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第五节 重要药用植物资源
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:922    更新时间:2010/7/13
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一、我国药用植物资源概况

    中草药资源是整个植物资源中重要的组成部分。“中草药”是对我国所使用的天然药物的总称,它包括了中药、草药(即民间药)及少数民族地区使用的民族药。在来源上,又分为动物、植物、矿物三大类,本节中所指的中草药仅特指占中草药种类绝大多数的植物药而言。中草药来源于任何类别的植物类群,以被子植物种类最多,蕨类、真菌类及裸子植物中也有大量种类。被子植物中以马兜铃科、蓼科、毛茛科、小檗科、罂粟科、十字花科、景天科、蔷薇科、豆科、芸香科、大戟科、五加科、伞形科、龙胆科、夹竹桃科、萝摩科、马鞭草科、唇形科、茄科、玄参科、茜草科、葫芦科、菊科、禾本科、天南星科、百合科、薯蓣科、姜科、兰科等科中植物药种类较多。其中仅菊科就有药用植物500多种。蕨类植物以水龙骨科(Polypodiaceae)和鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)等类群中较多。真菌类的多孔菌科(Polyporeceae)及麦角菌科(Clavicipitaceae)中也有不少种类。
    根据中草药主要药理作用或临床疗效应用,可将其分为以下几类:

    (一)抗病源微生物中草药植物资源

    这类中草药主要用于治疗各种细菌性或病毒性疾病。植物资源主要有:黄连(Coptis chinensis)等的根茎(药名为黄连),黄芩(Scutellaria baicalensis)的根(药名为黄芩),菘蓝(Isatis tinctoria)的根(药名为板兰根)和叶(药名为大青叶),蕺菜(Houttuynia cordata)的全草(药名为鱼腥草),连翘(Forsythia suspensa)的果实(药名为连翘),忍冬(Lonicera japonica)的花(药名金银花),野菊(Dendranthema indicum)的头状花序(药名为野菊花),马齿苋(Portulaca oleracea)的全草(药名为马齿苋)等。

    (二)抗寄生虫病中草药植物资源

    驱肠虫的主要植物资源有:槟榔(Areca cathecu)的成熟种子(药名为二槟榔),川楝(Melia toosendan)或楝(M.azedarach)的果实或根皮(药名为苦楝皮),使君子(Quisqualis indica)的成熟果实(药名使君子),南瓜的种子(药名为南瓜子),多孔菌科植物雷丸(Pdyporus mylittae)的菌核(药名为雷丸),石榴(Punica granatum)的果皮(药名为石榴皮)。抗阿米巴的主要植物资源有:白头翁(Pulsatilla chinensis)的根(药名为白头翁),鸦胆子(Brucea javenica)的成熟果实(药名为鸦胆子)。抗疟的主要植物资源有:常山(Dichroa febrifuga)的根(药名为常山),黄花蒿地上部分(药名为青蒿)。抗滴虫的主要植物资源有:苦参(Sophora flavescens)的根(药名为苦参),蛇床(Cnidium monnieri)的成熟果实(药名为蛇床子)。

    (三)抗癌中草药植物资源

    我国于1955年开始抗癌中草药的研究,已证实有效的中草药约百余种。其中活性较强的有青黛,为十字花科植物菘蓝等叶经加工制得的干燥粉末或团块(靛玉红为抗癌活性成分);姜科植物莪术(Curcuma zedoaria)的根茎(药名为莪术),唇形科植物碎米桠(Rabdosia rubescens)地上部分(药名为冬凌草),兰花猪屎豆(Crotalaria sessilifora)的全草(药名为农吉利),防己科植物石蟾蜍(Stephania tetrandra)的根(药名为汉防己),雷公藤(Tripterygium wilfordii)的根皮(药名为雷公藤),三尖杉(Cephalotaxus fortunei)的全株(药名为三尖杉),马蔺(Iris ensata)的成熟种子(药名为马蔺子),越南槐(Sophora tonkinensis)的根及根茎(药名为山豆根),乌头(Aconitum carmichaeli)的母根(药名为乌头),龙牙草(Agrimonia pilosa)地上部分(药名为仙鹤草);石蒜(Lycoris radiata)的鳞茎(药名为石蒜),龙葵(So1anum nigrum)的全草(药名为龙葵),旱莲木(喜树)(Camptotheca acuminata)的根皮及果实(药名为喜树),狼毒(Stellera chamaejasme)的根(药名为瑞香狼毒),月腺大戟(Euphorbia ebracteo1ata)的根(药名为狼毒)或为狼毒大戟(E.fischeriana)的根,大戟(E.Pekinsis)的根(药名为大戟),夹竹桃科的长春花(Catharanthus roseus),柔槐枝(Sophora subprostrata),栝楼(Trichosanthes kiriloui),香茶菜(Rabdosia amethystoides),胡萝卜,玉蜀黍,大蒜,马兜铃科的青木香(Arisrolochia debilis),虎耳草科的常山(Dichroa febrifugs)等。

    (四)治疗神经系统疾病的中草药植物资源

    具有全身麻醉作用的中草药植物资源有:白花曼陀罗(Dature metel)及毛曼陀罗(D.Inoxia)的花(药名为洋金花)。具有局部麻醉作用的有:北乌头(Aconiturm kusnezoffii)、乌头(A.carmichaeli)和华乌头(A.chinense)块根(药名为草乌),北细辛(Asarum heterotropoides var.mandshuricum)等(药名为细辛)全草。具有镇痛作用的主要有:罂粟科延胡索(Corydalis yanhusuo)的块茎(药名为延胡索),萝摩科徐长卿(Cynanchum paniculartum)的根或全草(药名为徐长卿)。具镇静、催眠作用的主要有:酸枣(Ziziphus jujuba)的成熟种子(药名为酸枣仁),何首乌(Polygonum multiflorum)茎藤(药名为夜交藤)。具抗惊厥作用的主要有:天麻(Gastrodia elata)的块茎(药名为天麻)。具解毒作用的主要有:北柴胡(Buplearum chinense)及狭叶柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)的根(药名为柴胡),野葛(Pueraria lobata)或甘葛藤(P.thomsonii)的根(药名为葛根)。具中枢兴奋作用的有:马钱科植物马钱(Strychnos sp.)的成熟种子(药名为马钱子),五味子(Schisandra chinensis)或华中五味子(S.sphenanthera)的成熟果实(药名为五味子)。

    (五)治疗心血管疾病的中草药植物资源

    心血管疾病是当今危害人类健康的主要疾病之一。目前已从中草药资源中研究开发出了许多治疗此类疾病的药物。主要植物资源有:伞形科植物川芎藁木(Ligusticum chuanxiong)的根茎(药名为川芎),丹参根及根茎(药名为丹参),牡丹的根皮(药名为丹皮),红花的花(药名为红花),益母草(Leonurus artemisia)的全草(药名为益母草),香蒲科植物水烛(Typha angusfolia)及同属多种植物的花粉(药名为蒲黄),小决明(Cassia obtusifolia)或决明(C.tora)的成熟种子(药名为决明子),黄花夹竹桃(Thevetia peruviana)的树皮、叶及果仁(药名为黄花夹竹桃),铃兰(Convallaria majalis)的根及全草(药名为铃兰),芍药(Paeonia 1acitiflora)或草芍药(P.obovata)的根(药名为赤芍),败酱科植物缬草(Valeriana officinalis)或宽叶缬草(V.officinalis var.1atifolia)的根茎及根(药名为缬草),当归(Angelica sinensis)的根(药名为当归),槲寄生(Viscum colorarum)的带叶茎枝(药名为槲寄生)等。

    (六)治疗呼吸系统疾病的中草药

    此类中草药种类很多,具有代表性的有:桔梗(Platycodon grandiflorous)的根,杏及同属几种植物的成熟种子,紫金牛科植物紫金牛(Ardisia japonica)的全株,兴安杜鹃(Rhododendron dauricum)的根和叶,禾本科植物芸香草(Cymbopogon distans)的全草,无花果的隐头花序,草麻黄、中麻黄(Ephedra intermedia)或木贼麻黄(E.equisetina)的草质茎等。

    (七)治疗消化系统疾病的中草药植物资源

    这类中草药主要用于治疗胃肠道及肝胆疾患。不少种类及其复方(即二种以上中草药组合在一起)具有十分独到的疗效。主要植物种类有:山楂(Crataegus pinnatifida)的成熟果实(药名为山楂),酸橙(Citrus aurantium)及其栽培变种或甜橙的幼果(药名为枳实),吴茱萸(Evodia rutaecarpa)的近成熟果实(药名为吴茱萸),桔及其栽培变种的成熟果皮(药名为陈皮),樟科植物乌药(Lindera aggregata)的根(药名为乌药),猪毛蒿(Artemisia scoparia)或茵陈蒿(A.capillaris)地上部分(药名为茵陈),水飞蓟(Silybum marianum)的成熟果实(药名为水飞蓟),景天科植物垂盆草(Sedum sarmentosum)的全草(药名为垂盆草),掌叶大黄(Rheum palmatum)和唐古特大黄(R.Fanguticum)或大黄(R.Officinale)的根状茎(药名为大黄),芸香科植物佛手(Citrus medica var.sarcodactylis)的果实(药名为佛手)等。

    (八)具有强壮作用的中草药植物资源


    这类中草药具有增强和调整身体各器官、系统的功能,增强机体免疫作用,调节物质代谢,进而达到增强体质,预防疾病及延缓衰老的作用。主要植物种类有:人参,西洋参,党参(Codonopsis pilosnla)、素花党参(C.pilsula var. modesta)、川党参(C.tanqshen)的根(药名为党参),蒙古黄芪(Astraglus mongholicus)和膜荚黄氏(A.membranaceus)的根(药名为黄芪),白术(Atractylodes macrocephala)的根茎(药名为白术),灵芝,宁夏枸杞(Lycium barbarum)的成熟果实,淫羊藿(Epimedium brevicornum)等同属几种植物的地上部分(药名为淫羊藿),冬虫夏草(Cordyceps sinensis),刺五加(Acanthopanax senticosus)的根皮(药名为刺加五),女贞(Ligustrum lucidum)的果实(药名为女贞子),巴戟天(Morinda officinalis)的根(药名为巴戟天),补骨脂(Psoralea corylifolia)的成熟果实(药名为补骨脂),枣的成熟果实,地黄(Rehmannia glutinosa)的块根(药名为生地)。

     (九)具有其他作用的中草药植物资源

    除上述中草药植物资源外,尚有多种中草药分别具有利尿、兴奋子宫及抗生育、调整内分泌系统功能及泻下等作用。如具利尿作用的有小木通(Clematis armandi)或绣球藤(C.montaha)的藤茎,木通马兜铃(Aristolochla manshuriensis)的藤茎,泽泻的块茎,茯苓,猪苓。具抗生育作用的有姜黄(Curcuma longa)的根茎。具调整内分泌功能的有海带(Laminaria japonica),翅藻科植物昆布(Ecklonia kurome)的叶状体,马尾藻科植物海蒿子(Sargassum pallidum)、羊栖菜(S.fusiforme)的藻体。具泻下作用的有大黄,瑞香科植物芫花(Daphne genkwa)的花蕾,豆科植物夹叶番泻(Cassia acutifo1ia)的叶等。

二、 我国中药材开发利用现状

    我国是著名的中药材生产大国和利用大国。数千年来,中草药为中华民族的繁衍和休养生息提供了巨大帮助。据初步统计,全国现有中药资源12807种,其中87%为植物药材。目前,我国常用中草药有1000余种,其中40%来源于人工栽培,其余的为野外采摘。据报道,我国已建成中草药生产基地600多个,种植面积36万hm2,年产量为35万t。

    (一)中药材生产技术概况

    20世纪60年代以来,我国科学工作者先后开展了黄连、当归、贝母、天麻、金银花、丹参、元胡、番红花、人参、西洋参、黄芩、甘草、北沙参、枸杞、桔梗、红花、芍药、牡丹、山茱萸、地黄、金莲花、杜仲、薏苡、山药、银杏、五倍子、猪苓、黄芪、金荞麦、肉苁蓉等中药材的栽培技术研究。其中天麻、黄连、西洋参、金莲花、猪苓等品种的栽培技术大面积推广应用,取得了良好的经济和社会效益,已成为当地的支柱产业和脱贫途径。

    (二)我国中药材生产中存在的主要问题

    中药材的质量问题,一直是妨碍中药材现代化和中药走向国际市场的一大难题。由于我国不同地区的气候、土壤、水分等因子千差万别,各地区生产的药材的活性成分含量相差很大。如灰粘毛忍冬(Lonicera maeranthoides),绿原酸含量山东平邑产为5.66%,河南密县产为5.18%,山西太谷产为3.38%,重庆产为2.2%。随着引种范围扩大,药材质量差异有逐渐扩大的倾向,某种药材在甲地质量较好,而引种到乙地则质量较差或完全没有效力,如湖北引种的内蒙黄芪,由于生态条件改变,使黄芪引种后植株显得高大,根质硬,味不甜而微苦,引种后的黄芪不含微量元素硒,质量低劣,不能作黄芪药用。
    在中药材生产中,产地加工在中药材加工中占相当大的比例,药材采收时间、生长年限和产地加工方法不同,造成药材质量参差不齐。如白术,挥发油含量两年生者明显高于一年生;青蒿中的青蒿素在生长盛期含量最高。加工方法不同可造成药材质量明显差异,如牡丹皮,烘干(80℃,2h)与晒干(48℃,4h)丹皮酚含量差异较大。因此,必须加强中药材采制工艺的整理和研究,建立健全监督约束机制。
    污染是药材生产过程中影响其质量的另一重要环节,也是妨碍中药材进入国际市场的重要因素。中药材生产过程中的污染途径主要有:种子种苗处理过程中的污染;中药材生长环境的污染,包括土壤、水源、农药、重金属、放射性物质、大气等方面;产地加工过程中的污染,包括辅料、加工机械设备、晾晒场所等;包装材料中有害物质的污染等。
    此外,药材资源是自然资源的重要组成部分,由于长期盲目采伐和环境质量下降,同时受价格和市场等因素影响,一些野生中药材资源常遭掠夺性开发,导致毁灭性破坏,如肉苁蓉、川贝母、石斛、川龙薯蓣、冬虫夏草等。为实现中药材生产的可持续发展,保护野生中草药资源已刻不容缓。

三、 中药材生产现代化

    根据我国中药材生产现状,选择若干个中药材品种进行规范化、规模化种植示范,同时研究建立符合GAP(good agricultural practice)的中药材种植规范,是中药现代化项目的内容之一。我国有关部门正在组织专家起草我国的GAP标准。建立和实施中药材生产管理规范,可为中药材生产环节提出质量标准,促进中药现代化的进程,但中药材生产现代化的最终实现,必须以实用的高新技术为依托。
    众所周知,大多数中草药的药用成分为次生代谢产物,任何环境的改变,都会影响到次生代谢产物的合成,因此会出现相同品种在不同条件下栽培后,其有效活性成分含量相差十倍,甚至百倍以上。不稳定的含量不仅会影响到中药材的疗效,而且已成为中草药新产品开发和利用的巨大障碍。
    中药材讲求地道性,如内蒙黄芪、新疆甘草、宁夏枸杞等都是远近闻名的地道中药材。为解决地道药材的生产问题,必须利用现代生物技术和现代农业生产技术,从根本上解决中草药有效活性成分含量不均、农药残留和重金属元素超标等问题。

    (一)栽培技术和栽培方式的变革

    土壤是支撑植物体并为植物提供水分和养分的载体,如果离开土壤,在水中添加各种营养成分,并人为为植物提供支架,植物体也可以正常生长发育。现代营养液栽培技术已经证明,利用营养液栽培完全可以生产出各种优质蔬菜、花卉和水果产品。同时,利用营养液栽培具有避免土壤病虫害、促进植物生长发育、提高产品产量和质量、缩短生长周期、清洁卫生、避免金属污染、减少农药污染等优点。更重要的是,通过液体栽培可以在培养液中添加各种诱导有用代谢产物合成的小分子化合物,以促进有效成分的快速合成。也能通过有效成分代谢途径的人为调控,大幅度提高代谢产物的合成能力。此外,采取设施栽培,可以人为改造小气候条件和采取环境调节,为中草药植物的健康生长提供适宜的环境条件。设施栽培还可以避免狂风暴雨、高温、冻害等自然灾害,减少季节性影响,实现中药材的周年生产。研究开发药用植物的营养液栽培,不但可以实现生产过程自动化,大幅度减轻劳动强度,节约劳动力,而且可以生产出品质均一、活性成分含量稳定、无重金属离子和农药污染的地道药材,并且容易实现中药材的规范化生产和质量控制。

    (二)植物组织培养技术

    组织培养技术是目前在生产领域应用较广的生物技术之一。利用植物组织培养技术,生产出品质均一、无病的克隆苗,是取得营养液栽培中草药成功的重要环节之一。因为营养液栽培所需要的苗木,应严格控制其均一性和无病虫害污染,否则,一旦发病就会造成严重经济损失。因此,必须发挥植物组织培养技术的优势,在短时间内生产出大量优良种苗。此外,通过植物组织培养技术可以挽救濒临灭绝的珍稀中草药资源,还可以通过植物基因工程技术,改良中草药品种。

    (三)植物细胞培养工程技术

    利用植物细胞培养工程技术,不但可以解决珍稀植物分布数量少、生长速度缓慢等问题,还可以将植物的自然生产转化为工业化生产。利用植物细胞工程技术,可以通过植物细胞或器官大规模直接生产出有效活性成分,简化产物提取分离步骤和降低产物分离提纯成本。而且其生产性稳定,产物含量均一,可以通过目的产物生物合成途经的代谢调节,将细胞或器官中的有效成分含量提高到天然产物的数倍或数十倍。同时还可以通过代谢调控,抑制毒性物质的合成。因此,植物细胞工程是直接生产中草药活性成分的最佳方案之一。

    (四)中草药的育种研究

    与其他经济作物相比,中草药的育种工作相对落后。由于大多数药用植物引种栽培历史较短,因此保留着许多野生性状,目前栽培的中草药种质混杂,表现为种内变异的多样性。加强中草药优良品种的选育和杂交育种研究,早日培育出具有生长优势和高活性成分含量的新品种。利用植物组织和器官培养技术缩短育种周期,利用基因工程技术提高或改良中草药的活性成分含量。当然,中草药育种工作非常复杂,应该以有效成分含量为依据,以现代检测手段为依托,通过种间或属间杂交以及基因工程技术培育出毒性更小、药效更佳的新品种。

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