中藥材蒼術種質(zhì)資源及栽培技術研究進展

高鑫媛，白茹玥，魏金月，趙春穎

（承德醫(yī)學院中藥研究所/河北省中藥研究與開發(fā)重點實驗室，河北承德 067000）

1 蒼術的種質(zhì)資源

1.1 蒼術種質(zhì)資源調(diào)查與保護

種質(zhì)資源是指含有生物遺傳信息并具有潛在或實際用途的載體[5]。種質(zhì)資源主要涉及植物的遺傳學、生態(tài)學以及栽培育種等方面。文獻記載我國野生蒼術主要分布在黑龍江、吉林、遼寧、河北、河南、陜西、甘肅、山東、江蘇、浙江、江西等地[6]，其中茅蒼術適宜在高溫、降水量充足、旱季短、溫度適中的南方地區(qū)生長，北蒼術則適宜生長在秦嶺淮河以北的北方。在種質(zhì)資源收集調(diào)查中，也要因地制宜，除了成熟期直接收集外，還有異地郵購收集和市場直接購買的方法。如吳小強[7]利用直接采集的方法，在一年的時間里對全國適宜蒼術生長的6個省28個市縣的蒼術樣品進行采集。在中藥材調(diào)查方面，有研究者對典型植株進行取樣，或者選擇遙感技術進行調(diào)查，例如：孫宇章等[8]利用遙感技術對江蘇省茅山的野生茅蒼術資源進行調(diào)查，對其典型植株進行取樣，進而進行相關研究取得了相當大的成功；在中藥材保護方面，目前的保護方式多為就地保護、遷地保護及建立信息庫等[9]，具體的方法需要根據(jù)藥材的形態(tài)和特征選擇，為中藥材優(yōu)良品系選育打下基礎。

1.2 蒼術種質(zhì)資源的遺傳關系

豐富的遺傳信息是蒼術新品種選育的決定條件，基因突變與定向選擇是改變物種某一性狀基礎要求。近年來，國內(nèi)外學者采用較多方法對蒼術的種質(zhì)資源遺傳關系進行研究。郭蘭萍等[10]運用Random amplified po1ymorphic DNA（RAPD）方法，對蒼術葉片DNA進行擴增，從多個方面對蒼術的遺傳結構進行分析，得出蒼術遺傳變異主要分布在居群內(nèi)。楊娜等[11]基于NCBI核酸數(shù)據(jù)庫篩選出ITS和atpB-rbcL兩個目標片段，對關蒼術進行種內(nèi)變異的分析表明，關蒼術種內(nèi)變異豐富，來自兩個不同的品系，可能是一個混合類群。葛燕芬[12]、Peng[13]、鄒小興等[14]運用葉綠體markers來確定蒼術屬內(nèi)關系，例如：atpB-rbcL、psbB-psbF和trnL-trnF基因間隔區(qū)序列，得出羅田蒼術-蒼術和遼東蒼術-朝鮮蒼術各自構成一個分支，羅田蒼術不作為蒼術變種；鄂西蒼術與其他屬親緣關系都較遠，上述這幾種蒼術屬的蒼術為菊科植物茅蒼術Atractylodeslancea（Thunb.）DC.或北蒼術Atractylodeschinensis（DC.）Koidz的干燥根莖，原名為術[1]，為我國傳統(tǒng)的中藥材，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為上品，性味苦溫辛烈，具有燥濕健脾、祛風散寒、化濁、止痛之功效[2,3]。我國蒼術屬植物有5種，分別是蒼術Atractylodeslancea(Thunb.) DC.、白術AtractylodesmacrocephalaKoidz.、關蒼術AtractylodesjaponicaKoidz.exKitam.、朝鮮蒼術Atractylodescoreana(Nakai.)Kitam.及鄂西蒼術Atractylodescarlinoides(Hand.-Mazz.)Kitam., 其中鄂西蒼術根莖小、產(chǎn)量低，因此不為藥用，在2020版《中國藥典》中規(guī)定蒼術的基源包括北蒼術或茅蒼術[2]。近年來，國內(nèi)外學者對蒼術的研究逐漸增多，發(fā)現(xiàn)其在臨床上具有降低血糖、保肝、利尿等作用，且市場需求量不斷增大，使野生蒼術被無序采挖，嚴重的供需失衡導致蒼術野生資源銳減，據(jù)全國野生藥材資源普查數(shù)據(jù)顯示，本世紀初，北蒼術的儲備量已不足萬噸[4]，因此，蒼術種質(zhì)資源的保護、開發(fā)及利用變得尤為重要。本文主要對蒼術的種質(zhì)資源收集保護、鑒定、質(zhì)量評價、栽培管理等方面進行闡述，以便為蒼術種質(zhì)資源的可持續(xù)發(fā)展、生物多樣性保護、優(yōu)良品系的遺傳與選育提供參考。命名均是文獻中記載，在《中國植物志》中沒有收錄，因此，對以上蒼術屬的遺傳關系仍有待考證。

2 蒼術的鑒定

“神農(nóng)嘗百草之滋味，一日而遇七十余毒”反映了原始的中藥鑒定方法和古人為鑒別安全有效的中藥而付出的艱辛和努力，中醫(yī)藥自誕生之初就離不開對其的鑒定。傳統(tǒng)中藥材的鑒定包括：基源鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定、理化鑒定?！吨袊幍洹?020年版中規(guī)定了北蒼術的性狀鑒別和理化鑒別方法，但因傳統(tǒng)鑒別方法要求鑒別者有豐富的實踐經(jīng)驗與扎實的理論基礎，且市場上多為栽培的干燥蒼術根莖，而蒼術在栽培過程中會受外界條件的影響，例如地理位置、溫度、濕度、光照等導致有些蒼術在生長過程中的性狀發(fā)生了些許變化，因此，對于市場上的蒼術藥材準確鑒定更加困難。近些年來，利用分子生物學技術進行中藥材的鑒定也有一定的進展，《中國藥典》2020版已加入DNA條形碼鑒定技術，傳統(tǒng)鑒定和DNA條形碼鑒定技術結合可為藥用植物蒼術的準確鑒定提供參考。

2.1 蒼術的傳統(tǒng)鑒定

中藥材的傳統(tǒng)鑒定廣泛應用于市場上中藥材的鑒別。中藥材北蒼術呈現(xiàn)疙瘩塊狀或結節(jié)狀圓柱形，長4～9cm，直徑1～4cm，表皮為黑棕色，除去外皮呈黃棕色，斷面有清晰的黃棕色油室；茅蒼術表面呈灰棕色，有皺紋、橫曲紋及須根痕，質(zhì)地堅實，斷面黃白色或灰白色，有多數(shù)紅棕色油室[1]。北蒼術與茅蒼術外觀形態(tài)的不同點是：北蒼術葉通常無長柄，葉片較寬，卵形或窄卵形，一般羽狀深裂，莖上部葉3～5羽狀淺裂或不裂，頭狀花序稍寬，總苞片多為5～6層，開花時間為夏秋兩季[15]。

熊睿等[16]使用掃描電鏡觀察茅蒼術種子(瘦果)表面形態(tài)及內(nèi)部構造，發(fā)現(xiàn)表面有條紋及網(wǎng)紋，有稠密順向貼服的長毛，長毛系兩細胞平行合生，頂端分叉，種子內(nèi)無胚乳，子葉肥厚而直立。張杰等[17]對蒼術、白術的顯微鑒別進行實驗，結論為白術內(nèi)果皮散有維管束，而蒼術果皮內(nèi)側具有導管，可用此特征對蒼術種子進行鑒別。也有顯色反應鑒別，有文獻采用顯色試劑香草醛HCL液、對二甲氨基苯甲醛液對北蒼術、茅蒼術、蒼術、白術等進行鑒定，各樣本提取液經(jīng)反應后會呈現(xiàn)不同顏色，從而進行鑒別[18]。中藥材的傳統(tǒng)鑒別方便、快捷，經(jīng)驗豐富的學者往往可以通過藥材原植物的形態(tài)、性狀、特殊的氣味、特征等方面對中藥材進行準確的鑒定，但由于野生中藥材的生長往往會受到生長環(huán)境、植物發(fā)育階段及地理分布等方面的影響，從而造成植株的外觀形態(tài)的變異，并且藥材市場上流通的藥材往往為飲片，或者中成藥的形式，這無疑為中藥材的準確鑒定增加了難度。

2.2 蒼術的分子生物學鑒定

分子生物學是從分子的水平研究生物體的生命活動及其規(guī)律的學科[19]。目前，DNA分子遺傳標記技術已廣泛應用于中藥材的鑒定[20，21]，彌補了傳統(tǒng)鑒定的不足，增加了鑒定結果的準確性，很多學者已經(jīng)在此方面展開研究。曹亮等[22]通過篩選白術、蒼術特異性SNP位點，并且設計了特異性PCR引物，對提取的DNA進行擴增，之后進行分析，發(fā)現(xiàn)可擴增出蒼術、白術約643bp的ITS條帶，擴增出白術172bp的特異性條帶，從而實現(xiàn)了對蒼術、白術種子的準確鑒別。劉金欣等[23]構建了蒼術種苗ITS2條形碼參考數(shù)據(jù)庫，對采集的52份樣本進行DNA檢測，結果其中42份為朝鮮蒼術，3份為白術，7份為蒼術，從而實現(xiàn)了對中藥材蒼術種苗的準確鑒定。Wang等[24]對6種蒼術屬物種的葉綠體基因組進行測序，確定了蒼術屬物種鑒定的高度可變區(qū)，首次闡明了蒼術屬的系統(tǒng)發(fā)育關系，系統(tǒng)聚類樹發(fā)現(xiàn)白術、朝鮮蒼術序列能各自單獨聚為一支，關蒼術與蒼術聚為一支，此結論與《中國植物志》中蒼術種屬的的分類吻合，也充分說明了DNA分子鑒定的準確性。分子生物學鑒定技術不受環(huán)境、植物形態(tài)的影響，可簡單快速、準確地對中藥材進行鑒定，是對傳統(tǒng)鑒定的補充。

3 蒼術的質(zhì)量評價

干燥的塊狀根莖為蒼術的藥用部位，藥理活性成分主要為蒼術素、蒼術酮、β理桉葉醇等[25]。因此，測定蒼術藥材中有效成分的含量是判斷蒼術質(zhì)量優(yōu)劣的標準，相關測定方法，2020版《中國藥典》中主要規(guī)定了利用高效液相色譜法（HPLC）對蒼術的有效成分含量進行檢測，薄層色譜法主要用于蒼術的鑒別。

3.1 高效液相色譜法

目前，對于蒼術有效成分的檢測，按藥典規(guī)定使用HPLC法，采用甲醇制備供試品溶液，以甲醇-水為流動相，檢測波長為340nm，柱溫30℃為色譜條件，對蒼術樣品進行檢測[2]。吳小強等[7]使用HPLC法對蒼術樣品進行評價，以蒼術素含量為判斷標準，結果表明不同樣品蒼術素含量差異明顯，其中河北承德的蒼術種質(zhì)資源比較優(yōu)良，蒼術素含量較高。陳佳等[26]采用HPLC測定了13個產(chǎn)地的茅蒼術蒼術素含量，并建立了指紋圖譜，結果發(fā)現(xiàn)各產(chǎn)地指紋圖譜相似性較高，但蒼術素含量存在較大差異，并發(fā)現(xiàn)同產(chǎn)區(qū)不同品種的蒼術中所含蒼術素含量也有差別。對于評價中藥材蒼術的質(zhì)量，很多學者運用HPLC建立指紋圖譜，但課題組經(jīng)過對一些文獻方法的實驗，相關成分沒有得到很好的分離，因此，對于高效液相色譜法進行蒼術多成分質(zhì)量評價，還需要進一步對實驗方法進行完善和補充。

3.2 氣相色譜法

近年來，在很多中藥材成分分析中，運用逐漸增多的是氣相色譜與串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀聯(lián)用(GC-MS)技術。李萬娟等[27]利用GC-MS對5個產(chǎn)地的北蒼術藥材進行分析，發(fā)現(xiàn)整體上承德產(chǎn)北蒼術化學成分總數(shù)與化學成分相對含量無顯著差異，并且分析了承德地區(qū)栽培北蒼術藥材中蒼術素、蒼術酮、β培桉葉醇的含量，得出承德地區(qū)栽培北蒼術質(zhì)量優(yōu)良，各種含量結果較高。曾志等[28]采用GC-MS技術分析了蒼術的多個化學成分，并對河北、北京、內(nèi)蒙古、吉林等地蒼術揮發(fā)油含量進行測定，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的蒼術揮發(fā)油成分的含量存在一定差異。蒼術有效成分主要為揮發(fā)油，合理運用氣相色譜法能更好地將其有效成分分離，從而進行分析與評價。

4 蒼術的栽培技術研究

蒼術為我國中藥材市場上常見的大宗藥材品系，市場上的價格也逐漸走高，野生變栽培已然成為不可改變的趨勢。其中北蒼術已經(jīng)有一定的栽培面積，而茅蒼術的栽培面積相對較小，在國家政策的指引下，中藥材的栽培技術也在不斷發(fā)展，但是全國各地因為技術不同、環(huán)境不同造成栽培中藥材產(chǎn)量存在差異，因此，筆者對中藥材蒼術的栽培技術進行總結。在蒼術的栽培中，可用種子繁殖，亦可用育苗移栽。為使蒼術更加優(yōu)產(chǎn)、高產(chǎn)，需要對北蒼術的栽培繁育技術進行優(yōu)化，開展標準化種植，提高產(chǎn)量，使之達到預期效果。

4.1 種子繁殖

北蒼術種子發(fā)芽的最適溫度為20℃ ,有光照，對北蒼術種子使用低質(zhì)量濃度NaCl處理(1g/L)可促進北蒼術種子發(fā)芽率提高[29-31]。播種時，為提高種子的抗病能力，可對土壤及種子進行前處理[32]，種子質(zhì)量應該滿足以下條件[33]：千粒重≥7.31，種子寬度≥2.03，厚度≥1.56。

4.2 育苗、移栽

育苗時間于每年4月上旬（春播）或10月上旬（秋播）進行[34]。在移栽前，土壤應施用腐熟的有機肥2000～3000kg/畝，氮磷鉀含量為15∶15∶15的復合肥25～30kg/畝，硝酸銨鈣20～25kg/畝，生物有機肥30～40kg/畝[35]。在移栽時邊挖邊栽，平地作畦，間距25～30cm，株距15cm，將芽孢朝上栽種，后蓋土，輕輕壓實，澆水，須保持土壤濕潤[36]。

4.3 蒼術的病蟲害及防治

栽培蒼術的病蟲害嚴重影響著藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量，常見的根部疾病有：根腐病、白絹病、枯萎病、軟腐病等；葉部疾病有：黑斑病、灰斑病、斑枯病等[37]。有關蒼術病蟲害的防治，孔祥義等[38]發(fā)現(xiàn)可對育苗所用種子表面進行消毒處理:50%的多菌靈稀釋800～1000倍，室溫下浸種100～150 min，或用70%代森錳鋅稀釋500倍液浸種60min；從6月中旬起至9月中旬，交替使用各種藥劑，選擇新型藥劑10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑和30%苯醚甲·丙環(huán)乳油亦可有效抑制其葉部病害等[39]。

為更好地對蒼術的病蟲害進行防治，也有學者對蒼術的根際細菌、真菌等微生物進行研究。郭蘭萍等[40]提取了1～2年生栽培蒼術根際土壤微生物的DNA，發(fā)現(xiàn)2年生蒼術根際區(qū)土壤中細菌、真菌、放線菌的總量普遍低于1年生樣品，由此判斷多年栽培蒼術發(fā)生病蟲害可能與根際區(qū)土壤微生物的數(shù)量及群落的變化有關。吳小強等[7]運用高通量測序技術測定了蒼術根際土壤微生物，為解決土壤連作障礙做參考。紀莉景等[41]實驗驗證了蒼術根腐病主要的致病菌為尖孢鐮刀菌。陽湖榮等[42]發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌屬和假單胞菌屬是白術體內(nèi)的優(yōu)勢菌屬，并且發(fā)現(xiàn)可增加白術揮發(fā)油產(chǎn)量、改善藥材品質(zhì)的優(yōu)良菌株。目前，對于蒼術根際微生物的研究多停留在菌類的鑒別，為了提高蒼術的產(chǎn)量與質(zhì)量、解決連作障礙和病蟲害，可進一步研究蒼術相關菌肥。

5 結語

中藥材蒼術藥理作用廣泛，市場需求量大，為了滿足需求，許多學者對其的研究與開發(fā)也在不斷進行，當前有很多人在研究蒼術的快速繁殖技術，并取得一定的進展，但由于條件與技術等因素的影響，還無法廣泛應用于農(nóng)戶的栽培中，無法大量推廣，因此，研究出成熟的栽培技術十分緊迫。

在未來的發(fā)展中，對蒼術的種質(zhì)資源需要進行合理開發(fā)與利用，可以結合蒼術的生物學特性，相關保護體系的建立，對野生蒼術種質(zhì)資源進行保護，同時也要加強對蒼術儲存方法的研究。北蒼術和茅蒼術的栽培面積不斷擴大，研究也相對廣泛，而關蒼術和朝鮮蒼術是在東北地區(qū)被廣泛栽培，朝鮮蒼術并不能入藥，但市場上有很多朝鮮蒼術混為關蒼術在使用，因此，應結合分子鑒定，建立快速又準確的鑒定體系，并結合分子生物學技術，對蒼術資源進行良品選育，為蒼術種質(zhì)資源的可持續(xù)發(fā)展做基礎。

針對蒼術的栽培技術，應對其不斷進行優(yōu)化，在近5年的田間實驗中發(fā)現(xiàn)，病蟲害嚴重影響著蒼術的產(chǎn)量和質(zhì)量，根腐病是北蒼術主要的病害之一，影響根部對水分、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，會導致植株的死亡，給藥農(nóng)造成了巨大的財產(chǎn)損失。有關解決病蟲害問題，雖然有蒼術根際土壤微生物和內(nèi)生菌等方面的研究，但只是停留在對菌種的鑒定方面，以后可同時運用高通量測序技術對患有根腐病的植株與健康的北蒼術植株根部土壤進行鑒定分析，了解發(fā)生根腐病的植株和優(yōu)良植株的根際土壤微生物的菌群變化，以期為保護土壤微生物的多樣性，控制和解決蒼術病蟲害問題提供理論依據(jù)。也可結合土壤中微生物的種類和數(shù)量變化，對相關有機肥的最佳用量進行研究，或者研制相關菌肥，以平衡蒼術連作導致的微生物群落不平衡，減少病蟲害的發(fā)生，以達到栽培蒼術的高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)，從而實現(xiàn)蒼術生產(chǎn)質(zhì)量的標準化、產(chǎn)業(yè)化。