药用植物种质资源研究进展

药用植物种质资源保护中存在的一些问题和解决对策

药用植物学廖凯

摘要：本文综述了药用植物开发与利用过程中存在的问题与解决问题的方法，以及药用植物种质资源的保存方法。

关键词：药用植物；种质资源；问题；保存

前言种质一词源于德国著名遗传学家魏斯曼1892年所提出的“种质论”，他认为，“种质遗传物质”不受环境的影响，并产生“体质”。种质是指植物亲代传递给子代的遗传物质，它往往存在于特定品种之中。如古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料以及野生近缘植物，都属于种质资源的范围。植物遗传资源是最重要的自然资源之一，其丰富的遗传多样性，为农业生产和作物遗传育种提供了重要的物质基础。近年来，由于植被破坏、森林砍伐等人类活动的影响，植物种质资源的多样性急剧下降，从而影响到人类社会的生存和发展。因此，世界上很多国家都十分重视植物种质资源的收集、保存和研究工作，植物遗传资源多样性的保护已成为全球共同关注的一个热点。常规的植物种质资源保存以田间种植、室内贮藏等形式为主，其需要大量的人力和物力等，这使其广泛应用于种质资源的保存受到了限制。随着现代科学的发展，科学家已经将世界上大部分植物有用的基因收集起来，贮存在一个“仓库”中，这个仓库就称之为“基因库”，通俗的名称叫“种质库”。用以保存种质资源，库内有先进的保温隔湿的结构和空调仪器，常年保持着低温干燥环境，减缓种子新陈代谢，延长种子寿命，使种子在几年乃至近百年仍不丧失原有的遗传性和发芽能力。近年来，在离体培养技术基础上发展起来的超低温保存技术，以其无菌培养、保存稳定、占用空间少等优点在植物种质资源的长期保存中受到了人们的重视，得到了广泛的应用。迄今为止，全世界已建成各类种质库500多座，收藏种质资源180 多万份。其中，禾谷类120 万份，豆类35 万份，根茎类8 万份，饲料类20 万份[1]。种质库为研究农作物的起源和进化、培育农作物新品种奠定了丰富的物质基础。植物种质资源可以为人类提供生活资料，包括特殊营养品和药品。为人类提供生产资料，尤为重要的是培育新品种和生物技术研究需要的丰富的植物基因资源[2]。

药用植物种质资源是指药用植物的“种性”并将遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质的总体，包括原种的综合体(种群) 、群体、家系、基因型和决定特

定性状的遗传物质，以及用于遗传改良的各类种质材料，如选择的、杂交的、引进的、诱变的及生物工程创新的种质资源材料。药用植物种质资源是我国中医药事业发展的物质基础、中药材生产的源头，是优质中药材形成的物质基础，种质的优劣直接影响药材质量的差异，进而影响临床用药疗效。因此，药用植物种质资源作为持续、稳定地保证人民健康需求的物质保障，已成为国家的重要战略性资源。由于种质资源开发利用的不合理，我国很多种质资源正在面临灭绝的危险。此外，还有很多种质资源由于没有科学的共享和保存机制，资源利用率低，严重制约了中医药产业的发展。

药用植物种质资源的开发与利用主要包括以下步骤，药用植物种质资源的调查、药用植物种质资源的收集和整理、药用植物种质资源的保存、药用植物种质资源的评价和药种植物种质资源的利用等。药用植物种质资源的调查包括调查该区域内药用植物种类，蕴藏量和分布等或者该药用植物种质资源的分布；收集和整理包括种质资源的收集，考察收集到的种质资源的生物学特征，形态学特征以及遗传学特征；保存则包括原地保存、异地保存和离体保存等；评价则应包括药用植物种质资源生长的评价、异地引种适应性评价、抗逆性评价以及经济价值评价等；利用包括直接利用，及寻找到优异种质资源后，直接采种，繁殖推广。间接利用则包括将采集到的种质资源通过组培，基因导入，杂交等选育手段得到优良品种（系），继而推广。

1.当前药用植物种质资源保护和利用中存在的问题

1.1研究利用的深度、广度不足。

中国现有药用植物资源383 科2309属11146种，占中药资源种类的87 %[3]，但研究的深入的药材却比较少[4]。许多我国特有的药用植物，反而在韩国和日本等国研究的比较多比较深入。比如只在我国南方才产的青蒿素含量高的黄花蒿，在外国研究的却比我们国家研究的更深入。我国的红景天约占世界红景天种质资源的80%，然而由于其生长的地区海拔高，气候恶劣，资源相对分散，科研工作者和企业对其研究和开发的力度相对较弱，使得红景天资源仍然处在发现什么就研究什么和种什么的基础上，也缺乏系统地对地区分布的红景天种质资源的深入收集、整理和研究[5]。由于对药用植物有效成分缺乏深度研究致使我国的中医药产业处于低效益状态，如我国的薯蓣产业主要靠出口初级产品薯蓣皂素。西方国

家可利用薯蓣皂甙元生产200多种产品，而我国目前仅能生产40多种产品。

1.2 种质资源评价体系不健全

我国目前多采用有效成分含量测定的方法评价药材的质量。由于药用植物的有效成分多为植物的次生代谢产物，含量甚微，一般只占0.01%~l%，加之天然来源植物具有“绝对不均一性”，因而以有效成分评价药用植物的质量难度颇大。古代以“道地药材”确定药材及其种质资源的质量有其科学性，因为临床疗效是判别药材及其种质资源质量的最根本和最终标准。然而，以疗效来反映药用植物质量的评价方法还很不成熟。药用植物评价体系的不健全影响了种质资源的评价，而且种质资源评价体系至目前尚未得到广泛的认识。

我国大部分的药用植物品种仍来源于当地野生类型，具有广泛的遗传多样性。将具有不同遗传背景的种质材料进行重新组合，可选育出适应不同地区，适应各类气候和土壤条件，抵抗多种病害的高产优质品种。鉴于种质资源的重要性，对药用植物种质资源的调查收集很有必要。而且，由于历代本草记载、地区用药名称和使用习惯的不同，类同品、代用品和民问用药不断出现，药用植物的同名异物、品种混乱普遍存在。同时，在长期栽培之后，许多品种种质退化，抗性降低、遗传单一、质量下降，因此有必要对现有药用植物进行种质资源调查，从源头提高药材质量。相关的研究应该在中药普查的基础上，建立药用植物资源等级划分，有重点地对现有药用植物进行分级对待，同时建立濒危药物预警系统，重点收集道地药材的野生种质资源。

1.3 药用植物种质资源资源流失严重

片面追求产量高、品质优的作物品种，而进行长期定向培育己造成三方面的问题：第一，许多单位长期以来过分强调培育高产的专门化品种，单纯追求经济效益，大量栽种的仅是少数经济价值高的品种和杂交种，忽视了其它品种的保存和利用，造成药用植物品种数量减少，基因过于纯化和贫乏；第二，虽然有较丰富的品种资源，但盲目引进外来品种，使外来品种的基因逐渐代替了原来具有特异性的地方品种的基因，造成了药用植物地方品种数量的减少，使地方品种面临消亡的威胁；第三，野生近缘植物正遭受严重的破坏，采伐森林、过度放牧、修路和工业发展等都是破坏因素。同时，由于人类长期使用少数几个杂交品种，忽视了对野生亲缘植物的保护，还造成许多有价值基因的流失。在意识到上述问题