目前桔梗生產及研究需要關注的幾個關鍵性問題

寧書菊林文津韓 娜魏道智

（1福建農林大學作物科學學院，福州350002；2福建農林大學生命科學學院，福州350002）

目前桔梗生產及研究需要關注的幾個關鍵性問題

寧書菊1林文津2韓 娜2魏道智2

（1福建農林大學作物科學學院，福州350002；2福建農林大學生命科學學院，福州350002）

桔梗是藥食兩用的大宗藥材之一，近年來作為藥材、食材生產及研究發展很快，但仍有一些有待進一步研究、解決的問題，在綜合近年來多方面研究的基礎上，提出了在資源研究及品質評價、生殖生物學及種子質量、藥效學擴展及有效成分組、化學成分與次生代謝、有效成分測定取材和藥材質量標準、生產規模控制及連作障礙6個方面存在問題，以期作為進一步促進桔梗生產及深入研究的參考。

桔梗；生產；研究；關鍵性問題

桔梗[Platycodon grandif l orum（Jacq.）A.DC.]為桔梗科桔梗屬多年生草本植物，藥用部位為主根。桔梗味苦、辛，性平，入肺經。歷代本草載有宣肺、利咽、祛痰、排膿的功效。桔梗屬藥食同源藥用植物，也是新資源食品，花色多樣、艷麗，花期長而極具觀賞性，是一種多功效植物，倍受國內外學者的關注，在資源學、種子生物學、規范化栽培、采收加工、化學成分、藥理作用、質量標準等方面都做了大量研究，取得了許多新的進展，在不斷進步的同時，仍有很多新的問題值得進一步的深入研究。

1 加強桔梗資源及資源品質評價研究

《中國植物志》記載桔梗科植物包括60～70個屬，大約2000種，廣布于全球。中國有16屬約170種，桔梗歸桔梗亞科的桔梗單種屬，產地從朝鮮、日本、俄羅斯的遠東和東西伯利亞地區南部至我國東北、華北、華東、華中各省以及廣東、廣西（北部）、貴州、云南東南部、四川、陜西，分布之廣、適應性之強是藥用植物中較少的種類。桔梗生于海拔2000m以下的陽處草叢、灌叢中，少生于林下，生態類型和生態環境的差異，成就了生態類型的多樣性，豐富的野生桔梗資源是資源研究和優質種質資源選育的寶庫，加強桔梗資源的調查和種質資源庫建設是桔梗資源學研究的第一要務，正確、有效的資源品質評價是保護桔梗資源和獲取可持續性發展的保障，目前已經看到不少關于桔梗主產區資源研究的報道[1-3]，較多的是對地方品種栽培種質資源的遺傳多樣性分析和農藝性狀的聚類分析[4-7]，對于野生資源關注度還不夠，真正運用資源品質評價指標對本土資源現狀和發展做出有效評價的還不多見。

2 深化桔梗授粉生物學、種子發育、生活力研究和種子質量標準問題

自然結實率、種子活力和種子質量問題，一直是影響桔梗生產的一個重要問題。

桔梗屬于常異花授粉植物，因為花藥成熟散出花粉時間與柱頭開裂、外翻、露出授粉面的時間不一致，雄雌異熟[8-10]，其自花授粉結實率比較低為1%～4.8%[9]，主要依靠異花授粉，研究表明雖然柱頭接受花粉能力較強，桔梗花瓣顏色鮮艷，花香、花蜜均可對昆蟲構成一種吸引力，但自然結實率仍為12%[9]，這可能與同期同步發育的異花花粉的生活力也同期下降[8-10]、自花花粉萌發能力和柱頭接受時間長短、花粉密度以及受精過程環境溫、濕度有密切關系，積極開展桔梗生殖生物學，授粉、傳粉生物學、方式及人工授粉技術的研究，可有助于提高桔梗的結實率和種質資源質量。

桔梗種子不僅結實率低，成熟后的種子壽命短，生活力低，常溫貯藏12個月的種子發芽率將會降至10%，甚至更低[11]，直接影響栽培生產。桔梗種子的千粒重為0.84～1.4g[11]，與一般的雜草種子相比，千粒重中等，空癟率也高，但每個蒴果的種子量大，桔梗種子是以量取勝，還是種子在發育過程中的發育程度不足，需要進一步試驗回答。種子的壽命短，生活力衰減很快，有試驗證明水分和溫度是影響桔梗種子生活力的主要因素，超干和低溫會延長種子壽命和阻止生活力衰退[12]，但是除了這些因素外，種子自身生活力衰退的內因，如種子自身營養、高呼吸速率、保護酶活力、保護物質量的衰減速率等，也值得研究和關注。

種子是重要的農業生產資料，種子質量優劣不僅影響作物的產量，而且影響作物的品質，農作物種子不但有法律，而且有國家強制性種子質量標準，藥用植物種子同樣適用《種子法》，但桔梗種子還沒有一個明確的質量標準[12]，一些學者已經提出相關的質量標準，明確了凈度、千粒重、發芽率、水分等作為質量指標[13-14]，但還是應該參考農作物的國家強制性種子質量標準，把種子純度納入標準，因純度是指品種典型一致的程度，是品種優良特性的保證。

3 桔梗的藥效學擴展和有效成分問題

桔梗皂苷種類很多，僅其根中就含有近40種皂苷類成分，由桔梗酸衍生出來的皂苷，除了桔梗皂苷 D外，還有皂苷A、B、C、E、F等，僅D就有D、D2、D3三種，2015版 《藥典》 規定桔梗藥材以桔梗皂苷 D（C57H92O28）為質量標準，桔梗的主要藥理作用也是以桔梗皂苷 D的作用為代表，已經報道的桔梗皂苷主要有祛痰、鎮咳、鎮靜、鎮痛、解熱、抗炎、抗潰瘍、保肝、降脂、抗肥胖、擴血管、降血壓、增強免疫、溶血等多種藥理作用，也有報道桔梗皂苷 D在動物體內的絕對生物利用度很低，為0.079%～0.49%[15-16]，盡管在桔梗皂苷中皂苷 D含量較高，諸多的皂苷藥理是否等同于皂苷 D作用呢？能否按照桔梗酸（platycodic acid）類、桔梗二酸（platcogenic acid）類和遠志酸（polygalacic acid）類衍生物成分分組，分類實施藥效學試驗，對于桔梗藥效學擴展和進一步明確、細化真實藥效學成分會有很大幫助。

4 桔梗化學成分的次生代謝問題

在栽培生產上，已經看到很多運用施肥組合影響桔梗總皂苷及皂苷D含量影響的報道，氮、磷、鉀對于桔梗總皂苷含量影響不同[17-18]，因為它們分別作用在不同的代謝方向和節點上，籠統的說影響了植物體內的碳氮代謝和平衡，促進了物質運輸與轉化，還不能有效解析這些元素的作用機制問題，至于桔梗體內這些皂苷成分的分子代謝途徑和調控還未見更多的研究報道，關注桔梗的次生代謝，對于提高桔梗品質有重要意義，是一個未來應該重視和深入研究的領域。

5 桔梗有效成分測定取材和藥材質量標準問題

桔梗對氣候的適應性很廣，既耐高溫，亦較耐寒冷，但不耐嚴寒、酷暑，喜光、喜溫和濕潤的氣候，因而廣布于我國各地，因產地不同桔梗藥材便有南北桔梗之分，北桔梗主要產于河北、遼寧、吉林、江蘇、山東、內蒙古、黑龍江等華北、東北一帶；安徽、江蘇、浙江等長江以南地區桔梗則稱之為南桔梗。北方地區由于氣溫低，生長期短，與南桔梗相比植株相對較矮，根系較粗，分枝多，商品品相不高，雖然東北、華北產量大，但華東產品質量較好，一些研究結果顯示，不同產地藥材的總皂苷和皂苷D均有較高含量的記錄，這和南北桔梗藥材質量趨勢并不一致，造成此現象的可能性原因，一是不同作者的測定取材部位可能不同，據報道桔梗根不同部位的總皂苷含量具有較大差異[19]；二是不同作者供試材料的生長年限和采收季節差異，當然在2015版《藥典》也沒有明確規定具體的藥材年限，是否規定桔梗試材為不去皮的具有一定生長年限主根的混合取樣作為一個測定、研判藥材質量的取材標準，對于藥材質量標準規范化較重要。

另外同一桔梗藥材的總皂苷含量與皂苷D間未見相關關系[20]，因此作為衡量標準，當兩者在同一藥材或不同藥材不一致的時候，就給藥材質量的判定帶來困難，這在澤瀉、太子參等藥材都出現過，明確和擴大藥材藥效質量指標組分，將會克服單一組分或少數組分帶來的偏差。

桔梗是一種多年生的根類藥材，現有報道藥材質量以2年生質量最好[21-22]，超過2年總皂苷含量反而會降低[20]，所以很多試驗均以2年生為限，也有報道桔梗藥材需2年以上，才能夠達到或接近野生桔梗皂苷水平[22]。實際生產中因價格波動或氣候原因，存留在大田中3年或3年以上的桔梗產量和總皂苷含量并沒有降低，甚至高于2年桔梗，除非是連作障礙嚴重地塊，有關多年生桔梗藥材發育規律的研究年限，可能要多延長幾年才較為貼合實際。

6 桔梗生產規模的調控和連作障礙問題

全國桔梗生產主要集中在以博山、沂源為中心的山東主產區，以太和為中心的安徽主產區，以赤峰為中心的內蒙古主產區，以吉林、遼寧為主的東北老產區，江蘇、浙江、河南、河北、陜西、山西、福建、貴州等新的次產區，有資料統計全國的干品年需求在6000t左右，正常出口折合干品在200～300t，如果按照國、內外需求6300t，2年生每667m2產量200kg，國內需產區面積約31500畝左右，據 “中國地理標志產品服務中心”網站采訪公布2014年安徽李興鎮公開面積4萬畝，加周圍輻射，太和縣面積共有10萬畝，如果信息準確，按照山東淄博5000畝，赤峰市5000畝規模，僅主產區面積規模和產量已經遠超過國外市場需求，因此次產區和新區的生產擴展更應謹慎，控制發展規模。加快桔梗應用產品的研究和開發，也是擴大市場，促進產業健康發展的重要舉措。

雖然桔梗藥材和種子價格波動受市場調節，政府和行業協會應該在市場預測和行業信息化服務等方面發揮作用，多給藥農一些有益指導，以減少市場的大起大落對藥農的影響和對桔梗產業的沖擊，更有利于桔梗產業的良性發展。

連作障礙是根莖類藥材生產的常見問題，也是多年生藥材的生產瓶頸，連作障礙已經嚴重影響到桔梗、三七、黃連、人參、太子參等藥材生產，桔梗的一些老產區、高產區，連作障礙生產問題突出，消減障礙、輪作換地及開辟新地給藥材生產增加了一定成本。

有關連作障礙的成因有土壤營養失衡說、自毒說、土壤微生物群落失衡說、化感物質說等等。自毒作用應該是連作障礙的重要成因之一，但是在自然界中這些根莖類藥材卻可以健康的生長多年，說明在有限生物量的情況下，植物能夠自理，在連續性高產條件下，不管是障礙生長的物質累積，還是存續環境的惡化，都突破了其自身凈化和忍受的能力，因而妨礙生長。改土施肥，增施益生菌，噴撒殺菌劑具有一定的緩解作用，水旱輪作、輪作倒茬還是目前消減連作障礙比較有效的耕作措施。連作障礙成因和機制問題值得進一步深入研究，從源頭上捋順關系，順藤摸瓜有可能解開這個困擾多年的死結。

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2017-05-23）

福建省自然科學基金資助項目（2014J01272）

魏道智