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青蒿素产量影响因素的研究进展¹
范振涛1, 马小军2* ,张明庆1
( 1. 首都师范大学资源环境与旅游学院,北京　100037; 2. 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)
摘　要:青蒿素( ar temisinin)是抗疟特效药, 其原料植物黄花蒿 Ar temisia annua 的生产是亟需解决的问题。从黄花
蒿的分布、种质资源, 以及气候因素、土壤条件、人工栽培措施、采集时间、采集方式等方面对影响青蒿素产量的因
素研究进行综述。不同地理环境中的青蒿素产量高低存在差异,气候、种质对其有影响,而土壤的影响则不显著;采
集方式以及人工栽培措施的改进, 可以提高青蒿素的量。并对今后研究方向予以展望。
关键词:黄花蒿;青蒿素;影响因素
中图分类号: R282. 2　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253- 2670( 2008) 02- 0313- 04
·313·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 39卷第 2期 2008 年 2月
¹ 收稿日期: 2007-04-05基金项目:广西壮族自治区科技厅资助项目(桂科攻 0663003)作者简介:范振涛( 1983—) ,男,北京平谷人,首都师范大学在读硕士研究生,主要从事地理学、物候学方面的研究。
E-mail: donaldvan@sin a. com
* 通讯作者　马小军　Tel: ( 010) 62890692　E-mail: xjma@pub lic. b ta. net. cn
Advances in studies on influencing factors of ar temisinin yield
FAN Zhen-tao1 , MA Xiao-jun2 , ZHANG Ming-qing1
( 1. College of Resources Environment and T ourism , Capital Normal U niver sity, Beijing 100037, China; 2. I nstitute
of Medicinal Plant, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College , Beijing 100094, China)
Key wor ds : Artemisia annua L. ; artemisinin; influencing factors
　　菊科一年生草本植物黄花蒿 Ar temisia annua L. 的地
上部分,中药通称青蒿, 为我国传统中药 ,民间用作消暑、泻
热、凉血、消肿、止汗等。20 世纪 70 年代初从中发现一种新
型的抗疟成分——青蒿素( ar temisinin ) , 是抗疟特效药, 尤
其对脑型疟疾和抗氯喹疟疾具有高效、速效和低毒的特点,
是国内外公认的抗疟药物, 是世界卫生组织推荐的药品。
目前药用青蒿素是从黄花蒿的叶和花蕾中获得的, 市场
前景广阔。我国青蒿素的生产主要靠野生资源,然而野生黄
花蒿产量不稳定, 青蒿素的量随产地不同差异极大。高产青
蒿素地区的优质种子, 在其他地区的种植结果也有很大差
异, 可见黄花蒿受某个地区的具体生境条件影响很大。建立
黄花蒿优生环境评价体系, 找到影响青蒿素量的主要因子,
研究具体生境条件对青蒿素量的影响, 为提高青蒿素的产量
提供理论依据。
1　黄花蒿的植物学特性
1. 1　形态特征:黄花蒿茎圆柱形。上部多分枝 ,长 30～80
cm, 直径 0. 2～0. 6 cm;表面黄绿色或棕黄色, 具纵棱线;质
略硬, 易折断,断面中部有髓。叶互生 ,暗绿色或棕绿色, 卷缩
易碎, 完整者展平后为三回羽状深裂,有独特香气, 味微苦。
头状花序多数,呈细小球形(直径 1. 5～2 mm) , 排列成圆锥
状;总苞片 2～3 层;花皆为管状花, 黄色, 雌花较少围于外
层;内为两性花,雄蕊 5,聚药。瘦果椭圆形,淡绿色。种子千
粒重 20～48 mg [1]。
1. 2　生物学特性:黄花蒿为短日照植物, 浅根系, 主根短, 侧
根发达, 抗旱、抗涝能力较强。全生育期 240～250 d,种子无
休眠期。黄花蒿从发芽到侧枝出现前,生长较为缓慢, 5 月下
旬至 7 月下旬为高速生长期, 7 月下旬后高增长逐渐缓慢,
到 9 月上旬停止长高。基部茎在 5 月下旬以前为速生期, 生
长量占整个生长量的 30%以上 ,在 8月上旬至中旬,出现第
2 次生长高峰, 9 月上旬停止生长[2～5]。在广西, 黄花蒿盆播
种子 5～11 d 开始发芽, 大田则要 8～16 d;发芽后 8～15 d
第 1 对真叶出现, 16～22 d 第 2对真叶出现; 50～69 d 出现
侧枝;整个生育期约 240 d;开花期为 8 月上旬～9 月下旬;
10月上旬果形成, 10 月中旬种子成熟, 11 月为枯萎期[6]。
2　影响青蒿素量的生态因子
2. 1　黄花蒿的分布及其青蒿素的量:黄花蒿在世界范围内
分布广泛,除我国的少数地区以外, 世界绝大多数地区生长
的黄花蒿中青蒿素的量都很低(≤0. 1% ) [7]。我国大部分省
份都有野生分布, 从海拔 50 m 的沿海地带至海拔 3 650 m
的青藏高原均有分布, 具有多种生态型[7] , 主要分布在海拔
50～400 m 的低山丘陵地带。随产地不同青蒿素量差异极
大, 一般是植株干重的 0. 01%～1% [ 8]。
我国广西、广东、云南、四川、山东等地区均有大量野生
黄花蒿资源。我国的黄花蒿中青蒿素的量从南到北基本呈递
减的趋势。桂、黔、川黄花蒿资源丰富,青蒿素量也较高,具有
广阔的开发前景[7, 9]。尤其重庆酉阳地区的栽培种青蒿素量
比平均值高,个别单株系可以达 1. 2%～1. 5% [ 10] , 已成为青
蒿素生产、出口原料的主要来源之地。在广西, 40余个县均
有黄花蒿分布,其适应性较强, 在海拔 300 m 以下的石山、土
坡、丘陵、平地、路边及房前屋后的红壤、红黄壤、石灰土上均
有分布,且能正常生长发育。广西产黄花蒿植株中青蒿素量
一般为 0. 3%～0. 8% [11]。田林与西林县交界处的福达乡的
黄花蒿中青蒿素量最高可达 1. 2% ,靖西、德保、田阳一带普
遍较低,一般为 0. 3% [11]。
钟国跃等[ 7]从生态学角度进行了黄花蒿的生态环境调
查及青蒿素测定表明:华中地区中亚热带常绿阔叶林武陵山
地区的青蒿素量普遍较高, 平均在 0. 48%～0. 88% , 最高可
达 1. 02%。同一分布区内, 生长在石山上的黄花蒿中青蒿素
量较高。此外越南、印度等国家有少量黄花蒿。越南黄花蒿中
青蒿素的量可达 0. 86% [12]。印度一些地区的黄花蒿叶中青
蒿素的量也可达 0. 42% [13]。
2. 2　不同生态型对青蒿素量的影响:野生黄花蒿秆色、叶
色、叶型等与青蒿素量的高低有关。从秆色来看,白青秆的黄
花蒿中青蒿素的量较高,紫红秆的黄花蒿次之,再次是紫秆,
深绿秆的最少;从叶色来看, 淡黄叶的黄花蒿青蒿素量高于
淡绿叶的黄花蒿;从叶形来看 ,稀裂叶的黄花蒿青蒿素量高
于稀宽裂叶的黄花蒿,分裂叶的青蒿素最少[ 14]。青蒿素的量
高地区的优质种子, 种植在其他地区, 青蒿素的量也有很大
差异。黄花蒿异地引种能引起某些植株发生变态[ 15～17] ,韦霄
等[18, 19]进行引种试验表明:黄花蒿不同类型的产量和青蒿素
的量均有明显差异,引种的黄花蒿青蒿素量显著高于当地野
生类型。从四川酉阳引种到山东不同地区种植的黄花蒿,其
青蒿素量为 0. 142%～0. 323% , 当地野生种为 0. 055%。不
同地区引种的同一品种黄花蒿,其青蒿素量明显不同。黄花
蒿同其他许多植物一样具有种子驯化现象, 且效果明显[20]。
这说明青蒿素量受某个地区的具体生境条件影响很大。
2. 3　气候条件对青蒿素量的影响
2. 3. 1　气温:黄花蒿喜欢生长在温暖地区,生长需要的年平
均温度为 13. 5～17. 5 ℃, 日均温≥10 ℃的年积温为 3 500
～5 000 ℃。亚热带湿润季风气候区最适于黄花蒿生长,生长
期的平均温度为 17. 6～28. 4 ℃。Elhag 等[ 16]在温室条件下
栽培黄花蒿, 发现白天 25～30 ℃、晚上 15～20 ℃可促进植
物体内青蒿酸向青蒿素转化,使青蒿素量增加 43%。陈福泰
等[21]研究认为在人为控制的环境中同一生长期的黄花蒿植
·314· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 39卷第 2期 2008 年 2月
株, 在黄花蒿最基本的生长条件得到满足的前提下, 高温( 30
℃)及短距离光照使青蒿素的量成百倍增长, 但哪种因素起
主要作用还不清楚。刘春朝等[ 22]认为适宜青蒿素积累的最
适温度为 30 ℃, 通过先 25 ℃( 25 d)后 30 ℃( 5 d)的温度转
变二步培养法可以提高青蒿素的产量。
2. 3. 2　降水:在亚热带湿润季风气候区, 青蒿素量较高黄花
蒿生长期的年降水量需要 1 150～1 350 mm。黄花蒿喜欢湿
润的生长环境, 但忌水浸。杨海梅等[ 23]在新疆进行了黄花蒿
耗水试验,认为黄花蒿对外界环境有较强的适应性, 适宜生
长在地面上降水聚集或是地上水较浅的地区,但对青蒿素量
是否有影响没有报道。
2. 3. 3　日照:黄花蒿为短日照植物, 喜欢光照充足的环境。
黄花蒿生长需要的年日照时数在 1 000 h 左右, 使青蒿素量
达到最高的关键时期是开花前期, 此时的光周期约是 13. 5
h [24]。未成年的植株对光周期信号很敏感,经过光处理 2 周
后就会开花。研究表明, 2～3 月播种的黄花蒿, 其植株青蒿
素量比在其他时间播种的高[ 25]。
陈福泰等[ 21]研究认为高温( 30 ℃)及短距离日照使青蒿
素的量成百倍增长。王三根等[ 25]研究了日照对青蒿素量的
影响, 认为日照对野生或人工栽培的青蒿素量影响比较大。
生长在阴暗、潮湿地方的黄花蒿,青蒿素量低。没有遮阳的植
株, 青蒿素量可达 0. 947% , 同一植株叶片中青蒿素量往往
高于花和花序[ 9]。钟凤林等[ 9]以重庆酉阳、福建厦门、湖北咸
宁、北京通州人工栽培的黄花蒿为对象进行研究, 结果表明
光照对青蒿素合成有重要影响,这也印证了陈福泰、王三根
等的研究结果。有研究认为人工控制光照时间、光照强度可
以有利于青蒿素的积累。适宜芽生长和青蒿素积累的光照强
度约为 3 000 lx,光照时间为每天 20 h [ 22, 26]。
2. 4　土壤条件的影响:人工培育黄花蒿, 在满足黄花蒿基本
的生长需求的前提下, 对土壤的要求并不严格,生长环境中
的营养物质和生长基质对青蒿素没有多大影响。目前很少有
土壤中的成分影响青蒿素量的报道。虽然Sr ivast ava 等[27]报
道微量元素硼能提高青蒿素的量, 然而栽培土壤是否缺硼,
黄花蒿对这种元素的利用方式尚不得而知。选择地势向阳、
排水良好、疏松肥沃的砂质壤土或粘质壤土栽培, 黄花蒿生
长更为茂盛, 茎叶中青蒿素的量会更高。pH5. 5～7. 5 的排水
良好的壤质土最为适宜。在温室的试验表明, 土壤的 pH 值
5. 5～7. 4, 叶片产量基本没有变化, 对青蒿素的量也没有太
大影响[ 4, 28]。
3　人工栽培技术、管理措施的影响
李典鹏等[29]对广西不同产地的黄花蒿分析比较表明:人
工栽培的青蒿素的量比野生高。这说明人工施肥、人工护理等
有利于青蒿素积累。播种量对黄花蒿产量的影响极显著。韦霄
等[5]的实验表明播种量为 900～1 500 g/ hm2 时黄花蒿生物
量和青蒿素量均较高。种植密度对黄花蒿产量的影响显著, 以
收获叶片为目的的地块, 留苗规格为 15 cm×15 cm;以收获
种子为目的的地块,留苗规格以 25 cm×25 cm时为佳。
适当施肥可提高青蒿素的量, 人工栽培比野生的黄花蒿
青蒿素的量平均升高 31%～84% , 施 N、P、K、NPK 复合肥
可分别增产 61%、37%、53%、168% ,用含 NPK 的混合肥可
使青蒿素量增加 5%～10%。基肥及迫肥种类对黄花蒿产量
的影响极显著,施用基肥和追肥与否对青蒿素量的影响不明
显,以鸡粪或混合肥作基肥, 用尿素或过磷酸钙在苗期和生
长盛期各追肥一次较好[5]。
4　采集部位、采集时间、处理方法的影响
黄花蒿植株中含有青蒿素的部位有叶片、幼茎、花蕾、花
和种子,不同部位中青蒿素量不同, 赵永成[ 30]研究显示从高
到低依次为花蕾、叶片, Elhag[ 16]认为是叶片、花和花序, 曹
有龙认为是叶和花、嫩枝、茎秆, F er reir a[ 31]认为青蒿素在花
序中的量比叶中高 4～11倍。在黄花蒿单株及枝条的上部叶
片青蒿素量最高,中部次之, 下部最低,上部叶片青蒿素量可
比下部叶片高 1 倍左右。
黄花蒿不同生育时期叶片中青蒿素量差异显著。采收期
对黄花蒿产量及青蒿素量的影响明显,采收期的确定必须考
虑有效成分的生物量和青蒿素的量,以青蒿素产量最大为目
的,不同产地其适宜采收期有差异。钟凤林等[ 9]认为黄花蒿
的采集期应该在生长盛期至花蕾期之前,采集时间以晴天中
午 12 时至下午 16 时为宜, Singh 等[ 32]认为应在开花期采
收;广西在 8 月下旬初蕾期采收最好[ 5] , 山东以 9 月份花蕾
期采收最好[ 33]。不同的干燥方法对青蒿素的量也有一定的
影响, 晒干、阴干和 6 ℃烘干 3 种方法中以自然晒干的效果
最好[9]。用 HPLC-EC法比较冷冻干燥、烘干( 40 ℃)和室内
晾干等 3种干燥方法, 对青蒿素量的影响, 结果室内晾干法
最好,室内晾干 2～8 d 对青蒿素的量没有影响。用微波炉不
同功率处理黄花蒿新鲜叶片样品,青蒿素会受到不同程度的
破坏[34]。青蒿素量随储藏时间的延长而降低。
5　今后研究发展方向
目前对青蒿素量影响因素的研究,主要是通过在特定地
点,引种不同种质资源的黄花蒿进行试验。此类研究结果只
能说明该地地理条件对青蒿素的影响。青蒿素量的高低是各
影响因素综合作用的结果。目前的研究多只是针对诸影响因
素中的某一个,固定其他条件, 研究其对青蒿素量的影响,缺
乏对影响因素综合的研究。为提高青蒿素产量, 今后研究可
以在以下几个方面开展。
5. 1　黄花蒿种质资源评价方法:科学、综合的评价方法可以
为评价优良种质、进行优良品种选育提供合理、实用的依据。
马小军等对半夏种质资源的评价方法进行了研究, 提出了加
权打分的综合评价方法。参考这些方法, 可以综合青蒿素量、
生物量、抗逆性等多个因素, 并且给每个因素以适当的打分
和权重,进行评价。其中青蒿素量的高低是主要的评价标准,
生物量可以选取株高、基茎粗、分枝数、冠幅、小区平均鲜草
重等指标,建立一个综合的评价体系。
5. 2　黄花蒿优生环境评价体系的建立:当前, 对野生黄花蒿
中青蒿素量的影响因素和具体生境对其影响的研究还不足。
根据目前对青蒿素高产地区的生态条件的研究可知, 气候温
和、雨量充沛、土壤肥沃、阳光充足、日照时间长的地区, 更适
·315·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 39卷第 2期 2008 年 2月
合黄花蒿的生长。但是影响青蒿素量的主要因子并不清楚。
进一步研究不同地区种质资源, 对野生黄花蒿资源进行调
查, 收集不同地区的黄花蒿样本, 以及该地气候、土壤资料,
以便能找到影响青蒿素量的主要生态因子,研究各个影响因
素的综合作用。选取黄花蒿生境的气候、土壤等方面的具体
数值, 作为评价的指标,建立青蒿优生环境体系。
5. 3　黄花蒿适生地区划:依据生物气候相似性原理,结合具
体地区的气候、土壤、地质等方面的资料, 分析各地地理条件
与青蒿素产量较高地区的相似性, 得出可能的适生地,进行
黄花蒿适生地区划。并结合人工培育技术的提高,可以为提
高青蒿素的产量提供依据。
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“全国医院药学(药物安全性)学术会议”征文通知
由中国药学会医院药学专业委员会主办、《中国医院药学杂志》编辑部承办的“全国医院药学(药物安全性)学术会议”将
于 2008年第三季度召开,现面向全国医院药学专业人员和临床医师征文。
1. 征文内容: 1)药物的安全性和毒性研究,个体化给药方案, 药物的相互作用,药物的体内外监测,药学咨询和药学服务
的经验和体会; 2)药物在临床的应用,合理用药,新药的临床评价和临床观察, 药物的配伍,药物的不良反应与分析, 药物流行
病学; 3)中西药制剂的制备, 药物的质量控制与评价,制剂的改进及改革, 药物的配伍稳定性,药物的鉴别; 4)国外医院药学发
展动态, 临床药师的培养和继续教育,如何开展适合我国的临床药学,医院药学的学科建设和管理经验。
2. 征文要求 :所有征文均属于未公开发表, 未一稿两投,每篇文章均需附 600～800字的摘要。论文书写格式按《中国医院
药学杂志》2007 年第一期稿约,请用电子邮件发送。请附作者详细通讯地址,电话和电子信箱。
3. 说明:被大会录取的论文将编入论文集, 优秀论文可在《中国医院药学杂志》发表。会议将评出一、二三等优秀论文并进
行奖励。参会代表将被授予中国药学会Ⅱ类药学继续教育学分。
4. 会议地点和时间:暂定新疆, 具体时间和地点将另行通知。
5. 征文截止时间: 2008 年 5 月 30日。
来稿请 E-ma il: 82836596@163. com, 请在电子邮件上注明“会议征文”字样,以免与其他稿件混淆。
6. 联系人与联系电话
地址:武汉市胜利街 155 号《中国医院药学杂志》编辑部,邮政编码: 430014
电话/传真: ( 027) 82836596
联系人:温绿蒂,李军
《中国医院药学杂志》编辑部
·316· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 39卷第 2期 2008 年 2月