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中药材生物育种初见成效

添加时间:2012-11-20 13:19:30   浏览次数: 次    【 】   打印   关闭窗口

  建设中药材规范化种植基地,是中药产业可持续性发展的重要保证。而中药材的种质资源(在产业上体现为种子、种苗)是中药材规范化种植(GAP)最基本的生产资料,是目前实施中药材GAP过程中最重要但又是最薄弱的环节之一。

  GAP种植的源头短板

  就某一具体植物而言,药用植物的种质资源包括其栽培品种(类型)、野生种、近缘野生种和特殊遗传材料在内的所有可利用的遗传材料;在中药产业上,则具体体现为种子、种苗。

  药用植物作为一类具有特殊用途的经济植物,长期以来以采集野生植株为主,但由于多年来对中药资源的合理开发利用认识不足,对中药资源过度经营和利用,加上城镇化、工业化的迅猛发展、生态环境污染等因素的影响,致使中药资源面临品种萎缩、退化和部分品种枯竭的现象。

  而与传统农业相比,中药材种子种苗的繁育技术与产业化十分薄弱。在常用的中药材中,经选育的优良品种不多,大多数中药材没有进行系统的种质资源的调查、收集、整理、保存和评价工作,缺乏遗传育种学各项遗传参数、生长发育规律、种子特征、药材质量药效与栽培因素的关系等基础数据的积累,长期以来主要是参考、移植和应用农作物的传统常规育种方法,中药材育种总体技术薄弱。

  因此,大多数中药材无良种生产基地和严格的制种技术,生产上使用的种子、种苗多是沿袭多年的农家品种或被引种驯化的野生类型。由于未能提纯、复壮,多数种子种苗的种性退化,抗逆性差,变异分化较严重,丰产性能低;采集的野生药材种子成熟度不足,种性混乱;假种、劣种屡见不鲜;不少种子种苗携带病菌、虫害。

  由于中药材品种繁多、产量和重量双重要求、独特的生态生物学特征等特殊因素,大多数中药材种子种苗尚未建立质量标准及检验的技术体系,至于技术推广更无从谈起。此外种质资源的培育还缺乏中药企业的参与,缺少良种中试基础建设和良种繁育基地。许多中药企业往往在准备进行中成药原料药材规范化产业化种植基地建设时,才发现所缺少并不是资金、土地,而是优良的种子种苗。

  中药材的种子、种苗比一般农作物的种子、种苗具有其特殊性。从基源来看,中药材相当一部分属多来源(约占《中国药典》收载品种的1/4),即使来源于同一植物也往往由于栽培类型的不同而在生产性状上呈现出较大的差异,而中药材的有效性、安全性与其植物基源有着十分密切的关系。筛选和培育遗传性能稳定、高效优质、抗病性强的栽培品种,已成为提高中药材质量和产量的主要途径之一。同时,中药材种子本身具多样性和复杂性,包括种子、种苗的外部特征、内部构造、休眠和萌发习性、寿命习性等。因此,中药材优良品种是生产优质中药材的基础,只有通过良种的选育才能实现中药材品种的生物学性状整齐、遗传基因稳定、产量稳定、药用成分含量高且稳定可控;中药材种子种苗是整个中药产业“源头”的“源头”、“瓶颈”的“瓶颈”,是实施中药材规范化种植(GAP)首要解决的问题。

  种质研究亟待破冰

  中药材的良种繁育工作意义重大,包括新品种的选育、优良品种种子的繁殖等工作,最终的目标是实现优良种子种苗的产业化,这是中药材规范化产业化基地建设应该重视的第一个问题。

  随着我国中医药现代化步伐的加快,中药材规范化种植的大力推行,中药材种源问题、优良品种的选育工作已日益受到重视,特别是通过引进各种生物技术开展药用植物的品种选育工作。

  近年来国家组织了中药材种子种苗和标准平台建设,开展常用中药材种子种苗的质量标准研究与制订。

  以穿心莲种子种苗为例,通过结合规范化产业化基地的建设,开展穿心莲种子种苗质量标准的研究与制定,并为其他种子种苗培育研究提供了借鉴。首先,在技术上进行了穿心莲种子检验规程的研究,制定出了穿心莲种子的扦样、品种真实性、种子净度、发芽试验、生活力测定、水分测定、千粒重测定、种子健康度的检验方法和实施规范;其次,制订了穿心莲种子的质量标准,以千粒重、种子净度、种子发芽率和种子含水量、药材的产量和品质标准为标准,获得种子等级划分参数;第三,制定出了穿心莲种子种苗生产标准化操作规程,包括适宜生长的生态环境(气候和土壤)、隔离要求、栽培方式、田间管理、留种方式、收获时间和加工方法、贮藏与保存方法等;并将进一步建设穿心莲种子种苗良种规范化生产基地。

  通过建立穿心莲种子、种苗的品质鉴定与评价技术标准体系,建立起穿心莲原种保存—原种繁育—良种繁育的系统的种子、种苗生产供应链,实现能批量、快速、经济地提供优质纯正的穿心莲种子、种苗,将促进穿心莲种子、种苗商品规格化、质量标准化;还将进一步通过专利、专有技术、认证、品牌等手段,构建起自我的技术壁垒和市场经营壁垒,产生较大的社会、经济效益。而这种种子种苗的研究与培育产业链条式的发展模式,正是我国现阶段种子种苗研究的弱项,应该不断推而广之,确保GAP规范种植不断链。

  目前中药材生物育种技术主要包括系统选育、杂交育种、诱变育种、染色体倍性育种、分子育种等技术。

  系统育种是采用连续不断地从栽培植物的大田中或杂种后代的试验田里,选择具有优良性状的单株或群体,用人工的方法加以定向选育,形成优质高产品种。如从四种栽培类型的药用白菊花中选育出具有优良栽培性状且高产的红心菊、小白菊两个新品种;发现一些南药的不同农家种,如阳春砂的圆果、长果,巴戟天的小叶种、大叶种,广藿香的牌香、肇香、南香,广佛手的握拳果、张手果,并初步筛选出其中的优良品种,如巴戟天的小叶种、广藿香的牌香等。杂交育种包括有性杂交和无性杂交,如对多个天麻品种进行多年正反交试验,培育出三个杂交高产品种;诱变育种是利用物理、化学诱变因素诱发植物基因突变,促进遗传基因重组,扩大遗传变异。包括离子束诱变育种、辐射育种、化学诱变、空间诱变等。如近年开展了大气压放电等离子体种子处理技术在南药穿心莲的研究和应用;染色体倍性育种包括单倍性育种和多倍体育种。药用植物多倍体具有生物产量高、抗逆性强、某些药用活性成分含量增加等优点,目前已人工加倍成功的植物有牛膝、百合、宁夏枸杞等数十种药用植物;分子育种指以基因工程育种。


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