黨參種質資源與優良品種選育研究進展

劉 璇，徐 嬌，金 鉞，隋 春

（中國醫學科學院北京協和醫學院藥用植物研究所/中草藥物質基礎與資源利用教育部重點實驗室/瀕危藥材繁育國家工程實驗室，北京100193）

0 引言

黨參是常用中藥材之一，收載于《中國藥典》（2015年版Ⅰ部），其以根入藥，味甘性平，歸脾、肺經，具有健脾益肺、養血生津之功效，用于脾肺氣虛、咳嗽氣喘、氣血不足等癥[1]。黨參為補益要藥，不僅可作為基本藥材為中醫所調配應用，還是多種中成藥的主要原料，如復方黨參片、黨參養榮丸、黨參固本片等；此外，黨參還是多種保健品的基本原料之一，如阿膠黃芪黨參鐵片、東阿阿膠牌芪參阿膠膠囊、日益牌黨參黃芪口服液等。黨參藥食同源，用量較大，藥用價值較高。

由于黨參基源植物分布廣泛，種質資源豐富，除藥典規定的基源植物種外，還有一些非藥典種入藥，因此，黨參藥材間品質差異較大。中藥標準化是中藥國際化和現代化的必然要求，藥材的種植生產是中藥全產業鏈的源頭環節，而種植品種的質量和穩定性又是決定產出藥材質量穩定的關鍵因素。目前，國家中藥材、飲片及中成藥標準化項目剛剛啟動，本文重點關注黨參藥材的種質資源和品種選育研究進展，以期為黨參相關研究提供參考。

1 黨參基源植物

2015年版《中國藥典》規定黨參的基源植物為桔梗科(Campanulaceae)植物黨參(Codonopsis pilosula)、素花黨參(C.pilosulavar.modesta)或川黨參(C.tangshen)[1]。除正品外，黨參藥材的地方習用品、偽品較多，同屬內的有管花黨參（C.tubulosa，2003年版《貴州省中藥材、民族藥材質量標準》）[2]、球花黨參（C.subglobosa，《藏藥志》）[3]、秦嶺黨參（C.tsinglingensis，《陜西中草藥》）[4]、新疆黨參（C.clematidea，《新疆中草藥》）[5]、輪葉黨參（羊乳，C.lanceolata，《中藥志》）[6]、脈花黨參（C.nervosa，《藏藥志》）[3]等，還有桔梗科金錢豹屬金錢豹（土黨參，Campanumoea javanica）、傘形科迷果芹屬迷果芹(Sphallerocarpua gracilis)、傘形科防風屬防風(Saposhnikovia divaricata)等與黨參藥材性狀相似的偽品入藥[7-8]。在所有種中，以黨參(C.pilosula)分布最廣，應用也最廣泛[9]。

1984年中華人民共和國衛生部頒布的《七十六種藥材商品規格標準》[10]，將黨參藥材商品規格分為西黨、條黨、潞黨、東黨、臺黨5類，當今市售黨參藥材商品名稱更是繁多。通常認為西黨的基源植物為素花黨參，產于四川西北部、青海、甘肅及陜西南部至山西中部，其中甘肅文縣、四川平武產黨參又稱“紋黨”、“晶黨”，陜西鳳縣和甘肅2個地產又稱“鳳黨”，四川九寨溝縣產又稱“刀黨”。條黨的基源植物被認為是川黨參，產于四川北部及東部、貴州北部、湖南西北部、湖北西部以及陜西南部，其中產于湖北恩施市板橋鎮的又稱為“板橋黨”，產于四川東部的又稱為“單枝黨”。潞黨、東黨、白黨通常源自黨參這一植物種，其中山西產的稱為“潞黨”，東北產的稱為“東黨”，山西五臺山野生的稱“臺黨”[9,11-13]。

1992年，中國藥科大學的王崢濤等[14]對中藥黨參進行過調查研究，當時甘肅地區是黨參的重要生產基地，其產量居全國之首。2005年秋畢紅艷等[15]調查了東北、山西、甘肅黨參的栽培情況，發現東北地區幾乎無栽培黨參，而山西、甘肅黨參的栽培也有所縮減。隨著藥材市場的健康良性發展，黨參的種植規模也逐漸趨于穩定，逐漸進入追求藥材產量和質量并行階段。目前，甘肅黨參年種植面積約2.7萬hm2，產量約4萬t，占全國總產量的70%，出口量占全國總量的80%[16]，尤其是甘肅定西地區首陽鎮已成為全國黨參的集散地。據調查[17]，甘肅省栽培黨參主要源自黨參和素花黨參2個種。渭源縣、臨洮縣、隴西縣等以黨參為主，文縣和武都以種植素花黨參為主，此外，宕昌、舟曲和迭部等縣也有栽培。隨著野生資源的減少，種植規模的擴大以及資源的不斷流通，僅以產地區分和定性黨參藥材已難以適應藥材生產標準化趨勢，需要對黨參資源及其利用進行梳理。

不同產地和不同植物種所產黨參藥材的品質比較和栽培技術不乏報道，但其系統性及不同研究的可整合性和可比性還較低，結合黨參用藥歷史與現狀，中國黨參種質資源的研究遠不能滿足黨參產業可持續發展的需要，已成為國內黨參出口創匯和生產質量管理規范(GAP)研究的“瓶頸”[18]。有必要系統考察種質資源現狀，以審定鑒定品種途徑，明確資源特征及配套的適宜產地和栽培技術，為實現生產應用的標準化提供保障。

2 黨參種質資源多樣性

黨參屬植物全世界共有40余種，主要分布于亞洲中部和東部[9]。中國黨參種質資源非常豐富，對黨參種質資源的研究，有利于明確藥用黨參種的獨特特征，便于鑒定區分。另外，也有利于從不同層面開發、利用和保護國內黨參資源。

2.1 形態多樣性

王崢濤[19]曾對藥典規定的黨參、川黨參、素花黨參和非藥典品種管花黨參、球花黨參等16種（變種、亞種）黨參類及1種偽品進行過生藥性狀鑒定，為黨參藥材的性狀鑒定提供了一定的理論依據。李達[20]分別對黨參、川黨參和素花黨參進行了性狀比較，發現黨參較川黨參、素花黨參根頭部膨大明顯，“獅子盤頭”（黨參根頭部有多數疣狀突起的莖痕及芽痕）明顯；川黨參表面有明顯的不規則縱溝，而黨參和素花黨參表面為環狀橫紋；黨參質地較硬略帶韌性，川黨參軟而結實有一定韌性，素花黨參較軟易折斷；這3種來源于不同藥用植物的黨參藥材在性狀上有各自的特點，可從性狀上對這3種黨參進行初步鑒定。趙江燕[21]采用性狀鑒別法對來源于不同種、不同產地的黨參進行觀察，發現不同種黨參和同種、不同產地所產黨參的性狀間均有一定的差異。趙云生[18]曾從生態型出發，對黨參C.pilosula不同的野生品和栽培品進行了種內對比，發現黨參種內各種質資源在藥材性狀上有較大的差別，根條色澤野生品較栽培品深；野生品“獅子盤頭”較栽培品明顯；野生品根條上部環紋較栽培品密集；另外，該研究還從種質資源的產量、抗性等方面進行研究，展示了黨參種質資源在不同環境條件下的性狀多樣性。

黨參的形態多樣性不僅體現在黨參生藥的形態多樣性，黨參地上部分的形態也具有多樣性。據《中國植物志》[9]記載，黨參、川黨參和素花黨參原植物在形態上有一定的差別。素花黨參為黨參的變種，兩者主要區別在于素花黨參全體近于光滑無毛；且素花黨參的花萼裂片較黨參小。川黨參與黨參的不同在于兩者花萼貼生位置不同，莖下部葉片的形狀也有所差別。而其余非藥典品種與藥典品種均有一定的差異。孫慶文[22]曾對貴州省黨參屬植物進行實地考察，對不同植物的形態進行了細致的描述，并編制了新的黨參屬植物分種檢索表，為貴州省黨參屬植物的鑒定提供了一定的依據。但在實際生產上，有些黨參類原植物的鑒別并不容易。黨參種質資源較為豐富，不僅藥典規定種和變種間有多樣性，種內的植物形態和藥材性狀均具多樣性，是中藥黨參優良品種選育的寶庫。

2.2 分子遺傳多樣性

隨著分子生物學的發展，很多學者開始從分子水平對黨參的種質資源進行研究。羅洪斌[23]曾對野生和栽培板橋黨參進行nrDNA～ITS區的序列進行分析，得到野生和栽培板橋黨參在該序列具有遺傳差異性，為野生和栽培板橋黨參的鑒定提供了方法。陳大霞等[24]利用SRAP和ISSR技術對來源于18個產區的川黨參進行遺傳多樣性的分析，2種標記方法均顯示川黨參的遺傳多樣性較高，且聚類結果表明川黨參種質之間的親緣關系與地理分布呈不顯著相關。蘇強等[25]建立并優化了黨參的AFLP分析體系，能較好地顯示出黨參、素花黨參、川黨參之前的遺傳差異。He等[26]對采集到的65個黨參樣品進行ITS/ITS2序列分析，發現黨參、素花黨參、川黨參的ITS序列位點上有一定的差異，可以成功地對黨參藥典規定的基源物種進行區分。趙莎[27]發現利用DNA條形碼技術可對黨參藥材及其混偽品進行鑒定，但無法對3個基源物種進行鑒定。綜合不同研究結果，顯示出系統研究黨參藥材基源，明確種質特性非常必要。

張延紅等[28]建立了適于黨參的ISSR～PCR反應體系，為研究黨參遺傳多樣性奠定了基礎。王東[29]對黨參轉錄組的SSR位點進行分析，明確了黨參EST～SSR的基本特征，對研究黨參遺傳多樣性和種質資源改良奠定了基礎。張建清等[30]對黨參和素花黨參進行RAPD分析，發現黨參和素花黨參均有豐富的遺傳多樣性，同時發現所研究的8個黨參栽培居群之間的遺傳距離與地理分布呈一定的相關性。郭宏波[31]利用ISSR和RAPD分子標記技術對山西、陜西、甘肅8個野生居群和8個栽培居群的黨參樣本的遺傳多樣性進行研究，發現黨參野生與栽培居群均具有較高遺傳多樣性。李忠虎[32]對黨參多態性微衛星引物進行篩選，得到10對引物，并將它們對黨參的4個近緣物種進行種間交叉擴增，發現有5對能擴增成功，這些引物為研究黨參遺傳多樣性和群體遺傳結構奠定基礎。朱田田等[33]利用ISSR技術對17個黨參品種的遺傳多樣性進行研究，發現樣品在物種水平上均有較豐富的遺傳多樣性，同時各品種間遺傳差異性較大，可能蘊藏豐富的基因資源。這些研究表明黨參種質資源有豐富的分子遺傳多樣性，同時，也為鑒定不同種質及明確不同種質特征奠定了方法學基礎。

3 不同種質的藥材產量和品質差異

黨參的種質資源具有豐富的遺傳多樣性，不同種質的黨參的產量和含量均有一定的差別。楊靜[34]對采自不同產地的黨參藥材及不同黨參引種至同一GAP種植基地的黨參藥材比較質量，發現不同產地黨參間蒼術炔苷和蒼術內酯Ⅲ的含量有所不同，引種后，恩施板橋黨和隴西白條黨的黨參炔苷的含量升高，而蒼術內酯Ⅲ的含量均較原產地高；對于多糖含量的測定，山西潞黨和恩施板橋黨含量較高，隴西白條黨含量其次。關琳靜[35]對來源于藥典規定的基源植物的黨參進行含量測定，發現不同基源黨參在黨參炔苷和蒼術內酯Ⅲ的含量差異較大，而同基源植物的黨參含量也有所不同。王麗蕃等[36]曾對潞黨參和藏黨參(C.thalictrifolia)中多糖和皂苷的含量進行比較，發現藏黨參中多糖和皂苷的含量均較潞黨參中高；后來，他們[37]又對潞黨參和藏黨參的總黃酮含量進行測定，得到潞黨參總黃酮含量是藏黨參的1.05倍。畢紅艷[38]曾對來源于12個產地的黨參種質進行了產地和試驗地多糖含量的測定，得到來源于吉林撫松、山西平順、陜西文縣的種質多糖含量較其他種質優，在品種選育時，可選用上述3個產地的種質作為選育材料。彭銳[39]曾對采自不同產地的29個川黨參藥材進行質量研究，得到不同產地川黨參的黨參炔苷含量在0.44‰～2.47‰、多糖含量在13.85%～38.14%，總皂苷含量7.92～28.76 mg/g。因此，對黨參的種質資源及其遺傳多樣性進行研究，不僅可用于評價黨參種質質量優劣，還可以為黨參品種選育提供一定的基礎，擴大品種選育的方法和目標。

4 黨參優良品種選育研究

黨參的人工栽培最早出現在山西的潞安、壺關、長治以及遼寧的鳳城等地。現在，甘肅、湖北、四川以及吉林等地都有大面積的人工栽培黨參，同時黨參的育苗移栽、田間管理技術和采收加工等方面的研究也逐漸深入。但由于各栽培種植地之間相互引種調種，目前全國各地黨參種植多處于不同種或遺傳性狀差異較大居群的混合栽培水平，品質良莠不齊，整體質量難以提高，嚴重制約著黨參產業的持續發展[15]。因此，選育優良的黨參品種迫在眉睫，但目前關于黨參育種研究報道的較少，只有常規育種產生的兩個品種以及誘變育種選育出一個品種正在推廣應用，在生產上取得了較好的增產效果[40-41]。

4.1 常規育種

‘渭黨1號(92-02)’由甘肅定西旱作農業科研推廣中心從1992年開始利用混合選擇法選育得到，2004年通過甘肅省科技廳品種認定。該品種的根肉質紡錘狀，黃白色；葉片寬卵形、淡綠色，葉柄長0.8～3.3 cm左右；花冠寬鐘狀，淡黃綠色；蒴果圓錐形，種子卵形，棕黃色，種子千粒重0.26 g左右。適應種植于海拔1800～2400 m，年降水量450～550 mm的半干旱及二陰生態區[42-43]。

‘渭黨2號(98-01)’由甘肅定西旱作農業科研推廣中心采用系統選育法選育而成，2008年通過甘肅省農作物品種認定。該品種的根肉質紡錘狀，淡黃色；葉片窄卵形、淡綠色，葉柄長0.4～2.1 cm；花冠寬鐘狀，淡黃綠色；蒴果圓錐形，種子卵形，棕黃色，種子千粒重0.27～0.31 g。適應種植區域為海拔1800～2400 m，年降水量450～550 mm的半干旱及二陰生態區。‘渭黨2號’較‘渭黨1號’產量高，田間抗病性表現較好[42-44]。

荊彥民等[45]通過對7個黨參新品種（系）的12個主要性狀因子進行系統觀測并進行灰色關聯度分析，得出黨參新品種（系）DSZJ2004～01、DS98～01、DSZJ2003～01的加權關聯度較高，產量、抗病性、商品性狀、內在質量等綜合性狀表現優良，可作為具有發展潛力的新材料進行重點培育。

4.2 組織培養

隨著生物技術的發展，黨參在組培育種和多倍體育種等生物技術育種方面也有所突破。牛德水等[46]以黨參下胚軸和無菌芽為外植體，以MS為基本培養基，通過添加不同激素，誘導產生愈傷組織并形成再生植株。李繼勝等[47]利用黨參體細胞的原生質體形成的愈傷組織再生成了完整植株，此原生體技術可以應用于黨參屬不同品種間或黨參屬與近緣屬間體細胞雜交選育優良雜交品種的研究。另外，楊隨莊[48]利用微型扦插繁殖技術，以黨參的頂芽和莖段為外植體，未經過愈傷組織的發生扦插形成完整的植株苗，此技術可在短期內得到具有穩定遺傳性狀的生物群體，因此，在優良品種的快速繁殖中具有較高的應用價值。近20年來，很少有關于黨參組織培養形成再生植株的報道，因此，應用組織培養技術對黨參進行優良品種的選育有較大的難度。

4.3 誘變育種

王淑霞等[41,43]于2012年通過輻射誘變育種選育出黨參新品系‘渭黨3號(DSN2004～06)’，2013年通過甘肅省農作物品種審定委員會審定。該品種根肉質紡錘狀，淡白色；葉片卵形或窄卵形、深綠色，葉柄長1.0～3.3 cm；花冠長鐘狀，淡黃綠色；種子卵形，棕黃色，種子千粒重0.27 g左右。適應種植區域為海拔1900～2400 m，年降水量450～550 mm的半干旱及高寒陰濕區。‘渭黨3號’較‘渭黨1號’產量高，抗病能力強。

4.4 多倍體育種

陳素萍等[49]于1991年首次報道黨參多倍體育種研究，在誘導黨參多倍體時將一定濃度的秋水仙素加入培養基中，使種子在發芽中逐漸誘變加倍，使無菌的黨參種子發芽誘變，然后通過組織培養的方法獲得大批量的再生植株。馬璐琳[50]釆用改良的L.D.Cua法，對黨參幼苗的上胚軸生長點和中胚軸分別進行不同時間的多倍體誘變處理，最終獲得黨參的同源四倍體植株。四倍體植株較二倍體植株葉片變大、顏色變厚，生育期延長，千粒重增加等。李香串[51]采用誘變與現代生物技術結合的方法選育得到潞黨參的四倍體株系LDSS～5號，經驗證性狀優良，多糖含量高于二倍體。

目前黨參育種主要處于常規育種技術時期，分子育種技術只是處于試驗階段，還沒有應用到生產實踐中。而且新品種選育局限在甘肅境內，未見其他種植區有新品種選育報告。優良品種選育和推廣是提高黨參藥材產量、保證質量的有效途徑。但目前該工作剛剛起步，限制了生產發展。

5 問題與展望

黨參是常用大宗藥材，在許多處方中可作為人參代用品，近年來，黨參的研究多集中于化學成分、藥理作用等方面[52-55]，而關于其種質資源和遺傳育種的報道相對較少。藥材種植品種的穩定性和質量是影響藥材化學成分、藥理作用及臨床療效的關鍵因素，因此，進行藥材種質資源和育種相關研究是至關重要的。

黨參種質資源具有豐富的形態多樣性和分子遺傳多樣性，但是現階段對黨參種質資源的調查、整理較為分散，缺乏系統性，且對種質資源開發利用率較低。因此，可借鑒國內外對一些植物種質資源的研究經驗，如黃秋葵[56]、赤小豆[57]、紅花[58]等，在全國范圍內深入開展黨參種質資源的收集，尤其是對于野生、半野生、野生近緣種等調查、收集和保存，并加強對種質資源的評價與篩選，篩選出優質種質，為黨參的品種選育提供原材料。

黨參的育種工作現在仍處于常規育種階段，多采用混合選擇法和系統選育法進行育種，但從理論上來講，這2種方法對品種的改良能力有限；而采用多倍體育種和輻射誘變育種未能得到新品種或得到的新品種未能很好地推廣使用，還需繼續深入研究。另外，轉基因技術是目前科學研究中的一個熱點問題，但轉基因育種這一新技術是否可用于藥用植物育種還存在爭議。因此，可借鑒天麻[59]、銀杏[60]、桔梗[61]、三七[62]等藥用植物育種經驗，應用雜交育種、分子標記輔助育種等方法，結合優質的種質資源，對黨參進行品種選育，以更大程度提高栽培黨參的產量和品質，促進黨參產業發展的標準化和規范化。