鄭巧萍　謝學(xué)強　潘石瓊　季磊　周雨青

摘要：綜述了國內(nèi)外對黃山藥化學(xué)成分、栽培技術(shù)、育苗技術(shù)、有效成分提取加工等方面的研究內(nèi)容、方法及成果，提出了黃山藥的研究方向。

關(guān)鍵詞：黃山藥；生藥鑒定；栽培；育苗技術(shù)；育種

黃山藥（DioseoreapanthaieaPrain et Burk.），薯蕷科薯蕷屬植物，別名姜黃草、老虎姜、黃姜、小哨黃姜等，為多年生草質(zhì)纏繞藤本，是中國特有野生植物，主要分布于四川、湖北恩施、湖南西南部、貴州西部、云南等地，生于海拔1000～3500m的山坡路旁、林邊、河谷兩側(cè)或灌木叢中，適應(yīng)于疏松肥沃、排水良好的沙質(zhì)土壤及山坡地等。秋季采收根莖，洗凈曬干入藥，性溫，味苦，可清熱解毒，治胃痛、跌打損傷，也可治療冠心病、心絞痛、心腦血管等疾病，另有鎮(zhèn)咳、平喘等作用。從根莖提取的薯蕷皂甙元是心血管疾病藥物、甾體激素等藥物的藥源，開發(fā)潛力大，前景好。無序采挖已造成黃山藥野生資源日益減少，價格不斷上漲，亟需對黃山藥進行廣泛深入的研究以擴大生產(chǎn)?，F(xiàn)將近20年國內(nèi)外黃山藥研究狀況作如下綜述。

1國內(nèi)外研究概況

國內(nèi)外對黃山藥的系統(tǒng)研究歷時僅20余年。以黃山藥為主題詞在中國知網(wǎng)上進行中英文擴展檢索，得相關(guān)研究論文102篇，其中11篇涉及黃山藥化學(xué)成分，9篇涉及黃山藥栽培方法對產(chǎn)量和有效成分含量的影響，7篇涉及黃山藥育苗技術(shù)，6篇涉及黃山藥有效成分的提取和加工，其他論文涉及對黃山藥藥理及臨床應(yīng)用的研究。

2研究內(nèi)容、方法和成果

2.1黃山藥生藥鑒定方法研究

薯蕷屬植物在我國有49種，有較大藥用價值的有黃山藥、穿龍薯蕷、盾葉薯蕷等3種。市場上薯蕷類藥材大多是根莖的干片，很難區(qū)分薯蕷屬哪種藥材。為準確鑒別藥材種類，保證用藥安全有效，孫華欽、羅科等用分子標記法識別黃山藥、穿龍薯蕷和盾葉薯蕷這3種薯蕷屬藥材，用三者在psbA-tmH片段序列上的特征序列位點，設(shè)計了用于區(qū)分它們的寡核苷酸片段，為快速鑒別薯蕷屬這3種藥材找到了有效方法。但此法僅能用于區(qū)分這3種薯蕷屬藥材，不能排除該屬其他種類藥材也具有相同分子標記片段，故仍需對薯蕷屬植物分子標記法生藥鑒定進行深入研究。此外，湯依娜、何席呈等在進行藥材外觀性狀鑒別和使用普通光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡鏡檢鑒別的基礎(chǔ)上，用偏光顯微鏡對藥材橫切面進行觀察鑒別，再以藥材粉末顯微鏡鏡檢作為輔助手段進行鑒別，有效鑒別了薯蕷屬這3種藥材。

2.2黃山藥化學(xué)成分研究

鐘慧民、袁瑾等發(fā)現(xiàn)黃山藥含有脂肪、蛋白質(zhì)、糖、纖維、氨基酸；而氨基酸至少有17種，含量最高的是谷氨酸、其次是脯氨酸、亮氨酸、天門冬氨酸，這些氨基酸對人體有許多益處。李伯剛、唐易芳等用薄層層析、質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜、乙?；崴馀c標準品對照的方法，確定黃山藥乙醇提取物中的水難溶性甾體皂甙B為薯蕷皂甙，皂甙C為纖細皂甙。

2.3黃山藥有效成分的提取和加工研究

目前提取黃山藥薯蕷皂甙多用傳統(tǒng)方法，污染嚴重、產(chǎn)率低，對有限的資源浪費大，長時間直接提取利用可能會造成植物瀕臨滅絕。利用微生物對外源性化合物進行結(jié)構(gòu)修飾的微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，可豐富中藥材原化合物組分，增強其生物活性。張傳會、陳有為等以黃山藥為發(fā)酵基質(zhì)，通過真菌YM32139轉(zhuǎn)化，獲得天然薯蕷皂甙元。該法是用黑曲霉同體發(fā)酵法對黃山藥進行生物轉(zhuǎn)化，再利用高效液相色譜法（HPLC）分析轉(zhuǎn)化后的黃山藥化合物種類和含量的變化，發(fā)現(xiàn)用微生物轉(zhuǎn)化可豐富黃山藥原有化合物組分。該法為中藥材原有化合物成分生物活性的增強以及天然新藥成分資源的發(fā)掘指明了方向，提供了方法。

2.4黃山藥栽培研究

2.4.1不同物候期對黃山藥薯蕷皂甙元含量的影響。李伯剛、周瑾用常規(guī)重量法研究不同物候期黃山藥根莖中薯蕷皂苷元含量變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)開花盛期含量最高，根莖生長期次之，萌發(fā)出苗始期最低，得出栽培黃山藥的最佳采挖期是枯萎期到休眠期的結(jié)論。周瑾、陳克明等研究發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷元在栽培黃山藥和野生黃山藥老根中含量都高于新根，在野生黃山藥中含量比栽培黃山藥含量高。此外，地下根莖營養(yǎng)物質(zhì)的積累與消耗也會影響薯蕷皂苷元含量在不同物候期的變化，其具體原因仍需進一步研究。

2.4.2栽培方法對黃山藥根莖產(chǎn)量和薯蕷皂甙元含量的影響。李伯剛、陳建中等對黃山藥人工栽培作了大量研究。他們用化肥硝酸鉀和多種復(fù)合肥對黃山藥進行肥料種類對比試驗，發(fā)現(xiàn)硝酸鉀對其地上地下器官生長都有明顯促進作用。通過用根齡、栽培方式、施肥組合、施肥期4個因素對黃山藥栽培進行研究發(fā)現(xiàn)，影響出苗率的主要因素為根齡，播種根莖越嫩其萌芽率和分枝率越高，其中，用一年生根莖播種最優(yōu)；影響生長量的主要因素是施肥組合，施N 59.7、P 119.7、K29.7kg/ha最佳，施N 29.9、P 80.1、K 89.1kg/hm²次之，施N 89.6、P 39.9、K 59.6kg/hm²最差；施肥期對生長量和產(chǎn)量也有影響，以單施底肥的效果最好，僅分施苗肥與花肥次之，僅施苗肥最差；影響薯蕷皂甙元含量的主要因素是栽培方式，以育苗移栽影響最佳，地膜覆蓋次之，露地栽培最差。為探索適宜黃山藥生產(chǎn)的生態(tài)模式以增加山區(qū)經(jīng)濟收入，他們分別研究了農(nóng)業(yè)栽培、蘋果園栽培、灌叢林帶栽培等生態(tài)模式對黃山藥生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)等方面的影響，發(fā)現(xiàn)最好的栽培模式為農(nóng)業(yè)栽培，其次為蘋果園栽培，灌叢林栽培。此外，他們還對平植與壟植兩種栽培技術(shù)進行了比較，發(fā)現(xiàn)黃山藥平植優(yōu)于壟植。

2.5黃山藥光合作用特點研究

用乙醇丙酮混合液提取葉綠素，再用Tu-1800紫外可見分光光度計比色，研究黃山藥、盾葉薯蕷、小花盾葉薯蕷在生長旺盛時期葉片葉綠素含量的差異，結(jié)果表明：盾葉薯蕷葉綠素含量最高，黃山藥與小花盾葉薯蕷葉綠素含量相近；同種植物中部葉片葉綠素含量最高，基部葉片次之，頂部葉片最低；光合速率與葉綠素含量成正相關(guān)，且同種植物中部壯葉齡葉片光合作用強于基部老葉片，頂端嫩葉光合作用最弱；但光合作用強弱是否影響皂素含量仍需進一步研究。

2.6黃山藥育苗技術(shù)研究

2.6.1傳統(tǒng)育苗。黃山藥實際生產(chǎn)中，主要利用根莖繁殖育苗，也有用零余子繁殖育苗。通過黃山藥引種栽培試驗，魏德生、皺劍靈等發(fā)現(xiàn)根莖和零余子適宜在微堿性或酸性條件下繁殖育苗。

2.6.2現(xiàn)代生物技術(shù)育苗?，F(xiàn)代生物技術(shù)育苗主要是組織培養(yǎng)育苗。國內(nèi)有關(guān)黃山藥組培育苗的研究報道較少，主要有：（1）細胞培養(yǎng)途徑研究。馬林等以黃山藥腋芽作外植體，多次繼代培養(yǎng)篩選后進行細胞懸浮培養(yǎng)，研究不同培養(yǎng)基對細胞生長動態(tài)的影響以及培養(yǎng)溫度、pH值、蔗糖用量、接種量對細胞生長量的影響。發(fā)現(xiàn)：MS+6-BA 1mg/L+2，4-D1mg/L生長效果最好，繼代培養(yǎng)中接種量0.8～1.0g/100mL，溫度24～27%，pH值5.2～5.8，蔗糖20～40g/L，培養(yǎng)周期15～20d的條件較為適宜。黃山藥細胞培養(yǎng)及培養(yǎng)物利用有等進一步研究，如用于生產(chǎn)次生代謝物和育苗等。（2）無菌短枝途徑研究。馬林等用黃山藥腋芽為外植體，研究發(fā)現(xiàn)：0.5、1.0、2.0mg/L的6-BA對腋芽誘導(dǎo)率較高，濃度高達4.0、8.0mg/L的6-BA則抑制腋芽分化，單獨用不同濃度的KT誘導(dǎo)腋芽效果整體上比單獨用不同濃度的6-BA差；6-BA與NAA的不同濃度組合對黃山藥腋芽誘導(dǎo)時，MS+6-BA 2.0mg/L+NAA0.5～1mg/L效果最佳；添加KT、PP333、10%的椰汁等其他激素或天然物質(zhì)對黃山藥腋芽誘導(dǎo)有不同程度促進作用；繼代增殖最佳培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0mg/L+NAA 0.5～1mg/L；誘導(dǎo)生根相對較好的培養(yǎng)基為1/2MS+IBA 0.5mg/L，誘導(dǎo)率為50%，誘導(dǎo)生根方面還應(yīng)做進一步研究。（3）是愈傷組織誘導(dǎo)及器官發(fā)生途徑研究。馬林等以MS作為基本培養(yǎng)基，分別用黃山藥葉片、莖段、葉柄作外植體，采用4因素3水平的正交試驗方法研究不同激素組合對黃山藥愈傷組織誘導(dǎo)的影響，結(jié)果顯示：用葉片作外植體，以MS+2，4-D 1～2mg/L+6-BA 2.0mg/L為培養(yǎng)基，愈傷組織誘導(dǎo)效果最好，用莖段、葉柄為外植體進行愈傷組織誘導(dǎo)，還沒有較好的培養(yǎng)基，整體上誘導(dǎo)效果差；在愈傷組織誘導(dǎo)出芽方面，配方為MS+6-BA1.Omg/L+NAA 0.5mg/L+蔗糖20mg/L的培養(yǎng)基，在pH值6.2時，誘導(dǎo)率最高，且影響愈傷組織出芽的因素，按影響大小依次為pH值、蔗糖、6-BA、NAA；在愈傷組織或愈傷組織苗誘導(dǎo)生根方面，配方為MS+6-BA0.5～1.0mg/L+NAA 0.1～0.2mg/L+蔗糖30mg/L的培養(yǎng)基，在pH值6.6時，誘導(dǎo)率最高，且影響愈傷組織或愈傷組織苗生根的因素，按影響大小依次為6-BA、NAA、pH值、蔗糖。張玲等人在黃山藥愈傷組織的誘導(dǎo)與分化研究中得出不同外植體愈傷組織誘導(dǎo)率不同，其中葉片誘導(dǎo)率最高85.7%，Ms+2，4-D 2.0mg/L+6-BA2.5mg/L為最佳配方；MS+BAl.0mg/L+NAA0.5mg/L+蔗糖2%+pH值6.4對愈傷組織分化生芽效果最佳；愈傷組織誘導(dǎo)過程中出現(xiàn)了明顯的褐化現(xiàn)象，褐化的解決有待進一步研究。（4）毛狀根途徑研究。顧月華等用發(fā)根農(nóng)桿菌A4菌株與野生型農(nóng)桿菌TR 105菌株轉(zhuǎn)染經(jīng)過預(yù)培養(yǎng)的黃山藥莖段與葉片，在未添加生長調(diào)節(jié)劑的MS培養(yǎng)基上誘導(dǎo)毛狀根，結(jié)果是，A4菌株誘導(dǎo)莖段毛狀根效果優(yōu)于TR105，葉片未能誘導(dǎo)出毛狀根；待毛狀根出芽后，剪下叢生芽接種到未添加生長調(diào)節(jié)劑的MS培養(yǎng)基上，待芽陸續(xù)生根后再繼代培養(yǎng)擴繁成轉(zhuǎn)化苗（轉(zhuǎn)染后組培形成的新植株）。轉(zhuǎn)化苗相比于非轉(zhuǎn)化苗，葉片更大但有皺縮。該技術(shù)尚不成熟。

3黃山藥研究方向

3.1加強組培生產(chǎn)次生代謝物研究

利用黃山藥根莖入藥，因根莖年生長量極小，無論是野生還是栽培黃山藥，都需要生長多年后才能提供合理大小的根莖，采挖野生黃山藥和人工栽培黃山藥都遠不能滿足市場需求，甚至?xí)?dǎo)致野生資源枯竭和誘發(fā)生態(tài)環(huán)境失衡。宜深入研究黃山藥細胞培養(yǎng)，并逐步探索利用細胞培養(yǎng)進行薯蕷皂甙元的“發(fā)酵式”生產(chǎn)。

3.2加強組培快繁育苗研究

黃山藥人工栽培時，傳統(tǒng)育苗方式是利用根莖和零余子為播種材料，其缺點是播種材料來源少，對藥用部位浪費大，育苗成本高，不是未來黃山藥人工栽培的合適育苗方法。利用組培快繁育苗可有效克服這個缺點，但目前尚沒有完整的配套技術(shù)。目前，張林等在黃山藥無菌短枝途徑成苗、愈傷組織誘導(dǎo)后器官發(fā)生途徑成苗方面取得了初步研究成果，但適合批量育苗的相應(yīng)配套技術(shù)尚未成型，并且組培過程中一些技術(shù)難題（如褐化、玻璃化、污染）尚未很好解決，仍需進行大量研究。此外，體細胞胚途徑成苗、體細胞胚途徑人工種子生產(chǎn)等組培快繁育苗方法也應(yīng)積極開展研究。

3.3加強綜合配套栽培技術(shù)研究和推廣

黃山藥人工栽培的綜合配套栽培技術(shù)，包括：能夠顯著提高根莖產(chǎn)量、有用和有效成分（尤其薯蕷皂甙元）含量的理想栽培環(huán)境、科學(xué)耕作方法、恰當肥水管理等，仍需廣泛而深入地研究、總結(jié)和推廣應(yīng)用。

3.4嘗試黃山藥育種研究

在提高黃山藥人工栽培產(chǎn)量和品質(zhì)方面，除了加強綜合配套栽培技術(shù)的研究而外，還應(yīng)著手開展黃山藥育種研究。首先，要嘗試進行不同來源黃山藥馴化栽培和選種研究，在此基礎(chǔ)上著手開展不同來源黃山藥雜交育種研究；其次，要開展黃山藥花藥組織培養(yǎng)結(jié)合單倍體育種和多倍體育種研究；再次，有效利用愈傷組織誘導(dǎo)后器官發(fā)生形成的變異進行選育。

（收稿：2017-03-10）