王紅燕,陳 垣,郭鳳霞,梁 偉,董鵬斌,程嘉麗
甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,干旱生境作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070
黨參CodonopsisRadix為桔??贫嗄晟荼舅幱弥参稂h參Codonopsispilosula(Franch) Nannf.、素花黨參C.pilosulaNannf. var.modesta(Nannf.) L. T.Shen 或川黨參C.tangshenOliv.的干燥根[1]?!侗静輳男隆贰兜门浔静荨芳啊侗静荼阕x》等著作均有黨參入藥記載,《中國(guó)藥典》1963 年版就已將黨參收錄其中[2]。黨參中含有黨參多糖、黨參炔苷、蒼術(shù)內(nèi)脂III、紫丁香苷及氨基酸等多種生物活性和營(yíng)養(yǎng)成分[3]。具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗氧化、抗疲勞[4]、抗腫瘤[5]、抗菌、抗病毒[6]等作用。除具有較高藥用價(jià)值外,黨參還具有滋補(bǔ)價(jià)值[7],在我國(guó)南部和部分東南亞國(guó)家也被用作食物原料,如茶、酒、湯和粥[8]。中國(guó)、日本、朝鮮、韓國(guó)和美國(guó)等國(guó)家也將黨參作為野生蔬菜食用[8]。
黨參的道地產(chǎn)區(qū)主要分布于我國(guó)西北干旱、半干旱地區(qū),甘肅省定西市渭源、隴西、漳縣、岷縣及隴南市宕昌縣一帶主栽黨參,藥材為“白條黨”[9]。近年來,黨參藥材市場(chǎng)需求增加,野生黨參資源無法滿足市場(chǎng)需求,市售黨參以栽培品為主[10-11],栽培品主要為農(nóng)家地方品種雜合群體。在育苗移栽過程中種植區(qū)域間的相互引種調(diào)種和全球氣候變暖等因素交融加速了黨參種質(zhì)資源性狀多元化,導(dǎo)致栽培種種性混雜退化,病蟲草害多發(fā),根部病害加重,道地性減弱,黨參藥材質(zhì)量參差不齊[12],嚴(yán)重制約了黨參大健康產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。種質(zhì)資源性狀的鑒定和優(yōu)異種質(zhì)的創(chuàng)制研究已經(jīng)成為黨參產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本出路。本文在文獻(xiàn)查閱和第4 次全國(guó)中藥資源普查基礎(chǔ)上,通過田間調(diào)查和走訪,分析黨參種質(zhì)資源的分布、多樣性研究進(jìn)展及新品種選育進(jìn)展,探討黨參種質(zhì)資源多樣性及種質(zhì)創(chuàng)新途徑,旨在為黨參品種鑒定、種質(zhì)創(chuàng)新、質(zhì)量提升提供參考,引導(dǎo)加快黨參新品種選育進(jìn)程。
我國(guó)黨參屬植物種質(zhì)資源非常豐富,對(duì)其種質(zhì)資源現(xiàn)狀分析有助于開發(fā)、鑒定、保護(hù)利用現(xiàn)有黨參種質(zhì)資源,為黨參新品種選育提供基礎(chǔ)。
全球約有黨參屬植物40 種,我國(guó)境內(nèi)約有黨參屬植物39 種,其中有瀕危種1 種(銀背葉黨參),近危種8 種,易危種7 種。除《中國(guó)藥典》2020 年版收載的黨參、素花黨參和川黨參外,黨參屬其他植物的根也具有藥用價(jià)值,如管花黨參、球花黨參、灰毛黨參、新疆黨參等[13]。由表1 可知,黨參屬植物多分布在海拔1 500~3 500 m 的山地林邊,云南分布種類多達(dá)20 種,西藏和四川各分布18 種,甘肅分布7 種,青海和陜西各分布5 種,其余地區(qū)分布較少;黨參屬植物黨參分布涉及在14 個(gè)省份,輪葉黨參在10 個(gè)省份有分布,綠花黨參在7 個(gè)省份有分布,川黨參在6 個(gè)省份有分布,其余黨參分布范圍較小,有的僅為某區(qū)域特有種,如藏南黨參、唐松草黨參和西藏黨參為西藏地區(qū)特有種。在所有黨參屬植物中,黨參應(yīng)用最為廣泛,其次為素花黨參和川黨參,其他黨參屬植物應(yīng)用雖不廣泛,但其性狀各具特色,為寶貴的黨參種質(zhì)資源。因此需要增強(qiáng)對(duì)黨參屬野生植物資源,尤其瀕危種、近危種、易危種及地方特有種的保護(hù)意識(shí),可在云南、西藏、四川、甘肅、陜西等瀕危種、近危種、易危種分布較多區(qū)域建立黨參屬野生種質(zhì)資源圃,維持黨參種質(zhì)資源多樣性。
表1 黨參屬植物資源分布Table 1 Resources distribution of genus Codonopsis plants
中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部頒布的《七十六種藥材商品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)》(1984)[42]中將黨參藥材按商品規(guī)格分為條黨、西黨、東黨、臺(tái)黨、潞黨5 類,其產(chǎn)地及基原見表2[31,43-44]。黨參藥材因其基原植物分布區(qū)域廣,造成質(zhì)量參差不齊,差異較大。山西潞黨在歷史上被認(rèn)為是質(zhì)量最優(yōu)的黨參,后來甘肅紋黨、湖北板橋黨、陜西鳳黨也被納入道地藥材的行列[10]。近年來,甘肅中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,白條黨、紋黨的種植面積及產(chǎn)量已位居全國(guó)之首,成為我國(guó)黨參主產(chǎn)區(qū)。2001 年渭源縣被我國(guó)特產(chǎn)之鄉(xiāng)推薦暨宣傳活動(dòng)組委會(huì)命名為“中國(guó)黨參之鄉(xiāng)”[45]。2019年,黃璐琦等[46]將黨參藥材按商品重新分為潞黨參、白條黨參、紋黨參、板橋黨參4 種規(guī)格。各規(guī)格黨參藥材各具特點(diǎn),如潞黨參具有“獅子頭、蛇身、鳳尾、菊花心”的特點(diǎn),白條黨參具有“蛇形根頭、條長(zhǎng)直、色白質(zhì)重”的特點(diǎn),紋黨參具有“細(xì)密橫紋裹根體,獅子盤頭菊花心,身長(zhǎng)粗壯肉質(zhì)厚,味清甜潤(rùn)嚼無渣”的特點(diǎn),板橋黨參具有“泥鰍頭、筆桿形、雞皮皺、糙米色、菊花心、氣清香”的特點(diǎn)。
表2 黨參商品分類分布Table 2 Commodity classification distribution of Codonopsis Radix
種質(zhì)資源遺傳多樣性是種質(zhì)資源鑒定、遺傳資源保存和育種方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)[47]。研究黨參的遺傳性狀,有益于剖析種質(zhì)資源的遺傳學(xué),探索優(yōu)質(zhì)基因,開發(fā)新品種,促進(jìn)黨參種質(zhì)資源的可持續(xù)利用。
形態(tài)指植物的外在表型性狀,是植物隨生長(zhǎng)環(huán)境變化的表現(xiàn)結(jié)果。趙凌云[48]和趙江燕等[49]對(duì)“潞黨參”及常用商品黨參藥材進(jìn)行性狀鑒別發(fā)現(xiàn),潞黨根頭下具較少環(huán)紋;條黨表面有縱溝且木部較少,約占黨參全長(zhǎng)1/3;臺(tái)黨具有“獅子盤頭”特征,其和西黨都具有約占黨參全長(zhǎng)1/2 的致密環(huán)紋;白條黨全身黃白色,根頭處現(xiàn)繩孔狀。李國(guó)梅[50]對(duì)不同商品黨參比較分析認(rèn)為,甘肅紋黨、四川刀黨、陜西鳳黨和山西臺(tái)黨“獅子盤頭”特征顯著,甘肅白條黨無“獅子盤頭”特征,但其都具有2~3 個(gè)分支。李達(dá)[51]對(duì)黨參、素花黨參和川黨參表型性狀比較分析發(fā)現(xiàn),黨參“獅子盤頭”特征顯著,素花黨參表面環(huán)狀橫紋顯著,川黨參表面不規(guī)則縱溝顯著。除了根部性狀差異顯著外,種子表型性狀也具有差異。陳可純等[52]分析比較發(fā)現(xiàn)素花黨參種子表面有細(xì)長(zhǎng)的指紋狀紋理,種皮細(xì)胞梭形或長(zhǎng)條形,川黨參種子表面有大量網(wǎng)狀紋飾,排列較為整齊,種皮細(xì)胞細(xì)柱狀。各商品黨參藥材性狀鑒別見表3,性狀特征見圖1。
圖1 商品黨參藥材表型特征Fig.1 Phenotypic characteristics of Codonopsis Radix
表3 不同商品黨參藥材表型差異Table 3 Phenotypic differences of different Codonopsis Radix
綜上,針對(duì)不同商品黨參,可選擇性狀鑒別和顯微鑒別方法,對(duì)黨參種質(zhì)資源進(jìn)行差異分析。但黨參屬植物資源豐富,多達(dá)40 種,利用性狀鑒別相關(guān)研究較少,且都為不同商品黨參藥材和不同入藥基原植物間的差異。不同入藥基原植物根部形態(tài)受環(huán)境影響較大,同時(shí)黨參資源繁雜,利用性狀鑒定存在一定的局限性。在科研和臨床應(yīng)用中,應(yīng)建立綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,不應(yīng)局限于“辨狀論質(zhì)”,保證其臨床應(yīng)用價(jià)值。
迄今國(guó)內(nèi)外研究者已經(jīng)從黨參屬植物中分離并鑒定出300 多種化合物[53],包括53 種炔類及聚炔類化合物、44 種三萜及皂苷類化合物、42 種苯丙素類化合物、33 種生物堿及含氮類化合物、29 種木脂素類化合物、26 種黃酮類化合物、25 種有機(jī)酸類化合物、10 種甾體類化合物和42 種其他類化合物。此外,黨參中還含有揮發(fā)油[54]、硒、鐵、錳、鋅等人體所需微量元素及蛋氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等17 種氨基酸[55]。
He 等[56]研究發(fā)現(xiàn),物種間及物種內(nèi)不同樣品中化學(xué)成分含量差異顯著,其中黨參和素花黨參化學(xué)成分組成相似,但與川黨參化學(xué)成分組成差異顯著。Lin 等[57]研究表明,管花黨參堿A、B 和黨參苷A 僅存在于川黨參中。黃延盛等[58]研究發(fā)現(xiàn)不同來源黨參中多糖含量差異顯著且對(duì)其品質(zhì)影響較大;同時(shí),各產(chǎn)地(甘肅、貴州、山西、湖北、四川)不同品種黨參中紫丁香苷、阿魏酸、黨參炔苷、蒼術(shù)內(nèi)酯III 含量具有差異且紫丁香苷和阿魏酸含量均較低,蒼術(shù)內(nèi)酯III僅存在于素花黨參和黨參中[59]。王艷等[55]研究發(fā)現(xiàn)基于氨基酸差異可區(qū)分5 大產(chǎn)區(qū)3 個(gè)品種的黨參樣品。張建勛[60]發(fā)現(xiàn)在紅外光譜指紋圖譜中不同產(chǎn)地10 個(gè)批次的黨參樣品間化學(xué)成分差異顯著。
綜上可以看出,黨參藥材來源復(fù)雜、化學(xué)成分種類繁多且含量受環(huán)境影響較大。歷版《中國(guó)藥典》對(duì)黨參入藥基原植物的收錄、鑒別方法及檢查也隨著技術(shù)發(fā)展不斷完善(圖2)。從最初1 種入藥基原到現(xiàn)在3 種入藥基原,鑒別方法也從性狀鑒別、顯微鑒別、薄層定性鑒別不斷完善,現(xiàn)階段更是朝著定量鑒別不斷發(fā)展。因此,可基于劉昌孝院士提出的質(zhì)量標(biāo)志物(quality marker,Q-Marker)核心概念[61],對(duì)黨參的Q-Marker 進(jìn)行預(yù)測(cè),并利用現(xiàn)代化學(xué)成分檢測(cè)手段,制定出能夠全面評(píng)價(jià)黨參質(zhì)量的多成分定量分析方法。
圖2 歷版《中國(guó)藥典》黨參評(píng)價(jià)方法Fig.2 Evaluation method for Codonopsis Radix in each version of Chinese Pharmacopoeia
隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展,研究者在分子水平上對(duì)黨參種質(zhì)資源多樣性展開了分析。張建清等[62]采用隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA 標(biāo)記(random amplified polymorphic DNA,RAPD)分析發(fā)現(xiàn)8 個(gè)栽培黨參居群間遺傳分化很小且與地理距離存在一定相關(guān)性;其次,甘肅各地栽培黨參中僅文縣栽培品為正品紋黨。郭宏波[63]利用新型的分子標(biāo)記(inter-simple sequence repeat,ISSR)分子標(biāo)記和RAPD 進(jìn)行黨參遺傳多樣性分析,發(fā)現(xiàn)野生與栽培黨參種群有較高遺傳多樣性。谷聰?shù)萚64]利用擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性( amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子標(biāo)記技術(shù)研究環(huán)境對(duì)不同基原黨參的遺傳影響,得出黨參物種遺傳背景的相似性與地理空間有關(guān)。劉新星等[36]研究篩選出的表達(dá)序列標(biāo)簽微衛(wèi)星( expressed sequence tags-simple sequence repeats,EST-SSR)引物能夠?qū)Ⅻh參、川黨參、輪葉黨參、野生黨參及近緣屬桔梗進(jìn)行有效鑒別。
蘇強(qiáng)等[65]采用AFLP 法得到的指紋圖可較好的顯示出川黨參,素花黨參與黨參的遺傳差異且均能找到其特有帶或缺失帶。He 等[66]對(duì)采集到的65 個(gè)黨參樣品進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer,ITS)/ITS2 序列分析,發(fā)現(xiàn)黨參、素花黨參、川黨參的ITS 序列位點(diǎn)上有一定的差異,可對(duì)其3者進(jìn)行區(qū)分。黨參轉(zhuǎn)錄組來源的SSR 重復(fù)類型豐富,具有中等多態(tài)性,同時(shí)大規(guī)模的SSR 分子標(biāo)記開發(fā)有助于黨參遺傳多樣性與分子育種研究[67]。陳大霞等[68]研究發(fā)現(xiàn)川黨參的遺傳多樣性較高,且相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)與ISSR 標(biāo)記均適用于川黨參種質(zhì)的遺傳多樣性分析。李忠虎等[69]利用磁珠富集法分離黨參核基因組微衛(wèi)星引物,篩選出的多態(tài)性微衛(wèi)星引物能用于黨參的遺傳多樣性和群體遺傳結(jié)構(gòu)研究,同時(shí)也能夠用于黨參屬其他近緣物種的群體遺傳學(xué)研究。He 等[66]研究發(fā)現(xiàn)黨參中有11 種類型的ITS 序列,素花黨參和川黨參中分別有5 種類型的ITS 序列,表現(xiàn)為顯著的遺傳多態(tài)性。張丹等[70]應(yīng)用生物信息學(xué)軟件對(duì)20 份不同基原黨參進(jìn)行多樣性分析并篩選出4 對(duì)多態(tài)性引物,對(duì)20 份黨參材料進(jìn)行DNA 指紋圖譜繪制,發(fā)現(xiàn)DNA 指紋圖譜可將20 份材料進(jìn)行鑒別。
從以上黨參遺傳多樣性研究方法可以看出,DNA 水平的分子標(biāo)記從2006 年就開始應(yīng)用于黨參分子遺傳多樣樣性分析,但由于每種DNA 分子標(biāo)記技術(shù)具有一定的局限性,在一定程度上制約了其在黨參分子遺傳多樣性研究中的應(yīng)用。通過文獻(xiàn)查閱發(fā)現(xiàn)在黨參研究中常用的分子標(biāo)記技術(shù)主要為RAPD、ISSR、AFLP、SSR、SRAP、ITS 6 種,其他分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用較少,同時(shí)近5 年關(guān)于黨參分子遺傳多樣性研究較少,僅SSR 分子標(biāo)記技術(shù)較常用。 單核苷酸多態(tài)性( single nucleotide polymorphism,SNP)標(biāo)記具有全基因組覆蓋、高通量、位點(diǎn)特異等優(yōu)點(diǎn)[71],因此應(yīng)重視SNP 標(biāo)記。同時(shí),在黨參中DNA 分子標(biāo)記技術(shù)主要以遺傳多樣性分析為主,其他方面有待深入研究,如遺傳連鎖圖譜構(gòu)建與數(shù)量性狀基因座定位、表型性狀關(guān)聯(lián)分析等。
黨參的人工栽培最早出現(xiàn)在山西的潞安、壺關(guān)、長(zhǎng)治及遼寧的鳳城等地[69]。目前,甘肅渭源、隴西、漳縣、岷縣、通渭,吉林琿春、農(nóng)安,四川平武、青川,湖北恩施等地已大面積人工種植黨參。栽培種基本為農(nóng)家地方品種雜合群體,種質(zhì)資源性狀豐富多樣,但種質(zhì)創(chuàng)新工作起步晚。目前有報(bào)道的僅有通過常規(guī)育種選育的2 個(gè)品種(渭黨1 號(hào)、2 號(hào))及誘變育種選育的2 個(gè)品種(渭黨3 號(hào)、4 號(hào)),在生產(chǎn)中取得了良好的增產(chǎn)效果[30,72],但仍不能滿足目前的生產(chǎn)需求,中藥材黨參產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展仍面臨著巨大威脅[12]。
常規(guī)選育可分為系統(tǒng)和雜交選育。系統(tǒng)選育是利用藥用植物自然存在的混雜種質(zhì)群體,根據(jù)育種目標(biāo),重復(fù)選擇、提純,獲得性狀穩(wěn)定、質(zhì)量?jī)?yōu)良新品種的方法。雜交選育是指將父本和母本雜交,形成具有不同遺傳多樣性的雜交后代,再通過對(duì)雜交后代的篩選,獲得具有父母本優(yōu)良性狀,且不帶有父母本不良性狀的新品種的育種方法。
甘肅省定西旱作農(nóng)業(yè)研究推廣中心在1992—2006 年通過系統(tǒng)選育法選育出了黨參新品種“渭黨1 號(hào)”(92-02)和“渭黨2 號(hào)”(98-01),選育流程見圖3?!拔键h1 號(hào)”生育期540 d 左右,根為肉質(zhì)紡錘狀直根,初生莖綠色,千粒質(zhì)量為0.26~0.32 g,適宜在海拔1 800~2 400 m,年降水量450~550 mm 的半干旱和二陰生態(tài)區(qū)內(nèi)種植,較抗根腐病,耐旱性、耐寒性較強(qiáng)[72]?!拔键h2 號(hào)”生育期為540 d 左右,根為肉質(zhì)紡錘狀直根,初生莖綠色,生長(zhǎng)后期逐漸轉(zhuǎn)為淡紫色,千粒質(zhì)量0.189 g,浸出物含量64.5%,根腐病的田間病株率為4.1%,病情指數(shù)為2.2%,較“渭黨1 號(hào)”田間抗病更佳[11,73-74]。荊彥民[75]通過灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)7 個(gè)黨參品系的主根長(zhǎng)、產(chǎn)量、單株鮮根重等12 個(gè)性狀因子分析得出,品系DSZJ2004-01、DS98-01、DSZJ2003-01 加權(quán)關(guān)聯(lián)度較高,商品性狀、抗病性、產(chǎn)量等綜合性狀優(yōu)良,可作為優(yōu)異種質(zhì)資源重點(diǎn)培育。
圖3 黨參新品種選育流程Fig.3 Selection process of new varieties of Codonopsis Radix
黨參為多年生藥用植物,生長(zhǎng)周期一般2~3年,采用傳統(tǒng)育種方法培育新品種的速度較慢。但隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的快速發(fā)展,組培快繁技術(shù)在藥用植物育種的應(yīng)用越來越多。1990 年,牛德水等[76]以黨參下胚軸和無菌芽切段為外植體,通過誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織并形成再生植株。經(jīng)過15 個(gè)世代(2 年多)的繼代培養(yǎng),建立了黨參體細(xì)胞培養(yǎng)體系。黨參無性系每次不僅產(chǎn)生的綠芽數(shù)量多,而且速度快。1992 年,李繼勝等[77]從黨參體細(xì)胞的原生質(zhì)體形成的愈傷組織再生成了完整植株。楊隨莊等[78]以黨參外植體頂芽、莖段為試驗(yàn)材料,利用微型扦插繁殖技術(shù),未經(jīng)愈傷組織的誘導(dǎo),扦插生長(zhǎng)出了完整的黨參苗。該項(xiàng)技術(shù)能在較短時(shí)間內(nèi)得到具有遺傳性狀穩(wěn)定的試驗(yàn)材料,在藥用植物快繁中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。時(shí)隔20 年,黨參組織培養(yǎng)形成再生植株再現(xiàn)報(bào)道。孫歡等[79]以黨參花藥為外植體,選擇處于單核中央或靠邊期的花藥進(jìn)行接種,通過愈傷組織的誘導(dǎo)、繼代培養(yǎng)、胚狀體分化再生植株,初步建立了通過體細(xì)胞胚胎發(fā)生再生植株的黨參花藥培養(yǎng)技術(shù)體系,為黨參新品種選育奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。
誘變育種指利用化學(xué)、物理因素誘導(dǎo)植物的遺傳性狀發(fā)生變異,再根據(jù)育種目標(biāo)從各變異群體選擇優(yōu)異個(gè)體,結(jié)合多種手段培育成新品種的方法。
甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院[80]采用重離子輻照技術(shù)對(duì)“渭黨1 號(hào)”(系統(tǒng)選育品種,92-01)輻照處理,按輻照誘變育種程序(圖3)選育出黨參新品種“渭黨3 號(hào)”。該品種質(zhì)量?jī)?yōu),耐寒性較強(qiáng),較“渭黨1 號(hào)”抗病能力強(qiáng),適宜在海拔1 900~2 400 m,年降水量450~550 mm 的半干旱及高寒陰濕區(qū)種植推廣[80]。同時(shí)期,該單位選育出了適宜中藥材黨參高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培和良好農(nóng)業(yè)規(guī)范基地建設(shè)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病蟲能力強(qiáng)的黨參新品種“渭黨4 號(hào)”(DSN2004-05)[81]。
多倍體育種是指利用人工誘變或自然變異等方式,通過細(xì)胞染色體組加倍獲得多倍體育種材料,用以選育符合人們需要的優(yōu)良品種。1991 年,陳素萍等[82]首次進(jìn)行黨參多倍體試驗(yàn),將黨參種子播種于一定濃度秋水仙堿培養(yǎng)基中發(fā)芽,并進(jìn)行胚軸的組織培養(yǎng)后獲得黨參四倍體變異株,經(jīng)顯微觀察發(fā)現(xiàn)四倍體氣孔大,視野數(shù)少,體細(xì)胞和花粉母細(xì)胞均為四倍體。四倍體黨參不僅具有莖稈粗、花和葉片大、葉色深、花期長(zhǎng)的性狀優(yōu)勢(shì),且抗逆性優(yōu)于常規(guī)黨參植株,極具潛在應(yīng)用價(jià)值。馬璐琳[83]用0.2%的秋水仙素瓊脂凝膠對(duì)黨參幼苗的上胚軸、中胚軸生長(zhǎng)點(diǎn)分別進(jìn)行多倍體誘變,觀察鑒定發(fā)現(xiàn),同源四倍體黨參變異株較二倍體植株葉片大、顏色深,生育期長(zhǎng),千粒質(zhì)量大。利用此方法獲得的同源四倍體品質(zhì)優(yōu)良,從其自交后代中可選育出純合的同源四倍體新品系,可為黨參新品種選育提供基礎(chǔ)。李香串[84]采用誘變與現(xiàn)代生物技術(shù)結(jié)合的方法選育得到潞黨參的四倍體株系LDSS-5 號(hào),性狀優(yōu)良,多糖含量高于二倍體。
劉璇等[85]在查閱文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)述了黨參種質(zhì)資源的分布和遺傳多樣性研究進(jìn)展,總結(jié)了2018年前黨參育種工作的相關(guān)成果。提出黨參的種質(zhì)資源具有豐富的多樣性,但對(duì)資源缺乏系統(tǒng)性開發(fā)利用,采用常規(guī)選育法對(duì)品種改良效果有限。本研究從黨參種質(zhì)資源分布、遺傳多樣性、種質(zhì)提純及創(chuàng)新利用現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)概述,以黨參種質(zhì)資源分布和種質(zhì)遺傳多樣性為背景,建議針對(duì)黨參不同的使用目標(biāo),深入開展新品種選育研究?,F(xiàn)階段黨參育種仍以常規(guī)育種為主,離體培養(yǎng)和分子育種技術(shù)現(xiàn)處于試驗(yàn)階段,還未落實(shí)到大田栽培生產(chǎn)中;其次,已經(jīng)報(bào)道的黨參新品種的選育局限在在甘肅省同一研究單位,且其適用于甘肅定西區(qū)域的生產(chǎn)推廣,其他道地產(chǎn)區(qū)如陜西、山西、四川等關(guān)于黨參新品種的選育報(bào)告較少;此外,轉(zhuǎn)基因技術(shù)是當(dāng)前育種研究中的熱點(diǎn),但轉(zhuǎn)基因這一新興育種技術(shù)是否可以應(yīng)用在藥用植物育種仍具有很大爭(zhēng)議。因此,可以參考其他藥用植物如桔梗[86]、天麻[87]、銀杏[88]的育種經(jīng)驗(yàn),采用雜交育種和分子標(biāo)記輔助育種,結(jié)合優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源,選育黨參品種,從而在更大程度上提高栽培黨參的產(chǎn)量和質(zhì)量,促進(jìn)中藥材黨參藥材生產(chǎn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展。
從黨參種質(zhì)資源分布、資源多樣性、種質(zhì)創(chuàng)新現(xiàn)狀進(jìn)行歸納整理與分析,發(fā)現(xiàn)黨參在資源保護(hù)利用和種質(zhì)創(chuàng)新方面還存在以下問題:(1)黨參種質(zhì)資源多樣性高,但野生資源保護(hù)滯后,導(dǎo)致部分黨參屬植物瀕危及近危。(2)黨參藥材來源復(fù)雜、化學(xué)成分種類繁多,《中國(guó)藥典》2020 年版收載了黨參的性狀、鑒別、檢查、浸出物測(cè)定等項(xiàng),但未收錄其含量測(cè)定項(xiàng),文獻(xiàn)研究中也僅以黨參炔苷等個(gè)別化合物含量來評(píng)價(jià)黨參質(zhì)量,缺少體現(xiàn)其整體藥效及專屬性的質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)方法。(3)在種質(zhì)創(chuàng)新方面,現(xiàn)有黨參育種方法主要依賴于傳統(tǒng)的選擇育種、雜交育種,育種周期長(zhǎng),效率低。
針對(duì)以上黨參在資源保護(hù)利用和種質(zhì)創(chuàng)新方面所遇到的問題提出以下幾點(diǎn)建議:(1)加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)和利用??芍攸c(diǎn)研究和掌握黨參屬野生植物資源的遺傳育種、仿野生栽培等技術(shù),同時(shí)建立瀕危種、近危種、易危種種質(zhì)資源圃,為有效保護(hù)和合理利用黨參屬野生植物資源提供基礎(chǔ)。(2)建立和完善黨參藥材的質(zhì)量控制及評(píng)價(jià)方法??苫谥兴嶲-Marker 的“特異性、敏感性、穩(wěn)定性、合理性、可追溯性”5 個(gè)核心概念,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué),對(duì)黨參Q-Marker 進(jìn)行預(yù)測(cè),并利用現(xiàn)代化學(xué)成分檢測(cè)手段,制定出能夠全面評(píng)價(jià)黨參質(zhì)量的多成分定量分析方法。(3)利用現(xiàn)代生物技術(shù),進(jìn)行黨參種質(zhì)創(chuàng)新。通過高通量測(cè)序技術(shù),以黨參全基因組學(xué)為背景開展對(duì)黨參遺傳多樣性研究,采用組培快繁、植物體細(xì)胞雜交、分子標(biāo)記育種等現(xiàn)代生物技術(shù),從現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)農(nóng)家種質(zhì)、優(yōu)異變異種質(zhì)、野生種質(zhì)等資源中挖掘高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆基因,同時(shí)與形態(tài)學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)等方法相結(jié)合,為黨參種質(zhì)資源的創(chuàng)新提供快速有效的途徑。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突