王 劍
(渭南職業(yè)技術(shù)學院,陜西 渭南 714000)
陜西地處我國內(nèi)陸腹地,交通四通八達,連接著我國的東西南北,氣候也比較復雜多變。陜西南北狹長,所涉及到的氣候有寒帶、溫帶和亞熱帶,是我國地形復雜的省份,這也使得中藥資源豐富且得天獨厚。自古以來就有“秦地無閑草”的美稱,同時也是天然中藥材的重要產(chǎn)地,更是慣有“中藥材之鄉(xiāng)”、“天然藥庫”等美譽。陜西澄城縣地勢北高南低,適合耐旱中藥材的生長。丹參的分布也很多,本文通過丹參種資源野外調(diào)查,了解澄城縣丹參生長地的地理環(huán)境因子及所收集的每份種質(zhì)的詳細生物學性狀和質(zhì)量性狀,以期為丹參的種植提供科學的指導,給丹參品質(zhì)提供統(tǒng)一化的標準。
于2018年6月—2019年12月對澄城縣2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)6個村野生丹參資源進行調(diào)查收集,了解澄城縣丹參資源分布區(qū)域,對丹參資源的生態(tài)環(huán)境、蘊藏量、生存狀況等種質(zhì)資源進行廣泛的考察和收集。
記錄該地的海拔、經(jīng)緯度、年均溫、降雨量等地理因子,對該品種的丹參進行外觀測量,并記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)指標,如丹參種株的株高、根粗等。同時通過隨機取樣的方法,記錄丹參的葉子的形狀、顏色等,同時包含花色、莖色以及病蟲害等性狀信息進行描述記錄。此外,還需要認真觀察花序的形成階段、開花的具體時間、結(jié)出果實的時間等。同時采集葉片、根莖、植株等材料,以備后期含量測定、分子標記及生物活性評價使用,并且用照片格式記錄各種質(zhì)形態(tài)。
具體采集地點見表1。
表1 種質(zhì)資源收集調(diào)查采集地點表
丹參性喜濕潤,對土壤環(huán)境有一定的要求,比較適合種在土層較厚,土壤較為肥沃且疏松的砂質(zhì)土中。種植環(huán)境需要保持適當?shù)娜照眨€需具備良好的空氣流通性。如果日照和氣溫不適宜,則會導致幼苗生長緩慢,植株發(fā)育不良。丹參耐旱,怕澇。地下根耐寒,可露地越冬。
依據(jù)前人的研究,丹參可以分為高桿型、紫桿型、大葉型、小葉型、淺色葉型、皺面葉型、光面葉型、圓葉型、狹葉型、黃根型。澄城縣有4種丹參分布,分別為高桿型、小葉型、圓葉型及狹葉型。
1.4.1 質(zhì)葉部生物學性狀
高桿型葉片數(shù)多為5~7片,葉面特征微皺,葉型為卵圓形,葉色深綠色,葉緣多為鋸齒狀,葉片9cm左右,葉寬6cm左右;小葉型葉片數(shù)多為3~5片,葉子表面呈現(xiàn)微皺特征,葉子外型呈現(xiàn)卵圓狀,葉子顏色為深綠色,葉緣鋸齒狀,葉片4cm左右,葉寬3cm左右;圓葉型葉片數(shù)多為1~3片,葉子表面呈現(xiàn)微皺特征,葉子外型呈現(xiàn)心的形狀,葉子顏色為深綠色,葉緣鋸齒狀,葉片5cm左右,葉寬5cm左右;狹葉形葉片數(shù)多為3~7片,葉子表面呈現(xiàn)微皺特征,葉子外型為拔針樣式,同時葉子的顏色為深綠色,葉緣鋸齒狀,葉片9cm左右,葉寬5cm左右。
1.4.2 莖和花的生物學性狀
高桿型株形直立,莖高約94cm,莖色為綠色,莖一級分支多為3,莖二級分支多為3,花色多為淺紫;小葉型株形匍匐,莖的高度在52cm左右,顏色呈現(xiàn)為綠色,大部分莖一級的分支在1~3,大部分莖二級分支為3,花的顏色為紫色,有深淺之分;圓葉型株形直立,莖的高度則保持在54cm左右,莖色同樣為綠色,大部分莖一級的分支在1或2,大部分莖二級分支為3~5,花的顏色同樣為紫色,有深淺之分;狹葉型株形直立,莖高度保持在52cm左右,莖的顏色同樣為綠色,莖一級分支多為3,莖二級分支多為3~5,花色多為深紫。
1.5.1 澄城縣丹參種質(zhì)資源概況
澄城縣位于渭北高原東北部,地貌以黃土塬為主體,區(qū)內(nèi)分布多種類型丹參,但從丹參的長勢上看,品種都不為高產(chǎn)型,其中圓葉型有潛力發(fā)展成優(yōu)良丹參品系,其它型丹參幾乎沒有育種價值,屬于劣質(zhì)丹參應予以淘汰。
1.5.2 澄城縣丹參種質(zhì)資源提升策略
1.5.2.1 加強優(yōu)良品種選育與培育
本項目總體實施計劃要求選育相結(jié)合,并以選為主。具體的丹參良種選育工作,要以提升藥材主要有效成分含量為主要目標,并兼顧產(chǎn)量和品種抗性。本次研究活動中的優(yōu)良品種主要通過以下3個途徑獲?。簭默F(xiàn)有的品種中擇優(yōu);從野生品種中篩選;實生選優(yōu)。通過這3個途徑,研究人員選擇出產(chǎn)量高、抗性強、有效成分含量高的優(yōu)良種源(產(chǎn)地)、類型或株系,其中前二者為群體性良種,第3種為形態(tài)特征一致的無性系。優(yōu)良無性系選育最終要選5~8個無性系,以多無性系用于生產(chǎn)。在良種選育過程中,注意現(xiàn)代生物技術(shù)及其方法的應用,如優(yōu)良單株通過組織培養(yǎng)實現(xiàn)快速繁殖,利用體細胞無性系變異和基因工程實現(xiàn)良種培育等。
選育工作完成之后,研究人員從以下4個方面著手,開展丹參良種培育工作。要重視丹參種質(zhì)資源初選工作,要綜合生物學性狀、農(nóng)藝性狀和有效成分含量等特征特性,對所收集的丹參種質(zhì)資源進行初選,從而能夠借助種質(zhì)鑒定、品比試驗等工作,篩選出優(yōu)良株系和品系;要科學推廣新品種,保持植株性狀,利用種子繁殖、嫁接、扦插和組織培養(yǎng)等現(xiàn)代技術(shù)對所篩選的優(yōu)良株系和品系進行快速、科學繁殖,保持植株有利性狀,并通過品比試驗、大田示范與推廣形成新品種;通過現(xiàn)代克隆技術(shù)發(fā)展丹參新品種,利用現(xiàn)代生物技術(shù)克隆丹參次生代謝合成途徑關(guān)鍵酶基因,對次生代謝途徑進行調(diào)控,培育丹參酮、丹參素等有效成分含量高的丹參新品種;選擇優(yōu)良親本開展雜交育種,篩選并培育雄性不育株系,把傳統(tǒng)植物育種與細胞工程等現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合,促進多倍體育種等研究工作的開展。
1.5.2.2 完善丹參中藥材質(zhì)量標準
本次研究充分利用現(xiàn)有資源和條件,對丹參進行主要化學成分及其含量的測定方法研究、提取物最佳提取工藝研究等工作,科學選擇和優(yōu)化中藥材的質(zhì)量標準,使其能夠更加規(guī)范。本文以原型成分的辨識與藥效物質(zhì)基礎的篩選、確認為例,對中藥材質(zhì)量標準的具體完善思路與方法進行探討。有效分析原有成分。中藥材所含有的化學成分,是其發(fā)揮療效的物質(zhì)基礎,而且這些成分極為復雜,是質(zhì)量標準提升工作中的重點內(nèi)容。丹參中藥材質(zhì)量標準研究工作中,要對其化學成分構(gòu)成開展深入研究,闡明其物質(zhì)基礎,從而能夠為丹參中藥質(zhì)量要素傳遞與溯源、質(zhì)量控制指標的標準化提供數(shù)據(jù)依據(jù)。丹參中藥藥效物質(zhì)基礎的篩選、確認。
1.5.2.3 丹參種植基地規(guī)范化建設
為保證丹參中藥材的安全,以及品質(zhì)的有效、可控,在種植過程中,除了對中耕除草、修剪整枝、施肥灌溉、種子種苗等影響中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的多種因素進行科學研究外,對影響中藥材農(nóng)殘、重金屬污染等的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行重點研究,包括病蟲害綜合防治,中藥材最佳采收期、加工和貯藏等各個方面。故而,在丹參種植基地規(guī)范化建設中要加強管理力度,保證丹參中藥材的安全性,對各個方面進行科學有效的管理。在基地建設中,制藥部門、種植主體要對生產(chǎn)中的每個環(huán)節(jié)引起重視,采用規(guī)范、嚴謹?shù)臉藴手笇z測和管理工作。種植丹參的基地,需要以正確的態(tài)度進行種植和生產(chǎn),使整個過程都能嚴格按照有關(guān)標準執(zhí)行。在藥材的種植、采收加工、保存方面,也要建立明確、規(guī)范化的制度與流程,為中藥材的管理和控制提供有力依據(jù)。此外,在種植中,需要通過品牌的力量激發(fā)工作人員的責任心,以負責的態(tài)度對待優(yōu)質(zhì)丹參資源,令消費者手上的藥品質(zhì)量更有保證。通過品牌標志還可以為消費者判斷藥品真?zhèn)翁峁┮罁?jù),體現(xiàn)丹參種植基地規(guī)范化建設的優(yōu)勢,促進基地健康發(fā)展。
在這種新形勢之下,中藥材種植技術(shù)上不僅要對已有種植經(jīng)驗進行總結(jié),還要保證中藥材的發(fā)展與時俱進。要充分了解企業(yè)對藥材的具體要求,讓中草藥種植過程更為科學化,提升藥材的質(zhì)量方面;要充分保證中藥材的天然性,使其能夠符合各項生產(chǎn)技術(shù)指標,盡量少使用農(nóng)藥設施,更不可以使用高毒以及高殘留的農(nóng)藥類型,提升藥材品質(zhì)質(zhì)量,必要的情況下還可以在有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)方面得以提升的前提之下,對有機藥材進行生產(chǎn),以契合更高層次的消費需求;進一步保證中藥材的天然性,在種植和加工過程中盡量減少人為干預,逐漸減少對勞力的依賴性,保障勞動率,盡量減少生產(chǎn)成本;要強化丹參種植的科技支撐。加大丹參種植中的科技投入,促使優(yōu)良品種的性狀得以保持,藥材質(zhì)量得到更好地監(jiān)控。在相關(guān)技術(shù)的研發(fā)中,要保證人才供給,將創(chuàng)新團隊和技術(shù)人才作為重點工作內(nèi)容。創(chuàng)新團隊和領軍人才培養(yǎng)要具備一定前瞻性,為丹參中藥材種植的發(fā)展儲備人才。對直接負責種植的人員加強無公害栽培技術(shù)培訓,促使其根據(jù)土壤狀況、丹參的生理需要合理施肥,防止因施肥不當導致減產(chǎn)或者有效成分的降低。在農(nóng)藥殘留、病蟲害防治方面的技術(shù)投入,要順應丹參生長特性。夏季是中藥材病蟲害高發(fā)期,要改進病蟲害的防御措施,通過綜合治理,以預防為前提進行種植管理,借此加大病蟲害的防治工作,科學引入農(nóng)業(yè)措施,采用昆蟲天敵、生物制劑開展相關(guān)防治工作。在進行化學防治技術(shù)時,要注重材料的環(huán)保性,既要毒性低又要保證盡量少的殘留在中藥材上。并嚴格按照丹參種植標準和中藥材生產(chǎn)要求,對施用量和施用次數(shù)進行科學的控制,把握用藥的間隔。堅決杜絕使用國家明令禁止用于藥材種植中的農(nóng)藥。要把前沿的農(nóng)業(yè)科學技術(shù)應用到丹參種植中,從而對移栽、管理、加工、收藏等關(guān)口進行嚴格把控,通過更多的科學手段種植丹參,提升種植效益。
1.5.2.4 加強對丹參種質(zhì)的保護
中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,野生藥材資源生長年限長,受自然環(huán)境影響較大,導致產(chǎn)量低,影響中藥材的育種的選育工作。為了促進優(yōu)良新品種選育工作,要加強對丹參種質(zhì)的保護。要在其中的某一個居群內(nèi)多取,從而能夠最大限度地保存丹參種質(zhì)的遺傳基礎??梢詫⑦w地保護和就地保護作為具體的實施保護政策。在就地保護中,要創(chuàng)建原生境環(huán)境下的丹參野生資源地,并對亂采挖的行為予以制止,如安排專人看守巡視保護其生長及其生長環(huán)境。收集到的丹參,要在隔離條件下完成自然授粉,使得有性繁殖更加貼合其授粉習性,以對其基因頻率和基因型加以保存。當發(fā)現(xiàn)新的優(yōu)良材料時,可以通過無性繁殖對目標基因型進行固定,達到良種的培育目的。丹參的育種過程中還應進行對當?shù)刭Y源的進一步開發(fā)利用,如通過優(yōu)化連作方式,提升道地產(chǎn)區(qū)的可持續(xù)生產(chǎn)量。通常丹參野生資源會在一個區(qū)域長期生存生長,通過研究篩選出優(yōu)異抗性種質(zhì)的幾率較大,可以為地道丹參中藥材的發(fā)展推廣優(yōu)質(zhì)品種。同時,還可以對適合本地土質(zhì)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種進行重點培育,發(fā)展專用型品種,促進丹參野生資源的利用價值。在此基礎上,還可以通過現(xiàn)有品種的雜交培育,實現(xiàn)對雙親優(yōu)質(zhì)性狀的聚合,研發(fā)出新一代的優(yōu)良品種,為今后的丹參種質(zhì)發(fā)展提供資源基礎。
丹參作為傳統(tǒng)大宗藥材用于治療心血管疾病療效顯著,然而作為常異交植物,在自然生長和長期進化過程中,存在著大量的變異,再加上環(huán)境差異、人為因素和自身的繁殖特性的影響,形成了眾多變異類型,遺傳背景復雜,丹參的種質(zhì)資源調(diào)查研究評價其之間的遺傳關(guān)系對于改進丹參的產(chǎn)量、質(zhì)量、可持續(xù)利用以及種質(zhì)的保存及鑒定都具有重要意義。
目前栽培丹參的繁殖方式有的是切根繁殖,這種無性繁殖方法理論上可以將一株相同遺傳信息的丹參無限擴大。由于這種人為因素的影響,使得目前不同突變類型的植株數(shù)量繁多。因此,對不同類型的丹參種質(zhì)進行鑒定與區(qū)分,篩選優(yōu)良種質(zhì),去除劣質(zhì)類型則顯得尤為必要。種質(zhì)資源調(diào)查作為從生物學性狀等方面開展不同丹參種質(zhì)的品質(zhì)評價的研究手段,是一種鮮有成效的優(yōu)質(zhì)資源篩選方法,是優(yōu)質(zhì)育種的有效途徑。