药用植物酸枣道地产地及种质资源多样性的研究进展

丁 雯 杜晨晖 李 泽 王玉龙 闫 艳 裴香萍

(1 山西中医药大学中药学院，太原，030619；2 山西振东道地药材开发有限公司，长治，047400；3 山西大学中医药现代研究中心，太原，030006)

酸枣(Ziziphusjujubavar.spinosa)为鼠李科(Rhamanaceae)枣属(Zizyphus)植物[1]。酸枣原产于我国，古称棘或樲，又叫“野枣”，山东称“角针”，河南称“硕枣”或“山枣”[2]。酸枣资源蕴藏巨大，现广泛分布于陕西、山西、河北、山东、河南5省。《神农本草经》中记载，酸枣可以“安五脏，轻身延年”。其种子酸枣仁是中医治疗失眠的首选用药，含有皂苷类、黄酮类、生物碱类、三萜类等、甾体类、脂肪酸类多种化学成分，具有养心补肝，宁心安神，敛汗生津的功效，现代药理学表明酸枣仁具有镇静安神、抗惊厥、抗焦虑、抗心律失常、降血脂、增强免疫、提高记忆力等多种药理活性[3-7]；其果肉含有大量维生素E、维生素C、多糖以及丰富的微量元素，具有明显的镇静和催眠活性，并且具有抗衰老与养颜的作用[8-10]；其叶含有黄酮类成分和皂苷类成分，具有抗氧化、抗肿瘤、保护肝脏、抗心律失常等多种药理作用，所含有的芦丁是治疗冠心病的良药[11-12]；酸枣花期较长，芳香多蜜，可作为良好的蜜源植物。综上所述，酸枣各主要部分均具有不同的营养价值或药用价值。近年来随着失眠人群的增多，酸枣作为临床治疗失眠的常用中药之一，不断增长的需求与有限的野生资源供应量之间的矛盾日渐突出，酸枣产量的波动进而导致质量参差不齐，不利于酸枣药用与食用质量的稳定和有效控制，影响了酸枣资源产业的持续稳定发展。刘昌孝院士指出中药资源是中医药健康事业可持续发展的基础，是中药产业可持续发展的物质基础，也是保障中药质量的源头[13]。为进一步了解我国酸枣资源的状况，本文对我国酸枣道地产地及种质资源的多样性、化学成分多样性等方面的研究进行归纳总结，以期为酸枣资源的开发与利用提供科学依据。

1 药用植物酸枣

1.1 酸枣产地的历史沿革和现今分布

1.1.1 酸枣产地的历史沿革 古籍《孟子·告子》中亦载有“养其樲棘”的记载，说明在战国时期就开始有酸枣的应用历史[14]。此外，酸枣产地在古代就已相对广泛，现对其的历史记载进行总结，以便查阅。见表1。

从表1古文献可以看出，酸枣在我国有历史记载的3 000多年里就已经分布广泛且分布地域相对稳定[20]。古时主要产区为陕西、山西、河北、山东、河南5省，多分布于坡坂及城垒间。

表1 酸枣古代本草记载

1.1.2 酸枣产地的现今分布 我国是酸枣的原产地，山东临朐发现的中新世酸枣叶化石是酸枣的最早化石证据，距今已有1 200～1 400万年历史[21]。酸枣适应性较强，喜温暖干燥气候，耐旱，耐寒，耐碱，大多生长在向阳干燥的山坡、丘陵、山谷、平原及路旁的砂石土壤中，而在低洼水涝地及降水丰富的地区一般少见，常形成灌木丛。酸枣分布于我国辽宁、内蒙古、河北、山东、山西、河南、陕西、甘肃、宁夏、新疆、江苏、安徽等地。此外，朝鲜及前苏联等地也有分布[22]，现对酸枣现代分布较广的区域进行总结。见表2。

表2 酸枣现代分布地区

现代研究表明酸枣耐旱、耐瘠薄，主要分布于高原沟壑、低山丘陵、土石山区的荒坡、岸畔、梯田埂、道旁隙地、耕地地头，适于荒山野地开发种植并且可以保护水土。酸枣古今分布区域、生境与古代本草记载基本一致，以我国陕西、山西、河北、山东、河南5省为主，在我国分布较广，主要为野生资源。

近30多年来，从1981年曲泽洲对酸枣的历史、类型和利用等方面进行全面论述研究之后，我国关于酸枣的研究报道逐渐增多且涉及各个方面，从酸枣的化学成分、药理作用到临床应用[28]。但是目前从基因水平对酸枣的认识尚且不够，关于酸枣种质资源的研究还不够全面，存在的问题有：酸枣果实性状多样性、遗传多样性和化学成分多样性，酸枣种质资源从表型到内在均表现出不同的多样性。

1.2 酸枣种质资源的多样性

中药资源作为生物资源的重要组成部分，具有物种多样性、遗传多样性和生态环境多样性。多样性是维持中药资源持续发展的基础，应保护、利用、开发其生物多样性，开发出品质优良的中药新品种[29]。酸枣的种质资源多样性主要是遗传多样性，外在表现为不同区域、不同居群和不同植株酸枣的形态差异，内在多样性目前研究主要集中于药材主要成分的种类及含量。目前关于酸枣的形态多样性和化学成分多样性研究较深入，而遗传多样性的研究较薄弱。

1.2.1 酸枣表型形态的多样性 酸枣在漫长的演变过程中，形成了许多品系和类型。酸枣形态的文献多以果形进行评价，另从多指标对酸枣形态进行评价，酸枣类型多且不统一。见表3。

表3 酸枣果型的总结分类

从表3可以发现，酸枣的分类方法尚不统一，基础形态为圆酸枣、椭圆形酸枣，且都是以人为感受直接判定。对于酸枣果实外观性状的分类，建议在充分调研的基础上制定相应的规格等级标准，特别是建立酸枣果型与酸枣仁药材质量相关的判别标准，便于选育酸枣品种与指导规范化生产。

单从果型对酸枣的类型进行总结，只是描述了一些生物学性状，缺乏系统的研究，对酸枣种质资源的开发和利用尚不够充分。对酸枣果实资源进行初步评价，可以从中筛选出具有重要应用价值的资源，从而为实现酸枣的品种化、规模化栽培，合理开发和利用酸枣资源提供理论依据[34]。杨雷等[34]利用灰色关联分析的方法，对70种酸枣类型果实的5个主要性状可溶性总糖、可滴定酸、维生素C、单果重和可食率进行综合评价，筛选出了综合性状较好的酸枣资源10份。随后其研究人员首次对149种酸枣种质果实主要数量性状进行了研究，对酸枣9个主要性状单果重、单核重、果核纵径、横径、可食率、果核指数等进行了概率分级[35]。结果表明，酸枣不同性状的变异系数存在很大差异，低者仅为6.94%，高者则达55.82%。果实性状的变异越大，说明该性状具有较丰富的遗传基础，蕴藏着较大的选择潜力，可以根据需要选择果实各异的品种，比如食用选用可食率、单果重高的品种；药用选择单核重、出仁率及果核指数高的品种。

1.2.2 酸枣遗传多样性

遗传多样性是指生物种内的遗传变异，中药资源的遗传多样性是种质资源鉴定的基础，研究中药资源的遗传多样性对于引种栽培、资源保护具有重要的意义。近年来，基于PCR的DNA分子标记尤其是随机扩增多态性DNA标记(RAPD)、简单序列重复区间(ISSR)分子标记技术被广泛用于遗传多样性的分析[36]。近年来部分学者开始对酸枣的遗传基因进行研究，本文从不同产地酸枣仁的遗传多样性和同一产地酸枣仁的遗传多样性进行总结，以期为日后从遗传的角度将酸枣食用与药用的种类在一定程度上分开，找到新的药源。

1.2.2.1 不同产地酸枣仁的遗传多样性 酸枣在生长发育过程中，受到外在因素和内在因素的共同影响，其中外在因素是不可忽视的，如繁育系统、遗传漂变、自然选择、地理环境、基因流、人为干扰等多种因素。为了对不同产地酸枣仁基因的差异进行研究，张雅琴等[37]基于psbA-trnH序列首次对不同产地的29份酸枣仁样本进行DNA条形码分子鉴定，酸枣仁药材的psbA-trnH序列种内最大K2P遗传距离为0.017，说明29条不同产地来源的酸枣仁psbA-trnH序列存在一定的种内变异。张鹏飞等[38]利用7对SSR引物对17份酸枣样本进行遗传多样性分析，共检测到73个等位基因，等位基因数量变化为5～16个，有效等位基因数变化为3.273～11.840，Shannon′s信息指数平均值为2.105，期望杂合度平均值为0.843，其研究结果表明不同产地间酸枣遗传多样性较高。综上所述，无论是种内遗传距离、等位基因数以及Shannon′s信息指数，均说明不同产地间酸枣遗传多样性较高，可能受不同土壤环境、气候条件等因素的影响，导致基因发生改变，从而产生遗传多样性。

1.2.2.2 同一产地酸枣种内遗传多样性 不同产地酸枣仁遗传多样性较高，同一产地的酸枣仁药材同样具有遗传多样性。推测认为，同一产地酸枣种内的遗传多样性是由于自身发生的基因变异，继而导致同一产地的酸枣表型不同，这也是日后研究的主要课题之一。常婧[39]对辽宁朝阳地区的53个酸枣种质资源进行SSR分子标记研究，利用35对引物扩增出的平均等位基因数为8.6，其分布范围为4～16，有效等位基因数为3.723，测得的SSR标记的期望杂合度(HE)均高于观测杂合度(H0)。说明辽西地区酸枣种质遗传多样性较小，酸枣种质之间的亲缘关系相对较近，但存在一定的遗传差异和遗传多样性。Liu等[40]采用RAPD技术对在赞皇县采集的26个酸枣种质资源样本的遗传变异进行了分析，利用22个多态性引物，共扩增出266个基因座，其中多态性基因座236个，平均多态性比89%，另聚类方法可将26个酸枣种质资源分为4组，平均多态位点和平均欧氏距离均表明酸枣的遗传变异较高。张春梅等[41]利用5对SSR引物对来自陕西3个自然群体的50个不同酸枣样品进行了遗传多样性检验和群体结构分析，平均观测杂合度(0.812)大于平均期望杂合度(0.805)，Shannon′s信息指数平均值为2.036，说明酸枣具有高遗传多样性和高变异性。以上实验表明，辽西地区酸枣种质之间的亲缘关系较近，而赞皇县和陕西黄河地区的酸枣种质具有较高遗传多样性和变异性，说明不同产地的环境因素差异大，对酸枣遗传多样性造成的影响会有所不同，陕西地区多山分布，环境差异较大，可能造成遗传多样性；赞皇县海拔大都在500 m以上，山峰连绵，巨壑纵横为其特点，地理差异使得酸枣产生多样性，且作为我国酸枣加工的集散地，其加工的酸枣果实是否均来自于赞皇县，还需要进一步调研。此外，赞皇县和陕西黄河地区的酸枣可能在历史生长过程中，产生了变种，这都需要进一步研究。

1.3 酸枣化学成分多样性

除上述的表型多样性和遗传多样性外，其化学成分也具有多样性。目前对酸枣的研究主要集中于种子酸枣仁、酸枣叶和酸枣果肉3个部分，酸枣仁作为药用部分，酸枣叶和酸枣果肉则更多是作为保健食品使用。植物体内有机物的代谢包括初级代谢和次级代谢，初级代谢产物主要包括糖类、脂类、核酸和蛋白质，次级代谢产物主要包括皂苷类、黄酮类和生物碱等成分。遗传多样性对酸枣的影响能直观表现出来的是表型，而其主要影响的是次生代谢产物的生物量，即皂苷、黄酮和生物碱等成分的含量，目前酸枣仁药材质量评价指标主要是皂苷和黄酮类成分。酸枣叶和酸枣果肉对于不同产地的研究还是较少。现主要从初级代谢和次级代谢2个部分进行论述。

1.3.1 初级代谢产物

1.3.1.1 酸枣仁 酸枣仁中的初级代谢物包括不饱和脂肪酸、核苷酸、可溶性蛋白质及氨基酸、多糖、维生素等。郑强卿等[42]对河北及河南省等地收集的15种酸枣仁进行含量测定，其中酸枣仁可溶性蛋白质含量5.441～8.071 mg/g(FW)，可溶性糖的含量2.33%～3.67%，维生素C含量16.50～51.14 mg/g(FW)。张照荣等[43]对山东4个主产区的酸枣仁的游离氨基酸进行了测定，发现酸枣仁中总氨基酸的含量为30.74～57.52 mg/g。以上数据说明不同产地酸枣仁中蛋白质、可溶性糖、维生素C以及氨基酸等成分的含量有很大差异。田春雨等[44]对河北、山西、陕西、辽宁、河南、山东、云南等不同产地12份酸枣仁样品中脂肪酸类成分进行分析，结果表明不同产地酸枣仁的脂肪酸含量差别较小；张亚利[45]从陕西省和甘肃7个不同产区的酸枣仁中共鉴定出11种脂肪酸，都得出了不同产地对酸枣仁脂肪酸类成分含量影响较小的结论。

1.3.1.2 酸枣果肉 酸枣果肉酸甜可口，含有大量的营养物质，其在抗衰老、增强免疫以及心血管功能方面可作为保健类食品进行开发研究，目前已有酸枣酒、酸枣汁、酸枣果醋等[46-49]。刘世鹏等[50]对山西、陕西、河北和山东6个产地的酸枣果肉的总酸、维生素C、齐墩果酸和熊果酸等几种有机酸进行了含量测定，发现其含量范围分别为0.4%～4.2%、277～631 mg/100 g FW、0.22～0.547 mg/g和0.280～0.645 mg/g，测定结果说明不同产地酸枣果肉含有的有机酸含量差异明显。孙延芳等[51]对10个不同产地的酸枣果肉的白桦脂酸和熊果酸进行了研究，白桦脂酸的含量范围为3.97～7.35 mg/g，熊果酸的含量范围为5.73～9.92 mg/g，结果表明不同产地白桦脂酸和熊果酸的含量差异较大。以上都充分说明环境对酸枣果肉质量有很大影响。

1.3.2 次级代谢产物

1.3.2.1 酸枣仁 酸枣仁是临床常用治疗失眠的中药，其发挥药效作用主要是次级代谢产物，酸枣仁的次级代谢产物主要有酸枣仁皂苷、黄酮和生物碱等成分。酸枣仁在生长过程由于不同产地的光照强度、土壤中矿质元素含量、温度和海拔高度等因素的影响，导致酸枣仁中次级代谢产物明显不同。目前关于酸枣仁不同产地次级代谢产物的含量研究报道较多，同时次级代谢产物不同产地之间有效成分差异较大。见表4。

从表4中可得到酸枣仁皂苷A的含量在0.027～1.667 mg/g，酸枣仁皂苷B的含量在0.091 7～0.774 mg/g，可以看出不同产地酸枣仁皂苷类成分的含量有很大差异。关于不同产地酸枣仁黄酮类主要成分之一斯皮诺素的测定结果为0.142～2.499 mg/g，在一定程度上反映了不同产地样本含量变化比较大。对于6‴-阿魏酰斯皮诺素研究报道较少，其含量在0.260～0.809 mg/g。闫艳等[64]对酸枣仁黄酮类的成分进行了相似度的计算和分析，发现各产地酸枣仁黄酮类成分有较好的相似性。对于酸枣仁不同产地生物碱类成分含量的研究未见报道，对于该方面可进一步研究。

表4 酸枣仁不同产地有效成分含量测定(mg/g)

综上所述，无论是皂苷类成分还是黄酮类成分，不同产地酸枣仁中含有的成分种类都基本相似，但是含量差异较大，可能有3方面原因：1)是因为外在因素如光照、温度、海拔高度和土壤条件对其产生的影响；2)是酸枣多为野生资源，且是无性生殖，有利于突变的积累，由于产地相距较远，遗传背景也不同；3)是不到采收季节却采青抢收，致使某些产地酸枣质量及深加工产品质量降低[45]。

1.3.2.2 酸枣叶 酸枣叶中含有丰富的皂苷、黄酮、多糖等成分，且具有镇静安神、抗氧化等多种作用，可作为茶叶、饼干等保健食品的原料[65-68]。白莉等[69]对山西9个产地酸枣叶所含总黄酮的含量进行了测定，发现不同产地酸枣叶中总黄酮含量存在差异，以介休市的最高，为80.38 mg/g。裴香萍等[70]考察了山西不同产地及不同采收期酸枣叶中含有的芦丁含量，结果表明介休市5月份酸枣叶所含芦丁含量最高。张倩倩[71]对不同产地13批酸枣叶中4种黄酮成分进行同时测定，其中芦丁的含量范围为0.16%～1.39%、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷的含量范围为0.007%～0.11%、山柰酚-3-O-芸香糖苷的含量范围为0.013%～0.061%，以及槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖基(1→2)-α-L-鼠李糖苷的含量范围为痕量～1.16%。以上研究表明不同产地对这4种黄酮成分含量影响较大，说明环境因素对酸枣叶中所含化学成分具有重要影响。

2 小结

长期以来，酸枣常以灌木丛野生生长于阳坡或干燥瘠土处，在我国分布较广，以陕西、山西、河北、山东、河南5省为主，长期野生生长状态导致其果形繁多且不统一，目前已对其外观形状进行初步研究，并根据食用或药用需求选择果实各异的品种。由于不同产地的地理环境等外在条件的差异，酸枣基因可能发生改变，产生了遗传多样性，而同一产地仍然具有遗传多样性，则可能是由于基因自身突变导致。在化学成分方面，通过文献梳理发现，不同产地的酸枣仁、酸枣叶和酸枣果肉中含有的化学成分含量差异很大，有些甚至达到十几倍甚至几十倍的差异，例如对于斯皮诺素和酸枣仁皂苷A含量的测定，差异分别达到17倍和61倍。地理环境、海拔高度等自然因素可能会对酸枣的质量造成影响，除了产地因素对酸枣质量的影响，不同的采收期、贮藏方法、选育品种等也对会其产生影响[72-74]。建议酸枣在使用过程中，应针对药用、食用不同的需求进行选择。以应用酸枣果肉为主时，应选择果实大且少核或无核、维生素C含量高、糖酸比在20～40之间、口感宜人以及营养丰富的品种；而作为药用的酸枣仁来说，不仅要关注酸枣仁的产量更要追求药材酸枣仁的质量，应从酸枣核大方面入手，选择千仁重、出仁率高以及与药效相关的化学成分(酸枣仁皂苷A、B和斯皮诺素)作为品种选择的标准。

3 讨论

近年来许多学者对河南、山东、河北、山西、辽宁、陕西等地酸枣资源进行了初步调查，但对其研究主要集中于药材酸枣仁化学成分、含量差异及药理作用，如何保证酸枣仁临床用药的药材质量，保障临床药效，需要大力加强对酸枣种质资源的保护及可持续利用[75]。在此，对于酸枣仁的保护提出以下几点建议。

3.1 建立种质资源库 种质资源库又称基因库，是利用仪器设备控制贮藏环境，长期贮存作物种质的仓库。据报道，目前河北农业大学中国枣研究中心收集了有代表性的130种酸枣类型，建立了国内第一个酸枣种质资源圃。塔里木大学建立了酸枣果实品质评价体系，构建了包含55份酸枣资源的种质核心库。种质资源库可以为生物学的理论研究提供丰富的种质和研究材料，应发掘和收集各种酸枣仁种子，并进行科学的贮藏，这对于品种改良，培育高产、优质、有效成分含量高的新品种具有重大意义。

3.2 结合分子生物学技术综合评价其质量 近年来，分离差异表达基因的技术不断发展与完善，基于PCR的DNA分子标记被广泛地用于遗传多样性的分析[76-77]。目前对酸枣的研究主要是利用DNA条形码分子鉴定和随机扩增多态性DNA、随机扩增微卫星多态性等现代分子标记技术对酸枣仁遗传关系以及遗传多样性的研究[78-79]。为了充分发挥我国的酸枣资源优势，还应在基础研究方面关注酸枣仁遗传多样性与质量的相关性。利用DNA技术区分酸枣仁不同品种基因的差异性，分析居群亲缘关系与化学成分含量的相关性，研究化学成分含量与遗传及环境的关系，挖掘培育品质优良酸枣品种，建立种质-化学指纹谱及药效的相关性，综合评价其质量。

3.3 选育优质品种 目前，我国对酸枣仁质量评价主要以指标性成分酸枣仁皂苷A、B和斯皮诺素含量作为标准，研究表明酸枣镇静安神功效相关的主要物质基础为皂苷类和黄酮类成分，其含量的多少直接影响酸枣仁的功效以及质量。因此可以对各地区酸枣仁的主要成分进行比较研究，筛选主要成分含量相对较高的种类并进行有针对性的培育和研究，以提高临床用药的疗效。

3.4 系统的种质资源普查 种质资源是在漫长的历史过程中，由自然演化和人工创造而形成的一种重要的自然资源。系统进行酸枣种质资源普查可以充分地了解酸枣种质资源的现状，熟悉我国酸枣种质资源的情况，积极开展保护，建立酸枣种质资源基因库，筛选其优良的种质基因，并积极妥善保存，对于发展酸枣优良种质、丰富我国酸枣种质资源具有重要的意义。

3.5 表型性状与种质、化学成分研究相结合 酸枣的研究大多关注其表型性状而没有与药材酸枣仁的质量相关联，种质遗传方面主要以真伪鉴别为主，酸枣的表型和基因水平以及药材质量目前处于相互分离的状态，没有将表型、种质、化学成分的研究相关联。为了更好地评价酸枣质量，有必要进行酸枣种质资源与其质量相关性进行分析研究。研究酸枣种质资源的多样性，能够更科学地指导酸枣品种选择，从根本上解决酸枣质量问题，保证临床疗效。