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探秘我国药用植物资源的可持续利用


□ 胡秋月等

  我国是应用天然药物最为广泛和久远的国家。几千年来,劳动人民在大量的实践中积累了许多宝贵的经验,逐渐形成了我国特有的医学文化与理论,即中医药文化理论。进入本世纪后,传统草药和近代东西方发展起来的植物药被认为是未来健康产业中最具生命力的组成部分。然而,由于长期采挖以及滥用资源致使植被破坏、生态恶化,许多野生药用植物蕴藏量大大减少。为了解决这些药用植物,特别是那些药效明显、生境特殊、引种困难的,资源日渐匮乏的问题,科研人员、相关企业和一些政府部门做了大量工作,在保护我国药用植物资源、保障资源有效利用上发挥了一定的作用,为植物药产业的可持续发展奠定了良好的基础。

  药用植物的人工种植

  自古以来,我国药用植物的原料大都来自于野外人工采集。随着时代的进步和人口的激增,为适应市场的需要,逐渐出现了药用植物的人工种植。目前,国内约有2500余家中医院,1000余家中药加工企业,加上国外对原料药材的需求不断增加,植物药的消耗量非常巨大。然而面对这一巨大的市场,我国的植物药药材生产长期存在许多问题,主要表现在:(1)我国有一万多种植物药品种,是世界上栽培药用植物种类最多的国家,但是基本上没有形成规范化、规模化种植,许多药材大部分来自野生。由于一些药用植物生长于半干旱的荒漠地带,本身就是防风、保土的植被,过量采挖不仅使这些物种濒于灭绝,更破坏了当地植被,致使环境恶化。(2)一些植物生长周期长、自然繁殖率低、生境独特,难以满足日益增长的市场需要。(3)由于生产种植人员过分追求药材产量、数量,致使有些人工种植的药用植物种质资源逐渐退化,药用成分含量降低。(4)经过长期种植的药用植物原有的许多野生自然抗性减弱甚至消失,导致病虫害严重。有些过分追求经济利益的药农往往大量使用农药,甚至使用已被禁用的、污染程度严重的农药,致使收获的药材中农药残留严重超标。此外,诸如重金属超标、药用成分含量不稳定、产销脱节等问题也严重威胁着中药产业的健康发展和药用植物的可持续利用。

  所幸的是,国家政府部门和许多相关的中药企业已重视这一问题并采取了一些有利措施,其中被广泛认可且行之有效的解决方案就是建立科学、规范的药用植物种植基地,对原料药材的生产实行“良好农业规范”(GAP, 英文Good AgricuILuralPractices的缩写)管理。

  自陕西商洛建立第一个符合GAP标准的丹参药源基地后,全国已建立600多个中药材生产基地,栽培面积约600万亩。近几年,又先后建立了近百个重点品种的中药材规范化种植基地。一些生产中药产品的大型企业也先后加入这个行列,纷纷建立了自己的药源基地,如四川川芎药源基地、上海西红花药源基地、山东金银花药源基地、江苏银杏叶药源基地、广东穿心莲药源基地、贵州石斛药源基地和湖北细梗胡枝子药源基地等等。这些药源基地的建设大都选址在气候条件最适宜药材生长的地区,对水源条件、土壤条件、品种的选育、生长时间、采收时间、有机肥和化肥的使用、农药的使用等都进行了严格的科学规定。

  不可否认,符合GAP标准的植物药药源基地的建立为药用植物的可持续利用提供了一条成功的思路,既保护了野生药用植物资源,又使药材的有效成分,生药的数量和质量得到了基本保障,一定程度上解决了植物药产业的原料紧缺和品质不佳等问题。

  细胞培养生产药用成分

  Gottlieb Haberlandt于1902年提出了植物细胞全能性的设想,1948年这一设想得到证实,为进行植物细胞培养丁作奠定了理论基础。植物细胞的全能性理论指出:植物体内的任何一个细胞都包含有该植物体的全部遗传信息,都具有在一定条件下发育成一个完整植株的能力。1978年,郑光植等人在一次国际会议上提出了植物细胞有次级代谢的全能性的观点,认为培养细胞也具有植物全部的次级代谢潜在功能,如果人为提供合适的培养条件,某些功能就会表达出来。

  根据上述理论,1967年Kaul和Staba首次采用多升发酵罐培养小阿米细胞,并获得了其中的药用成分——呋喃并色酮,为其后的研究树立了成功的典范。进入70年代后,微生物发酵技术的进步与完善为植物细胞大量培养提供了宝贵的经验。80年代是该领域发展的黄金时期,科学家们取得了一系列重大突破。大规模植物细胞培养技术经过几十年的努力研究已取得很大进展,植物细胞大量培养用以生产植物次生代谢物已构成了生物工程的重要组成部分,逐渐完善成一门利用植物细胞体系(培养细胞),通过现代的生物工程手段(细胞大量培养、次生代谢物及其调控、细胞突变及其筛选等),进行工业规模生产,以获得各种产品的新兴跨学科技术。

  迄今为止,全世界已对上千种植物进行了细胞培养方面的研究,生产的天然产物包括药品、香料、色素、食品和化妆品等逾500种。有些药用植物种类已实现工业化生产,如通过希腊毛地黄细胞培养物生物转化生产地高辛、从日本黄连细胞培养物中生产黄连碱、利用紫松果菊细胞生产具免疫活性的多糖、利用人参细胞培养物生产人参皂甙、利用紫草细胞培养技术生产紫草宁等等。

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摘自:大自然 2012年第01期  
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