黃芪種質(zhì)資源與優(yōu)良品種的選育研究

王 劍

渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南 714000

1 黃芪的相關(guān)概述

黃芪為豆科植物，多年生草本，原名黃耆，從古至今一直是非常重要的中藥材，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，在《本草綱目》中也有相關(guān)記載，來(lái)源于內(nèi)蒙黃芪的干燥根或豆科植物黃芪。中醫(yī)認(rèn)為黃芪能補(bǔ)一身之氣，主要功效有安胎益血、利水消腫、排膿生肌、固表止汗等，對(duì)氣血兩虧、胎動(dòng)不安、體虛多汗、貧血等癥狀也有比較好的療效，直接將黃芪泡水進(jìn)行飲用，可治療氣短、無(wú)力、身體困倦等癥狀[1]。黃芪還含有豐富的維生素、蛋白質(zhì)、生物堿和氨基酸，具有增強(qiáng)免疫力、抗自由基損傷、降壓利尿、強(qiáng)心保肝等功效[2-3]。

黃芪不僅是比較常用的中藥，而且是非常好的調(diào)味品和滋補(bǔ)品，如生活中使用黃芪燉母雞、黃芪煨大棗等，有非常豐富的營(yíng)養(yǎng)，也是體虛者的上好補(bǔ)品。但黃芪屬于一種溫補(bǔ)性藥物，如果患者有胸腹?jié)M悶、感冒發(fā)熱等情況不宜服用；孕婦也不宜長(zhǎng)期大量使用，易增加染色體畸變率。目前黃芪的藥用植物種質(zhì)資源匱乏，種質(zhì)資源指的就是含有一定保健功能和藥用價(jià)值的植物，涉及人工栽培、半野生、野生等所有類型。由于被過(guò)度采挖，現(xiàn)今野生黃芪產(chǎn)量越來(lái)越少，需通過(guò)對(duì)黃芪種質(zhì)資源進(jìn)行深入研究，選育出更多的新品種，使黃芪實(shí)現(xiàn)商品化，并在此基礎(chǔ)上提高黃芪的質(zhì)量和產(chǎn)量[4-6]。近些年，國(guó)家逐漸加大了對(duì)中藥材的投入力度，也取得了非常顯著的成果，如當(dāng)下黃芪品種超過(guò)了200種，我國(guó)也是唯一的出口生產(chǎn)地。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，對(duì)黃芪進(jìn)行育種時(shí)，要充分利用和改造種質(zhì)資源，對(duì)目前我國(guó)黃芪野生資源匱乏的問(wèn)題得到有效改善，也為促進(jìn)中醫(yī)藥的發(fā)展提供一定的助力。

2 黃芪的產(chǎn)地分布

2.1 膜莢黃芪

野生膜莢黃芪主要分布于黑龍江和內(nèi)蒙古地區(qū)，生長(zhǎng)在灌叢、草叢或向陽(yáng)山坡上，海拔一般為1 000～2 000 m。種植的膜莢黃芪有非常豐富的根系，分支多，主根粗短。

2.2 蒙古黃芪

目前還有野生黃芪的地區(qū)非常少見(jiàn)，野生蒙古黃芪在山西渾源、陽(yáng)高地區(qū)有少量存在。人工種植的蒙古黃芪也是品質(zhì)最好的人工種植黃芪，在河北、青海、山西等地有一定量的種植。

3 黃芪種質(zhì)資源的特性分析

3.1 物種多樣性

黃芪的種類繁多，屬生態(tài)多樣性類群，共有2 500多種，分布在南美洲和北半球的溫帶地區(qū)，西亞和中亞也有廣泛分布。我國(guó)有豐富的黃芪植物資源，比較常見(jiàn)的有膜莢黃芪、蒙古黃芪、云南黃芪、秦嶺黃芪、烏拉特黃芪等。其中，蒙古黃芪的分布是最為廣泛的，且產(chǎn)量也在穩(wěn)步上升。膜莢黃芪的種植主要集中在山東省，在我國(guó)的東北地區(qū)、陜西也有一定的種植。野生蒙古黃芪在部分高海拔地區(qū)和半干旱地區(qū)也有分布，如甘肅、內(nèi)蒙古、陜西等省份。

3.2 形態(tài)多樣性

黃芪有非常廣泛的分布，且不同的生長(zhǎng)環(huán)境、土壤類型以及生長(zhǎng)年限，產(chǎn)生的形態(tài)也有很大的差異，如在顏色形態(tài)、花朵形態(tài)、葉片形態(tài)上都有所不同。相關(guān)學(xué)者通過(guò)人工栽培研究發(fā)現(xiàn)，莖蔓顏色出現(xiàn)了背地側(cè)完全紅色的變異，小葉先端有鈍、微凹。還有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，果莢顏色多為綠色，旗瓣頂端呈淡紫色的變異類型。

3.3 遺傳基因多樣性

導(dǎo)致黃芪生物多樣性的根本原因是遺傳基因，隨著基因技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前關(guān)于這方面的研究也越來(lái)越深入。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，不同局群間的黃芪遺傳分化較大，群體間相似程度較低。還有學(xué)者對(duì)不同省份黃芪進(jìn)行研究，利用RAPD技術(shù)對(duì)變異位點(diǎn)進(jìn)行了擴(kuò)增，多態(tài)性位點(diǎn)占78.16%，計(jì)算Neias遺傳距離，發(fā)現(xiàn)位置接近的省份，其遺傳相似度更高。

4 黃芪種植技術(shù)的常見(jiàn)問(wèn)題

（1）未科學(xué)管理。種植黃芪時(shí)需加強(qiáng)栽植管理，每一個(gè)步驟都比較復(fù)雜，需對(duì)其中的技術(shù)要點(diǎn)準(zhǔn)確把握，如除草、出苗、施肥等。如果沒(méi)有科學(xué)進(jìn)行黃芪種植，充分了解黃芪的環(huán)境需求和生長(zhǎng)特性，必然會(huì)對(duì)黃芪的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益產(chǎn)生較大的影響。在種植黃芪種子時(shí)，種植戶需精心呵護(hù)，做好對(duì)種子的科學(xué)管理，并應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)區(qū)分黃芪質(zhì)量。但目前大部分種植戶對(duì)此不太關(guān)注，在管理的過(guò)程中也缺乏科學(xué)規(guī)范的流程，因而嚴(yán)重影響黃芪種子的種植效益。

（2）未科學(xué)施肥。有些黃芪種植戶沒(méi)有科學(xué)進(jìn)行施肥，導(dǎo)致很多廢料浸入到土壤中，對(duì)黃芪本身的呼吸功能會(huì)造成一定的影響，導(dǎo)致黃芪需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法全面吸收，從而影響黃芪的產(chǎn)量，甚至出現(xiàn)黃芪被燒死的情況。因此，種植戶要對(duì)黃芪做好除草和土地翻耕工作，減少病蟲(chóng)害的發(fā)生。此外，黃芪種植戶要充分了解黃芪的種植標(biāo)準(zhǔn)、用途、各項(xiàng)參數(shù)等，能夠準(zhǔn)確鑒別黃芪品質(zhì)。

5 黃芪的種質(zhì)資源

蒙古黃芪為旱中生植物，膜莢黃芪為中生植物。近些年中醫(yī)藥行業(yè)的飛速發(fā)展，使得市場(chǎng)對(duì)黃芪的需求量也在逐漸增加，人們大量挖掘野生黃芪，使野生黃芪資源越來(lái)越少。而國(guó)家對(duì)野生資源的保護(hù)力度越來(lái)越大，為了滿足用藥需求，部分地區(qū)也開(kāi)展了規(guī)?；狞S芪人工栽培技術(shù)，在種植時(shí)主要以育苗移栽或種子直播為主。野生黃芪因?yàn)樵械姆N質(zhì)資源流失比較嚴(yán)重，甚至部分地區(qū)已經(jīng)無(wú)人工栽培。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因與黃芪的生長(zhǎng)年限較長(zhǎng)，需要耗費(fèi)大量的資源和人力進(jìn)行種植有關(guān)，而且采挖的時(shí)候難度較大，導(dǎo)致很多藥農(nóng)開(kāi)始種植其他中藥材或農(nóng)作物。并且，很多地區(qū)的黃芪種植戶對(duì)黃芪的倒茬沒(méi)有足夠的重視，實(shí)行黃芪連作的方式，缺乏有效的病蟲(chóng)害防治手段，導(dǎo)致黃芪麻口病和根腐病越發(fā)嚴(yán)重，對(duì)黃芪藥材的有效成分含量和外觀形狀造成了較大的影響[7-8]。

現(xiàn)階段，黃芪的新主產(chǎn)區(qū)主要有2個(gè)，分別是山東文登的一年生直播膜莢黃芪產(chǎn)區(qū)和甘肅隴西的平地育苗移栽2年生蒙古黃芪。但由于黃芪的種子市場(chǎng)及相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不健全，還存在較多缺陷，導(dǎo)致種植戶在種植黃芪的時(shí)候無(wú)法確定種子的質(zhì)量和來(lái)源，很多從當(dāng)?shù)厮幉氖袌?chǎng)采購(gòu)的種子無(wú)法順利生長(zhǎng)[9-10]。當(dāng)下黃芪種植區(qū)品種混亂的問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了黃芪藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于提高黃芪品質(zhì)也產(chǎn)生了不良影響。而且當(dāng)前關(guān)于黃芪的規(guī)范化栽培意識(shí)欠缺，很多農(nóng)戶對(duì)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)不是特別了解，只是按照原有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行種植。這種盲目引種未充分考慮黃芪對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的適應(yīng)，不僅會(huì)影響黃芪藥材的品質(zhì)和產(chǎn)量，還會(huì)破壞周邊的土壤的理化性質(zhì)。因此，種植戶需合理引種，積極應(yīng)用新的栽培技術(shù)，增強(qiáng)野生黃芪撫育能力。比較常見(jiàn)的幾種黃芪偽品見(jiàn)表1。

表1 黃芪偽品

6 黃芪優(yōu)良品種的選育

6.1 育種

目前，我國(guó)對(duì)黃芪的育種技術(shù)得到了飛速發(fā)展，這對(duì)野生黃芪資源匱乏緩解有一定的作用，很多地區(qū)加強(qiáng)對(duì)黃芪新品種的培育工作，例如，山東省培育出的多倍體黃芪，主根長(zhǎng)30～80 cm，地上分枝少，地下根系大，相比較原始群體增產(chǎn)50%～80%，在長(zhǎng)江三角洲和黃河中下游有比較廣泛的種植；甘肅省培育的9118新品種，具有藥材品質(zhì)高、吸肥能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，受到廣大藥農(nóng)的歡迎。在培育黃芪的過(guò)程中，種植戶要充分考慮外界環(huán)境對(duì)種子萌發(fā)的影響，提高種子的生存適應(yīng)性及發(fā)芽率。

6.2 引種

針對(duì)野生黃芪資源匱乏的問(wèn)題，可以從其他地區(qū)進(jìn)行引種，優(yōu)勢(shì)在于見(jiàn)效快、簡(jiǎn)便易行。但進(jìn)行黃芪引種時(shí)要充分考慮原產(chǎn)地的生態(tài)條件與本地的實(shí)際差異，如降水分布、植被、土壤、海拔、日照、氣溫等，盡可能保持與本地相似的氣候環(huán)境和地質(zhì)條件，其中日照長(zhǎng)度和氣溫起決定性作用。進(jìn)行引種時(shí)要對(duì)相關(guān)成分含量進(jìn)行深入分析，確保計(jì)算的指標(biāo)能夠促進(jìn)黃芪順利生長(zhǎng)，且與藥典中的相關(guān)規(guī)定相符。衡量黃芪品質(zhì)的指標(biāo)主要有總皂苷含量，產(chǎn)地對(duì)總皂苷含量的影響是非常大的，排名最高的是山西，其次是內(nèi)蒙古。

6.3 組織培養(yǎng)技術(shù)

對(duì)黃芪進(jìn)行組織培養(yǎng)，可有效實(shí)現(xiàn)藥用植物脫毒，降低病蟲(chóng)害發(fā)生率，提高黃芪的繁殖能力。此外，對(duì)黃芪實(shí)施組織培養(yǎng)還可有效保存藥用植物的種質(zhì)資源。目前，針對(duì)黃芪部分品種已經(jīng)培育出了愈傷組織，培養(yǎng)的再生植株也獲得了成功，大大提升了黃芪藥材的產(chǎn)量和品質(zhì)。

6.4 野生撫育

對(duì)于野生黃芪來(lái)說(shuō)，采用馴化栽培和采集野生個(gè)藥用植物結(jié)合的方式進(jìn)行撫育，搭建原始的野生環(huán)境，可降低野生黃芪生產(chǎn)成本。相比野生黃芪，人工栽培的黃芪在品質(zhì)和外觀上還是存在一定差別的，因?yàn)槿斯ぴ耘嗟狞S芪水肥充足，次生代謝產(chǎn)物積累量相對(duì)較少?；诖?，種植戶要加大對(duì)野生黃芪的撫育工作，使藥用種質(zhì)資源得到有效保護(hù)，也為實(shí)現(xiàn)中藥資源的可持續(xù)利用提供重要支持。

7 黃芪種植的優(yōu)化措施

7.1 科學(xué)選種

種植戶要對(duì)黃芪的種植影響因素和出苗率進(jìn)行總結(jié)，尤其是在采收期間要建立科學(xué)的采摘標(biāo)準(zhǔn)和采摘體系，這樣不僅可以避免果子過(guò)于成熟而影響效益，還能有效改善種子出苗率過(guò)低的問(wèn)題。

想要提升黃芪種子成活率，種植戶需根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛埠Y選種子，將種子浸泡在溫水中，溫度一般在50℃左右，浸種時(shí)間為6～15 h，再對(duì)種子進(jìn)行晾曬，做好預(yù)處理工作。在9月份進(jìn)行黃芪秋播時(shí)加入適量肥料，以提升土壤肥力和養(yǎng)分含量。

7.2 加強(qiáng)田間管理

首先，做好黃芪植株的保濕處理，為出苗營(yíng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，并做好遮光處理。其次，水分對(duì)黃芪的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，種植戶需科學(xué)控制黃芪的實(shí)際水分要求，確保土壤濕潤(rùn)度達(dá)到要求，在黃芪出苗后要有效控制綜合灌溉頻率，建立排水溝，及時(shí)排出多余水分。

7.3 病蟲(chóng)害防治

黃芪在發(fā)病期間，葉片顏色會(huì)發(fā)生減退甚至脫落的情況，比較常見(jiàn)的有蚜蟲(chóng)病害。種植戶要全面掌握發(fā)病原因，仔細(xì)觀察黃芪嫩頭、莖稈、葉片的變化情況，采取有效手段進(jìn)行處理。

8 前景與展望

8.1 種質(zhì)多樣性

黃芪的生態(tài)環(huán)境比較復(fù)雜，分布的區(qū)域也較為廣泛，呈現(xiàn)種間資源多樣性和形態(tài)多樣性的特征。對(duì)于形態(tài)多樣性來(lái)說(shuō)，遺傳多樣性是其基礎(chǔ)所在，但目前關(guān)于黃芪遺傳多樣性的機(jī)制還沒(méi)有研究透徹，需要進(jìn)一步通過(guò)化學(xué)分析、生物研究等多樣化手段，對(duì)其遺傳多樣性進(jìn)行豐富，使黃芪品種選育得到健康發(fā)展。屬植物眾多的黃芪，有豐富的種間資源，但市場(chǎng)上也存在著大量的冒充植物，如多序巖黃芪。因此，在銷售和采購(gòu)黃芪的時(shí)候，一定要認(rèn)準(zhǔn)規(guī)范正品，對(duì)同屬植物進(jìn)行明確鑒別，確定植物的活性成分，并對(duì)其藥用價(jià)值進(jìn)行深入研究。雖然當(dāng)前對(duì)黃芪進(jìn)行了大規(guī)模養(yǎng)殖，使野生黃芪的問(wèn)題得到了一定改善，但受到多種因素的影響，實(shí)際栽培出來(lái)的黃芪質(zhì)量和品質(zhì)相比較野生黃芪還存在較大的差距，這對(duì)于保護(hù)黃芪遺傳多樣性也有不利影響。

8.2 開(kāi)發(fā)保護(hù)道地性

黃芪在我國(guó)分布比較廣泛，在山東、甘肅、內(nèi)蒙古等地區(qū)有廣泛的種植。在部分野生品種區(qū)域匯總，保留了一些道地性的特征，所以對(duì)野生黃芪道地性進(jìn)行恢復(fù)，能夠使次生代謝產(chǎn)物積累不多以及病蟲(chóng)害嚴(yán)重的問(wèn)題得到了有效改善。對(duì)于新產(chǎn)區(qū)，應(yīng)當(dāng)對(duì)栽培品種質(zhì)做好選育、評(píng)價(jià)和鑒定工作，使黃芪產(chǎn)品的道地性得到提升。

8.3 良種選育

目前，對(duì)于黃芪品種栽培的相關(guān)資料較少，在栽培黃芪時(shí)，最為核心的內(nèi)容就是優(yōu)良的品質(zhì)，但是想要對(duì)黃芪的有效成分進(jìn)行改良，首先要明確黃芪的相關(guān)影響機(jī)制以及遺傳機(jī)制，這樣才能有序開(kāi)展良種選育。后期在開(kāi)展黃芪品種選育的時(shí)候，需要從廣義的角度進(jìn)行研究，重點(diǎn)為環(huán)境因素、育種栽培技術(shù)、遺傳機(jī)制等方面的研究工作，使良種選育理論更加豐富。在這一過(guò)程中，也需要充分考慮到市場(chǎng)的變化因素，對(duì)黃芪產(chǎn)品的多樣化充分展現(xiàn)出來(lái)，滿足各行業(yè)的使用要求，如加大對(duì)黃芪根附屬物、地上部分的開(kāi)發(fā)利用，充分發(fā)揮黃芪的中藥資源價(jià)值。