祁白菊基原考證及道地藥材成因研究進展

楊雅坤， 崔清卓， 韓 偉， 陳 健， 肖 彤， 鄭玉光， 李愛英， 趙京山,*

(1.河北中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，河北 石家莊 050200；2.河北省高校中藥組方制劑應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 石家莊 050091)

菊花是中醫(yī)臨床常用中藥，具有疏風(fēng)清熱、平肝明目、清熱解毒的功效[1]。在長期的人工栽培中形成杭菊、懷菊、滁菊、亳菊、貢菊、祁菊、濟菊、川菊八大品系[2]。祁菊作為河北省的道地藥材之一，主產(chǎn)于安國市，安國古時稱祁州，因此被冠以“祁”字，稱為“祁菊”[3]，是北方市場流通較大的菊花品種之一。目前，祁菊不是2020年版《中國藥典》規(guī)定的藥用菊花品種，歷代本草對其記載較少，使之不被大眾所熟悉。基于此，本文通過查閱地方志、現(xiàn)代研究和實地考察相結(jié)合的方法，對祁菊的基原和道地性成因進行考證研究，以期為藥用菊花資源的開發(fā)利用和臨床應(yīng)用提供參考。

1 基原考證

《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載菊花又名鞠華，列為上品[4]。明代以前的本草記載中未提及祁白菊?！逗颖彼幉摹分杏涊d：“菊花名藥菊、白菊花，主要產(chǎn)地為安國縣”[5]。河北安國所產(chǎn)菊花是指祁白菊?！吨兴幋筠o典》記載：“祁菊屬白菊一類”[6]。《安國縣志》記載，明清時期是藥用菊花發(fā)展最盛的時期，安客堂與十三邦興盛，懷邦和亳州邦分別帶來質(zhì)量極佳的懷菊和亳菊，同時多種藥材的籽種秧苗和種植技術(shù)傳入安國，因此藥農(nóng)開始嘗試菊花藥材的引種，經(jīng)過自然和人工的選擇，逐漸形成具有地域特性的菊花[7]?！镀钪菟幹尽酚涊d，祁菊名白菊花，邊花舌狀而狹長，白色而微褐，長至1.2～1.7 mm，寬2～4 mm，心花筒狀，筒口淡黃色，基部褐色，長至1～3 mm，占居中心而極稀少[8]。《祁州中藥志》記載祁菊“頭狀花序排列成傘房狀，頂生或腋生，外圍舌狀花白色、黃色、淡紅色或偶有淡紫色，中央管狀花黃色”[9]，并有較為詳細的植物形態(tài)圖，見圖1。

祁菊多年生草本，莖直立多分枝，高60～100 cm。葉互生有柄，葉片基部心形，邊緣通常羽狀深裂，裂片具有粗鋸齒，總苞半球形的植物特征，外圍舌狀花白色、黃色，中央管狀花黃色的特征。根據(jù)上述描述的祁菊形態(tài)特征，結(jié)合所附“祁菊花”圖(圖1)和實地考察河北中醫(yī)學(xué)院(祁州校區(qū))藥材種植基地的祁白菊(圖2)，將2020年版《中國藥典》中規(guī)定的5種藥用菊花干燥頭狀花序進行比較，見表1，提示形態(tài)學(xué)鑒定祁菊的原植物是懷菊或亳菊。趙燏黃先生所著的《祁州藥志》記載：“祁菊移植栽培于亳菊和懷菊”?，F(xiàn)代文獻將不同來源的菊花樣品按基原歸類，以木犀草素及木犀草苷作為基原判別最相關(guān)的特征成分組，驗證實驗中得出祁菊和亳菊聚為一類[10]。亳菊是由河南的懷菊向南移至亳州形成的[11-12]，所以祁菊和懷菊、亳菊的形態(tài)較為相似。綜上所述，祁菊來源于安徽的亳菊，但仍需進一步從基因水平對種質(zhì)親緣關(guān)系進行分析。

表1 菊花干燥頭狀花序比較

2 道地藥材形成原因

2.1 自然條件 產(chǎn)地的自然條件是道地性的保障。藥材的生產(chǎn)有一定的地域性，且產(chǎn)地與產(chǎn)量質(zhì)量有著密切的關(guān)系。菊花喜溫暖氣候，但也耐寒，適宜在干燥向陽、排泄方便、肥沃疏松的土壤上栽培[13]。河北省安國市屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季氣溫上升迅速且干燥多風(fēng)，夏季高溫多雨，秋季晝夜溫差較大，冬季寒冷雨雪少。土壤肥力較高，主要是沙質(zhì)和輕質(zhì)土壤，植物種植灌溉全部使用水質(zhì)良好的地下淡水。

實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，安國祁菊的生長環(huán)境通常是陽光充沛，白天溫度高，夜間溫度低，晝夜溫差大，并常常伴隨著水淹、干旱、紫外輻射及養(yǎng)分缺乏的脅迫。為應(yīng)對逆境環(huán)境，祁菊在基因表達、信號傳導(dǎo)、逆境蛋白形成等多水平、多環(huán)節(jié)發(fā)生變化來增加自身的適應(yīng)性，呈現(xiàn)整體抗逆性[14-15]?，F(xiàn)代研究通過克隆綠原酸合成途徑中關(guān)鍵酶莽草酸羥基肉桂?；D(zhuǎn)移酶(HCT)中的CmHCT1、CmHCT2基因，香豆?；狨?′-單加氧酶(C3′H)中的CmC3′H1、CmC3′H2基因以及克隆黃酮合成途徑中的關(guān)鍵基因類黃酮3′-羥化酶基因(F3′H)，探究淹水脅迫對上述基因的表達和活性成分的影響，研究發(fā)現(xiàn)，花芽分化期的菊花經(jīng)過淹水脅迫，其下游產(chǎn)物及活性成分的積累可以顯著增加[16-17]。每年8月左右正值河北地區(qū)夏季多雨時節(jié)，祁菊不可避免地遭受一定程度的淹水脅迫，隨之又面臨干旱季節(jié)的影響，同時安國以中藥材交易聞名，重工業(yè)不多，自然環(huán)境很少受到污染，因此祁菊陽光照射充足，接收的紫外線輻射較多。當(dāng)祁菊面臨這些環(huán)境脅迫時，常常會以抑制自身生長為代價消耗更多的代謝物質(zhì)來增強自身的防御系統(tǒng)，不斷合成和積累次生代謝產(chǎn)物，而大多藥用植物的次生代謝產(chǎn)物往往是中藥的藥效活性成分[18]。然而環(huán)境不同誘導(dǎo)形成和積累的代謝產(chǎn)物也不同，只有在特定環(huán)境脅迫下才能促進中藥積累特定次生代謝產(chǎn)物[19]。

由于引種的亳菊對安國環(huán)境的適應(yīng)能力是相對的，祁菊對環(huán)境的適應(yīng)也有一定的范圍特征，其范圍的界限就形成祁菊的道地產(chǎn)區(qū)。將祁菊引種到其他產(chǎn)區(qū)，它的性狀可能發(fā)生一定的改變而影響其道地性。因此，河北安國獨特的自然條件增強祁菊的藥效成分，對其成為河北道地藥材起著重要作用。

2.2 種質(zhì) 種質(zhì)是決定藥材道地性的根本因素。祁菊的道地性在生物學(xué)角度可以認(rèn)為是原植物的基因型及其所處環(huán)境共同影響的結(jié)果，即“表型=基因型+環(huán)境改變”[20]。祁菊不僅受環(huán)境中調(diào)控藥用植物次生代謝物生源途徑的各種生物因子的影響，同時其自身遺傳對品質(zhì)也起著決定性的作用。據(jù)上述基原考證可知，祁菊移植栽培于亳菊，王德群等[3]認(rèn)為20世紀(jì)30年代河北安國引種亳菊，由于地理環(huán)境的差異形成了祁菊，因其品質(zhì)優(yōu)良，逐漸形成一定的種植規(guī)模，品種、質(zhì)量穩(wěn)定。亳菊的組織結(jié)構(gòu)、功能和形態(tài)受安國當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響未達到成熟穩(wěn)定的水平，因此產(chǎn)生變異。亳菊的新形態(tài)被認(rèn)為是受基因和表觀遺傳所控制。不同等位基因?qū)Νh(huán)境的靈敏度不同，亳菊通過識別外界環(huán)境信號對不同轉(zhuǎn)錄因子進行召集，激活轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生不同的表現(xiàn)形式，從而適應(yīng)新的生態(tài)環(huán)境[21]。在亳菊基因組DNA序列沒有改變的情況下，基因的修飾和表達調(diào)控發(fā)生可遺傳變化，如組蛋白修飾、非編碼RNA和DNA甲基化等，已有研究表明，菊花的生長發(fā)育受DNA甲基化水平變異的影響[22]。祁菊性狀特征和化學(xué)成分均受到與亳菊相同的基因或基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)控制，兩者雖具有相同的基因型，但在不同環(huán)境下產(chǎn)生了不同的表現(xiàn)形式，事實上祁菊具有的新特征增強了亳菊對環(huán)境適應(yīng)能力[23]，提高了亳菊的耐旱性和產(chǎn)量。

祁菊優(yōu)良品質(zhì)的形成是控制其性狀表型的相關(guān)基因在安國獨特環(huán)境下選擇性表達的結(jié)果，基原物種亳菊通過調(diào)節(jié)其基因表達調(diào)控機制的平衡來增強對環(huán)境的適應(yīng)能力，使祁菊具有更好的表型適應(yīng)環(huán)境的變化。

2.3 種植管理加工方式 種植管理加工方式是道地性的重要因素。在自然環(huán)境和人工種植的選擇下，藥農(nóng)種植栽培中注重藥材的性、味和藥效，淘汰質(zhì)量低劣、藥性不純和藥效不高的菊花品種，注意藥材籽種和秧苗的選擇、提純復(fù)壯，使祁菊形成具有地域特性的菊花。《祁州中藥志》中詳細記載了安國人民如何栽植、采收、貯藏祁菊的過程。祁菊的栽培方法多為分株繁殖，也可扦插繁殖。分株繁殖可分為春栽和夏栽，藥農(nóng)將生長健壯的幼苗全根挖出，同時將莖葉割除，施加農(nóng)家肥重新栽植于肥沃地塊，以確保藥材質(zhì)量。輪作倒茬在當(dāng)?shù)厥且环N常見的種植方式，即同一塊田地上按照一定的順序在一定的年限內(nèi)，輪換種植不同農(nóng)作物的一種種植方法[24]，如菊花-水稻輪作、菊花-玉米間作等。根系深淺不一的作物可以充分利用土壤中的養(yǎng)分和水分，同時上一輪作物分泌的殺菌素、生長素、信號素等化學(xué)物質(zhì)也可能會直接或間接地影響下一輪作物的生長。這種通過模仿自然生態(tài)系統(tǒng)的種植方式，可以充分利用特定土地的資源來提高作物產(chǎn)量，使祁菊在混合種植中通過防御生態(tài)環(huán)境促進次生代謝產(chǎn)物的不斷積累。

依據(jù)當(dāng)?shù)赝恋貤l件、肥力狀況與天氣情況，藥農(nóng)調(diào)配合理的種植密度，使祁菊通風(fēng)好、光照充足、作業(yè)便利。菊花幼苗高30 cm左右時,選擇晴朗天氣“打頂”，隨后追加農(nóng)家肥，使其多發(fā)新枝，從而達到多花多產(chǎn)的目的。在6～8月之間，藥農(nóng)進行菊苗“摘心”，促進菊苗分枝和菊枝間生長的平衡，防止倒伏。據(jù)本地藥農(nóng)經(jīng)驗，栽種菊花要掌握“三栽，四平頭，五、六分枝頭，七、八多追肥，九月看花頭”(數(shù)字指農(nóng)歷月份)的要領(lǐng)，即可豐產(chǎn)高產(chǎn)。

祁菊的加工方法與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、氣候條件和藥農(nóng)的生產(chǎn)習(xí)慣緊密相連。安國地處平原，緯度較高，空氣濕度小，霜期較早，菊花在田里易受霜害，采收時期短的影響，所以在農(nóng)歷九月上旬祁菊開放時采收，避免菊花因采收期不合理造成的藥材質(zhì)量下降。將采收后的菊花及時烘干入庫，趁鮮用硫磺熏半天(每50 kg用硫磺0.25 kg)取出曬干，或在花半干時熏。使用少量的硫磺熏蒸使菊花外形較好，烘干時間短，且易于存放，綠原酸的含量較高[25]，在貯藏過程中，祁菊的蟲蛀、霉變程度最低[26]。

現(xiàn)在中藥農(nóng)業(yè)模仿作物農(nóng)業(yè)，使用農(nóng)藥，大肥大水盲目追求產(chǎn)量，大量施肥雖然會提高中藥材的產(chǎn)量，卻減少了藥材次生代謝產(chǎn)物的積累，影響中藥材的有效成分。安國藥農(nóng)結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境，在長期的實踐中積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，形成了一套約定俗成的操作規(guī)程，如通過輪作倒茬、使用農(nóng)家肥和打頂摘花等傳統(tǒng)方法確保產(chǎn)量，這不僅符合生態(tài)種植的要求、對環(huán)境也是一種保護，同時也增強了中藥材的品質(zhì)。

2.4 化學(xué)成分 道地藥材可憑借其獨特的化學(xué)成分表現(xiàn)出優(yōu)異的治療效果。2020年版《中國藥典》以木犀草苷、3,5-O-二咖啡?；鼘幩?、綠原酸為評價菊花質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。黃酮和苯丙素類化合物是菊花發(fā)揮藥理藥效作用的主要生物活性成分[27]。現(xiàn)代藥理研究表明，黃酮類化合物是保護心血管的主要成分，綠原酸具有抗菌的作用。以“祁菊”為檢索條件，查閱近年來各數(shù)據(jù)庫的相關(guān)文獻，研究祁菊樣本與其他藥用菊花化學(xué)成分的異同。賈凌云等[28]采用高效液相色譜法對八大主流菊花的木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷、綠原酸及芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷進行含量測定，結(jié)果顯示，濟菊(0.42%)和祁菊(0.39%)的綠原酸含量較高。米曉蘭等[29]采用變異系數(shù)權(quán)重法聯(lián)合模糊評判法和物元分析理論對不同采收期祁菊的有效成分含量進行綜合評價，結(jié)果顯示，祁菊各采收期的有效成分含量較高，均達到2020年版《中國藥典》規(guī)定，另外祁菊與懷菊、貢菊、杭白菊、亳菊比較，整體質(zhì)量在5種菊花中最好，其中總黃酮含量和3,5-O-二咖啡?；鼘幩岷吭谒鶞y菊花中最高，同時木犀草苷和綠原酸含量也處于較高水平[30]。目前，從菊花中分離得到56個黃酮類化合物，張曉媛等[31]首次從祁菊中獲得3個黃酮類化合物，均有較好的藥用價值。徐文斌等[32]對20批菊花藥材進行比較分析，發(fā)現(xiàn)祁菊的揮發(fā)油含量超過2 mL/kg。瞿璐等[33]利用多種色譜法對祁菊的非藥用部位進行研究，在祁菊葉中分離得到6個單體化合物，其中首次從菊屬植物中分離得到icariside D1和芐醇-O-[β-D-吡喃葡萄糖-(1→6)]-β-D-吡喃葡萄糖苷。瞿璐等[34]還從祁菊秸稈中首次分離得到4-O-咖啡?；鼘幩?、1,4-二咖啡酰基奎寧酸、3,5-二咖啡?；鼘幩峒柞ズ?,4-二咖啡酰基奎寧酸甲酯，可見祁菊的非藥用部位也有較高的利用價值，能否利用非藥用部位代替花序入藥，擴大菊屬植物的適用范圍也是今后研究的方向。白雁等[35]從宏觀上認(rèn)為安徽、河南和河北所產(chǎn)亳菊、懷菊和祁菊，原藥材各提取部位的譜圖及紅外譜圖十分相似，其中木犀草素的含量和總揮發(fā)油的指標(biāo)含量明顯高于南方地區(qū)的菊花。

環(huán)境脅迫影響祁菊基因的表達，從而影響次生代謝產(chǎn)物的合成與積累，有利于道地藥材的形成。夏季淹水脅迫使祁菊調(diào)控C3′H和HCT基因催化下游產(chǎn)物綠原酸的形成；調(diào)節(jié)F3′H基因的表達來調(diào)控下游產(chǎn)物木犀草素和木犀草苷的合成，在此過程中增強了藥物活性成分的積累[15-16]。干旱脅迫使祁菊調(diào)整滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和保護酶活性來提高抗旱性，適當(dāng)?shù)母珊悼梢蕴岣邠]發(fā)油的含量[36-37]。

綜上所述，祁菊的綠原酸和黃酮等化合物具有較高的含量，使祁菊在抗菌活性、保護心血管上可能優(yōu)于其他菊花，同時祁菊的揮發(fā)油含量較高，反映在感官上是祁菊有一種獨特的味道，可廣泛應(yīng)用于茶飲中。無論是中藥材的化學(xué)成分還是性狀特征，均受到基因或基因之間相互作用的影響，祁菊道地性的成因歸根到底是構(gòu)成其基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的結(jié)果[38]。因此，還需進一步從遺傳機制揭示基因之間的關(guān)系，深刻研究祁菊道地性的本質(zhì)。

2.5 臨床應(yīng)用 道地藥材具有廣為人知的優(yōu)良品質(zhì)，在中醫(yī)臨床實踐中廣為使用。明、清時期安國十三邦興盛，經(jīng)濟發(fā)展，祁州藥市繁榮，各類藥材交易不勝枚舉，促進了祁菊的產(chǎn)生與發(fā)展。河北省及京津地區(qū)自古名醫(yī)眾多，明代安國王延輔、河間董教清、雄縣趙律、清代玉田王清任、定縣楊照藜、柏鄉(xiāng)魏荔彤等，諸多燕趙名醫(yī)在應(yīng)用經(jīng)典名方白菊花散(白菊花、綠豆皮、谷精草、夜明砂)、菊花通圣散(白菊花、滑石、石膏、黃芩、甘草等)、菊花辛夷散(白菊花、辛夷、包谷粉、滑石粉、冰片)等治療疾病時，常使用祁菊替代白菊花入藥，療效顯著。清朝光緒年間張仲元僅用“鮮菊花瓣”為慈禧擬的菊花延年膏方，深受慈禧太后的喜愛，使祁菊在宮廷中廣為應(yīng)用，后逐漸演變成菊花茶、菊花糕等。近代張錫純因祁菊疏散風(fēng)熱力強，在古方馬乳飲中以祁菊代替其他品種菊花治療牙疳。祁菊在燕趙名醫(yī)的廣泛使用中證實其顯著的藥效，但由于不被大眾所熟知，僅在河北地區(qū)部分用藥，銷量較低，導(dǎo)致藥農(nóng)的種植熱情下降。

3 小結(jié)

祁白菊來源于亳菊，河北尤其是祁州特定的自然環(huán)境、優(yōu)良的種質(zhì)、藥農(nóng)的精心培育和選擇以及獨特的加工方式，造就了祁白菊的優(yōu)良品質(zhì)，在燕趙名醫(yī)的廣泛臨床使用中提高了知名度，亳菊的特定基因是祁白菊產(chǎn)生優(yōu)良表型的基礎(chǔ)，安國適宜的生態(tài)環(huán)境推動了祁白菊表型的發(fā)展。但由于現(xiàn)有文獻較少，部分內(nèi)容有待進一步商榷，以期通過此文增強中醫(yī)藥界對祁白菊的認(rèn)識，確保河北道地藥材祁白菊的穩(wěn)定發(fā)展,為加強祁白菊種質(zhì)資源的保護、研究和開發(fā)利用提供參考。