马艳珠 崔治家,2 张小荣 邵 晶,2 晋 玲,2 马 毅,2 王振恒,2 刘 立,2 曹小洪 雷有庭
(1 甘肃中医药大学,兰州,730000; 2 甘肃省中医药研究中心,兰州,730000; 3 青海绿康生物开发有限公司,海东,810500; 4 青海省互助土族自治县林业站,海东,810500)
中药川贝母具有悠久的药用历史,在清热润肺、化痰止咳、散结消痈等方面功效显著[1]。近年来,由于川贝母用量激增和价格飙升所带来的资源短缺、环境保护问题和产业效应,川贝母成为市场较为关注的品种之一。目前,关于中药川贝母的综述性研究主要集中在本草考证[2-3]、资源分布[4-5]、引种栽培[6-8]、鉴定技术[9-11]、化学成分[7,12-13]、药理作用[12,14-15]、质量控制[16-17]等方面,这些论述为川贝母资源及贝母属植物资源的开发利用提供了大量研究资料,但在川贝母基原植物的国内资源分布、生物学特性研究、品质生态学研究、商品规格鉴别等方面缺乏一定的系统性及完整性。通过梳理近年来国内外关于中药川贝母的最新研究,从中药川贝母的资源分布、生物学特性、品质生态学特性、引种栽培、商品鉴别等方面对其进行了分析总结,并探讨了其目前存在的问题及今后的发展方向,旨在为开展中药川贝母基础研究、开发应用及保护研究提供一定的理论支撑。
百合科贝母属植物在全世界约有130种,广泛分布于北纬26°~65°的欧洲、亚洲及北美洲的温带地区及非洲西北部,尤以地中海区、伊朗-土兰区、东亚区、马德雷区、环北方区种类最丰富[18]。目前,我国贝母属植物有80种,52变种,6变型,自西往东主要分布于新疆、西藏、青海、甘肃、四川、云南、重庆、湖北、安徽、浙江等省市[19]。经查阅文献[4,19-21]、中国数字标本馆标本、第四次中药资源调查数据及野外专项调查结果,对《中华人民共和国药典》(简称《药典》)规定的中药川贝母基原植物分布进行了订正和补充,结果表明其主要分布于西藏东南部、青海东南部、甘肃南部、四川西北部、云南西北部,在宁夏、陕西及山西也有零星分布。现将中药川贝母基原植物在国内的分布、常用别名、生境海拔等列出。见表1。
表1 川贝母基原植物国内资源分布概况
2.1 形态特征分类研究 中药川贝母基原植物在野外鉴别时较为困难,本研究经查阅文献、标本及依据野外调查经验,以基原植物易于区分的叶型及花部结构及颜色等为主要分类依据,编制分种检索表。见表2。目前,由于贝母属植物不同年限、不同营养条件和不同发育阶段的性状差异较大,贝母属植物分类学问题亟须彻底解决。《药典》规定的川贝母基原植物种类由于资源量和分类学等问题也一直发生着变化。其中,瓦布贝母的分类学地位仍有争议。瓦布贝母是唐心曜和岳松健[22]发表的新种,罗毅波和陈心启[23]及《Flora of China》[24]将其合并为粗茎贝母F.crassicaulis,刘震东等[25]基于营养体和花部形态,将其降为暗紫贝母的一个变种,《药典》采用此观点。瓦布贝母的分类地位还有待新证据的进一步佐证。
2.2 传粉生物学研究 通过比较川贝母、暗紫贝母和梭砂贝母的花粉活力与柱头可授性的相对时间,发现三者均具雌蕊先熟的特性,且柱头可授性比散粉时间长,拥有异花传粉的先决条件。相比其他2种贝母属植物,梭砂贝母柱头可授性与散粉时间较长,这可能与它所处的极端环境(生存海拔最高)有关,以保证其能有充足的时间进行有性繁殖。
中药品质生态学是探索中药品质与生态系统相互联系及其作用机制的一门新兴学科[29]。从品质生态学角度阐述光照、温度、海拔、土壤、群落类型、降水量等对中药川贝母品质的影响,可科学揭示川贝母道地药材的成因,保障药材品质。
3.1 适当遮阴可促进贝母生长 贝母属植物生长怕高温、喜荫蔽,对光照敏感,其生长要求光照适宜。光照过强,贝母幼苗及叶片会被强光灼伤,植株生长缓慢;光照过弱,则种子发育不良,成苗率低,地下鳞茎生长缓慢[21,30]。因此,在贝母生长过程中可适当遮阴以促进贝母叶片对光能的利用。
3.2 低温有利于贝母种子萌发 贝母属植物最适宜生长在年温差小而日温差大的高原或山区,不宜在过高温度环境下生长[31-32]。川贝母种子最适萌发气温为10~15 ℃,且15 ℃时种子萌发率最高[33]。杨涛等[34]发现24 ℃高温较16 ℃低温更能显著诱导出贝母小鳞茎;16 ℃低温较24 ℃高温更能促进幼苗的生长。
3.3 适宜降雨量促进贝母生长 贝母属植物喜湿润,忌干旱和积水。川贝母、暗紫贝母、甘肃贝母、梭砂贝母、太白贝母、瓦布贝母的最适年均降雨量分别为263~1 091 mm、400~1 400 mm、317~1 081 mm、226~1 511 mm、429~1 398 mm、752~871 mm[21,35-36]。9月和11月降雨量分别为120 mm和11 mm时,川贝母的生态适宜性最佳[37]。
3.4 海拔梯度影响贝母各部位生物量分配 海拔是影响贝母属植物生境适宜性及生物量分配最重要的生态因子[8,37-38]。高山环境下,2年生暗紫贝母的鳞茎生物量、单粒果实重、比叶面积及总生物量随海拔升高而减少;叶生物量、花生物量,花被片的长度和宽度,雄蕊花药和花丝的长度,花柱和柱头裂片的长度,种子百粒重随海拔升高而增加;3年生和4年生暗紫贝母的茎生物量随海拔升高而减少,花生物量随海拔升高而增加,叶生物量和鳞茎生物量在不同海拔梯度上分配稳定;各生活史阶段植株根生物量在不同海拔梯度上分配稳定[8,39-40]。
表2 中药川贝母基原植物分类检索表
表3 3种贝母属植物开花特性及其繁育系统概况
3.5 土壤元素含量及比例影响贝母生长及品质 贝母属植物喜土层深厚、质地肥沃疏松、排水良好、富含腐殖质的微酸性土壤[41]。土壤元素种类及含量的差异直接影响中药川贝母品质[42-44]。太白贝母栽培3年后其根系土壤养分和营养元素均有所下降,且土壤pH值也随生长年限的增长而持续酸化,从而影响太白贝母生长发育及中药品质[45]。因此,在地块选择及田间施肥中都应适当调整土壤养分含量及比例,以保障贝母的生长发育及药材品质。
3.6 群落类型研究利于野生抚育适宜区的建立 中药川贝母基原植物多生长在高海拔的灌丛、草甸中,所在区域伴生植物较多,不同地区群落类型不同。陈士林等[46-47]将川贝母野生抚育的适宜群落划定为窄叶鲜卑花灌丛、杜鹃灌丛、硬叶柳灌丛、金露梅+绣线菊灌丛、香柏灌丛、珠芽蓼+圆穗蓼草甸等6种,为川贝母野生抚育适宜区域的选择和其生态产业新模式的尝试提供科学依据。
近年来,随着中药川贝母用量不断激增,其野生资源乱采滥挖现象日益严重,生存环境遭到不可逆的破坏,分布面积急剧减少,野生资源濒临消失。同时,川贝母生长环境苛刻、生长年限长、繁殖系数低、种苗培育难度大,因此,亟须对川贝母进行人工栽培。目前,川贝母的繁育方式主要为有性繁殖和无性繁殖。
4.1 有性繁殖 贝母属植物生长于高山环境中,种子不易采集,休眠期长,存在形态后熟和生理后熟现象,因此有性繁殖贝母时,种子休眠的解除是其关键技术。目前,可通过低温层积处理及植物激素调节解除贝母种子休眠[48-52]。在层积过程中,种子种皮松动,吸水力和原生质渗透性增强,内含物转化利用率升高,种胚发育加快;在激素调节过程中,适宜浓度的GA3可以软化种皮、胚乳等组织,抑制休眠因子ABA增长,促进生长因子IAA的分泌,缩短种子休眠时间。此2种方法均可有效地解除种子休眠问题,有利于川贝母农业化生产。
4.2 无性繁殖
4.2.1 鳞茎繁殖 川贝母种子繁殖周期长,一般需要4~5年,故生产上多采用鳞茎繁殖。鳞茎繁殖有2种方式,一是在8—9月份地上部分倒苗后,挖出鳞茎,选择无创伤病斑的鳞茎作种,进行栽种繁殖[41];二是将贝母采挖过程中掉落的鳞片或体积较大的鳞茎掰开切块,进行晾晒,待形成棕黄色愈伤组织后再作为种源进行栽种[53]。鳞茎繁殖所需时间较短,且出苗率高于种子繁殖,是生产上常用的繁殖手段之一。
4.2.2 组织培养 孙敬三等[54]于1977年首次利用组织培养技术成功繁育浙贝母再生植株,为贝母属植物的繁育提供了新手段。有报道称,组织培养川贝母中的生物碱含量和人体必需元素含量较野生川贝中高,而对人体有害元素的含量较野生川贝中低,且二者镇咳祛痰效果相当[55-57]。相较川贝母的传统繁育手段,利用组织培养技术可节省育苗用地、缩短繁育周期、降低培育成本、维持母本性状、提高有效成分含量、扩大经济效益,利于川贝母的规模化生产。
近年来,正品川贝市场需求量大,松贝统货价格一路飙升至3 000~3 500元/kg。由于巨大的利益驱使,市场上川贝母以假乱真、以次充好等现象屡禁不止。常见川贝母的混伪品主要有浙贝母、湖北贝母、平贝母、伊贝母、皖贝母、东贝母、轮叶贝母、米贝母、砂贝母、裕民贝母、土贝母、光慈菇、标杆花、草贝母等[1,58-59]。见表4。通过查阅相关资料及市场调查,编制川贝母商品及其常见混伪品鉴别检索表,以便市场中鉴别商品真伪。见表5。
表4 川贝母及常见混伪品信息
表5 川贝母商品及其常见混伪品鉴别检索表
续表5 川贝母商品及其常见混伪品鉴别检索表
中药川贝母药用历史悠久,药用价值较高,在产区对当地农户经济生产贡献度很高。目前,市售川贝母需求量不断激增,以野生资源为主的川贝母产地生态环境被破坏,野生资源量急剧下降,野生更新缓慢,规模化生产周期长、投入高,致使川贝母药材存在种质来源混杂,商品鉴定困难,市售价格居高不下,品质参差不齐,生产水平不均衡等社会生产现状。同时,基础研究中存在各基原植物生长发育关键节点不明确,繁育系统相关研究不全面,道地性形成机制不清,入药部位发育规律不明确,分类学研究有待解决等问题。今后,应加大对野生种质资源的全面调查和野外抚育及保护研究,全面开展生物学特性基础研究,借助规模化川贝母基原植物种质资源库的建立和标准化种苗繁育基地建设,不断提升中药川贝母资源的人工栽培技术,深入研究品质形成的动态变化机制,加强多部位、多用途的综合开发。调查中应不断对各地混伪品进行品质评价,规范市场商品等级,寻找可替代资源;健全相关法律法规,开展社区保护宣传,提高人们的保护意识,为川贝母的产业化发展探求新的道路。