第八章中药种质资源.ppt

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第八章中药种质资源,第一节中药种质资源的概念、重要性及研究内容,一、中药种质资源的概念种质（germplasm）是决定生物种性，并将丰富的遗传信息从亲代传给子代的遗传物质的载体。

种质是一种自然资源，它与矿产资源、水资源等其他自然资源的主要差别在于种质资源的丰度是通过其遗传多样性来衡量的，而其他自然资源的丰度是通过蕴藏的数量和质量来衡量的。

中药种质资源为携带各种不同种质的药用动、植物、微生物的统称。

中药种质资源包括：

中药材的栽培种、野生种、野生和半野生近缘种，以及人工创造的新种质材料等。

蕴藏种质的主要材料是种子，也包括块根、块茎、球茎、鳞茎等无性繁殖器官和根、茎、叶、芽等营养器官，以及愈伤组织、分生组织、花粉、合子、细胞、原生质体、甚至染色体和核酸片段等。

中药种质资源是中药材育种与科学研究和发展中药材生产的物质基础。

二、中药种质资源工作的研究内容,中药种质资源工作主要包括以下四个方面内容：

1种质的考察收集组织专门的或多学科的种质资源考察队重点对道地药材产区、引种栽培区、野生药材分布区等不同生态条件下的种质资源进行考察和收集，包括地方品种、栽培类型和野生类型，而且重点收集对象是野生类型，同时要重视对珍贵稀有和“濒危”材料以及新育成材料的调查收集。

2种质的保存指合理妥善地保存种质材料，防止材料丢失、混杂和变异。

主要分为就地保存与异地保存。

3种质的评价鉴定在研究鉴定中药种质的植物学和生物学性状以及近缘野生种亲缘关系的同时，应结合生产和研究的需要，重点鉴定其产量、质量等经济性状和抗逆性。

4种质的利用和创新许多优良的种类和品种可直接用于生产。

有的中药种质材料首先为育种提供种质，其次为品种的更新提供原种材料等。

创新是在原有中药种质材料的基础上，采用多种育种途径获得新的种质材料。

种质资源研究诸环节当中，收集保存是基础，评价鉴定是手段，而创新利用才是种质资源工作的最终目的。

三、中药种质资源工作的重要性,

（1）种质资源是提高中药材质量的关键和源头，是保证中药产业可持续发展的根本措施。

道地药材是我国中医药事业发展的物质基础与核心，目前全国道地药材品种约200余种，其中绝大多数系栽培生产，历史也较悠久。

在长期栽培之后，许多品种中种质退化、抗性（抗逆、抗病虫害等）降低、产量质量下降等现象严重。

对现有道地药材种质资源（家种和野生）进行调查摸底、评价，收集筛选优质种质资源和具有特异农艺性状的种质资源，有利于传统道地药材品种品质的改良，从源头上整体提高我国中药产品的质量和中药材生产技术水平。

（2）保存和研究中药材品种资源是中药新品种选育的需要。

大量的育种实践证明，拥有的品种资源越丰富、研究越深入，在新品种选育中就越有针对性和预见性。

新品种的选育都是依靠现有品种资源中特有基因的发现，才获得突破的。

如地黄“金白一号”的选育，是通过对地黄品种资源研究后发现了地黄的优良资源类型“金状元”、“白状元”，然后采用杂交选育而成。

新品种选育中优良基因的来源主要是依靠从现有品种资源中获得的。

中药品种选育要取得突破性的进展，必须依赖于关键性品种资源的研究、发现和利用。

（3）保存和研究中药品种资源是物种多样性保护的需要。

当前，最大限度地保护生物多样性已成为国际社会关注的热点。

中药资源和其他生物资源一样，必须保护其生物多样性，才能确保其资源的可持续利用。

中药生物多样性的保护包括药物来源的物种多样性、生态类型多样性、化学型的多样性等。

中药材，特别是栽培中药材，由于人类长期的栽培选择，导致了后代种群遗传基础的相应狭窄，从而削弱了自身存在的物质基础遗传多样性，还阻碍了品种的不断改良和提高。

中药资源的多样性是中药资源保存、评价、利用的基础，也是中药材野生抚育、引种栽培的前提，是进行新药开发和新药源寻找的保证，它是中医药生存与发展的关键。

各种中药材的生长环境、气候条件各异，加强中药资源的保护、收集、评价与研究，有利于各种中药材在特殊环境中生物种群的平衡协调，从而达到保护生物多样性的目的。

（4）保存、研究和利用中药品种资源，有利于生态环境和自然资源的保护。

近年来，随着中医药事业的发展，医疗保健用药需求的不断增加，中药资源的供求矛盾愈加突出。

由于中药资源过度利用，导致中药资源急剧下降，也造成了对野生药材资源的破坏。

甘草,如甘草，由于国际市场对甘草需求量大，价格不断上涨，造成甘草资源的大量采挖。

甘草生长于草地，采挖甘草则会大量破坏草地。

由于甘草的过度采挖，不仅破坏了甘草资源，更破坏了草地资源，使之无法恢复，而且造成草地严重沙化。

因此，进行中药资源的保存、研究和利用，不仅有利于中药品种资源本身的保护，也有利于自然资源和生态环境的保护。

（5）有利于中药产业的可持续发展。

中药产业经济的发展、资源的可持续利用是关系到中药产业可持续发展的关键，也是中药产业能否真正发展成为21世纪国家支柱产业的关键。

改革开放以来，中国的中药生产有了很大的发展，中药的产业化发展促进了药材的人工种植，但有些人工种植或者养殖有一定困难或成本太高或质量与野生相差太大的中药材，野生资源的消耗量很大，,如冬虫夏草、甘草、川贝母、石斛等。

并且由于人类活动范围的扩大，乱砍乱伐、毁林毁草开荒等破坏了自然生态环境；工业化发展，占用大量耕地，破坏植被，污染大气、土壤、水质，生长环境的恶化，使中药动植物种群数量减少、资源量不断下降，栽培药材的优良种质和特异类型丧失，使中药品质下降，最终必然导致中医药疗效和声誉的下降。

（6）有利于濒危中药资源的保护。

目前我国有相当数量的中药材品种已处于珍稀濒危状态（列入国家珍稀濒危目录的品种已达330余种），对丰富中药资源宝库、保证中医药事业的持续发展、满足人民用药需要已造成严重影响。

对珍稀濒危中药品种种质资源进行调查摸底，搞清濒危原因，研究开发繁育保存技术，收集保存种质资源具有重要的现实意义。

第二节中药种质资源现状及展望,一、中药种质资源现状和问题1种质资源缺乏科学的系统整理和研究经过30余年的考察，已查明我国药用植物有11146种，被相继出版成了一些具有代表性的大型著作，如全国中草药汇编（1975年）、中药大辞典（1977年）、新华本草纲要（3卷）（1988年）、中国本草图录（12卷）（19881997年）、中国中药资源志要（1994）、中国中药区划（1995年）等，使我国在药用植物的调查、整理和总结工作方面居于世界领先水平。

但对种内的变异资源，尤其是本地品种资源，缺乏科学的系统整理和研究。

本地品种资源是指在本地区已种植数十年、数百年，甚至更长时间的品种、农家品种及各种类型。

它是最具有本地风土特点，生长发育和特征特性与本地区的气候、土壤条件和耕作制度很合适，对些不利因素具有较强的抗性，甚至对某些病虫害有较强的抗性。

它们往往有很大潜在的利用价值，如人参的马牙、长脖等农家品种。

对这些品种缺乏科学的系统整理和研究的主要原因是由于中药材种质资源评价体系的特殊性和不健全性。

中药材生产不同于大田作物，大田作物的产量、品质等经济性状较中药材易于控制，且适应性广。

其品质如淀粉、蛋白质、蔗糖、脂肪酸等在植物体内的含量高，一般大于1，多达10%90。

而中药材的品质一般为植物的次生代谢产物，如生物碱、黄酮、苷类、香豆素类等，含量甚微，一般只有0.01%1，同时由于天然来源植物的“绝对不均一性”亦为中药材的质量评价增加了难度。

虽然对药材质量、品质的评价已从传统的以感官为主（性状鉴别）发展到以仪器为主，以外观（宏观）表象为主发展到以分子（微观）物质基础为主，以“语言描述”为主发展到以数据、图像为主，但是作为现代中药，,常用的仅以单一有效成分或者以主要有效成分进行控制，不能全面反映中药材的质量优劣。

由于中药材是中医临床疗效的物质基础，所以临床疗效应该是判别中药材品质的最根本和最终标准。

而目前由于中医临床标准化的研究仍处于起步阶段，相应的中药药理学研究亦存在诸多问题。

因此，中药评价体系的不健全不仅影响了对种质资源的正确评价，而且影响了整个中药事业的发展。

2种质的选育进展缓慢，优良品种品系少栽培药材的种类约200种，系统而大面积的栽培是20世纪五六十年代兴起的。

在栽培研究方面，多以土、肥、水为中心，着重于驯化和产量。

真正的种质资源考察、比较、鉴别研究十分匮乏。

如目前研究最深入的人参种质资源方面，直到70年代认识到种内变异的重要性后，大马牙、二马牙、长脖、圆膀圆芦等为人共知的人参优良地方品种或农家品种才逐步被发现并加以选育。

与农业相比，中药材的种质选育有其特殊性：

（1）育种程序较复杂，药用植物育种，不仅要考虑其产量，而且要考虑到有效成分含量。

（2）药用植物种质资源带有很强的地域性。

药用植物的品种比农作物更强调“地域性”。

（3）多年生种类多，如人参、黄连、当归、山茱萸等，一般收获年限38年。

这是育种的不利条件。

由于上述原因，加之未受到应有的重视，因此，药材种质资源的选育进展缓慢，优良品种品系少。

3“道地药材”这一种质资源缺乏生物学的阐明道地药材是一个约定俗成的概念，是一个古代药物标准化的概念。

历代本草对“道地药材”的论述主要体现以下几个方面：

中医理论指导；工艺技术的体现；同种异地；异种异质。

在这些方面中涉及生物学范畴的为后两种，并以同种异地为“道地药材”的基础。

而异种异质指物种不同，在南北朝及其以前，是道地药材形成的主要原因。

唐宋以后，这种现象逐渐减少，发展至今它早不作道地药材来看待，而是作为就地取材，扩大资源来考虑。

因此，“道地药材”的生物内涵是同种异地，即同一物种因其具有一定的空间结构，能在不同的地点上形成大大小小的群体单元，其中如果某一群体产生质优效佳的药材，即为道地药材，而这一地点则被称为药材的“道地产地”。

这种同一物种在不同地点上形成的群体单元，在生物学上就称为“居群”。

因此，“道地药材”在生物学上就是指某一物种的特定居群，这里的“特定”不是由研究者根据研究目的方便划定的，而是由一定的土壤、光照、水热等环境所决定的，有着比较稳定的边界，是一个比较稳定的“地方居群”（localpopulation），是在特定的空间和时间里生活着的自然的或人为的同种个体群。

从生物学上说，“道地药材”的形成应是基因型与环境之间相互作用的产物。

“道地药材”内存在大量的遗传变异，比如鄂尔多斯市（原伊克昭盟）甘草,就可分为河地草、梁地草及淮地草等3种，它们在外部形态、组织构造和化学成分上都有明显区别，但它们在遗传上的变异程度却没有进一步研究。

“道地药材”包含的遗传变异越多，产生外部形态、组织结构及化学组成差异的基础越厚，使居群间的分化进一步加深，这种分化又会随着居群地理分布范围的加大，表现为“地理宗”的分化，当“地理宗”间出现进一步趋异时就可能导致新种的形成。

白芷,目前已有学者认为白芷、牡丹、牛膝、花椒、艾叶等“道地药材”的变异大于或等于种间的差异。

因此,对“道地药材”进行生物学的阐明，可为中药材优良种质的利用提供线索和依据。

4资源保护意识淡薄，种质散失严重目前我国种质资源保护存在二个问题：

一是随着“回归自然”的影响，中药材、中成药的需求量成倍增长，许多野生药用资源被乱采滥猎，使资源的再生能力无法恢复，例如野生人参、野生黄连、野生天麻等。

与此相反的是有些农家品种经长期选育培育，具有一些优良性状，但如今面临无人传代接种的局面，如著名的早熟品种笕桥地黄的失传就是一个惨痛的教训。

二是种质混杂，品种退化，造成种质混杂主要有机械和生物学的原因。

机械混杂指的是由于工作上的不细致，致使在种子收集、接穗的采集、种苗的生产和调运过程中造成品种混杂或由于不合理的轮作和田间管理导致的。

这种机械混杂在中药材生产上还易发生的原因是中药材的繁殖主要是无性繁殖，要求在种苗上就能识别出不同的类型，这就为种苗的互相调剂增加了难度，难免会造成人为的机械混杂。

机械混杂还会进一步引起生物学混杂，生物学混杂由于品种间或种间一定程度的天然杂交，使异品种的配子参与受精过程而产生一些杂合体，在继续繁殖过程中会产生许多重组类型，致使原品种的群体遗传结构发生很大变化，造成品种混杂退化，丧失利用价值。

二、中药种质资源的发