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Research progress on resources in Bulbus Fritillariae Cirrhosae

川贝母的资源学研究进展



全 文 :·综述·
川贝母的资源学研究进展
刘 辉1,2,陈士林1,姚 辉1,李西文1,张 艺2
(1.中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所,北京 100094;
2.成都中医药大学 民族医药研究所,四川 成都 611137)
[摘要] 概述了川贝母的来源分布、鉴定、生态学、栽培方面的研究进展,介绍了近年来发展起来的鉴定技术、
与川贝母品质相关生态因子的研究及其在人工栽培中的应用,提出了存在的主要问题及今后研究的方向。
[关键词] 川贝母;种质资源;鉴定;生态因子;栽培
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)14164504
[收稿日期] 20070828
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30572324);国家“十一
五”科技支撑计划(2006BAI09B05)
[通讯作者] 陈士林,Tel:(010)62899700,Email:slchen@
implad.ac.cn
  珍稀濒危药材川贝母为百合科Liliaceae贝母属Fritilar
iaL.多种植物的干燥鳞茎,有清热润肺、化痰止咳的功效,主
治肺热燥咳、咯痰带血、痰多胸闷等症。2005年版《中国药
典》收载的川贝母为百合科植物川贝母 F.cirhosaD.Don、
暗紫贝母 F.unibracteataHsiaoetK.C.Hsia、甘肃贝母 F.
przewalskiMaxim.或梭砂贝母 F.delavayiFranch.的干燥鳞
茎。因其资源不断减少已被列入国家三级保护植物名单。
作者就川贝母的资源、生态、栽培等方面的研究作一概述,以
供参考。
1 来源与分布
中国药用贝母属植物有约50种(包括变种)[1],2005年
版《中国药典》收载川贝母植物来源为4种。其主要生药特
征为“怀中抱月”。传统上将川贝母按鳞茎大小和植物来源
分为松贝、青贝、炉贝。松贝和青贝主要来源于川贝母、暗紫
贝母、甘肃贝母,炉贝主要来源于棱砂贝母。川贝母生长于
海拔3000~4500m的山坡草丛或阴湿的小灌木丛中,4种
来源的贝母的共同主产区位于四川西北部及与青海、甘肃、
西藏交界的地区。其中,川贝母 F.cirhosa也见于云南西
北部、山西西南部、陕西、宁夏、河南[1]。姜荣兰等[2]与
陈心启等[34]对4种贝母的分布分别作了研究 (表1)。川
贝母是止咳化痰良药,中医处方用量相当大,以川贝母为
原料生产的中成药达100种以上[5]。加之货源紧缺,仅能
满足5% ~10%的需求量,优质川贝母的价格已高至约
2000元/kg。
表1 4种来源川贝母的分布情况
种类 分布
川贝母  西藏:八宿、亚东、林周、米林、嘉黎、波密、芒康、吉隆、察隅、左贡
  云南:丽江、贡山、维西、德钦、中甸、大理、漾濞、禄劝、卡尔达河
  四川:稻城、九龙、雅江、汶川、冕宁、木里、普格、宝兴、马边、汉源、昭觉、峨边、美姑、金阳、布拖、西昌
  青海:囊谦
梭砂贝母 西藏:察隅、八宿、加查
  云南:丽江
  四川:小金、甘孜、炉霍、红原、白玉、石渠、德格、理塘、康定、宝兴、九龙、乡城、稻城、木里、汶川
  青海:称多、杂多、囊谦、玉树、班玛
甘肃贝母 四川:汶川、南坪、甘孜、石渠、白玉、德格、曾石、色达、若尔盖、康定、稻城
  甘肃:玛曲、碌曲、迭部、珉县、周曲、林潭、西和、洮河下游、漳县、夏河、永登
  青海:民和、湟中、乐都、互助、尖扎、同仁、泽库、河南、贵南、杨福囤、玛沁、武敏
暗紫贝母 四川:什邡、汶川、理县、刷经寺、马尔康、茂县、黑水、松潘、红原、阿坝、若尔盖、南坪、金川、平武
  甘肃:玛曲、迭部、夏河
  青海:河南、同德、兴海、久治
2 易混淆品种
近年来,研究人员正开展川贝母人工栽培和组织培养方
面的工作以解决资源紧张问题。川贝母的组织培养技术目
前主要集中在扩大繁殖系数方面,而在如何提高次生代谢产
物含量方面还不够[6],还未达到大规模生产的要求。但是由
于资源紧缺,价格偏高,导致许多制药企业不得不采用其他
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贝母代川贝母入药,而不法分子也用混伪品来充当川贝母出
售以牟取暴利。与川贝母外形容易混淆的物种分为3类:①
药典收载的其他贝母属物种的幼小品,如平贝母、浙贝母、湖
北贝母,这些贝母的小鳞茎或心芽易与川贝母混淆;②药典
未收载的其他贝母属物种,如太白贝母 F.taipaiensisP.Y.
Li、东贝母 F.thumbergiMiq.var.chekiangensisHsiaoetK.
C.Hsia、黄花贝母 F.verticilataWild.、砂贝母 F.karelini
(Fisch.)Baker等,其中有的为地方习用品种,如太白贝母、
东贝母;③非贝母属物种,如光慈姑TulipaedulisBaker、草贝
母IphigeniaindicaKunth.etBenth.等(表2)。
表2 目前市场上外形易与川贝母混淆的物种基源
品名 基源 所用部位 参考文献
浙贝母(幼) 百合科浙贝母 Fritilariathumbergi 幼小鳞茎和心芽 [79]
平贝(幼) 百合科平贝母 F.usuriensis 幼小鳞茎 [78]
板贝母 百合科湖北贝母 F.hupenensis 幼小鳞茎或单个小鳞叶 [7]
皖贝母 百合科安徽贝母 F.anhuiensis 多为单个鳞叶 [7]
砂贝母 百合科砂贝母 F.karelini 鳞茎 [7]
米贝母 百合科米贝母 F.davidi 鳞茎 [78]
黄花贝母 百合科黄花贝母 F.verticilata 鳞茎 [7]
东北贝母 百合科轮叶贝母 F.maximowiczi 鳞茎 [7]
东贝母 百合科东贝母 F.thumbergivar.chekiangensis 鳞茎或心芽 [7,10]
伊贝母 百合科伊犁贝母 F.palidiflora 鳞茎 [78]
太白贝母 百合科太白贝母 F.taipaiensis 鳞茎 [10]
土贝母 葫芦科假贝母 Bolbostemmapaniculatum 块茎 [7,9]
光慈姑 百合科老鸭瓣 Tulipaedulis 球茎 [79]
草贝母 百合科丽江山慈姑 Iphigeniaindica 鳞茎 [7,9]
唐菖蒲 鸢尾科唐菖蒲 Gladiolusgandavensis 鳞茎 [7,9]
3 生药与鉴定
近年来由于川贝母资源短缺,大量类似药材或伪品流入
市场,使得鉴别工作难度加大。目前采用的方法有:①显微
鉴定法有以淀粉粒为主的显微鉴别特征[11]、以鳞叶上(内)
表皮显微鉴别特征2种[12]。②微量元素法有微量元素特征
图谱法[13]、微量元素灰关联度分析法2种[14]。③光谱法有
红外分光光度法[15]、一阶导数光谱法[16]、X射线图谱法
等[17]。④色谱法有薄层色谱法、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳
法[18]、裂解气相色谱法[19]等方法。由于药材来源复杂和方
法固有的局限性,上述方法提供的信息有限,鉴定难度很大。
⑤质谱法[20]能建立生物碱提取物的特征图谱,可用于鉴别。
⑥分子生物学方法,该法是最近10年来兴起的方法,这些方
法大都基于PCR(聚合酶链反应)技术。CaiZH等[21]首次
利用 PCR扩增技术检测了25种不同种属贝母的5SrRNA
隔区基因序列,并用于鉴定。2002年,LiYF等[22]运用PCR
技术,通过2种特殊的引物来克隆各种贝母的5SrRNA间隔
区,发现了包括川贝母、浙贝母在内的7种贝母不同的编码
序列,提供了较简便、准确的在分子水平鉴别川贝母的方法。
2006年,WangCZ等[23]又运用 PCRRFLP技术,通过限制
性核酸内切酶 SmaI来识别各个贝母基因 nrDNA的 ITS1区
域的差别,鉴别了川贝母药材来源的4个种的贝母与其他5
种贝母。TSOIPuiyan等[24]用PCR扩增法和DNA直接测序
法确定核苷酸多态性,用 DNA芯片进行检测。此研究显示
了DNA芯片技术可以为川贝母种属的验证与质量控制提供
一种快速、高通量的检测工具。上述几种基于 PCR技术的
检测方法,不受药材的环境等因素干扰,从基因水平揭示各
种药材之间的差别,具有其他常规方法无可比拟的准确性。
但是,它们只识别基因中的某个片段,达到鉴别目的而不能
说明药材质量的优劣。
4 生态因子与品质相关性研究
植物生态型(ecotype)是道地药材形成的生物学实质之
一[25]。姜荣兰等[2]的调查显示川贝母的几个主流品种原植
物之间的地理分布区域重叠,很难区分原植物种。还对生态
环境种进行了调查,描述了各种贝母的分布的土壤和伴生植
物情况,对后来的研究工作打下基础。鉴于群落生态会对药
材质量特征产生影响,陈士林等[26]用数值分类方法,初步确
定了暗紫贝母分布的植物群落生态类型及其群落特征,并研
究了其群落特征与松贝品质的相关性,得出了松贝最优品质
的对应群落。又研究了暗紫贝母[27]、川贝母[28]2个种的群
落生态分布、植被的种类组成及其区系分布,为川贝母药材
的野生抚育提供了基础和科学依据。土壤也是植物生态的
重要环节,不同的土壤条件往往可以使植物产生不同的生态
型。运用计算机对暗紫贝母生长区的土壤元素进行的主分
量分析(PCA排序)表明[29],钾(K)、锰(Mn)、锌(Zn)、磷
(P)的含量差异是产生松贝(川贝母)品质差异的重要因子,
结果也显示若尔盖高原土壤区所产松贝是最优商品规格。
综上可以看出,目前的研究已基本明确了与川贝母品质
密切相关的生态因子,包括土壤、气候、周边生物群落生态。
可以利用这些研究成果,找到与最优生态因子类似的环境条
件,开展川贝母的栽培工作,以缓解资源紧缺的压力。王蠫
等[30]应用“中药材产地适应性分析地理信息系统”(TCM
GISI)对暗紫贝母的适宜产地进行分析,得到全国不同级别
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的暗紫贝母适宜产地,结果与暗紫贝母的生物学特性和分布
特点相符。可见,该系统在充分调研道地药材的生态因子基
础上,以道地药材的生态因子作为基准,来指导中药材的人
工栽培和野生抚育,具有良好的普适性。
5 栽培技术研究
川贝母的人工繁育分有性繁殖和无性繁殖2种方式。
有性繁殖采用种子播种,而无性繁殖则用鳞茎种植。贝母种
子有后熟的特性,卷叶贝母种子休眠的温度条件[31],经试验
证明卷叶贝母种胚形态发育早期以15℃为好,后期以10℃
为好,5℃左右时种胚后熟期需73~91d。刘先齐等[32]在巫
溪县进行了太白贝母(地方习用品种)的家种试验,对采用
种子繁殖的栽培技术相关的种子田、商品田的建立和管理以
及采收加工等作了较详尽的研究,为川贝母栽培提供了参
考。刘潮等[33]通过暗紫贝母人工栽培的实践及各种对比试
验,对暗紫贝母有性繁殖和无性繁殖时的播种时间、种植方
法、田间管理等主要相关技术作了较全面的总结。
采用种子繁殖与鳞茎繁殖相比,周期较长,为了满足市
场需求,需要采用周期更短的方式来栽培。陈士林等[34]在
青藏高原山地实施川贝母的野生抚育,突破了传统的人工种
植的模式。通过前期对川贝母的生态分布、土壤、植物群落
与药材品质得相关性及产地适应性的系统研究,为商品贝母
的野生抚育打下了基础。成都恩威集团已在康定、炉霍等地
开始了对川贝母的人工抚育试验推广。由于家种贝母的生
态环境与野生贝母存在较大的差别,对贝母的品质也存在影
响,野生抚育的方式更有利于保持川贝母的原有特性和品
质。该研究对不便农田种植,高原特殊环境生长的药材探索
建立了资源恢复更新,重建生态系统的切实可行的野生抚育
体系,对保障高原药材的可持续发展,具有重要作用。该项
技术的推广,可以缓解市场对药材的需求,同时也可促进地
方经济的发展。
6 结语
由于有大量混淆品和伪品充斥市场,川贝母药材鉴定工
作难度较大。目前采用的常规仪器和方法在鉴别相似品种
时存在不足。分子生物技术能达到鉴别药材的目的,发展中
的DNAbarcoding(条形码)技术有更广泛的应用前景[35]。
近期的研究结果虽已提供了可供鉴别的基因,但与药材次生
代谢相关的基因并没有被揭示。若能找到与药材次生代谢
相关的基因,这将有助于从基因水平上提高药材有效成分含
量和药材质量。另外,川贝母生物碱类的合成途径及其关键
酶基因的研究也属空白。
在川贝母的栽培工作中,野生抚育与家种相比在保持药
材原生态环境方面有很大的优势,高原地带几乎无病源污
染,而且无需施用农药、化肥,人工管理成本低。既保证了外
观和内在品质,又基本无农残等危害因素,是一种绿色可持
续发展的途径。应加强与川贝母GAP相关技术,如采收期、
加工、干燥、贮藏等的系统研究,以利于从生产源头保证药材
质量的稳定可控。
贝母属植物种类繁多,它们化学成分的变化和形态学的
变化之间关系复杂,有的化学成分比较一致但形态学变化较
大,也有的化学成分变化较大但形态学变化不大[36]。需要
进一步从遗传物质层次对其药用亲缘学进行研究。HPLC
指纹图谱是目前应用较广泛的质量控制方式,对川贝母的研
究目前鲜有相关报道。
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ResearchprogressonresourcesinBulbusFritilariaeCirrhosae
LIUHui1,2,CHENShilin1,YAOHui1,LIXiwen1,ZHANGYi2
(1.InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekingUnionMedicalColege,
Beijing100094,China;
2.EthnomedicineInstituteofChengduUniversityofChineseTraditionalMedicine,Chengdu611137,China)
[Abstract] Thepaperreviewstherecentdevelopmentsingermplasm,identification,ecologicalfactorsandcultivationofbulbus
fritilariaecirhosae.Duringpastyears,newmethodsforidentificationsuchasmassspectrometry(MS),polymerasechainreactionre
strictionfragmentlengthpolymorphism(PCRRFLP)andDNAchipshavebeeninventedandidentificationworksbecameeasier.The
relationshipbetweenecologicalfactorssuchasclimate,soil,communitytypesandthequalityofbulbusfritilariaecirhosaehasbeen
revealed,thusanewcultivationmodel“semiwildcultivation”havebeendevelopedanditisbeneficialtomaterialconservation.The
presentproblemsandthefutureresearchdirectiononbulbusfritilariaecirhosaewerealsodiscussed.
[Keywords] Bulbusfritilariaecirhosae;germplasmandresource;authentication;ecologicalfactors;cultivation
[责任编辑 吕冬梅]
作者更正
《中国中药杂志》2008年第33卷第4期405页刊登的论文“红树林植物海漆中的三萜和甾体化合物”作者单位更正如下
(英文作者单位做相应调整):
田敏卿1,2,鲍光明3,季乃云1,2,李晓明1,王斌贵1
(1.中国科学院海洋研究所 实验海洋生物学重点实验室,山东 青岛 266071;
2.中国科学院 研究生院,北京 100039;3.西华师范大学 化学化工学院,四川 南充 637002)
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