栽培黃芪的研究綜述

劉增輝，曹曉虹

（北方民族大學生物科學與工程學院，寧夏銀川 750021）

栽培黃芪的研究綜述

劉增輝，曹曉虹

（北方民族大學生物科學與工程學院，寧夏銀川 750021）

對人工黃芪的種質(zhì)資源、生物學特性、化學成分及應用等方面的研究進展進行了回顧，分析了黃芪研究中存在的問題，對栽培黃芪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和黃芪資源的深度開發(fā)利用提出了看法。

黃芪；種質(zhì)資源；生物學特性；化學成分；應用研究

黃芪（Radix Astragali）為豆科（Leguminosae）黃芪屬（Astragalus Linn.）植物，《中國藥典》2010年版收錄的中藥黃芪為蒙古黃芪［Astragalusmembranaceus Bge.var.mongholicus（Bge.）Hsiao］及膜莢黃芪［Astragalusmembranaceus（Fisch.）Bge.］的干燥根。這兩種也是我國主要的藥用種，它們習性相近，多生長在海拔800～1 300m的山區(qū)或半山區(qū)的干旱向陽草地上及暗棕壤土分布區(qū)，具有喜冷涼、耐旱性強和怕澇的特點［1］。藥學屬性微溫，味甘，歸肺、脾經(jīng)。具有補氣升陽，固表止汗，生津養(yǎng)血等作用，中醫(yī)上主要用于治療氣虛乏力，表虛自汗，半身不遂等疾病［2］。由于長期的采挖與大量的應用，導致野生黃芪資源急劇減少，同時對產(chǎn)區(qū)的生態(tài)環(huán)境也造成了嚴重的破壞，目前較大面積成規(guī)模的野生黃芪資源已少見。據(jù)中國藥用資源調(diào)查顯示，我國野生黃芪僅在黑龍江呼瑪河、甘河、委勒根河流域及四川阿壩、甘孜等偏遠地區(qū)尚有分布［3］。自20世紀80年代中后期，各地政府對人工種植黃芪給予了大力扶持，經(jīng)過20多年的發(fā)展，在黑龍江、內(nèi)蒙古、河北、山西、寧夏、甘肅等地栽植黃芪已具相當規(guī)模，2010年全國種植面積已經(jīng)超過4.5萬hm2，同時栽培黃芪的特性、價值及應用研究也引起了廣大學者的關(guān)注。

1 研究進展

1.1 栽培黃芪種質(zhì)資源研究

黃芪的栽培歷史較短，目前栽培黃芪用種主要來源于野生或半野生，由于來源所限，種子成熟度和質(zhì)量等難以統(tǒng)一，導致田間性狀良莠不齊，難于管理，更嚴重制約著黃芪的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，進行黃芪種質(zhì)資源的收集和選育優(yōu)質(zhì)的新品種，不僅能夠提高栽培黃芪的產(chǎn)量和有效成分的含量，也可緩解野生資源不足。

1.1.1 新品種的選育培育新品種是發(fā)展人工種植的重要基礎(chǔ)，也是達到提高栽培產(chǎn)量與質(zhì)量的有效方法。甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學研究院以內(nèi)蒙短蔓黃芪為父本，本地毛芪為母本雜交選育出我國第一個高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)黃芪新品種9118，比一般黃芪增產(chǎn)20%以上。隨后，又選育出黃芪新品系94-01和94-02。其中94-01較當?shù)禺敿移贩N增產(chǎn)19.2%，質(zhì)量符合《中國藥典》規(guī)定的標準，具有良好的抗病性［4～5］。近年，山東省泰安市農(nóng)業(yè)科學院選育出的新品系泰黃芪1號也表現(xiàn)出生長勢強，主根粗大，側(cè)根少，抗病性強等特點，且具有良好的商品性［6］。

1.1.2 組織培養(yǎng)與誘變組培技術(shù)在黃芪的優(yōu)選快繁上也取得了突破。截止目前，已經(jīng)成功從蒙古黃芪和莢膜黃芪中誘導出愈傷組織。陳蘭蘭等確定了蒙古黃芪最佳繁殖培養(yǎng)基和最佳生根培養(yǎng)基，建立了蒙古黃芪快速繁殖體系［7］。韓靜發(fā)現(xiàn)，下胚軸為誘導蒙古黃芪愈傷組織的最佳外植體，且生根時間短，且長勢較好［8］。

1.1.3 毛狀根培養(yǎng)多方面研究證實，黃芪毛狀根與黃芪具有相似的作用，且作用強度相近［9］。李雅麗等用發(fā)根農(nóng)桿菌R1601浸染蒙古黃芪外植體，在下胚軸、根段上成功的誘導出了毛狀根，經(jīng)測定，毛狀根中的黃芪甲甙含量與野生根中黃芪甲甙的含量基本相似［10］。胡之璧等建立了毛狀根培養(yǎng)系統(tǒng)并研究了外界因子對其生長的影響，發(fā)現(xiàn)毛狀根組織與黃芪藥用根相比，含有更多的組皂甙和可溶性多糖［11］，說明利用發(fā)根培養(yǎng)技術(shù)誘導藥用植物發(fā)根，從而生產(chǎn)有用的植物次生代謝產(chǎn)物有重要的理論價值與實踐意義。

1.2 栽培黃芪生物學特性研究

樊銳鋒等就栽培黃芪的生物學特性進行研究發(fā)現(xiàn)，一年生栽培黃芪的根呈圓柱形，分枝較少，表面淡黃色，質(zhì)硬，有縱皺紋及橫向皮孔，折斷處呈纖維性，粉色，膜莢黃芪皮部白色，木部黃色，蒙古黃芪皮部黃白色，木部略呈黃色。二年生黃芪的根頭部膨大，縱皺紋加深，表面灰褐色，木質(zhì)部所占比例加大，質(zhì)地更加堅硬，根下部分枝逐漸增多［12］。

劉靖等對黃芪道地產(chǎn)地之一的武川縣野生蒙古黃芪和栽培蒙古黃芪進行了比較［13］，結(jié)果表明，蒙古黃芪野生品種的根型屬于雞爪型，有分枝，表面深褐色，皮孔樣突起多見；栽培品種的根型屬于直根型，少分枝，表面黃白色至淺棕褐色，偶見皮孔樣突起。蒙古黃芪野生品種木栓層由6～14層木栓細胞組成，近木栓層處可見石細胞，木質(zhì)部導管年輪狀不明顯，粉末呈淡灰棕色；栽培品種木栓層由4～9層木栓細胞組成，觀察不到石細胞，木質(zhì)部導管大小相間呈年輪狀，粉末呈黃白色。質(zhì)量評價方面，野生品種的異黃酮類成分及皂苷類成分的含量均要高于栽培品種的含量。另有研究發(fā)現(xiàn)，栽培的膜莢黃芪，韌皮纖維束明顯減少，木纖維雖也相對減少，但其綿性明顯降低，比野生膜莢黃芪易折斷［14］。

1.3 栽培黃芪化學成分研究

1.3.1 栽培黃芪與野生黃芪化學成分的差異許紅心分析野生黃芪和栽培黃芪中黃芪甲甙的含量發(fā)現(xiàn)，二者的黃芪甲甙含量基本一致［15］。Tanaka K等發(fā)現(xiàn)，野生黃芪中毛蕊異黃酮、芒柄花黃素和黃芪皂苷Ⅱ的含量高于栽培品種［16］。胡明勛等對山西的仿野生栽培黃芪進行藥用成分分析發(fā)現(xiàn)，其黃酮類和皂苷類量均高于野生黃芪［17］。陳有根等通過定量分析比較野生與栽培黃芪藥材中，毛蕊異黃酮苷的質(zhì)量分數(shù)表明，野生黃芪藥材與栽培黃芪藥材的平均質(zhì)量分數(shù)基本接近，說明兩種來源的黃芪藥材的毛蕊異黃酮苷的量無明顯差異［18］。綜上所述，栽培黃芪中主要化學成分與野生黃芪并沒有明顯差異。由于野生黃芪藥材的生長年限不確定，生長環(huán)境多樣化，質(zhì)量分數(shù)差異較大，而栽培黃芪藥材栽培年限相對固定，質(zhì)量分數(shù)差異相對較小。

1.3.2 影響栽培黃芪中化學成分的因素栽培黃芪化學成分的差異受多種因素的影響。張穎麗等對栽培的莢膜黃芪生長年限與黃酮含量進行了追蹤觀測，結(jié)果顯示，栽培膜莢黃芪中總黃酮類成分的含量隨生長年限的增加而增加，而不同黃酮類成分無明顯差異［19］。王雪潔等測定引種至山西渾源黃芪道地產(chǎn)區(qū)不同來源黃芪藥材中總黃酮和毛蕊異黃酮、芒柄花素的含量，發(fā)現(xiàn)上述成分不僅與黃芪栽培方式、產(chǎn)地有關(guān)，還與種質(zhì)來源密切相關(guān)［20］。劉靖等的分析也發(fā)現(xiàn)平地栽培的黃芪中有效成分含量均高于山上直播的黃芪［21］。

1.4 栽培黃芪應用研究

1.4.1 黃芪的藥效及臨床應用黃芪具有明顯的強心作用，并對心肌損傷有保護作用，可用于冠心病心絞痛、肺心病、心肌梗死等疾病的治療，臨床上運用黃芪治療心血管疾病的范圍不斷擴大，并且取得了良好的療效。黃芪還具有抗過氧化、改善腎小球濾過屏障等作用，并能調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，抑制炎癥因子，減少纖維生成等作用，目前在腎臟疾病的治療方面也發(fā)揮了突出的作用［22］。臨床研究發(fā)現(xiàn)，黃芪對惡性腫瘤有明顯的抵抗作用，其與調(diào)節(jié)T細胞免疫反應、抑制腫瘤細胞增殖，促進腫瘤細胞凋亡等因素相關(guān)［23］，因此被用于肝癌、胃腸道癌、乳腺癌、肺癌等的治療中。張瑞平等研究發(fā)現(xiàn)黃芪對免疫器官具有保護作用，可以減輕大鼠免疫器官的病理變化，所以黃芪具有增強機體非特異性免疫，提高抵抗力的作用［24］。此外，黃芪還具有明顯的抗衰老作用，它可以降低某些致衰老酶的活性，減少自由基生成，增加自由基清除，減少因自由基引起的多種老年人疾病的發(fā)生［25］。

1.4.2 黃芪在保健品中的應用黃芪的藥食同源性早在千百年前就被認知，因此它一直是傳統(tǒng)藥膳及滋補食品的重要配料?，F(xiàn)代營養(yǎng)學研究表明，黃芪能對抗自由基損傷和脂質(zhì)過氧化作用，增強細胞的抵抗力和生命力，對體液免疫和細胞免疫有促進作用，這些都與抗衰老有密切關(guān)系［26］。其具有排毒、生肌、抗氧化、清除自由基、維持皮膚正常組織形態(tài)等功能，因而可達到保養(yǎng)皮膚、抵抗衰老的作用。國內(nèi)外醫(yī)藥與營養(yǎng)學者對黃芪的保健價值十分重視，不斷探索開發(fā)各類黃芪保健食品。

張海平等將以黃芪為主的中藥方劑與日常食物結(jié)合起來，研制出能幫助消化，調(diào)節(jié)免疫、抗衰老功能的黃芪保健飲料，不僅男女老幼皆宜，還對厭食、食欲不振、面黃肌瘦和免疫力低下的青少年具有特別功效［27］。葉文峰用黃芪配以枸杞研制的復合飲料，總黃酮含量豐富，保健功能明顯，且產(chǎn)品色、香、味俱全，適合多種人群的需要［28］。胡彥營以大麥芽、黃芪、啤酒花為原輔料生產(chǎn)黃芪保健啤酒，具有補氣固表、止汗脫毒、增強人體免疫力、延緩衰老之功效，生產(chǎn)的啤酒在增加保健作用的同時，還能保持啤酒的原有風格［29］。劉利萍等測定發(fā)現(xiàn)，黃芪保健酒中含有豐富的黃酮、皂苷及多糖，這3類主要的有效成分在抑菌抑病毒、提高免疫力、調(diào)節(jié)心肌功能、延緩細胞衰老等很多方面發(fā)揮著作用［30］。昭日格圖等對黃芪多糖咀嚼片降血脂進行了人體試食研究，表明黃芪多糖咀嚼片對人體具有輔助降低血清總膽固醇的功能，對受試者健康無影響［31］。

黃芪在藥膳中也有廣泛應用，各類烹飪古籍文獻中都有關(guān)于黃芪藥膳的記載，黃芪配合其他食物，可以更好地發(fā)揮黃芪的保健功能，達到更佳的養(yǎng)生效果。坊間流傳的許多滋補養(yǎng)生食物也喜歡以黃芪配伍，如黃芪燉瘦肉、黃芪燉鯉魚、黃芪粥、黃芪燉母雞和黃芪紅棗黑豆湯等，深受各地百姓推崇。

2 展望

黃芪古有“補藥之長”之稱，為歷代中醫(yī)最常用的中藥之一。野生黃芪資源的嚴重不足難以滿足人們對于黃芪的需求，這給大力發(fā)展人工栽培黃芪提供了良好的契機。但目前黃芪種質(zhì)資源的收集、鑒定和新品種的選育等工作基礎(chǔ)十分薄弱，還需作大量的工作。對于野生黃芪生物學特性及化學成分，目前并沒有較全面的報道。此外，黃芪藥理成分復雜，許多治療中也發(fā)現(xiàn)其單獨使用效果不明顯，多與西藥配合使用方可達到治療效果，可知，黃芪有效成分的分離純化及生理功能研究對于臨床應用十分迫切。同樣，黃芪保健食品進一步研究開發(fā)，對于拓展黃芪應用，促進黃芪種植業(yè)發(fā)展具有重要意義。對中國黃芪專利情況分析發(fā)現(xiàn)，截止2011年底，與黃芪相關(guān)的發(fā)明專利327條，外觀設(shè)計專利54條，實用新型專利2條。其中只有20件是食品及化妝品方面的，由此看出，黃芪在保健品方面的應用還有很大的發(fā)展空間。

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（本文責編：陳珩）

S567.9

A

1001-1463（2014）06-0054-03

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.06.023

2014-03-10

劉增輝（1991—），男，吉林臨江人，本科。研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。聯(lián)系電話：（0）18295089820；E-mail：liuzenghui1991@126.com

曹曉虹（1967—），女，寧夏銀川人，博士，副教授，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：cxh8892@sohu.com