天麻種質(zhì)資源研究進展

丁家璽+陳世麗+周天華

摘要 天麻為蘭科天麻屬多年生草本植物，是我國名貴的藥用植物，具有極高的藥用價值和研究價值。其野生資源極其稀少，已被列入中國野生植物保護名錄。通過查閱文獻，綜述了天麻物種生物學(xué)特征和藥用價值，總結(jié)了近年來相關(guān)的研究進展，對如何合理開發(fā)利用及保護以及鑒定其種質(zhì)資源提出了建議。

關(guān)鍵詞 天麻；種質(zhì)資源；研究進展

中圖分類號 S567.23+9；Q949.95 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）06-0100-02

Research Progress on Germplasm Resources of Gastrodia elata BL.

DING Jia-xi 1 CHEN Shi-li 1 ZHOU Tian-Hua 1，2 *

（1 College of Biological Science and Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong Shaanxi 723001； 2 Resources Comprehensive Development Collaborative Innovation Center in Qinling-Bashan Mountains Area of Southern Shaanxi）

Abstract Gastrodia elata BL. is a perennial herbal plant in genus Gastrodia R.Br.，family Orchidaceae.As a valuable medicinal plant in China，it has high medicinal value and research value.However，the wild resource of Gastrodia elata BL. is extremely rare，thus it has been listed in the Chinese wild plant protection directory.Based on the literature，the biological characteristics，medicinal value，as well as its research progress were summarized.Suggestions on resource exploiting，germplasm protection and identification were put forward.

Key words Gastrodia elata BL.；germplasm resources；research process

天麻（Gastrodia elata BL.），屬蘭科天麻亞族天麻屬（Ga-strodia R.Br.）多年生草本植物，又名赤箭、獨搖芝、離母、定風(fēng)草、白龍皮等，分布于吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、甘肅、江蘇、安徽、浙江、江西、臺灣、河南、湖北、湖南、四川、貴州、云南和西藏等地。生于海拔400～3 200 m的疏林下、林中空地、林緣、灌叢邊緣，生長過程中必須先后與小菇屬和蜜環(huán)菌屬2類真菌建立共生關(guān)系。植株高30～200 cm；根狀莖肥厚，塊莖狀，橢圓形至近啞鈴形，具有較密的節(jié)；莖直立，無綠葉，下部被數(shù)枚膜質(zhì)鞘；總狀花序長550 cm，通常具有30～50朵花；花期5—7月[1]。

根據(jù)2015版《藥典》記載，天麻入藥部位為根狀莖，性甘、平，歸肝經(jīng)，主治功能有息風(fēng)止痙、平抑肝陽、祛風(fēng)通絡(luò)，可用于小兒驚風(fēng)、頭痛眩暈、肢體麻木等癥狀[2]，是一味名貴的中藥材。近年來，天麻除了傳統(tǒng)的用藥治病外，也被廣泛用于相關(guān)食品、藥品的開發(fā)，市場需求量極大，野生種質(zhì)越來越稀少，而栽培品種數(shù)量日益增多，導(dǎo)致天麻種質(zhì)資源混亂，使不同種質(zhì)及不同栽培方式的天麻在質(zhì)量與價格上出現(xiàn)了巨大差異。當今大多數(shù)藥用植物都存在種質(zhì)資源混亂問題，種質(zhì)資源的評估鑒定遠慢于資源的收集與利用，不同種質(zhì)在藥用成分與商品形態(tài)上有著較大差異。因此，在進行藥用植物優(yōu)良品種選育或現(xiàn)代食品藥品加工之前的首要工作是進行種質(zhì)資源的鑒定。

1 天麻種類與種質(zhì)資源

1.1 天麻種質(zhì)資源分布情況

天麻屬在我國已被確認的有13個種，分別為天麻（G.elata Bl.）、南天麻[G.javanica（Bl.）Lindl.]、細天麻（G.gracilis Bl.）、原天麻（G.angusta S.Chow & S.C.Chen.）、疣天麻（G.tube-rculata F.Y.Liu & S.C.Chen.）、夏天麻（G.flabilabella S.S.Ying.）、冬天麻（G hiemalis T.P.Lin.）、勐海天麻（G.menghaiensis Z.H.Tsi & S.C.Chen.）、秋天麻（G.autumnalis T.P.Lin.）、北插天天麻（G.peichatieniana S.S.Ying.）、八代天麻（G.confusa Honda & Tuyama.）、無喙天麻（G.appendiculata C.S.Leou & N.J.Chung.）和春天麻（G.fontinalis T.P.Lin.）[3]。雖然天麻屬種類眾多，但只有天麻這一個種被列入《中華人民共和國藥典》[2]。目前，天麻在我國普遍種植，分布較廣，在種內(nèi)產(chǎn)生了許多變型。研究人員根據(jù)不同的表型，將天麻分為5個變型，即紅天麻（G.elata Bl.f.elata）、烏天麻（G.elata Bl.f.glauca S.Chow）、綠天麻（G.elata Bl.F.viridis Mak）、黃天麻（G.elata Bl.f.flavida S.Chow）、松天麻（G.elata Bl.f.alba S.Chow），其在中國的分布見表1。

除天麻外，在中國大陸生長的還有原天麻（G.angusta S.Chow et S.C.Chen）、疣天麻（G.tuberculata F.Y.Liu et S.C.Chen）、勐海天麻（G.menghaiensis Z.H.Tsi et S.C.Chen）3個種，其主要分布在云南。其他天麻屬的物種均分布在臺灣部分地區(qū)，但根據(jù)陳建設(shè)等[4]的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，原分布于臺灣北部和日本的細天麻，在云南省東南部被采集到，豐富了中國大陸生長的天麻屬的內(nèi)容。

1.2 天麻種質(zhì)資源現(xiàn)況

隨著中藥現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，市場對天麻的需求量越來越大，而不同種質(zhì)天麻在藥用成分上存在著較大差異，以致在開發(fā)后期中藥產(chǎn)品出現(xiàn)了藥效參差不齊的問題。仲瑞雪等[5]測定了陜西、四川、貴州3個產(chǎn)區(qū)天麻中天麻素的含量，結(jié)果表明不同種質(zhì)的天麻在天麻素含量上有較大差異，并且天麻素含量與天麻的商品等級有一定關(guān)系。因此，無論在優(yōu)良品種選育還是開發(fā)中藥產(chǎn)品之前，首要工作即是對藥用植物進行種質(zhì)資源鑒定。正如李 杰等[6]在綜述鐵皮石斛種質(zhì)資源中總結(jié)的那樣，藥用植物種質(zhì)資源鑒定對藥材的質(zhì)量控制與中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2 天麻的品質(zhì)分析

2.1 天麻藥用成分及質(zhì)量鑒定

有關(guān)天麻藥用成分的研究工作已經(jīng)較為深入，在其塊莖中發(fā)現(xiàn)多種化學(xué)成分，如酚類、有機酸類、多糖類、甾體類等，其中天麻素（對-羥甲基苯-β-D-吡喃葡萄糖）、對羥基苯甲醇等多種酚類成分是公認的主要藥用活性成分[7]。而在藥理作用方面，孫澤陽等[8]總結(jié)，天麻素在鎮(zhèn)靜催眠、抗驚厥、鎮(zhèn)痛等方面具有顯著療效。目前，天麻質(zhì)量鑒定工作主要集中在3個方面[9]：一是天麻有效成分種類的定性分析，即根據(jù)天麻中有效成分的特征屬性來對天麻藥材進行鑒定，如方 濤等[10]用紫外吸光法探究天麻在不同波長吸收的比值來判定天麻的真?zhèn)危欢翘炻橛行С煞值暮繙y定，目前利用HPLC法對中藥材進行有效成分測定是一種普遍方法，如閆寶慶等[11]利用HPLC對天麻中天麻素等多種成分進行測定分析，建立了用HPLC法對4種天麻有效成分進行測定的方法；三是天麻化學(xué)植物圖譜的建立，目前HPLC指紋圖譜已經(jīng)成為公認的鑒別中藥品種與品質(zhì)的最有效手段，但也存在一些問題例如圖譜穩(wěn)定性差、與藥效研究脫節(jié)等[12]。楊芝芳等[13]對不同產(chǎn)地和品種的天麻建立了HPLC指紋圖譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地的天麻化學(xué)成分上有著較大差異，產(chǎn)地是影響天麻品質(zhì)的一個重要因素。

2.2 不同產(chǎn)地天麻品質(zhì)比較

天麻在我國分布廣泛，在云貴高原、長白山、長江三峽地區(qū)等地區(qū)均有分布，而據(jù)現(xiàn)有研究表明，不同產(chǎn)地的天麻在質(zhì)量上有較大的差異，例如翟宇君[14]以高效液相色譜（HPLC）指紋圖譜結(jié)合指標性成分定量分析的方法，以購自國家藥品生物制品檢定所的天麻對照藥材作為指紋對照品，對不同產(chǎn)地、不同類型的天麻進行了綜合評價。結(jié)果表明，高黎貢山野生天麻HPLC指紋圖譜的相似度最高，天麻素含量也與對照藥材接近，品質(zhì)較優(yōu)；安徽大別山天麻相似度最低，但天麻素含量最高，可考慮作為開發(fā)天麻素的原藥材，具有較高的利用價值。梁紀軍等[15]利用HPLC對貴州、安徽、四川、遼寧4個地方的天麻中天麻素含量進行測定，結(jié)果表明，4個產(chǎn)地天麻的天麻素質(zhì)量百分含量分別為0.381%、0.454%、0.620%、0.332%。肖 薇等[16]也利用HPLC法比較了不同產(chǎn)地天麻中天麻素的含量，分別為貴州畢節(jié)1.44%、陜西漢中0.82%、安徽大別山0.44%，也發(fā)現(xiàn)不用產(chǎn)地天麻中有效成分存在較大差異。

2.3 不同變種間天麻品質(zhì)比較

在天麻屬下的13個種中唯有天麻1個種可以入藥，而在天麻種內(nèi)又有5個變種，變種間成分上的差異也較大。李西林等[17]選取了貴州大方所產(chǎn)的不同變種的天麻，利用HPLC測定其中天麻素含量，結(jié)果表明，栽培烏天麻天麻素含量為0.76%，栽培紅天麻含量為0.33%，而栽培黃天麻中天麻素含量最少，僅為0.29%。李西林等[17]同時也比較了栽培烏天麻與野生烏天麻中天麻素的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)野生烏天麻素含量低于栽培烏天麻含量，為0.17%[17]。由此表明，相同產(chǎn)地不同變種間天麻素含量差異較大，野生或栽培都是天麻質(zhì)量差異的重要影響因素。李德勛等[18]比較了不同變種天麻中天麻素的含量，結(jié)果表明，綠天麻中天麻素含量為1.697%，烏天麻中天麻素含量為1.44%，紅天麻中天麻素含量為1.519%，黃天麻中天麻素含量為0.904%，結(jié)果也體現(xiàn)了不同變種見天麻品質(zhì)的差異。

3 討論

3.1 天麻種質(zhì)資源鑒定對優(yōu)良品種選育工作的影響

藥用植物的優(yōu)良品種選育就是對原有種質(zhì)進行加工改良，然后再進行育種。因此，選擇優(yōu)良種質(zhì)是育種工作的第一步。對天麻來講，不同產(chǎn)地、不同種質(zhì)的成分差異較大，并且不同變種之間又很難從表型上準確地進行區(qū)分。因此，對天麻進行種質(zhì)資源鑒定，是開展天麻優(yōu)良品種選育的前提。

在進行藥用植物種質(zhì)資源鑒定方面，主要利用的遺傳標記有4個方面，即形態(tài)學(xué)標記、細胞標記、生化標記、分子標記[19]，由于前3種標記在種質(zhì)資源鑒定方面都存在著自身缺陷，而分子標記技術(shù)有著數(shù)量多、多態(tài)性高、能提供較完整的遺傳信息等優(yōu)勢，成為種質(zhì)資源鑒定的主要方法。朱 英等[20]利用相關(guān)序列擴增多態(tài)性（SRAP）技術(shù)對藥用植物白芨的種質(zhì)資源進行了遺傳多樣性分析，其結(jié)果對白芨進行種質(zhì)資源分析提供了重要參考，同時也驗證了分子標記技術(shù)在藥用植物種質(zhì)資源鑒定中的可行性。

3.2 野生天麻種植資源的保護

隨著市場對中成藥需求的不斷增高，野生資源遭到過度采挖，栽培品種數(shù)量不斷上漲。這種野生種質(zhì)資源損失的現(xiàn)象意味著植物適應(yīng)環(huán)境變化的潛力在喪失，也就意味著在育種工作中尋找新的遺傳資源來抵御病蟲害等不利條件的可能性下降[21]。天麻由于生長方式獨特，其野生種質(zhì)資源變得越來越稀缺。因此，在著手開展保護工作之前先要進行種質(zhì)資源調(diào)查和鑒定，對其種質(zhì)資源開展有針對性的保護。

4 展望

鑒于天麻生長發(fā)育的特殊性、藥用功能的重要性以及目前所面臨的種質(zhì)資源混亂的情況，在后期的藥用植物研究工作中，應(yīng)著手開展關(guān)于天麻的種質(zhì)資源鑒定工作。目前，DNA分子標記技術(shù)已經(jīng)廣泛用于植物種質(zhì)資源的研究，例如隨機擴增多態(tài)性DNA（RAPD）、擴增片段長度多態(tài)性（AFLP）、簡單序列重復(fù)（SSR）等。與形態(tài)學(xué)標記等方法相比，DNA分子標記可排除環(huán)境干擾，結(jié)果更可靠。目前研究發(fā)現(xiàn)，RAPD與AFLP技術(shù)已經(jīng)被用于研究天麻的種質(zhì)遺傳差異，SSR技術(shù)還較少被利用。SSR標記廣泛分布于基因組中，具有多態(tài)性豐富、信息量大、操作簡單等特點[22]，目前已經(jīng)廣泛用于藥用植物種質(zhì)資源鑒定以及遺傳多樣性分析，王曉麗等[23]比較了AFLP以及SSR技術(shù)在天麻遺傳分析上的應(yīng)用，結(jié)果表明SSR有更強的區(qū)分能力。黎 君等[24]也運用SSR技術(shù)對藥用植物白芨進行了遺傳多樣性的研究，再次證明了SSR技術(shù)在藥用植物種質(zhì)資源鑒定與遺傳多樣性分析研究中的可行性。因此，利用SSR技術(shù)系統(tǒng)地對天麻進行種質(zhì)資源鑒定以及遺傳多樣性分析有重要的研究意義。

5 參考文獻

[1] 中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京：科學(xué)出版社，1999：45-50.

[2] 國家藥典委員會.中國藥典[M].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015：91-92.

[3] 董靜洲，易自力，蔣建雄.我國藥用植物種質(zhì)資源研究現(xiàn)狀[J].西部林業(yè)科學(xué)，2005，34（2）：95-101.

[4] 陳建設(shè)，侯昭強，文光玉，等.中國大陸天麻屬一新分布種：細天麻[J].西北植物學(xué)報，2015，35（7）：1482-1484.

[5] 仲瑞雪，陳韻蓓，段小云，等.天麻商品等級與天麻素含量相關(guān)性研究[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥，2016，12（17）：27-30.

[6] 李杰，章金輝，朱根發(fā)，等.石斛屬植物種質(zhì)資源鑒定及指紋圖譜應(yīng)用研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（16）：63-68.

[7] 陶云海.天麻藥理作用新進展[J].中國中藥雜志，2008，33（1）：108-110.

[8] 孫澤陽，胡東鳴.天麻及其活性成分藥效作用的實驗研究[J].中國野生植物資源，2012，31（3）：1-7.

[9] 王莉.天麻化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)及質(zhì)量控制方法研究[D].大連：中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，2007.

[10] 方濤，朱開賢.利用紫外光譜鑒別天麻真?zhèn)蝃J].山西中醫(yī)，1991，7（1）：28-29.

[11] 閆寶慶，張暉芬，逄楠楠，等.RP-HPLC同時測定天麻中四種成分的含量[J].中國中藥雜志，2009，34（22）：2903-2906.

[12] 楊東風(fēng).丹參藥材HPLC指紋圖譜及其質(zhì)量評價研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2007.

[13] 楊芝芳，鄧薇，宗露，等.不同產(chǎn)地和品種天麻的HPLC指紋圖譜研究[J].華西藥學(xué)雜志，2016，31（2）：188-191.

[14] 翟宇君.天麻藥材質(zhì)量評價及HPLC指紋圖譜研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2009.

[15] 梁紀軍，田大豐，王中彥，等.HPLC法測定不同產(chǎn)地天麻中天麻素的含量[J].沈陽藥科大學(xué)學(xué)報，2006，23（1）：26-28.

[16] 肖薇，尹珉，莊志弘，等.不同產(chǎn)地天麻中天麻素含量的測定[J].北京中醫(yī)藥，2011，30（12）：945-946.

[17] 李西林，米健芳，馬曉悅，等.HPLC法對不同產(chǎn)地天麻藥材的質(zhì)量分析[J].中國實驗方劑學(xué)雜志，2010，16（8）：96-97.

[18] 李德勛，陳桂，李輔碧，等.天麻不同變異類型藥材中天麻素含量比較[J].現(xiàn)代中藥研究與實踐，2007，22（3）：23-24.

[19] 肖哲麗，柳金鳳.分子標記技術(shù)在藥用植物研究中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（5）：300-303.

[20] 朱英，劉永翔，黃永會，等.白芨屬種質(zhì)資源的SRAP標記分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（9）：10-13.

[21] 鄒喻蘋，葛頌，王曉東，等.系統(tǒng)與進化植物學(xué)中的分子標記[M].北京：科學(xué)出版社，2001：157.

[22] 羅兵，孫海燕，徐港明，等.SSR分子標記研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：5210-5212.

[23] 王曉麗，常楚瑞，宋聚先，等.天麻不同種質(zhì)的AFLP和SSR分析[J].中華中醫(yī)藥雜志，2012，27（3）：555-558.

[24] 黎君，楊恒，周天華.白芨SSR引物篩選及群體遺傳多樣性研究[J].西北植物學(xué)報，2016，36（7）：1343-1350.