药枕头、药背心，防治老年慢性支气管炎或哮喘及虚寒胃痛等；艾叶晒干捣碎得“艾绒”，制艾条供艾灸用[7]。

目前，艾(蕲艾)的前期研究主要涉及形态学、化学成分、药理作用、临床应用、种植和生态学等方面[8-13]。近年来，一些学者利用ITS2、rcbL、matK、psbA-trnH等DNA条形码序列和叶绿体基因组高通量测序技术以及多核苷酸多态性(MNP)标记技术开展了艾草与菊科植物近缘种鉴定及系统关系和药材的真伪分析[9-11]。

据不完全调查统计，目前艾的种植主要在蕲春和周边地区以及河南南阳等地区，蕲春现有蕲艾种植面积约1333.33hm2以上，河南南阳艾草种植面积3333.33hm2以上，远不能满足市场的需求，供需矛盾突出，从而加剧了野生蕲艾和艾草过度采集，导致野生艾草资源面临枯竭。但目前艾草的野生资源现状，并不十分清楚，艾草野生资源系统调查、收集和评价也鲜有报道[5]。同时，人工大规模种植的艾，随着种植年限的增加，品种出现退化，现有的艾种苗基地，并没有对艾种质资源进行系统的分析和有效的保护，严重影响了艾草的品质和艾草的种质资源(遗传资源)的可持续性利用[5]。因此，有必要开展艾草的种质资源(遗传资源)调查收集、野生遗传资源的评价和种质资源库建设。相对于农作物种质库建设，我国的药用植物种质资源库建设相对滞后。2016年，首座现代化的国家药用植物种质资源库在中国医学科学院药用植物研究所内落成并正式运行。药用植物种质资源是我国发展优势中医药的独有战略资源，药用植物种质资源库的建设对中药材品质改善、规范化生产、资源和生态修复等有重要意义。目前，江汉大学和李时珍医药集团在湖北省科技基础条件平台建设项目(编号：2018BEC472，2019BFC584)支持下，建设完成了湖北省艾草自然科技资源库数据共享网站平台[14]。但国内还没有建立艾草活体种质资源库，因此构建一个区域性艾草种质资源圃(库)是十分必要的。

本文拟对药用植物蕲艾和艾草野生种质资源分布开展广泛调查，在此基础上，采集活体艾草，在湖北建设一个资源库(圃)，以期对我国艾草资源有效可持续性保护与利用以及药材品质提高提供重要的资源保证。

1 研究地点

以北京市、天津市、河北省、河南省、湖北省和湖南省等省市为研究地点，对其分布的野生艾草以及湖北的野生蕲艾资源进行调查和样本的采集。同时，在湖北省江汉大学开展艾草资源圃建设。

2 研究方法

2.1 野生艾草种质资源调查和采集方法

查阅文献资料和网络信息，初步确定蕲艾和艾草调查样点，查阅《中国高等植物图鉴》、《中国高等植物彩色图鉴(全套共9册)》和地方植物志等文献资料和网络资料信息，初步确定艾草调查大致样点；实地走访调查当地居民，修正和进一步确定蕲艾和艾草调查样点；采用样线调查法实地调查、记录、鉴定艾草并采集艾草材料，采用样线调查取样法，沿采样线至少每隔1m取1株，样线长不少于50m，原则上不少于5条。根据种群大小，每个样地取不等的活体植株。不要临近取样，避免取到母株的分株(基因型一样)，否则就不能体现遗传资源的多样性。所有的地方材料都要取标本，回校后进一步鉴定；材料处理，提高成活率，为了保证成活率植株，所有植株带有根和泥土；保存采集的活材料，将带回和托运的材料，经修整后保存在阴湿环境中，等待移植。

2.2 建设艾草种质资源圃(库)方法

2.2.1 选地

根据艾草生长特点和药材的品质要求，选择一块没有污染的土壤田地进行移植，面积视取样多少而定。

2.2.2 整地

翻耕地，去杂草，施少量农家肥料，整理成一块一块的垄地。

2.2.3 移栽(种植)

将带回和托运的材料，经修整后分区、分地点移植于已整理的垄地中，浇透水。

2.2.4 挂标签

对每个地点的艾草都要挂标签。

2.2.5 田间管理

进行浇水、除杂草、成活情况观察和处理等。为了提高成活率，刚种植的艾草用遮阴网进行遮阴处理，一般要遮阴15d左右。待长出新叶，则不需遮阴。但要注意及时浇水，保持土壤湿润。

2.2.6 统计成活率，建设完成活体蕲艾和艾草种质资源库

随时观察记录成活率，等待成活率稳定后，通过后期田间管理确保成活后，就建设完成了活体蕲艾和艾草种质资源库。

3 结果

3.1 艾草的主要分布及种群特征

2019年4—10月，通过野外广泛调查，在北京市、天津市、河北省、河南省、湖北省和湖南省等省市发现了17个野生艾草种群，见表1。其中北京市1个，天津市1个，河北省4个，湖北省10个(包括2个野生的蕲艾种群，位于蕲春县)，湖南省1个。主要散生于路边、山边和树林边的壤土、砂质土和砂壤土之中，以壤土为主。野生种群面积普遍较小，分布的海拔跨度在-3～1040m，见表1。艾草频度为33%～100%。艾草盖度范围为2%～90%，17个种群中有13个低于40%，达到76.47%，见表1。

表1 野生艾草种群特征

3.2 艾草存活率及资源圃建设

对调查采集的13个样点的艾草进行了移植和管理，有12个样点的艾草成活，种植129株，成活114株。北京延庆区样点艾草没有成活。除北京外，成活率在50%～100%，平均成活率约为83%，表明成活率较高，见表2。在江汉大学建设完成了天津、河北、湖北和湖南的12个样点的野生艾草资源圃(库)。

表2 艾草活体资源圃建设及存活率

4 分析与讨论

4.1 艾草的主要分布及种群特征分析

艾草为广布种，耐粗放，抗逆性较强[15]。本次调查发现野生艾草能生长在壤土、砂壤土和砂质土等3种类型的土壤中，海拔跨度在-3～1040m，表明野生艾草适应性强，但在壤土中生长状态较好。艾草盖度范围在2%～90%，幅度变化大，而且在17个种群中有13个低于40%，百分比达到76.47%，见表1，表明野生艾草资源分布度不丰富，多以散生为主，少有成片分布，多见于路边、山边和树林边。同时，野生种群面积普遍较小，进一步表明野生艾草资源要加强保护。

4.2 存活率和资源圃建设与管理

4.2.1 艾草存活率分析

本次对调查采集的13个样点的艾草进行了移植，有12个样点的艾草成活，北京延庆区样点艾草没有成活。除北京外，成活率在50%～100%，平均成活率约为83%，表明成活率较高。北京样点的艾草之所以没有成活，原因可能是北京样点的艾草生长在砂质土中，取活材料时艾草的根基本无法带土，根部不能保持湿润；北京样点艾草在出差时没有当天快递，影响了根的成活。

4.2.2 地区气候分析

为了防止植物因为蒸腾作用丧失过多的水分，在移植时剪去枝叶，保留主枝干和根，由于种植区每隔2～3d浇水，水分充足。十堰市房县柳树娅与北京延安的艾草在夏季最为炎热的时间段移植，最高气温38～40℃，其存活率不高；当气温高于30℃时，茎杆易老化、抽枝、病虫害加重[16]，推测过高的气温对移植存活率存在着一定的影响。7月份之前和10月底移植的艾草存活率较高，此时气温比盛夏低，普遍在30℃以下，在春季移植的红安艾草存活率较高，此时气温在15～20℃，因此艾草最适合的移植温度应在15～30℃。

5 结论

本次调查，在北京市、天津市、河北省、河南省、湖北省和湖南省等省市发现了17个野生艾草种群。除北京外，成活率在50%～100%，平均成活率约为83%，表明成活率较高。建设了天津、河北、湖北和湖南的12个样点的野生艾草资源圃(库)。气候以及保证根部保湿是影响艾草成活的重要原因。