厚樸種質資源研究進展

董佳悅，任波，張梅

·綜述進展·

厚樸種質資源研究進展

董佳悅，任波，張梅

本文通過總結近年來國內外對厚樸種質資源的相關研究，從其種源的分布和遺傳多樣性等方面對厚樸的種質資源研究進展進行全面、系統(tǒng)地闡述，為厚樸種質資源的保護和合理開發(fā)利用提供依據(jù)。

厚樸；種質資源；遺傳多樣性

厚樸是我國藥用價值較高藥用植物。2015年版《中國藥典》收載中藥厚樸為木蘭科植物厚樸Magnolia officinalis Rehd.et Wils或凹葉厚樸Magnolia officinalis Rehd.et Wils. var. bilobaRehd.et Wils.的干燥干皮、根皮及枝皮。其氣香，味辛辣、 微苦，具有燥濕消痰、下氣除滿的功效，用于濕滯傷中、脘痞吐瀉、食積氣滯、腹脹便秘、痰飲喘咳[1]?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)厚樸主要化學成分為厚樸酚、和厚樸酚、揮發(fā)油類、生物堿類等，具有抑菌、抗腫瘤、抗炎、促進胃腸蠕動等藥理作用，臨床上主要應用于治療抑郁癥、腸梗阻、慢性肝炎、緩解更年期癥狀等病癥[2-4]。

厚樸資源分布區(qū)域較廣，主要分布在陜西、甘肅、浙江、安徽、江西、福建、湖北、湖南、四川、貴州等地。有些地區(qū)也出現(xiàn)了對厚樸的繁殖栽培，種質資源豐富。但由于近幾年厚樸的市場需求量加大，過度地采剝利用，致使野生厚樸資源遭到嚴重破壞，種群數(shù)量劇減，野生厚樸已然已加入到漸危種行列。本文從種類資源、遺傳多樣性等方面對厚樸種質資源的研究概況進行綜述，以期為厚樸種質資源的深入研究提供參考。

1 厚樸種類資源

厚樸種類分為厚樸、凹葉厚樸、長喙厚樸、日本厚樸及無毛厚樸。其中藥用厚樸包括厚樸(川厚樸、紫油樸)、凹葉厚樸和長喙厚樸(緬甸厚樸、云樸、貢山厚樸、騰沖厚樸)[5]。

1.1 不同種類厚樸植物形態(tài)的差異性

厚樸與凹葉厚樸主要區(qū)別在于前者葉先端具短急尖、微凸或圓鈍，后者凹缺成2個鈍圓的淺裂片[6]。近年來，有報道稱湖北部分厚樸中出現(xiàn)樹葉先端凹凸共存，即“中間型”的情況。更是有人通過RAPD技術發(fā)現(xiàn)將厚樸分為3個地理宗更合適，即典型的厚樸，主要分布在鄂西；典型的凹葉厚樸，分布在贛、湘及中間類型主要分布在閩、浙、川西[7-8]。長喙厚樸本種樹高達25 m，葉先端寬圓，基部微心形，沿葉脈有紅褐色而彎曲的長柔毛?；ㄏ扔谌~開放，芳香，花被背面綠色，略帶粉紅色，腹面粉紅色。主要分布于云南西北部及西部。日本厚樸落葉喬木，高達30 m，與厚樸不同之處在于小枝初綠后變紫，無毛。葉下面蒼白色，被白色彎曲長柔毛?；ㄈ榘咨Ｔa千島群島以南，我國東北、青島、北京及廣州有少量栽培。無毛厚樸本變種與厚樸原變種和凹葉厚樸變種的區(qū)別是幼枝、托葉、頂葉芽、混合芽、花蕾和花梗均無毛。河南、湖南、湖北和山東均有發(fā)現(xiàn)[5]。

同時對不同厚樸種子形態(tài)特征及分子方面分析，發(fā)現(xiàn)厚樸種子的形態(tài)特征、百粒重和萌發(fā)率有顯著的產地差異；不同產地厚樸種子的蛋白電泳圖譜在譜帶數(shù)目、譜帶強度和相對分子質量等方面也存在著顯著的差異[9-11]。

1.2 不同種類厚樸藥效成分含量的差異性

厚樸中所含酚類成分約相當于凹葉厚樸的6倍，同時厚樸與凹葉厚樸及中間類型的HPLC圖譜存在顯著的不同[12-13]。近幾年張春霞、楊立新等[14]通過HPLC指紋圖譜發(fā)現(xiàn)厚樸與凹葉厚樸樣品中厚樸總酚的含量差別不大，但厚樸中和厚樸酚質量分數(shù)(平均值2.89%)明顯比凹葉厚樸(平均值0.78%)高。生物堿的TLC和含量測定方面厚樸、凹葉厚樸都存在一定差異[15-16]。

2 厚樸遺傳基因多樣性

DNA序列的變化是基因多樣性的基礎，基因的多樣性是導致生物多樣性的主要原因。由于厚樸受到不同環(huán)境因素的影響和破壞，基因交流受阻，從而造成厚樸種質資源的差異性。

2.1 不同產地遺傳基因的多樣性

厚樸種源間具有豐富的遺傳性，不同種源間的遺傳分化也較大，主要表現(xiàn)在地域的遺傳分化。周俊新[17]利用改進單純形法投影尋蹤技術(MSM-PP)與聚類分析相結合的數(shù)學手段對25個種源進行多性狀綜合評價與種源區(qū)劃分，劃分出優(yōu)良種源、可利用優(yōu)良種源、一般種源和不適宜種源4個種源區(qū)。王潔[18]通過采用PCR直接測序法，測定11個種源區(qū)厚樸的核糖體DNA ITS區(qū)序，發(fā)現(xiàn)11個產區(qū)厚樸的ITS全序列長度介于593-600bp，其中，ITS1長度為214-217bp，G+C含量為54.42%-55.35%，ITS2長度為215-219bp，G+C含量為59.82%-60.95%；ITS序列共有36個變異位點；序列間遺傳分化距離為0.000-0.02792，11個產區(qū)厚樸構成3個分支，顯示出產區(qū)間厚樸的親緣關系及差異性。在厚樸種群遺傳多樣性及遺傳關系分析上利用ISSR標記對28個厚樸種群666個個體進行擴增，開展厚樸遺傳多樣性及遺傳關系研究，結果表明，12條ISSR引物均能在所有個體中穩(wěn)定擴增，共擴增出137條帶，其中114條為多態(tài)性條帶，多態(tài)位點百分比(PPB)介于75.00%-91.67%；厚樸在物種水平擁有較高的遺傳多樣性(PPB=83.21%，H=0.342)，而在種群水平遺傳多樣性卻相對較低[19]。同時有人以厚樸種質資源遺傳多樣性及遺傳變異規(guī)律為主要目標，通過對擴增片段長度多態(tài)性（AFLP）反應體系中的酶切鏈接、擴增條件、引物篩選等幾個方面開展對厚樸主要次生代謝產物研究，在分子水平證實了質量好的種源厚樸遺傳變異更為豐富[20]。

厚樸種源間遺傳分化在藥物成分上也有相應的體現(xiàn)。石磊等[21]通過對厚樸中的厚樸酚、和厚樸酚含量及其比值與產地生態(tài)因子之間的相關性考察，對全國43個樣點厚樸質量適宜性進行等級劃分，發(fā)現(xiàn)厚樸酚與和厚樸酚比值具有明顯的區(qū)域質量特征，證明湖北和重慶是厚樸的道地產區(qū)。劉明哲[22]通過建立RP-HPLC法測定不同產地厚樸中厚樸堿含量，發(fā)現(xiàn)不同產地厚樸堿差異很大。此外婁方明、李群芳等[23]采用氣相色譜-質譜聯(lián)用技術(GC-MS)對揮發(fā)油成分測定。結果從5種不同產地厚樸的揮發(fā)油中共鑒定出80個化學成分，有18種成分為5個產地共有；而從3個不同地區(qū)凹葉厚樸中共鑒定出 47 種化合物，共有成分為6種[24]。從而得知不同產地厚樸由于遺傳基因的多樣性的存在，其在化學成分組成及含量有較大的差別。

2.2 同一產地遺傳基因的多樣性

同一產地厚樸遺傳基因多樣性受環(huán)境的影響較大。同一種源不同植株和同一植株自身因受年限、海拔等不同種因素的影響在分子水平和化學水平儼然形成了顯著的差異。

2.2.1 不同植株遺傳分化的多樣性 楊紅兵、崔光紅等[25]為了探討湖北恩施產道地藥材厚樸的遺傳基礎，采用ISSR標記技術對恩施厚樸基因組DNA進行PCR擴增，在引物ISSR826的擴增產物中可見兩條湖北恩施厚樸的特征帶，分子量分別為950bp和550bp。發(fā)現(xiàn)上世紀70年代從恩施引種栽培于羅田、蘄春的厚樸與恩施厚樸相比已產生了一定的遺傳分化，說明道地藥材是基因型與環(huán)境之間互相作用的產物。同時也有報道發(fā)現(xiàn)利用ISSR技術對四川6個野生厚樸種群的遺傳結構進行分析，10條ISSR引物共測到114個位點，其中多態(tài)位點93個，多態(tài)位點百分率(PPB)為81.58%，Nei遺傳多樣性指數(shù)(H)和Shannon信息指數(shù)(I)分別為0.320和0.469，表明厚樸物種水平具有較高的遺傳多樣性。從聚類來看，各種群具有一定的獨立性[26]。

在成分分析方面李紅英、楊永康等[27]采用RPHPLC法測定不同樹齡紫油厚樸中和厚樸酚及厚樸酚的含量，發(fā)現(xiàn)恩施雙河同一地區(qū)不同樹齡的紫油厚樸5年生厚樸中總酚含量最低為2.918% ，40 年生總酚最高為13. 195%。隨著樹齡的增長厚樸總酚含量也不斷增高，紫油厚樸中和厚樸酚的含量明顯高于厚樸酚。諶金吾等[28]通過比較同一地域來源、不同樹齡的凹葉厚樸發(fā)現(xiàn)7種次生代謝產物隨著樹齡的增加積累變化差異較大。

鄭志雷等[29]通過建立厚樸種質資源的DNA指紋圖譜發(fā)現(xiàn)同一群體內，胸徑大小相近的厚樸植株酚類含量個體間存在著較大的變異，個體間各部位酚類含量差異顯著。厚樸優(yōu)良種源選擇時，樹高、冠幅、樹皮厚、枝條數(shù)之間都呈極顯著或顯著的正相關；通直度、圓滿度、健康度相關性不大；枝皮中酚含量與各樹體性狀之間都呈極顯著或顯著的正相關。

莊國慶等[30]選取生長在1000 m、1200 m、1400 m三個海拔立地條件相一致的14～15年樹齡的厚樸，進行厚樸產量和厚樸酚與和厚樸酚含量的測定，同一海拔高度的厚樸的產量，厚樸酚與和厚樸酚的含量是相似的；生長在海拔1200 m處較海拔1000 m和1400 m處的厚樸的產量高，而厚樸酚與和厚樸酚的含量則是隨著海拔的升高而增長。說明不同的環(huán)境因素的影響是造成遺傳多樣性的重要原因。

2.2.2 同一植株遺傳分化的多樣性 同一植株不同的部位受遺傳分化的影響也有極大不同。有人發(fā)現(xiàn)厚樸葉中厚樸酚及和厚樸酚含量約為厚樸皮的1/4。厚樸根皮中厚樸酚與和厚樸酚的總含量約為厚樸干皮及枝皮中的4倍[31]。

曾紅等[32]采用高氯酸滴定法對井岡山產同一植株厚樸的干皮、枝皮、根皮、花、葉部位的總生物堿含量進行測定，分析得知同一植物厚樸花中生物堿含量最高，而傳統(tǒng)入藥部位干皮中最低。

楊紅兵等[33]發(fā)現(xiàn)隨著樹齡增長，生物堿含量下降；同一厚樸株，根皮生物堿含量最高，干皮最低。此外還有人通過探索厚樸中揮發(fā)油類成分的積累與分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)同一厚樸植株的枝皮揮發(fā)油含量遠高于根皮和干皮，干皮自下而上含量逐漸升高，莖基部含量最低；樹齡不同，揮發(fā)油含量各異[34]。

3 小結與展望

厚樸作為我國珍貴中藥材，有著廣泛的藥效作用。由于種質資源的過度消耗，野生資源日益枯竭，而且大多數(shù)野生厚樸藥材質量難以達到“安全、有效、可控、穩(wěn)定”的品質要求。栽培厚樸分布地區(qū)廣，采收年限差異大，且藥材來自不同部位，造成厚樸藥材品質參差不齊。因此，亟需加強對厚樸種源和品質的控制，充分重視優(yōu)良種源、種源地的選擇，科學、合理地對厚樸種質資源進行保護，從根本上保證厚樸藥用資源品質，提高臨床用藥療效。

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（責任編輯: 胡慧玲）

The research progress of Houpo germplasm/

D ONG Jia-yue, REN Bo, ZHANG Mei //(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, Sichuan)

In the article, the related researches of Houpo resources at home and abroad in recent years are summarized. Houpo germplasm research is comprehensively and systematically elaborated from the source distribution and genetic diversity. It can provide a reasonable basis for the protection of Houpo germplasm resources and rational development and utilization.

Houpo ; germplasm resources; genetic diversity

R282.2

A

1674-926X(2016)04-012-04

四川省科技計劃項目“中藥種質資源庫建設關鍵技術研究及示范”

成都中醫(yī)藥大學藥學院 中藥材標準化教育部重點實驗室四川省中藥資源系統(tǒng)研究與開發(fā)利用重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地，四川 成都 611137

董佳悅（1991-），女，碩士在讀，研究方向為中藥有效成分分析研究

Tel:18280270918 Email:1070994058@qq.com

任波（1979-），男，副教授，從事中藥及復方物質基礎研究

Tel:(028)61800231 Email:bobofuly@163.com

張梅（1963-），女，教授，博士生導師，從事中藥及其復方物質基礎及質量標準化研究工作

Tel:(028)61800231 Email:zhangmei63@126.com

2015-11-17