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药用植物茅苍术的开发利用现状
时间:2017-11-02 14:01:09来源:汉斯出版社
提要:药用植物茅苍术是我国著名的道地药材。由于近年来对茅苍术的肆意挖掘,导致茅苍术产量锐减,因此亟待保护。

第3次全国中药资源普查显示,我国药用植物有11,146种,约占中药资源总数的87%,是我国中药材的主要药源。除200多种药用植物成功栽培外,其余多为依靠野生资源,以满足日益增长的市场需求。

茅苍术干燥根茎为著名药材苍术,为我国道地药材,具有消炎,燥湿健脾,祛风祛湿,明目等功效。随着药源性疾病增多、对健康养生重视等变化,天然药物的开发利用日益受到重视。在汉斯出版社《植物学研究》上,赵丹,周佳宇,戴传超等人发表的文章里,综述茅苍术的药材分类、道地产区、栽培存在问题及生物技术手段在苍术生产中的应用等方面的研究进展,以期为解决茅苍术资源短缺问题提供理论基础和参考方案。

苍术属植物是菊科多年生草本植物,全世界共有七种,主要分布于亚洲东部地区。我国有朝鲜苍术,茅苍术,北苍术 ,关苍术及白术五种。多位学者从挥发油组成、RAPD技术水平上对我国苍术药材南北分类合理性进行进一步验证。茅苍术道地药材既具有类似白术的补气健脾功效,又有其他南苍术的燥湿功效。

据报道,约有80%左右的人仍依赖传统药材。苍术为我国传统大宗药材,应用范围愈加广泛。目前国内市场和出口市场对苍术需求逐年增加,而生长土地减少,加上人们对野生苍术肆意采挖,导致市场贮藏量及野生产量逐年减少,近两年供需缺口大概有5000吨/年 。2016年苍术统货价格每公斤36~40元左右,较2000年苍术价格提高近9到10倍。道地药材茅苍术属濒危药用植物 ,早已不能形成商品性销售,如今中国医药市场上的苍术主要为北苍术,约占全国总量90% 。剩下10%中除少量为野生型茅苍术,其他为芍药根茎等混伪品或家种苍术。

苍术喜温凉、干燥气候,具耐寒耐旱能力,喜荫蔽或东坡种植,林下成活率高。我国苍术分布于北纬30~32度、东经111~119度,所处海拔主要为60~1000 m。苍术分布区域随纬度由南向北过渡,北部不适宜苍术生长及挥发油的积累。

产于江苏省茅山地区的苍术为道地药材,一般称为茅苍术。元朝时期《瑞竹堂经验方》的苍术丸指明用产自江苏茅山的苍术。除了化学型区别,茅苍术独特地理位置、气候条件及生态环境因子也是其道地性形成的重要影响因素。茅山道地产区属于北亚热带季风气候,主要为黄棕土壤,寒暑变化明显,四季分明,加之热量充足,无霜期长,雨量充沛,光照充足等气候要素年变化较大。

茅苍术主要药效组分为挥发油类物质,约为干重5%~9%。主成分为β-桉叶油醇、苍术酮、茅术醇等倍半萜类化合物,以及聚乙炔类化合物苍术素。其中苍术素为收藏苍术药材的含量测定指标。茅苍术挥发油具有抗菌抑菌、免疫调节及抗肿瘤等药理活性 ,可与多种药材配伍混合制成中成药、新药、中药饮片,如藿香正气水、九味羌活口服液、苍术饮片等,也应用于饲料、兽药、杀虫剂等。茅苍术还含有多糖、氨基酸、蛋白质等成分,多种新成分被分离和鉴定,同时扩展了茅苍术的药效范围。

茅苍术易染根结线虫病 ,黑斑病,轮纹病、枯萎病、软腐病及白绢病等病症,这些病菌侵染可致植株死亡,严重影响苍术质量和产量。目前主要通过药剂防治,也可幼苗时施加内生菌、盾壳霉等生物菌进行生物防治。

组织培养可以大量扩繁茅苍术,而长期无性繁殖易使物种缺少基因交流,致品种活力退化。药材和粮食作物栽培差别在于,药材既需要积累生物量,又要积累足够的活性物质。道地药材的形成从生物学上来说是基因型与环境共同决定的产物 。虽然江苏有茅苍术种植基地,但人工栽培技术不成熟,仍存在传统中药配方疗效改变等问题。因此,需要使用生物技术手段来优化生产。

通过化学合成途径或直接从植株中提取药用活性成分,成本过高且影响环境,商业价值过低 。然而大量实验表明,植物生物技术如组织培养、细胞培养、基因工程及微生物生产应用等都可以高效控制生产质量,获得目标产物。通过深入研究机理并配合优化培养手段可获得大量目标产物,有效缓解茅苍术药材市场供求不平衡。

目前野生茅苍术资源稀缺,应用生物技术可以有效繁殖和保存茅苍术资源,并有望将茅苍术有效成分产业化生产。通过茅苍术组织培养技术,可深入分析代谢产物合成途径,从基因水平调控代谢途径,以高效获得目标产物。合成途径结合微生物发酵与半合成生产,也可以避免完整植株生产周期长、活性物质含量低、细胞生物反应器不完善等问题。目前茅苍术次生代谢产物生物合成途径、所涉及的酶及信号分子都还不明确,还需要对其进一步研究,才能目标明确的运用基因工程改造茅苍术植株。

近几十年来,许多学者已经进行了一系列的研究和探索,主要集中在萜类化合物的分离、鉴定,并扩展了萜类化合物应用范围,在萜类生物合成基因方面的研究取得了巨大进步。青蒿、红豆杉等药用植物的研究发现为茅苍术的研究提供了参考。茅苍术珍贵资源的开发和保护具有巨大潜力。

来源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=17717

 

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茅苍术 道地药材 组织培养

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