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Modes and types of protecting natural resources ofChinese medicine

中药资源保护的类型和模式分析



全 文 :·学术探讨·
中药资源保护的类型和模式分析
周 涛1,2,黄璐琦1,吕冬梅1
(1.中国中医科学院 中药研究所,北京 100700;
2.贵阳中医学院 药学系,贵州 贵阳 550002)
[摘要] 为中药资源的可持续性利用探索一套科学而系统的保护研究策略。总结、分析长期在中药资源的保
护和可持续性利用方面的研究工作。提出了中药资源需要保护的5种类型,并针对每1种类型提出了相应的保护
研究模式。
[关键词] 中药资源;保护类型;保护模式
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)11004
[收稿日期] 20080104
[基金项目] 科技部社会公益资金项目(109);“十五”国家科
技攻关计划(2001BA701A09a)
[通讯作者]  黄璐琦,Tel:(010)640144112955,Email:
huangluqi@163.net
  中药资源是中医药持续发展的重要物质基础。目前中
药资源由于各种因素以及人类活动干扰受到了比过去任何
时期都更为严重的危机和损失,中药资源保护是当前国家在
中药研究领域的重点工作之一。
长期以来,人们对中药资源的保护性利用的认识,有3
个阶段或层次:①初级阶段的中药资源利用,如区域性的民
间草药,多自采自用,未形成商流和物流,使用量较小,对资
源尚未构成直接破坏,无需进行栽培和采取严格的保护措
施;②中级阶段的中药资源利用,因医生配方和生产成方制
剂,使商品生产规模逐渐扩大,对野生资源需求量不断增加,
出现了供需矛盾。由此发展了具有明显经济目的的栽培或
养殖以弥补野生资源的不足;③高级阶段的中药资源利用,
在工业化规模生产和商业化运作需求下,必须建立规范化、
规模化的药材生产基地才能保证原料供应。由此可见,中药
材产业总的趋势是以发展中药资源可持续利用为目标的。
近20年来,在现代社会及经济的高速发展中,从行政管
理方面,不少专家基于国家立法提出一系列的保护性建议和
策略[13],在理论研究和实践研究方面,国内外的科研工作者
运用多学科的手段进行研究,对保护物种资源并提出了具体
的保护性手段和措施[48]。作者基于长期在中药资源的保护
和可持续性利用方面的研究工作,提出对中药资源中需要保
护的类型和模式。本研究根据珍稀濒危常用中药资源的资
源和使用情况,分为5种类型,现就其存在的问题、解决的目
标和基本手段分析如下。
1 野生种源不清的中药资源
由于我国幅员辽阔、人口众多以及各地区医疗条件或用
药习惯的不同,一方面造成许多药材出现基源混乱的问题,
即“同名异物”和“同物异名”现象。例如土当归,《本草纲
目》的土当归为五加科土当归 AraliacordataThunb.,四川及
甘肃地区称此为九眼独活;《植物名实图考》的土当归为紫
花前胡 PeucedanumdecursivumMaxim.,此古代本草历阳之
“草当归”和《大观本草》之“滁州当归”,是古代当归混淆品
种之一。今安徽、浙江、江西、湖南、福建及我国西南地区也
叫土当归。现已明确,此为中药前胡的一种,只能作前胡使
用而不能代当归使用[9]。另一方面,一些中药材在长期的栽
培过程中未能有效保护种质资源,失去了其野生植物的来
源,这样造成原植物的种名鉴定无法统一。如中药白芷,对
北方栽培的祁(禹)白芷,《中国药典》2000年版定名为 An
gelicadahurica(Fisch.ExHofm.)Benth.etHook.f.,而《中
国植物志》则将其定名为上述植物的栽培变种 A.dahurica
cv.qibaizhiYuanetShan。对于南方栽培的川(杭)白芷的命
名,则是各不相同,分别有A.taiwanianadeBoiss,A.dahuri
cavar.formosanaYen等[10,11]。上述情况均是由于名称的不
统一,在有关的研究报道中造成一定程度的混乱,最终造成
原药用基源的不清楚,严重影响了临床用药的安全和有效。
种源不清的中药资源首先必须正本清源,一方面对药材
的使用历史进行本草考证,对现今使用进行药源和商品调
查。同时对与其相关的近缘种、混淆种进行生态环境的实地
调查,对原植物特征进行形态解剖的比较分析,运用分子生
物学的方法进行遗传关系研究,对彼此的化学成分进行谱学
分析。通过运用上述不同层面的研究手段,从多个角度来解
决中药材运用中的混乱问题,正本清源,在澄清种源基础上,
对种源进行原生境保护,这即是实行“种源保护”的研究模
式(图1)。
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图1 种源保护研究模式图
2 珍稀的中药资源
珍稀中药资源是指那些并不是立即有绝灭危险的、稀有
的、属于我国植物区系特有的或孑遗的物种,这些种类居群
不多,数量也稀少,分布于有限地区,或者虽有较大的分布范
围,但只是零星分布。它们不仅是中药资源的重要组成部
分,同时也维系着生物种群、生态系统与人类社会之间的物
质循环、能量流动和生态平衡。如杜仲 Eucommiaulmoides、
黄檗Phelodendronamurense、银杏Ginkgobiloba、水曲柳Frax
inusmandshurica、胡桃楸 Juglansmandshurica系第三纪古热
带植物区系的孑遗物种,厚朴 Magnoliaoficinalis、珙桐 Da
vidia involucrat、水 杉 Metasequoia glyptostroboides、银 杉
Cathayaargyrophyla、香果树Emmenopteryshenry等具有重要
的科研价值和生态价值,都是我国珍贵的药用和材用树种。
目前,这些珍稀药用植物资源逐渐减少的根本原因是利用量
超出了种群的更新能力,使种群不能正常补充新个体,导致
种群更新受阻。
现今对上述珍稀中药材的原植物资源的保护主要是各
级政府部门通过建立自然保护区,制定相应法规政策进行
的。多重于行政保护,而对人工培育资源的研究和利用的力
度却远远不够[12]。从种群原理来说,遗传和种群数量统计
过程有个阈值,低于这一阈值,非适应、不规则的动力将超越
种群的适应性和稳定动力,最终导致灭绝的可能性增加;另
外,种群的存活力与种群大小有关。当种群个体数小于一定
量时,会因近亲交配增加遗传基因的同质性,导致适应性减
退(损失速率与有效种群大小有关)。在小种群中异质性变
小,生物居群中遗传变异的减少,失去基因多态性,导致对环
境的适应能力减弱。虽然在全国已建立了相当数量的自然
保护区,但实际上,在这些保护区内,对于分布受到局限和生
境受到隔离的种群而言,用非人工的方法重建或保持是不可
能的,因为保护区间的基因交流被阻断,物种处于内在的失
去平衡危机中[12]。
保护珍稀的中药材必须以保护和增加原植物的种群为
目标。基于这个前提,首先建立种群生存能力分析(PVA),
通过生态学、遗传学、分子生物学的手段了解物种的基本分
类情况、分布形式及生境要求、种群规模、形态特征、生殖结
构、交配方式以及生活史、基因的多态性之间的关系,揭示种
群的致危机理;同时对药材的资源现状进行药源和商品调
查,了解其使用现状;对化学成分进行代谢物分析研究,探讨
可替代的药用部位。在上述研究基础上借助人为帮助,如进
行种群的繁育研究(有性和无性繁殖技术),运用快繁技术
提高繁殖能力;将不同种群引种于合适生境中,扩大种群规
模,促进不同种群间的基因交流。因此,对于珍稀的中药资
源应明确有效种群、提高种群的繁殖能力,增加种群数量方
可达到合理的可持续性利用这些珍稀中药材的目的,即实行
“种群保护”的研究模式(图2)。
图2 种群保护研究模式图
3 野生资源供不应求的中药资源
目前,全世界80%的传统医药来源于动植物,至少一半
以上人口的医疗保健依赖于传统医药。在我国中药材市场
收购的1200多个品种里,从产量看,野生植物占7%;从品
种看,野生的达到 400多种,占到常用药材 70%[14,15]。因
此,野生中药资源仍是中药材产品的主体[13]。
正是对野生资源形成了庞大的产业需要,一些常用中药
材的野生资源供不应求的矛盾越来越突出。当前如三叶木通
Akebiatrifoliate、五味子 Schisandrachinensis、远志 Polygala
tenuifolia、防 风 Saposhnikovia divaricata、柴 胡 Bupleurum
chinense等中药材仍主要依靠采挖野生供药,药源极不稳定,
难以做到有计划生产和供应。特别是随着开垦、放牧、采挖现
象日盛,药源日益枯竭,有濒临灭绝的危险。然而对于供不应
求、经济价值较高的一些非濒危常用中药材,虽然强调要加强
人工培育却并没有形成系统的、有效的种植保护方法和手段。
野生变家种,通过多学科的系统配合、实践中摸索相应的种植
保护方式,是扩大药用资源的一种保护利用。
对上述野生资源供不应求的中药材,研究目标是野生
种。研究手段上,必须首先对野生资源进行资源调查、生物
学特性研究,通过调查弄清原野生物种的自然生态环境、生
物学特性及地理分布、资源量,要全面对药材原生地的自然
种群作出系统评价。建立种质保护基因库的同时,进行人工
繁育、引种、栽培技术等方面试验研究,包括无土栽培、组织
培养、转基因等技术,以获取优良性状,繁育出优质的种苗,
同时建立种源驯化基地,在基地引种驯化、人工繁殖后,再于
原生地按SOP规程进行大规模种植。这样,不但能保护和
发展野生药用植物,而且能促进农业产业结构调整,产生一
定的经济效益和社会效益。只有通过人工培育野生药用植
物资源的广泛应用,在一定程度上减少野生资源的压力,才
能一方面既达到保护野生植物物种、保护野生植物的生境及
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其形成的生态群落,另一方面将野生中药材的资源优势转变
成强大的经济优势。因些,针对野生资源供不应求的中药资
源的保护研究应通过野生变种,达到增加资源量的目的,即
实行“种植保护”的研究模式(图3)。
图3 种植保护研究模式图
4 濒危的中药资源
濒危中药资源是指在分布区处于有绝灭危险的药用植
物。这些种类居群不多,数量比较稀少,地理分布有很大的
局限性,仅生存在特殊或脆弱的生态环境或有限的地方[14]。
例如肉苁蓉 Cistanchedeserticola、华细辛 Asarumsieboldi、膜
荚黄芪 Astragalusmembranaceus、明党参 Changium smyr
nioides、金钗石斛 Dendrobiumnobile等,在生态地理上呈间
断、星散分布,其生境的自然或人为改变都会直接影响野生
遗传种群的大小、存亡,甚至引起数量骤减或消亡。
为了有效保护和持续利用这些濒危的药用资源和种类,
根本上要搞清其濒危机制,恢复濒危物种的野生种群和资
源。一方面需要进行就地保护和迁地保护,另一方面在同科
或同属植物中寻找药用类同品,进行成分比较和药效研究。
从而在此基础上进行扩大药源的开发研究,即“新药源开发
保护”的研究模式。以肉苁蓉的研究为例,包括:①摸清其分
布、生态习性、生物学特性、资源量;②采用分子生物学技术
研究分析濒危种遗传变异的分布格局、遗传分化水平,同时
分析与遗传变异密切相关的生物学过程和环境因子的相互
关系,以明确濒危机制或原因;③寻找可能的药用类同品资
源如地区类同品管花肉苁蓉 Cistanchetubulosa(Schenk)
Wight;④实地调查地区类同品的资源量、在当地的药用现
状;⑤考察它与濒危种的化学成分差异;⑥人工繁育新药源
的研究,获得优良性状;⑦建立引种栽培基地,最终实现新药
源的开发性保护(图4)。
图4 新药源开发保护研究模式图
5 用于工业原料的中药资源
众所周知,中药资源有很大一部分是被制药工业作为提
取某些成分的原料,还有一部分用在食品、卷烟、保健品及化
妆品等许多行业中。如从金鸡纳细胞培养物产生奎宁用于
抗痢疾;三角叶薯蓣的培养细胞中产生薯蓣皂甙用于避孕。
随着现在对一些天然活性成分需求的加大,无论是对野生还
是栽培的中药材都产生强大的资源压力。如何适时应对和
缓冲这种压力,特别是对于植物本身次生代谢物含量就很低
的活性成分,如长春新碱、紫杉醇、人参皂苷等成分,如何缓
解中药材栽培与农作物栽培争地的矛盾,如何避免大田栽培
中使用大量农药造成的严重农药残留和重金属残留问题。
我们认为工业化的培养途径,即针对一些急需的用于工业化
生产的中药材成分原料,从植物资源中选中组织培养对象,
采用工业化的反应器培养的方法,通过培养药用植物的细胞
或者不定根,直接生产中药的活性成分,不仅是解决这些问
题的有效途径,而且成为缓解药用资源压力的保护性手段。
虽然我国中药生物工程的研究与中药的其他领域相比,相对
较弱,工业化的例子不多,但目前红豆杉Taxusmedia的细胞
培养[15],石斛 Dendrobiumnobile的细胞培养[16],丹参 Salvia
miltiorhiza、人参Panaxginseng不定根的培养[17,18]等进展较
快,对于保护中药资源而言是很有益的探索途径。
生物工程技术引入中药资源领域,生产有效成分,在基
本手段上是采用生物技术培养药用植物的细胞和不定根,进
行药用植物细胞大量培养,一般需经过建立细胞株系,扩大
培养优良细胞株,大罐培养细胞3个步骤。细胞株的建立包
括从植物体上诱导愈伤组织,将愈伤组织进行单细胞分离,
通过对单细胞不断培养分离,筛选合成有效物质能力高的优
良单细胞,建立无性繁殖系。扩大培养优良细胞株是将优良
的细胞株,经过多次扩大繁殖,得到大量均匀的植物细胞,以
便用作大罐发酵时的接种材料。大罐培养把培养细胞接种
到大发酵罐中,采用摇动的悬浮培养或其他方法,大量培养
植物细胞,使之生产所需的药用化合物。
生物技术具有不受气候、病虫害、地理和季节的限制等
在内的各种环境因素变化的影响、生产系统规范化、产品生
产周期比完整植株短、质量和产量更加稳定的特点,这将可
能成为中药材保护性生产的一个新途径。因此对于大量用
于工业原料的中药资源应充分利用生物技术,达到获得有效
成分的目的,即“生物技术保护”的研究模式(图5)。
图5 生物技术保护研究模式图
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6 结语
要实现中药资源的可持续利用,必须处理好资源保护和
开发利用之间的密切关系,其中分析保护类型、提出保护性
研究模式是实施保护性措施的基础。在注重效益分析的当
今社会,只有全面分析中药资源的自身特点,借鉴各种植物
保护研究的理论和方法,在全面评估所要保护物种的价值的
基础上,以达到保护物种的自然现状、生态环境的为前提,针
对性地进行保护性研究,有计划地推广应用,方可实现中药
资源的可持续利用和中药产业与经济社会的协调发展。
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Modesandtypesofprotectingnaturalresourcesof
Chinesemedicine
ZHOUTao1,2,HUANGLuqi1,LVDongmei1
(1.InstituteofChineseMateriaMedica,ChinaAcademyofChineseMedicinalScience,Beijing100700,China;
2.GuiyangcolegeofTraditionalChineseMedicine,Guiyang550002,China)
[Abstract] ToinvestigateasetofscientificandsystematicmethodsforthesustainableutilizationofnaturalresourcesofChinese
medicine.TosummarizeandreviewthestudiesonthereservationandsustainableusingtheresourcesofChinesemedicine.Fivere
sourcetypes,aswelastherelevantreservationmodes,areputforwardfortheChinesemedicine.
[Keywords] naturalresourcesofChinesemedicine;protectivetypes;studymodes
[责任编辑 张宁宁
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