周生軍，張吉強，朱榮祖，郭尚磊，韓啟鑫

1.西藏奇正藏藥股份有限公司，西藏 林芝 860000；2.西藏高原生物研究所，西藏 拉薩 850000；3.甘肅佛閣藏藥有限公司，甘肅 定西 730500

波棱瓜Herpetospermum pedunculosum（Ser.）Baill 為葫蘆科波棱瓜屬10 年生攀援藤本植物[1]，是常用瀕危藏族藥材，藏族藥（以下簡稱藏藥）名因分布地域不同或音譯的問題又被稱為色吉美朵、塞季美朵等，分布于西藏、云南、四川、青海等地。據(jù)《中華藏本草》記載，其在不丹、印度、尼泊爾等國也有生長，在我國西藏主要分布于林芝、山南及日喀則地區(qū)，海拔2000～3500 m，主要生長于山坡林緣、灌木叢及農(nóng)家田園等地[2]。波棱瓜用藥以種子為主，也可用種皮入藥，其味苦，性寒，主要用于清熱解毒、護肝保膽，治療肝膽類疾病及消化不良等癥，當前藏藥處方中以波棱瓜子入藥的處方有34 個品種[3]。

近年來，針對藏族醫(yī)藥（以下簡稱藏醫(yī)藥）理論體系及其深厚文化內(nèi)涵的研究更加深入和廣泛，藏醫(yī)藥研究水平及其工業(yè)化進程不斷推進，其療效在臨床上也得到驗證。藏藥產(chǎn)品也逐漸走向世界，成為當?shù)刂еa(chǎn)業(yè)之一。但藏醫(yī)藥在工業(yè)化的同時，也給其所依賴的有限的野生資源帶來一定的影響和破壞，致使諸如大花紅景天等藏藥材資源瀕危甚至枯竭。藏藥材大多生長在高海拔地區(qū)，特殊的生態(tài)環(huán)境造就了藥材純凈、高藥效的特性，但同時，高海拔也限制了藥材的自我繁殖和快速更新能力。對于波棱瓜來講，造成其瀕危的主要因素有以下三個方面：一是涉及波棱瓜的藏族成藥（以下簡稱藏成藥）產(chǎn)能大幅提升，對原藥材的需求量增大；二是波棱瓜雌雄異株的特性，且雌株占比過小，限制了波棱瓜野生種群的擴增，也限制了田間單產(chǎn)的提高；三是波棱瓜在我國分布區(qū)域狹窄，野生儲量很小。當前，國內(nèi)諸多研究機構及企業(yè)對波棱瓜藥理及栽培技術的研究取得了一定的成果，對于種子處理和田間栽培具有很強的指導意義，但在西藏適宜的生長區(qū)，波棱瓜尚未形成規(guī)?；耘?，優(yōu)質(zhì)波棱瓜種子（苗）嚴重短缺，制約了以波棱瓜為主要原料藥的藏成藥的生產(chǎn)?；谝陨犀F(xiàn)實，通過總結分析現(xiàn)階段波棱瓜栽培研究情況，對今后波棱瓜栽培研究提出幾點建議。

1 栽培現(xiàn)狀研究

1.1 種子研究

波棱瓜地理分布較為廣泛，在我國青藏高原較濕潤、溫和的地區(qū)都有分布，但其種子因產(chǎn)地不同，形態(tài)、大小及生理特性也有一定的差異[4-5]。有研究人員對四川康定，西藏波密、吉隆3 個地區(qū)的波棱瓜種子進行引種栽培。3 年后，對其所繁育種子的發(fā)芽率作了溫水浸泡和砂藏的單因素多水平的對比試驗。結果顯示，砂藏處理對波棱瓜種子發(fā)芽率的提高有明顯的效果，其中康定的波棱瓜種子發(fā)芽率可達到93.4%[6]。有研究者則通過植物生長調(diào)節(jié)劑浸種的方法來打破種子休眠，也取得較好的發(fā)芽率試驗結果[7]。

另外，西南民族大學研究人員對產(chǎn)于康定地區(qū)的波棱瓜種子進行了多因素多水平的發(fā)芽率試驗，采用超聲波及化學溶液浸泡的方式對波棱瓜種子的發(fā)芽率進行試驗，結果表明，采用超聲波及硝酸鉀溶液浸泡處理后其種子的發(fā)芽率可達到62.5%[8]。

對以上2 種種子發(fā)芽率試驗進行對比，利用超聲波加化學試劑處理波棱瓜的方法遠不如溫水及砂藏處理后種子的發(fā)芽率高。主要原因可能與種子的新鮮度、貯藏方法有較強的相關性。不論用什么方法來處理波棱瓜種子，都需要從大田規(guī)模化生產(chǎn)及農(nóng)牧民接受度出發(fā)，對波棱瓜種子進行低溫砂藏處理后再播種繁殖是最經(jīng)濟實惠的處理措施。

1.2 組織培養(yǎng)研究

組織培養(yǎng)是實現(xiàn)波棱瓜快速繁殖和規(guī)模化種植的新途徑。經(jīng)過不斷摸索和試驗，以MS 培養(yǎng)基為基本基質(zhì)，通過改變激素水平等條件，提高愈傷組織的形成能力。在波棱瓜組織培養(yǎng)方面，西藏農(nóng)牧學院、甘肅農(nóng)業(yè)大學、西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院的研究團隊都獲得了較好的研究成果，成功應用波棱瓜的莖段、葉片、頂芽、腋芽培育出了幼苗，為波棱瓜幼苗培養(yǎng)及快速繁殖奠定了基礎[9-13]。但對組培苗經(jīng)煉苗后移栽大田的后續(xù)生長及其質(zhì)量情況缺乏跟蹤研究。

1.3 田間栽培研究

近年來，依托市場需求研究人員對波棱瓜的田間栽培技術開展了許多研究[14-18]。西藏農(nóng)牧學院研究團隊通過不同播種期及株行距的邊緣效應對波棱瓜雌株分化率進行摸索，結果表明，延期播種是現(xiàn)階段提高雌株分化的有效途徑之一，可以相應地提高其產(chǎn)量，但具體的環(huán)境因子，如溫度、光照等對雌株分化的影響沒有進一步的研究。

另外，有研究人員通過對不同海拔高度生長的波棱瓜組織，如葉片等進行試驗檢測[19]，結果發(fā)現(xiàn)，海拔高度對波棱瓜的形態(tài)及生長有一定的影響。隨著海拔高度不斷增加，波棱瓜葉片會出現(xiàn)不規(guī)則的深裂，同時，葉片氣孔量會隨著海拔升高而降低，相應地呼吸作用也會減弱，進而高海拔對植株體的生理作用及其組織結構也產(chǎn)生了一定的影響。研究表明，葉綠素含量隨海拔增高而降低，但波棱瓜為了適應高海拔環(huán)境，其自我調(diào)節(jié)能力增強，通過調(diào)節(jié)植株的抗氧化酶活性等機制保持正常生長，此研究對人工栽培基地的選擇具有很好的指導意義。

有研究人員利用線性回歸分析模型對波棱瓜產(chǎn)量及其影響因子進行了多因素多水平研究，結果表明影響波棱瓜產(chǎn)量的關鍵栽培因子為播種期、施肥和雌雄株比例，這對田間栽培技術要點的規(guī)范化、指導田間生產(chǎn)更具現(xiàn)實意義[20]，如果能夠結合組培等新技術，提高雌株比例，其單產(chǎn)會有更大的提高。

同時，還有研究人員對于波棱瓜田間栽培的規(guī)范進行研究，對于田間種植技術的完善有一定的借鑒意義。

1.4 其他研究

西藏農(nóng)牧學院的科研人員對波棱瓜野生地的土壤進行分析，對于田間種植土壤的養(yǎng)分配比具有一定的指導意義，同時也對波棱瓜偽品進行了鑒定與比較[21-25]。

2 新技術應用研究的幾點建議

波棱瓜栽培研究在種子、組培及田間措施方面有了一定的基礎，對于指導田間種植有積極作用。今后為了能夠大幅度提高雌株比例，清除人工栽培的技術障礙并保持資源的可持續(xù)利用，最終達到提高產(chǎn)量的目的，對于以后的研究提出5 個方面的建議。

2.1 田間栽培時摘取側(cè)芽并控制頂芽生長

波棱瓜為攀援植物，其生長最高可達十幾米以上，花果期較長，從生長2～3 個側(cè)芽時就于葉腋處開始顯蕾，直至秋后霜降開始枯萎為止。前期存在雌花早于雄花開放的情況，此時雌花因不能及時授粉而不能坐果，后期因氣溫降低，所坐的果實因生長不完全致使種子不能成熟甚至空癟。因此，波棱瓜的種子成熟期是不一致的，這就造成了種子質(zhì)量不均一，如作為留種用，則存在發(fā)芽率低和出苗不整齊的問題；如作為藥材用則影響用藥質(zhì)量。田間栽培時可借鑒其他植物栽培所采取的措施，有目的地摘取側(cè)芽和控制其頂芽生長，使已坐果部分的果實營養(yǎng)能夠得到保證，至于每株坐果多少為宜，需通過田間的對比試驗及栽培地的環(huán)境因素進行綜合考慮。

2.2 通過改變外界環(huán)境或利用植物生長調(diào)節(jié)劑提高雌株的分化比例

外界環(huán)境條件的改變可以有效地控制植物的性別。例如，同為葫蘆科植物，黃瓜的培育就很好地利用了短光照、低氣溫有利于雌花形成的特性，在實際生產(chǎn)中有目地控制光源和溫度，以達到促進雌花更多地形成，進而達到提高產(chǎn)量的目的；另外，在蔬菜栽培中，常見種植戶利用熏煙釋放出的一氧化碳來促進雌花的形成。這種簡單有效的方法在菠菜、草莓、大麻等的生產(chǎn)中也有同樣的效用，相關技術也多有報道。

另外，在生產(chǎn)中常用赤霉素（GA）、萘乙酸（NAA）、2，4-二氯苯氧乙酸、吲哚乙酸、乙烯利等植物生長調(diào)節(jié)劑通過單用或聯(lián)合使用來刺激植物花蕊朝著雌株的方向分化。在黃瓜的培育中，研究人員配制一定濃度的乙烯利溶液，來促進黃瓜雌花的形成，也可以用其他激素來控制雄花的生長[26]，這類植物生長調(diào)節(jié)劑主要有萘乙酸、馬來酰肼、三磺苯甲酸、二氯乙基三甲氯化銨等。

現(xiàn)階段，在民間或種植專業(yè)戶栽培波棱瓜時，可借鑒上述措施進行探索性試驗，摸索出提高波棱瓜雌株分化率的方法和途徑。當前，研究人員已經(jīng)在這一方面摸索出了相關的處理方法和激素配比[27]，并在實際生產(chǎn)中得到了檢驗，可利用這一成果結合生產(chǎn)地的環(huán)境因素研究出適合當?shù)厣a(chǎn)需要的科學路徑。

2.3 通過基因編輯技術培育新品種

基因編輯技術當前在植物育種、抗病蟲害、品種改良等方面的應用比較成熟，其中，CRISPR/Cas9 技術、單堿基編輯技術因操作簡單、應用靈活、效率高等特點而被廣泛應用于諸多領域，在植物遺傳育種及性狀改良中同樣發(fā)揮著重要的作用。此項技術可以精準地定位特殊基因片斷或位點，并通過介質(zhì)導入、敲除及修飾特定的基因來實現(xiàn)對基因的定向控制，目前正處于快速發(fā)展階段。

在波棱瓜繁育研究中，想直接通過基因編輯等技術達到品種改良的目的，還需做大量的基礎性研究。前期可以對波棱瓜的基因序列進行分析，掌握主要基因構成和互相關系，在后期就需要有針對性地尋找出控制雌雄分化的主要基因位點，敲除影響雌株分化的基因片斷，或者導入其他控制因子使其分化向著形成雌株體的方向發(fā)展，同時控制一部分植物體向著雄株分化，并控制雌雄株達到適宜的比例，進而培育出的波棱瓜新品系。這種技術需要有一定實力的科研院所來完成，一旦培育出新品系，將對波棱瓜的生產(chǎn)產(chǎn)生深遠影響。

2.4 通過組織培養(yǎng)擴大雌株的繁育比例

針對波棱瓜葉片、莖尖（段）的組織培養(yǎng)研究已經(jīng)取得較多的成果，基本培養(yǎng)基的組成及微量元素的調(diào)控都取得了相關技術參數(shù)。存在的問題：一是目前的研究只是進行到培養(yǎng)室階段，還沒有延展到波棱瓜培育的整個生命周期，對于組培苗通過煉苗后移栽大田的實際生產(chǎn)效能未見詳細報道；二是尚未開展專項的雌株系培養(yǎng)及后期栽培是否存在變異的研究。因此，在今后的研究中建議著重解決以下2 個問題：一是進行波棱瓜組培苗全生命周期研究，探索組培苗在田間的生長變化規(guī)律是否與實生苗存在差異，其兩性分化情況又是如何，同時研究其在藥用質(zhì)量方面的變化，這些都是需要考慮和解決的實際問題；二是相較于雄株要擴大雌株的培育比例，綜合栽培地環(huán)境因子合理配置田間雌雄株的占比研究，以達到波棱瓜高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的，同時培育的雌株系在移大田后是否存在變性的問題，也需要探索清楚。這種技術的應用可以快速實現(xiàn)規(guī)范化生產(chǎn)和應用

2.5 通過放射性物質(zhì)進行誘變育種

誘變育種是一種通過物理、化學等方法誘導植物遺傳性發(fā)生突變并能夠篩選出符合生產(chǎn)需要的優(yōu)良種子的處理方法。近現(xiàn)代以來，這項技術在農(nóng)作物良種培育方面得到廣泛的應用，尤其在農(nóng)作物育種方面成績突出，為保證我國糧食安全做出了巨大貢獻。近年來，此項技術也在藥用植物中得到應用，如物理方面的射線誘變、離子束誘變、激光誘變、外太空誘變到化學試劑誘變，再到各種組合方式誘變[28]，這些方法和技術在中藥材白術、甘草、曼陀羅、麻黃草、蘆薈、黃芪、沙棘、雷公藤等眾多藥用植物的種子培育中得到應用，并選育出了優(yōu)良品種，不但提高了藥材的品質(zhì)、有效成分含量，還使其產(chǎn)量得到了進一步提高，增加了經(jīng)濟效益，提高了療效。在波棱瓜今后的研究中，可以聯(lián)合相關具有資質(zhì)和能力的科研院所采用誘變育種培育新的波棱瓜品系，解決波棱瓜雌株分化過低的問題，這是解決波棱瓜瓶頸問題的一種探索。

3 結論

目前，波棱瓜的人工栽培技術研究還只是停留在簡單的人工引種試驗階段，對于引種栽培后的單產(chǎn)沒有具體的數(shù)據(jù)報道。同時，對于波棱瓜種子質(zhì)量標準研究較少，較前沿的高科技育種技術還沒能應用到波棱瓜種子的處理當中。面對以上問題，一方面從種子的育種方面入手，建立新的育種技術，突破雌株占比較小的主要瓶頸是提高其產(chǎn)量的最佳途徑，同時加強種子質(zhì)量標準的建立是最為迫切的任務之一，這對于田間生產(chǎn)和藥材種子投料都具一定的現(xiàn)實意義；另一方面，在現(xiàn)有田間栽培技術的基礎上，提升田間栽培和管理措施，根據(jù)不同地域制定適合當?shù)厣a(chǎn)的規(guī)范，是發(fā)展波棱瓜種植產(chǎn)業(yè)的有力保證。最后需要強調(diào)的是，應用新技術培育出的波棱瓜新品種，在提高產(chǎn)量的同時，需要對其安全性開展深入研究，確保用藥安全。