广东药用植物选育种研究的现状与对策

1、广东药用植物选育种研究的现状与对策罗战勇,陈元生(广东省农科院作物研究所,广东广州 510640摘 要:针对广东传统药用植物品种混杂、退化、品质下降,以及选育工作研究基础还很薄弱的现状,开展选育种研究已是广东中药材行业的当务之急。在药用植物的选育种工作中,确定育种目标、占有种质资源并对其进行评价鉴定,是育种的基础。根据不同药用植物的特点,采取不同的育种方式,选育优良新品种,并加强配套技术研究及良种繁育基地建设。关键词:药用植物;选育种;种质资源中图分类号:S567 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(200407-0023-03广东地处热带、南亚热带地区,地域辽阔,地貌复杂,山地较多

2、,气候温和,光照充足,热量丰富,雨量充沛,夏长冬暖,具有适合药用植物生长的优越的自然条件和地理位置,尤其适合 南药 的生长。广东是全国中药材 川、广、云、贵 四大产区之一,也是南药的重要基地,具有丰富的药用植物资源,据广东中药资源调查,全省药用植物达2500余种,其中大宗品种有190多种,道地药材可以出口创汇的有100多种,尤其 广药 驰名国内外,目前全省药用植物种植面积已达6.7万hm21,2。其中,一些大宗药材品种的种植及加工方面具有悠久的历史与独特的经验,如阳春砂、巴戟天、广藿香、高良姜、化橘红等品质优异、久负盛名。槟榔、砂仁、巴戟天、益智仁称为中国著名的四大南药。广州石牌、高要、湛江等

3、的广藿香(产量占全国的90%以上,阳春砂仁,化州橘红,新会广陈皮,德庆何首乌、广佛手,肇庆巴戟天、广金钱草、广防己和西江桂枝,这些都是广东的道地药材(统称 十大广药 。广东是医药生产大省,也是全国最大的医药商品销售市场,近年来销售额一直占全国的1/10左右,居全国首位。广东是华南地区最大的商品药材集散地,也是重要的药材出口通商口岸。加强药用植物资源的开发与利用,发展粤产特色中药产业,前景十分喜人。近几年,广东在南药资源的开发利用、发展道地药材方面进行了大量的研究、种植、推广,尤其是在中药材规范化种植(GAP基地建设方面,建设了一批中药材原料规范化种植(GAP基地。而在药用植物选育种及其配套技术

4、研究方面涉足者极少。1 药用植物选育良种的必要性药用植物品质(产量及药用成分的优良性、均一性、稳定性和可控性是保证中药生产和中成药疗效的收稿日期:2004-11-22作者简介:罗战勇(1966-,男,副研究员首要环节,优良品种是生产优良药材的基础,只有经过选育的良种才能实现品种的生物学性状整齐、遗传基因稳定、产量稳定、药用成分含量高且稳定可控。因此,开展药用植物选育种研究是实现中药现代化与产业化的客观要求。广东药用植物特别是道地南药繁衍至今(野生及家种,由于受自然杂交、杂合体分离及宇宙射线、雷电、温度聚变、强光、病虫害等因素引发基因突变,这些自然变异及长期不正确的人工选择,往往造成部分药用植物

5、遗传基因分离、品种混杂、退化、产量下降、品质下降、有效成分含量降低等。为改变这种局面,选用优质新品种,广东药用植物的选育种研究、品种改良工作已迫在眉睫。优良品种是一种重要的农业生产资料,培育高产优质的品种是最基本、最可靠、最经济有效的增产手段。广东药用植物种类多,栽培面积大,如何保证药材的产量和质量,育种是一个关键措施,在生产上具有重要意义,是实施中药材GAP的前提和保证。优良药用植物品种可以提高单位面积产量、提高产品质量、增强抗逆能力。药材品种的优劣对药材质量将产生直接影响。任何一个品种的群体,在自然突变或天然杂交时都可出现新类型。许多药用植物在长期的栽培过程中常发生许多变异,经过人工选择、

6、培育,可选育出优良新品种。中药材GAP是中药材生产之源头,而药用植物优良品种选育又是中药材GAP之源头,药用植物新品种选育是进行中药材GAP试验示范研究的重要内容。因此,国家科技部已在 九五 重点项目 中药现代化与产业化开发 项目实施方案中已将 优质中药材新品种选育 课题列入第一研究专题3,可见药用植物良种选育的必要性与重要性。2 广东药用植物选育种现状近几年,在广东省中药材规范化、产业化建设过程23广东农业科学 2004年增刊中,广州中医药大学联合相关的中药企业在省内建立了穿心莲、广藿香、阳春砂仁、广佛手、巴戟天、高良姜、溪黄草、化州橘红、山银花、五爪龙、九节茶、广金钱草、鸡骨草、何首乌、鱼

7、腥草、青天葵等10多种中药材规范化种植研究(GAP基地,对这些中药材规范化种植生产的各个环节进行了系统的研究、总结和整理,其中,开展了这些中药材的物种鉴定和优良品种繁育研究。对这些中药材的不同栽培品种进行了调查、鉴定,初步筛选出不同的农家种,如砂仁的 圆果 、 长果 ,巴戟天的 小叶种 、 大叶种 ,广藿香的 牌香 、 肇香 、 南香 ,广佛手的 握拳果 、 张手果 ,五爪龙的 大叶种 、 小叶种 ,鸡骨草的 小叶鸡骨草 、 大叶鸡骨草 等;并初步筛选出优良品种,如巴戟天的 小叶种 、广藿香的 牌香 等1。然而,这些农家种或优良品种并没有经过人工的系统选育或育种,不一定具备经济性状一致、生物学

8、性状整齐、遗传性状稳定的特征,不是严格意义上的农业栽培上的 品种 。在利用现代遗传育种技术培育药用植物优良种质方面,广东有关研究人员近几年也进行了初步的探索,但未能产生真正意义上的 品种 。贺红等利用转基因技术研究、培育巴戟天抗病新种质4;杜勤等利用组织培养技术开展广藿香植株再生、原生质体融合培育新种质5,张家明等将人工合成的柞蚕抗菌肽D基因和天蚕抗菌肽B基因通过农杆菌同时导入广藿香中,获得较强抗病性的转基因广藿香植株6。贺红等采用农杆菌介导法,将能抑制病毒侵染的外壳蛋白基因转入枳壳,成功地获得了转外壳蛋白基因的枳壳植株,为通过基因转化进行枳壳的抗病育种提供了依据和方法7。尽管如此,广东药用植

9、物选育工作其实还未真正开始,研究基础还很薄弱,在栽培的100多种药材中,还没有经过选育的优良品种,绝大多数药用植物没有进行过种质资源调查,更缺乏遗传育种学各项遗传参数研究资料的积累,许多方面还不具备应用新技术的条件,药用植物种子的选育与生产远远落后于农作物种子的选育与生产。广东药用植物选育工作严重滞后,制约了广东中药材现代化、产业化的发展。3 广东药用植物选育种对策3.1 确定良种选育的目标优质、高产、稳产、熟期适当、抗性强、适应性广,是各种药用植物选育种的共同目标,但因不同的药用植物品种而侧重点和具体内容有所变化8。选育种的目标应根据药材生产需要来确定其侧重点,作为提取药用成分为目的的,如穿

10、心莲、广藿香、九节茶等,应以药用成分含量高、稳产作为育种的首要目标;作为常用的重要药材,如根茎类的巴戟天、黄连、白术等,应以高产优质为其主要目标;以饮片入药配伍的药用植物,不提倡高含量育种,重在稳定质量,因为中医处方每味药的用量已形成经验,某味药的成分含量变了,那么方剂的疗效也就改变了;花类药材,如款冬花、金银花等,应选药用部位集中,便于人工采收的品种;种子、果实类药材,如砂仁、广佛手等,应以果大粒重、高产稳产为其首要育种目标;生长周期长的药材,如人参、三七、西洋参等,应以保证药用成分含量高的前提下,以适当早熟为育种主要目标;对于抗逆性差的中药材,应重视选择抗逆性强的品种如抗病虫害、抗寒、抗涝

11、等。3.2 种质资源的搜集与引进占有种质资源是育种的基础,育种上突破性的成果往往取决于关键性基因的发现和利用。任何一个新品种的培育都是在原有植物种质资源的基础上通过选择、杂交、回交、诱变等方法修饰、加工和改良后,才能符合育种目标。由此可见,种质资源是中药材遗传育种工作的物质基础,是选种育种能否取得突破的关键。实践证明,种质资源越丰富,育种的预见性就越强,越有可能培育出优良的新品种。深入到药材传统产区,搜集当地已种植数十年甚至更长时间的地方品种、农家种及相关各类型和野生种的种质资源,也搜集外地的品种资源,特别是具有不同生物学特性和遗传性状的品种或类型。将外地优良品种或类型引入本地,确定其物种,掌

12、握其原产地生长环境和生活习性后,重点解决引进品种在新环境出现或可能出现的技术难题,如有关繁殖技术和如何提高种植质量和产量等。经适应性栽培试验,从中选出适合本地自然条件、栽培技术,又优于当地品种的新品种,加以繁殖推广种植或作为进一步选育种的种质资源。3.3 种质资源的评价与鉴定田间生物学性状鉴定:在现有的栽培群体(上述搜集或引种的品种或种质资源或杂种后代中,通过大田栽培、观察试验,依据不同的育种目标,进行田间生物学性状鉴定,筛选出优良生物学性状的品种(种质资源。药用成分测定:根据不同药用植物品种及其药用成分,采取不同的方法,测定其药用成分含量,筛选出药用成分含量高的品种、个体或群体,作为进一步品

13、种24改良的材料。DNA分子标记技术:将以上药用植物品种或种质资源,结合以上生物学性状鉴定和药用成分测定的结果,分别提取各种质资源新鲜叶片的基因组DNA,通过RAPD分析,进行种质资源(品种的鉴定,探讨并确定其亲缘关系,建立特有的DNA指纹图谱,为广东药用植物遗传品种改良工作提供依据。3.4 开展选育种研究在加强药用植物选育种前期研究的基础上,根据不同药用植物品种本身特点及育种目标,采用不同的育种方式。传统的药用植物良种选育一般有两种方式:一是系统选育,即根据育种目标,采用连续的人工选择方法,从野生或栽培的现有群体中筛选出优良个体(或集团,再经过单独培育(定向培育,最后形成一个新品种;二是杂交

14、育种,即通过品种间杂交创造新变异,从这些变异的材料(杂种中,再经多代选择、比较试验,最后培育出优良新品种。系统选育是简便易行、行之有效的育种方式。它的最大特点是能够充分利用现有资源(特别要重视道地南药,优中选优,育种年限短,方法简单,不需要复杂的设备,适合各种药用植物,特别是难于开花的药用植物。杂交育种,又分无性杂交和有性杂交,但常常采用的是有性杂交(近源杂交、远源杂交、杂种优势利用。杂交育种是获得新品种的主要方法,所产生的品种往往是全新的品种,但需较多的人力、物力、财力,且育种年限长,不适合难于开花的药用植物。除采用上述常规育种技术外,还可根据需要采用现代遗传育种技术和生物技术,如物理化学诱

15、变(辐射育种、多(单倍体育种、细胞融合育种、药用植物分子标记育种、基因工程育种、组织培养技术、航天育种等。3.5 配套技术及良种繁育基地良种需要良法。将培育出的新品种在道地产区种植,通过区域栽培试验,完善其育苗、移栽、田间管理、病虫害综合控制技术及采收等系列配套栽培技术。选育出的新品种,必须尽快地繁育投产,建立良种繁育基地。在繁育过程中,不仅要保持品种的纯度,还要不断提高品种的种性,以保证生产上获得高额的产量和优质的产品,这是育种工作的继续和保证育种成果和长期发挥品种作用的重要措施8。4 展望药用植物品种选育种是实现中药材现代化与产业化和中药材走向国际市场的根本保证。广东在这方面的研究基础还很

16、薄弱,必须创造条件开展药用植物选育种研究,制订育种科技攻关计划,明确目标任务,确保实现育种目标的政策措施到位。要把 广东药用植物新品种选育 作为研究课题,高度重视、重点支持;要以广东道地南药为重点,明确目标,有计划地重点攻克;政府应将此列为重点项目,增加经费支持。力争经过几年的共同努力,使广东药用植物(特别是道地南药选育种研究取得突破性进展。药用植物品质在中药材各项技术经济指标中占首要位置,药用植物种子纯度至关重要,应加快药用植物品种品质标准的制定,比照农作物种子管理办法,实行药用植物种子专业化生产和规范化经营,逐步将药用植物种子质量管理纳入法制轨道,形成严格的种子质量认证制度9。通过对广东药

17、用植物(特别是道地南药的品种选育种及其配套技术研究,选育出产量高、品质优良、药用成分含量高、抗病抗逆性强的优良品种,这些优良品种及其配套技术在道地产区推广、种植后,既能获得高产,增加药农收益,提高药农积极性,又能稳定或提高药材品质,提高道地药材使用价值,满足中医药界对道地药材的需求,保证广东道地南药资源的可持续利用,并能促进广东中药材的现代化、产业化和国际化发展。参考文献:1 徐鸿华,詹若挺.广东中药材生产的规范化、产业化建设J.世界科学技术 中医药现代化,2003,5(2:50-54.2 徐新春,吴朋光,刘军民.广东中药资源现状与开发前景J.时珍国医国药,2000,11(2:187-188.3 廖朝林,林先明,胡斌,等.开展道地药材新品种选育,促进恩施州中药材种植业的发展J.中药研究与信息,2003,5(12:4-8.4 贺红,徐鸿华.巴戟天离体再生及农杆菌介导的遗传转化J.中国中药杂志,2002,27(10:733-735.5 杜勤,王振华,徐鸿华,等.石牌广藿香试管苗的