韋坤華，梁瑩，林楊，李林軒，胡營(yíng)，繆劍華*，高文遠(yuǎn)

1.廣西壯族自治區(qū)藥用植物園 廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530023；2.天津大學(xué)，天津 300072

白及Bletillastriata，又名紫蘭、甘根、連及草，是蘭科白及屬多年生宿根草本植物。白及主產(chǎn)中國(guó)，廣泛分布于長(zhǎng)江流域各省，用途廣泛。其株形優(yōu)美，觀賞價(jià)值較高，是珍貴的野生花卉資源，可用作園藝作物栽培，也是著名的中草藥，其干燥鱗莖具有收斂止血、消腫生肌、止痛補(bǔ)肺的功效，是治療胃病的良藥，同時(shí)也是重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于臨床處方及中成藥的制備及食品工業(yè)、煙草工業(yè)、化工行業(yè)(包括高檔美容產(chǎn)品)，市場(chǎng)需求量巨大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，白及的年需求量在4000 t以上。但由于長(zhǎng)期的過(guò)度采挖及白及自身的生物學(xué)特性的限制，自然更新困難，生物學(xué)特性的研究也相當(dāng)匱乏，致使無(wú)法實(shí)現(xiàn)白及大規(guī)模的人工栽培，野生資源日益短缺，需要人工保護(hù)才能避免瀕危滅絕。加強(qiáng)白及保育研究，了解白及資源現(xiàn)狀、掌握白及生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律、推動(dòng)白及資源的遷地保育和回歸保育，對(duì)實(shí)現(xiàn)白及資源的可持續(xù)利用具有重要意義。

1 白及的資源現(xiàn)狀

近年來(lái)，由于人為的過(guò)度采挖和天然生境的破壞，白及的野生資源量急劇減少，瀕臨滅絕，被列入國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄及《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》附錄[1]。白及是中藥材市場(chǎng)的小三類品種，20世紀(jì)80年代，市價(jià)基本為4～6元/kg，但進(jìn)入21世紀(jì)后，白及的價(jià)格開(kāi)始迅速上漲，2005年還是35～42元/kg，但2013年已經(jīng)漲至歷史最高位500元/kg[2]，目前市場(chǎng)白及統(tǒng)貨550元/kg，選貨則是750元/kg。短短10年間，白及的價(jià)格上漲了10倍。雖然近年來(lái)白及資源豐富的地區(qū)已經(jīng)投入了大量的人力物力進(jìn)行白及的基礎(chǔ)研究，也取得了系列成果[3-5]，但白及的基礎(chǔ)生物學(xué)研究仍然較為滯后，其生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律和適應(yīng)特性規(guī)律還不清楚。同時(shí)，白及的生產(chǎn)技術(shù)也未能得到很好的應(yīng)用推廣，種苗生產(chǎn)存在周期長(zhǎng)、成本高的問(wèn)題，藥材種植也存在盲目引種、盲目加工等問(wèn)題，導(dǎo)致白及的人工種植規(guī)模難易擴(kuò)大，藥材供應(yīng)難易滿足市場(chǎng)需要。

2 白及的遷地保育

2.1 白及的引種馴化

白及藥材主要來(lái)源于野生資源，但長(zhǎng)期的過(guò)度采挖致使白及藥材供不應(yīng)求，為了保護(hù)野生資源及滿足市場(chǎng)需求，近年來(lái)，我國(guó)廣西、云南、安徽、貴州、江西、湖北、浙江、四川等白及野生資源曾經(jīng)豐富的地區(qū)，均開(kāi)展了白及引種馴化工作?？甲C白及的古今品種，確定藥用白及基原種質(zhì)是白及引種的首要關(guān)注點(diǎn)，采用DNA條形碼鑒別技術(shù)，利用ITS2序列作為鑒別條形碼可準(zhǔn)確區(qū)分白及藥材的基原植物及其混偽品，為白及的物種鑒定及藥材真?zhèn)舞b別提供依據(jù)[6]。種質(zhì)資源的選擇及優(yōu)良品種的選育也是白及引種馴化工作的重點(diǎn)。由于白及產(chǎn)地較廣，對(duì)不同產(chǎn)地白及質(zhì)量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地白及中多糖含量、菲類含量均存在明顯差異[7-8]，因此，需要在白及引種之前需要進(jìn)行種質(zhì)資源的綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)實(shí)際需要選擇優(yōu)良種質(zhì)。

白及的馴化過(guò)程需要根據(jù)白及適宜生境及藥材品質(zhì)的需要來(lái)營(yíng)造馴化條件。通過(guò)白及產(chǎn)地調(diào)查，對(duì)產(chǎn)地氣象因子分析，獲得白及適宜生長(zhǎng)環(huán)境、氣候及區(qū)域等因素，再結(jié)合白及生物學(xué)與所產(chǎn)藥材品質(zhì)，即可營(yíng)造白及馴化的適宜生境。利用最大熵模型和地理信息系統(tǒng)預(yù)測(cè)白及的潛在分布與其氣候特征，發(fā)現(xiàn)4月和10月最低氣溫、年溫度變化范圍、11月平均降水是影響白及潛在分布的最主要?dú)庀笠蜃覽9]。通過(guò)對(duì)白及生物學(xué)特性的考察，發(fā)現(xiàn)白及塊莖在溫度高于10 ℃的時(shí)候就會(huì)萌芽，因此建議適時(shí)栽種，于10月和11月栽培白及為宜，有利于獲得較高產(chǎn)量和品質(zhì)的白及藥材[10]。根據(jù)白及光合和蒸騰作用的特點(diǎn)，以及不同郁閉度對(duì)白及產(chǎn)量的影響，確定白及生長(zhǎng)的最佳郁閉度為0.40～0.59[11]，建議在此郁閉度林下進(jìn)行白及的野生撫育或半野生栽培，可利用林內(nèi)適宜的光照條件促進(jìn)白及產(chǎn)量與品質(zhì)的推高。白及種莖貯藏適宜，可提高出苗率及種苗的質(zhì)量，儲(chǔ)藏濕度是白及種莖貯藏的關(guān)鍵因素，儲(chǔ)藏白及種莖宜選擇保溫濕潤(rùn)沙藏方法為佳[12]。土壤的疏松透氣有利于白及的生長(zhǎng)，因此采用四層覆蓋法進(jìn)行白及種植，及播種時(shí)可在塊莖上依次蓋廢棄的菇料、土壤和落葉(稻草、松針)覆蓋物，冬季倒苗后培土覆蓋墑面，能夠較好地協(xié)調(diào)了白及生長(zhǎng)發(fā)育中的透氣性、保水性、喜陰性和喜肥性的生態(tài)需求[13]。

2.2 白及的種苗繁育

白及的繁育方式通常有三種，分別為分株繁殖、組織培養(yǎng)繁殖和種子直播繁殖。

2.2.1 分株繁殖 在白及的野生變家種研究及后續(xù)的栽培種植中，白及通常通過(guò)假鱗莖的分株繁殖來(lái)提供種苗，即將白及帶芽頭的假鱗莖分成小塊種植[14-15]。但這一繁殖方式的繁殖系數(shù)低，難以滿足大面積種植的需要，加上這一繁殖方式的種源材料多來(lái)源于藥農(nóng)自留種，種源混雜、品質(zhì)退化較為嚴(yán)重，所產(chǎn)白及藥材質(zhì)量難以保障。

2.2.2 組織培養(yǎng)繁殖 組織培養(yǎng)是目前白及種苗生產(chǎn)的主要途徑。在組織培養(yǎng)過(guò)程中，白及的種子、假鱗莖、側(cè)芽、莖尖、葉片甚至幼根根尖等外植體都可以作為白及組織培養(yǎng)的起始材料[16-19]。不同的外植體起源的種苗繁育各具特點(diǎn)，其中種子是目前繁育白及組培苗最常用的外植體，這是由于白及種子量大，每個(gè)莢果里有子3萬(wàn)～5萬(wàn)粒種子，通過(guò)種子無(wú)菌播種途徑進(jìn)行組培苗繁育可以快速的獲得大量的種苗，并且目前已研究出一種簡(jiǎn)單、快速、實(shí)用的白及種子試管快速萌發(fā)技術(shù)[20]。而通過(guò)莖尖或根尖啟動(dòng)的白及組培苗繁育可獲得脫毒的效果，達(dá)到種苗的純化復(fù)壯作用，可提高種苗的質(zhì)量，特別適合優(yōu)良品種種苗的繁育。但是組織培養(yǎng)途徑繁殖白及也存在一定的局限性，如生產(chǎn)時(shí)需要特定的場(chǎng)地、專業(yè)的設(shè)備、專業(yè)的技術(shù)人員，同時(shí)組織苗的生產(chǎn)成本也是限制了白及組培苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。

2.2.3 種子直播繁殖 白及的種子直播技術(shù)的突破將是促進(jìn)白及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一大推動(dòng)力，種子直播將會(huì)成為后續(xù)白及種苗生產(chǎn)的主要途徑。由于白及種子細(xì)小，且無(wú)胚乳，過(guò)去人們普遍認(rèn)為在自然條件下蘭科植物需要靠消化菌根真菌才能萌發(fā)[21-22]。但近年的研究發(fā)現(xiàn)蘭科植物種子的萌發(fā)并不完全依賴于共生真菌，只要具有充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蘭科植物的種子就能正常萌發(fā)[23]。根據(jù)這一結(jié)論，牛俊峰等人以樹(shù)皮粉、腐殖質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)土、雞糞和草炭土按體積比15∶20∶8∶1∶5為基質(zhì)進(jìn)行直播研究，種子萌發(fā)過(guò)程中配合噴施不同的營(yíng)養(yǎng)液，發(fā)現(xiàn)種子萌發(fā)率由自然條件下5%提升至(69.7±3.13)%，建立了白及種子直播繁育的新方法[24]。而且，研究發(fā)現(xiàn)蘭科植物種子萌發(fā)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可分為內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)和外源營(yíng)養(yǎng)兩種，內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)即種子內(nèi)含有的少量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是種子萌發(fā)啟動(dòng)的第一營(yíng)養(yǎng)源。白及種子胚的薄壁細(xì)胞貯存大量的蛋白質(zhì)、油脂和碳水化合物，是蘭科植物里少數(shù)的具有內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)的種子之一。因此，筆者認(rèn)為在適宜的溫濕度條件下，白及種子可通過(guò)自身內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)來(lái)促進(jìn)種子的萌發(fā)。為了驗(yàn)證這一假設(shè)，筆者在25 ℃光照培養(yǎng)條件下將白及種子均勻播在放置在培養(yǎng)皿中的圓餅濾紙上，定期噴灑蒸餾水保濕，一個(gè)月后發(fā)現(xiàn)種子萌發(fā)，萌發(fā)率達(dá)到95%以上。這一研究發(fā)現(xiàn)為后續(xù)簡(jiǎn)化白及種子萌發(fā)技術(shù)提供了實(shí)踐依據(jù)，有利于促進(jìn)白及資源保護(hù)與可持續(xù)利用。

2.3 白及的種質(zhì)資源保存

白及的種質(zhì)資源保存主要有活體植株保存、種子保存及離體組織器官保存三種方式?；铙w植物保存主要為種質(zhì)圃地栽保存，與白及的馴化類似，因此此處重點(diǎn)介紹白及種質(zhì)資源的種子保存及離體組織器官保存。

2.3.1 種子保存 白及的種子非常細(xì)小，但因有果莢保護(hù)，在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸认聴l件下種子可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持良好的活性，但活性與保存年限呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。楊平飛等[25]利用無(wú)菌萌發(fā)的種子萌發(fā)率及生長(zhǎng)勢(shì)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)以蒴果形式保存于4 ℃冰箱內(nèi)的白及種子進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)保存半年及一年半的白及種子在添加1.0 mg·L-16-BA和0.011 0 mg·L-1IBA的MS培養(yǎng)基上播種15 d后的萌發(fā)率接近100%，且長(zhǎng)勢(shì)良好。而保存3年半的白及種子未見(jiàn)萌發(fā)，說(shuō)明已經(jīng)喪失萌發(fā)活力，提示白及種子保存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

2.3.2 離體組織器官保存 白及種質(zhì)資源的離體保存主要針對(duì)于研究或生產(chǎn)實(shí)踐中篩選獲得的優(yōu)良種質(zhì)或優(yōu)良品種，因此白及的離體保存最適宜的外植體為優(yōu)良種質(zhì)或優(yōu)良品種健康單株的莖尖。通過(guò)莖尖培養(yǎng)的途徑再生植株進(jìn)行的種質(zhì)資源保存，可保持并提高原種質(zhì)資源的優(yōu)良性狀，為白及后續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用提供種源保障。為了延長(zhǎng)培養(yǎng)材料的生長(zhǎng)周期，減少繼代次數(shù)，以減少培養(yǎng)環(huán)境變化對(duì)培養(yǎng)材料的影響，需要往培養(yǎng)基里添加矮壯素(CCC)、脫落酸(ABA)、多效唑PP333等生長(zhǎng)抑制劑，并降低培養(yǎng)溫度，提高培養(yǎng)基滲透壓。根據(jù)筆者的研究實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在MS+蔗糖60 g·L-1+瓊脂4.0 g·L-1+山梨醇5 g·L-1+CCC 1.0 mg·L-1+ABA 2.0 mg·L-1的培養(yǎng)基上15 ℃、1600 lx光照，12 h·d-1光照周期條件較為有利于白及種質(zhì)資源的離體保存，保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)300 d以上。

3 白及的回歸保育

白及的回歸保育需要綜合考慮白及的生物學(xué)特性，生長(zhǎng)環(huán)境特征、植被類型及伴生植物組成等因素，以制定適宜的回歸保育方案。

3.1 白及回歸保育的適宜區(qū)域

根據(jù)白及的適宜生境與生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，對(duì)白及進(jìn)行回歸保育的適合區(qū)域進(jìn)行調(diào)研，確保白及回歸引種后能夠完成自我維持的過(guò)程、改善該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)，并能持續(xù)產(chǎn)出商品藥材，發(fā)現(xiàn)適合白及回歸引種的區(qū)域應(yīng)滿足以下幾個(gè)基本條件：1)遠(yuǎn)離城市、公路，人跡罕至，生長(zhǎng)環(huán)境不易被破壞；2)區(qū)內(nèi)域有或曾有野生白及分布，生態(tài)環(huán)境與白及的適生環(huán)境相似；3)生態(tài)環(huán)境良好，附近沒(méi)有污染源；4)植被覆蓋良好，以適合白及生長(zhǎng)的森林類型為佳，物種較完善，具有一定數(shù)量的白及伴生植物。

根據(jù)上述基本條件以及白及自身的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)滿足白及回歸引種的區(qū)域較多，但為了便于管理，確保白及回歸保育能夠順利實(shí)施，經(jīng)過(guò)綜合比較，發(fā)現(xiàn)國(guó)家、地方自然保護(hù)區(qū)或者國(guó)家、地方森林公園、國(guó)有林場(chǎng)、私有林場(chǎng)或“退耕還林”后已成林的荒山坡地最為適合開(kāi)展白及回歸保育實(shí)踐。

3.2 白及的回歸保育實(shí)踐

3.2.1 選地與整地 選擇坡度較緩，土壤肥沃疏松排水良好的針葉林或常綠闊葉林地，郁閉度0.5左右為宜，人工林如果種植過(guò)密可適當(dāng)進(jìn)行間伐，林間株行距應(yīng)大于2 m×2 m，空氣濕度在75%以上，年降雨量1500 mm左右，年平均氣溫15～20 ℃。整地時(shí)無(wú)需全墾地，只需清除林下強(qiáng)勢(shì)雜草，有刺灌木等，保留蕨類、禾本科、菊科、蓼科、唇形科植物等白及的伴生植物。如果林地土壤肥厚，富含腐殖質(zhì)，可無(wú)需施肥，土壤肥力低者可根據(jù)土壤缺肥情況施肥。整地后可按株行距60 cm×60 cm挖坑，坑深10 cm即可。

3.2.2 白及育苗 因回歸引種種苗用量大，建議通過(guò)組織培養(yǎng)或種子直播的方式繁殖種苗，且為了提高白及種苗回歸引種后的存活率，建議引種種植前先進(jìn)行白及種苗復(fù)壯，培植較為粗壯的假鱗莖。

3.2.3 白及種植 白及育苗后即可種植至保育區(qū)域中，每年的春秋季移栽較好，建議于每年的10月、11月移栽，經(jīng)過(guò)冬天的休眠后，來(lái)年春季萌發(fā)小苗較為粗壯。移栽時(shí)將苗或假鱗莖移入挖好的穴中，注意避免傷及根、莖、葉。種后澆足定根水，種好苗后可在苗旁覆草、桔梗等，可抑制雜草滋生，還可保濕增熵。種植后注意觀察白及生長(zhǎng)情況，及時(shí)澆水，缺苗嚴(yán)重者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)苗。

3.2.4 伴生植物種植 回歸引種旨在恢復(fù)白及的生態(tài)系統(tǒng)，可根據(jù)白及的生長(zhǎng)需要人為創(chuàng)造白及的生長(zhǎng)條件，在水、肥、光照達(dá)到要求的同時(shí)，還可種植野生狀態(tài)下與白及相宜的伴生植物，如蕨類、禾本科、菊科、蓼科、唇形科的一些小型的多年生草本植物，日常管理上需要避免伴生植物長(zhǎng)勢(shì)過(guò)于強(qiáng)盛。

3.2.5 苗期管理 回歸保護(hù)的白及苗期為每年的3～5月，苗期管理需要注意三點(diǎn)：1)保證郁閉度：白及苗期適合的郁閉度為0.5～0.6，如光照過(guò)強(qiáng)可以考慮搭遮陰網(wǎng)。2)水肥到位：苗期需水較多，缺雨水季節(jié)應(yīng)及時(shí)澆水，保證土壤濕潤(rùn)。種后一個(gè)月，可追施一次農(nóng)家肥，復(fù)合肥亦可。3)防止草害：種后一個(gè)月，可在追肥前進(jìn)行一次中耕除草，除草時(shí)結(jié)合培土，注意避免傷根。

3.2.6 花果期管理 回歸保育的花果期一般為5～9月，蒴果10～11月開(kāi)始開(kāi)裂，為了保證回歸保育的白及能夠完成自然繁殖過(guò)程，需要加強(qiáng)花果期管理。幼花期可適當(dāng)追施磷鉀肥促進(jìn)花芽分化，增強(qiáng)植株免疫力，也可使用如蕓苔素內(nèi)脂類的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止生理落花；盛花期需及時(shí)澆水和追肥，也可追施葉面肥或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；進(jìn)入果期后可追肥一次，如果實(shí)過(guò)多，可以適當(dāng)進(jìn)行疏果處理以保證果實(shí)飽滿；果實(shí)開(kāi)裂后，如果濕度較低，白及種子難易正常萌發(fā)，因此需要及時(shí)補(bǔ)充水分，提高種子萌發(fā)率，促進(jìn)回歸保育白及的自然更新。

3.2.7 冬季管理 為了提高回歸引種后白及的適應(yīng)性，在氣候嚴(yán)寒地區(qū)，回歸引種后第一年需要進(jìn)行冬季管理：冬季到來(lái)前，可結(jié)合中耕除草追肥一次，提高植株的抗逆性，并改善白及的生態(tài)環(huán)境；霜凍季節(jié)為防止大面積霜凍，可在土壤表面覆蓋大量松針、稻草等，能有效保溫，防止凍害。

4 討論

植物的遷地保育是拯救瀕危物種主要途徑之一，尤其適用于因自然災(zāi)害和人類活動(dòng)所導(dǎo)致的生境破壞或喪失等外部原因所導(dǎo)致的植物物種滅絕或資源稀缺。對(duì)于藥用植物，遷地保育不僅僅是保護(hù)物種本身不受生存威脅，更為重要的是通過(guò)遷地保育的研究，可以闡明藥用植物的藥用品質(zhì)與種質(zhì)資源、生態(tài)環(huán)境、馴化措施的相關(guān)性，從而提出可行的維持甚至提高藥用植物藥用品質(zhì)技術(shù)方案，確保藥材的穩(wěn)定、安全、有效。通過(guò)白及的遷地保育研究，掌握白及的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律與繁殖規(guī)律，構(gòu)建白及的遷地保育方案，為白及的物種保護(hù)和可持續(xù)利用奠定基礎(chǔ)，同時(shí)，在白及的遷地保育過(guò)程中，可以掌握白及藥用品質(zhì)的形成規(guī)律，并掌握影響藥用品質(zhì)的關(guān)鍵因素，對(duì)促進(jìn)白及藥用品質(zhì)的維持與提高具有重要作用。

植物的回歸保育也稱為回歸引種或者物種再引入，其目的一是將需保護(hù)的物種放入適宜生長(zhǎng)的區(qū)域，將物種及其生長(zhǎng)的環(huán)境保護(hù)起來(lái)，防止本物種繼續(xù)被破壞甚至滅絕；二是通過(guò)回歸保育技術(shù)增加該生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性及群落穩(wěn)定性，使目標(biāo)物種能夠在該生態(tài)系統(tǒng)中完成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及繁殖的自我更替過(guò)程，達(dá)到種群恢復(fù)甚至擴(kuò)大的目的。藥用植物的回歸保育，除了上述兩個(gè)目的之外，更為重要的目的是擴(kuò)大藥材的有效生產(chǎn)，以滿足人類對(duì)藥材的需要，實(shí)現(xiàn)藥用資源的可持續(xù)利用。藥用植物的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)其藥用品質(zhì)的形成的具有重要影響，藥用植物需要在特定的環(huán)境下才能合成或積累具有藥用活性成分的次生代謝成分，因此，適宜的環(huán)境下的藥用植物的栽培種植是維持或提高藥材品質(zhì)的關(guān)鍵。藥用植物的回歸保育并不完全是為了保護(hù)物種本身不受破壞或重建物種的生態(tài)系統(tǒng)，更為重要的是回歸保育的區(qū)域具備促進(jìn)藥用植物產(chǎn)生或積累其藥用品質(zhì)物質(zhì)基礎(chǔ)的環(huán)境條件，在回歸保育的環(huán)境下產(chǎn)出的藥材品質(zhì)更好，療效更好。

借鑒中國(guó)南方喀斯特地貌藥用植物保育策略[26]，通過(guò)合理實(shí)施白及的保育方法，將遷地保育與回歸保育等方法整合起來(lái)，提供一個(gè)安全保護(hù)網(wǎng)，充分利用白及資源繁育、復(fù)育技術(shù)，進(jìn)一步解決白及資源難以有效保護(hù)的問(wèn)題，從而更好地推動(dòng)白及產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。