蔣俊君,葉紅霞,2
(1.浙江大學農業與生物技術學院,浙江杭州 310058;2.湖州市農業科學研究院,浙江湖州 313000)
金銀花為常用大宗中藥材,應用歷史悠久,不僅具有很高的藥用價值,還兼有保健益壽的功用。現代醫學證明,金銀花具有廣譜的解熱、消炎、抗菌、抗病毒、降血脂、降血糖、保肝、利膽、止血等多種醫療和保健作用[1]。金銀花的花蕾中含有大量的綠原酸、異綠原酸、芳樟醇、木樨草苷、金銀花皂苷等苷元成分和黃酮類化合物,特別是其中的綠原酸能抗物質氧化,抗細胞衰老,促進人體新陳代謝,調節人體各部功能的平衡[2-4]。因此,以金銀花為原料生產系列保健茶具有很高的開發和利用價值,市場前景廣闊。
前幾年受高價的刺激,金銀花曾種植勢頭迅猛,除在山東、河南等道地產區大規模種植外,很多非傳統產區如四川、湖南、浙江、廣西、重慶等地也都積極種植。在金銀花種植不斷擴張的同時,盲目引種現象比較普遍,事實上很多地區的藥農受不法商販誤導,種植的是產量高、易采摘的山銀花,而非金銀花,導致山銀花的種植面積迅速擴張。受山銀花的沖擊以及市場行情大趨勢的影響,金銀花產業曾面臨巨大的發展困境。隨著2010版新《中國藥典》頒布,明確規定金銀花只有一種原植物,即忍冬科植物忍冬 (Lonicera japonica),加之媒體對山銀花的曝光,正品金銀花又重新走俏市場。因此在當前的有利環境下,應對我國的金銀花種質資源進行系統調查、搜集、整理與評價,選育出優良種質,規范種苗渠道,強化優良種質的推廣,以滿足當前金銀花產業健康、有序發展的需求。本文將系統闡述金銀花良種選育進展及取得的成果,分析當前良種選育中存在的問題,并提出選育的重點與關鍵。
我國金銀花野生資源豐富,并且在長期栽培條件下,各地均選育出一批地方農家品種,這些都為金銀花優良品種的選育提供了豐富的種質資源。但此前對這些資源的系統搜集和整理工作開展得較少,對其適應性、產量及質量等方面的比較研究更少。近年來,各地紛紛在開展金銀花種質資源調查、保存、鑒定評價和創新利用的研究工作,旨在經過系統整理分析,查明各品種的優缺點,從中挖掘出尚未被人們重視和利用的優良金銀花品種,加以繁殖保存,這對金銀花優良品種選育有重要意義。
在金銀花種質資源調查時,既要深入到藥材傳統產區,調查已種植數十年、數百年甚至更長時間的地方品種、農家品種等相關類型,同時也要調查各地區的野生金銀花植物資源,因為其中蘊藏著豐富的基因,不乏優質高產品系,且往往具有栽培種所缺少的抗性。周鳳琴等[5]對山東、河南、河北3大主產區的金銀花種質進行了調查,基本查清了全國各金銀花主產區的主流種質,采集50余份資源,分別進行形態標記與遷地種植。在山東平邑建立金銀花種質資源圃,并完成初步的整理鑒定與分析。李林等[6]對原產浙江樂清、永嘉以及文成引種的金銀花進行調查后發現,其原植物分別為紅腺忍冬、灰氈毛忍冬以及引種河南的正品忍冬。藍云龍等[7]則對浙江西南地區的6個野生金銀花種質形態、有效成分、遺傳等方面進行了調查和評價,發現野生種與栽培種間形態差異和有效成分差異較大,其中包含有性狀優良的野生種質。以上調研為金銀花種質資源的合理開發利用及育種改良奠定了基礎。
目前生產上金銀花繁殖方式主要以扦插為主,也可種子繁殖及分根、壓條繁殖,這些常規的方式繁殖系數小、育苗周期長,受季節、氣候、環境等條件限制,且易攜帶病毒細菌,引起金銀花生產性能下降,生長不良,有效成分積累減少,植株及產品品質降低,造成性狀退化,影響金銀花的產量和品質。
組織培養繁殖不僅速度快,繁殖系數高,可周年生產,還可使植株脫毒,更好地保持親本品質,實現金銀花良種苗木規模化工廠生產。Georges等[8]用金銀花品種Hall’s Prolific的葉片、莖段、根分別誘導出的愈傷組織,在WPM基本培養基上添加單一激素 BA(4.4 ~44.4 μmol·L-1),使植株再生率最高,移栽到溫室成活率達100%。Kim等[9]對金銀花在 MS+2,4-D 4.52 μmol·L-1培養基上進行的體胚細胞懸浮培養取得成功,誘導率達46.7%;接種到含有MS基本培養基的平板培養皿后,胚性細胞懸浮物形成了大量的體細胞胚,并獲得再生苗,再生率達68.0%。陳明霞等[10-13]以蒙花1號、蒙花2號、金豐1號、中花1號、九豐1號等品種為材料,進行了組培與快繁研究,已成功建立了快繁體系。但因金銀花組培苗的移栽成活率較低,并受條件和成本等因素的限制,使工廠化和規模化育苗受到制約。隨著研究的深入和技術的不斷成熟,組織培養可以為新選育的優良金銀花品種的快速繁殖及推廣應用提供技術支撐,而且還可為多倍體等生物技術育種或輻射育種提供基礎材料。
金銀花在生產上主要利用扦插等無性繁殖方法進行繁種,因此直接利用金銀花的自然變異培育無性系品種是目前最有效的育種方法。臨沂市農業科學院通過科學篩選,從野生金銀花中選育出性狀優良的新品種中花1號,就產量而言,兩年生植株單產干花比大毛花增產66.30%,3年生單產干花比對照增產69.90%;有效成分上,綠原酸與木犀草苷含量分別為2.60%和0.16%,遠超《藥典》規定水平[14]。
雜交育種是通過人工雜交,將2個或2個以上親本的優良性狀綜合到一個個體上,繼而從分離的后代群體中經人工選擇培育,從而創造新品種的育種方法,子代通常具有雜種優勢。平邑縣用本地忍冬與野生芽變品系采取多元雜交技術,培育出新品系懶漢金銀花[15]。
多倍體育種通常是用秋水仙素等誘變劑處理愈傷組織胚狀體或叢生芽,獲得多倍體植株。與普通植株相比,加倍后的植株的細胞和器官會表現出巨型性的顯著特征,能增大植株的營養器官,且多倍體植株有較強的生態適應性和對逆境的抗耐性,某些藥用活性成分提高。目前研究者通過人工誘導已成功獲得金銀花的多倍體植株。山東省平邑縣九間棚農業科技園有限公司采用多倍體育種技術,以二倍體金銀花傳統品種大毛花 (2n=18)為親本,經過秋水仙素莖尖處理加倍選育而成的四倍體金銀花新品種九豐1號,相比親本大毛花,綠原酸含量高30%,每667 m2增產干花83.6 kg,增產58.79%[16]。
我國金銀花地方品種資源極為豐富,但優良品種較少。各地栽培品種混雜,分類不清;名稱不規范,同種異名、同名異種現象常有發生。如河南封丘金豐1號 (豫封1號、封花1號)、蒙花1號(平花1號)、蒙花2號等。但所有的改良品種均沒有明確的來源鑒定,缺乏系統的搜集和整理。
由于缺乏系統的定向選育,在長期的栽培過程中,金銀花種內產生較大變異,被劃分為不同的種質,而種質間的適應性、產量和有效成分的含量差異情況,以及如何采用化學和生物指紋圖譜技術全面評價種質質量等,尚缺乏健全的評價體系。
現有金銀花良種多為野生種質人工馴化而成,選育方法相對傳統,選育程序不規范,習慣于割條砸花的傳統選育方法,往往會將其他品種的枝條混入,無法選育出真正品種純正、性狀優良的種質。雜交育種、多倍體育種剛剛起步,大量優質金銀花種質資源尚未在育種中得到充分應用,缺乏具有推廣價值的優良品種。
在金銀花的傳統產區,由于種苗生產技術不規范,混雜地方品種現象普遍,良種退化現象嚴重,存在遺傳穩定性、一致性差等問題,通常表現為生長勢低下,二茬花少,產量低,質量差,不抗病蟲害,采摘困難等。而在金銀花的新產區,由于產業快速發展,種苗供應緊張,盲目引種現象普遍,特別是受種苗商販誤導而引進一些非正品金銀花的原植物,如山銀花的來源之一灰氈毛忍冬,嚴重影響藥材質量和產量。金銀花產業發展過程中缺乏合理的品種提純復壯與規范化良種獲得渠道。
種質資源是遺傳育種的前提和基礎,需要廣泛調查金銀花的種質資源,系統搜集整理其野生資源、栽培品種、地方品種及農家種等并進行移栽,建立種質資源圃,評價和充分發掘這些種質資源的優異基因,進行科學合理的開發利用。
對搜集到的金銀花種質資源,需要進一步采用形態標記、生化標記、分子標記等多種方法全面研究,探討不同種質的形態差異,分析各種質的遺傳特性,通過分類鑒定,系統研究和劃分金銀花的不同種質,并開展綠原酸、木樨草苷等主要活性成分含量測定,在此基礎上篩選出具顯著差異的單株作為項目的研究材料,為良種選育提供基礎。
由于金銀花分布廣,自然變異大,通過田間栽培試驗比較不同種質金銀花的產量與質量差異,在此基礎上選擇培育出抗性強、產量高、質量優的金銀花品種仍將是最切實有效的方法。隨著生物技術的快速發展及在作物育種上的應用,在常規育種的基礎上,開展金銀花生物技術育種、分子標記輔助選擇育種及目標基因的定位和克隆,利用基因重組技術,實現金銀花生物技術定向,培育出高產、優質和高抗新品種。
在獲得金銀花優良品種的基礎上,進一步研究其生態習性及生物學特性,初步建立起優良品種提純復壯與良種繁育體系,為規范化生產及產業化研究提供理論與技術支撐。同時需要管理部門規范整頓苗木市場,建立專業良種繁育基地,嚴厲打擊假冒偽劣產品,從而健全金銀花良種推廣體系。
優良品種是藥材質量穩定的基礎,古代藥材源于野生,自然沒有品種之說;如今藥材主要依靠人工栽培,不能沒有良種。目前優良品種的篩選和繁育還是金銀花GAP研究中的薄弱環節,雖然國內對金銀花種質資源收集和新品種改良取得了一定的進展,也產生了顯著的社會效益和市場競爭力,但產業開發中普遍存在著種質來源不明、質量評價技術滯后、選育方法傳統且過程不規范、良種退化盲目引種現象嚴重、缺乏合理的品種提純復壯與規范化良種獲得渠道等一系列問題。因此,進一步重視與發掘對現有育種資源的收集、保存與利用,建立金銀花的種質資源圃;進行種質的鑒定、評價、劃分、篩選,制定出優良種質的評定標準;采用傳統種質選育技術與現代農業育種中廣泛應用的核輻照等高效誘變技術、優異突變株系的分子生物學鑒定技術等相結合的方法,篩選出高產優質金銀花種質;重視良種苗木繁育基地建設,建立起金銀花優良種質提純復壯技術體系及良種繁育技術體系;按國家GAP要求規范基地生產,從根本上解決目前金銀花質量問題。只有解決了良種與源頭問題,金銀花產業開發問題才會迎刃而解。
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