宁夏枸杞道地性研究回顾与展望

宁夏枸杞道地性研究回顾与展望

本文综述了道地药材宁夏枸杞的研究现状，且仅就宁夏枸杞道地性的研究成果作一简要回顾，并以此展望该领域的发展，为宁夏枸杞道地药材形成模式的最终确立奠定基础，对于宁夏枸杞的种质资源利用、道地药材品种确定及其质量评价具有重要现实意义。

标签：宁夏枸杞；道地性；生态因子；HPLC；RAPD

道地药材是在一定的生态地理环境下形成的质优、效佳、量多的药材，其生物学内涵是同种异地即同一物种因其具有一定的空间结构，能在不同的地点上形成大大小小的群体单元，其中如果某一群体产生质优效佳的药材，即为道地药材，中药在21世纪实现其现代化必须以其为保障和依托[1]。甄别道地药材的形成模式，寻找主导因子是进一步弘扬道地药材优势，发展道地药材生产的前提和关键。枸杞是我国传统的名贵中药材，虽然国内许多省区引种了该植物，但是成品枸杞仍以宁夏枸杞最为“道地”，其果实被誉为“红宝”而弛名中外，2000年版《中华人民共和国药典》明确指出入药枸杞为宁夏枸杞[2]。

2003年以前，关于枸杞的系统研究多集中于枸杞栽培、育种(包括传统育种和转基因育种)、化学成分分析、药理学、加工炮制方法及耐盐性机理等方面并取得重大进展，如宁夏农林科学院宁夏枸杞发展工程技术研究中心钟鉎元、枸杞研究所李润淮、宁夏农业生物技术重点实验室许兴分别领导的三个课题组因其二十多年来的研究，其成果“枸杞新品种选育及配套技术研究与应用”荣获2005年度国家科技进步二等奖。宁夏农业生物技术重点实验室许兴等研究人员在国内率先开展宁夏枸杞逆境生物学方面的研究，其成果荣获宁夏科技进步一等奖，但关于宁夏枸杞道地性形成模式的研究国内外未见相关报道。

宁夏枸杞是一种极其耐盐抗旱的逆境植物材料，许兴等[3]在前期研究宁夏枸杞的耐盐性机理时发现不同生境土壤含盐量对枸杞果实多糖含量的累积具有重要的作用。因而创立了其有效成分(次生代谢产物)的积累机理与其抗逆性机制的研究殊途同归的理念，提出了药用植物抗逆性——有效成分——次生代谢统一的研究思路，从而为宁夏枸杞有效成分的积累提供了研究方法。按照此研究思路和方法，郑国琦[4]等通过研究认为宁夏枸杞叶片甜菜碱大量积累是宁夏枸杞耐盐的重要生理原因之一，牛艳等[5]通过研究表明宁夏枸杞中甜菜碱含量与土壤盐分含量呈正相关。自此关于宁夏枸杞道地性方面的研究有了诸多报道，为宁夏枸杞道地性形成模式的最终确立奠定了基础。

本文仅就宁夏枸杞道地性的研究成果作一简要回顾，并以此展望该领域的发展，为宁夏枸杞的种质资源利用、道地药材品种确定及其质量评价提供理论依据。

1 宁夏枸杞道地性研究的回顾

肖小河等[6]探讨了道地药材形成的自适应机制，并认为道地药材的形成模

式有生境主导型、种质主导型、技术主导型、传媒主导型以及多因子关联决定型，并明确指出有一些道地药材形成原因是生态主导型，其对四川产道地药材的系统性研究为国内其它省区开展本地区的道地药材研究提供了可借鉴的依据。黄璐琦等[7]明确提出道地药材形成的生物学本质是“表型一遗传+环境饰变”，用生物学模式揭示了环境因素在道地药材形成中的重要作用。周长征等[8]研究认为：种质资源是道地药材形成的最重要的内在因素，而特定的生态环境条件是最重要的外在因素。并指出生态环境对药材的影响主要通过两个途径来实现：一是药用植物因其适应性特点而产生的获得性遗传的种内变异；二是直接影响药用植物体内的生理生化反应，从而影响到植物化学成分的种类和含量。

宁夏枸杞作为药用枸杞的唯一道地性代表，其道地性研究已成为制约宁夏枸杞产业发展的瓶颈之一。针对这一现状，宁夏农业生物技术重点实验室许兴领导的课题组在宁夏枸杞道地性方面进行了较为系统的研究，目前此领域的研究论文可见报道。

殷仁亭等[9]测定了宁夏宁夏枸杞、江苏中国枸杞、河北北方枸杞中Cd、Hg、Pb三种重金属元素的含量，并比较了不同产地枸杞中重金属含量的差异，研究指出Cd和Hg含量均较低，Pb含量宁夏枸杞和中国枸杞较低，河北枸杞含量远高于前两者，同时殷仁亭等建议河北枸杞不宜作为药用。周红英等[10]测定了宁夏、内蒙、河北、山东四产地枸杞子药材中Zn、Cu、Mn、Pb、As五种微量元素含量，结果表明，河北、山东产枸杞子有益金属元素Zn、Cu、Mn及有害金属元素Pb、As含量均高于宁夏、内蒙，但无显著差异；宁夏枸杞子中zn／Cu较其它产地略高。牛艳等[11]测定了宁夏不同地域枸杞子中K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn八种微量元素，结果表明：同心、中宁、惠农、银川郊区土壤和枸杞子中的微量元素均无显著差异，从微量元素角度考虑，宁夏几个主要产区间枸杞子质量无显著差异；但从微量元素的协同效应考虑，中宁枸杞子中的Fe／Mn比其它产地都高，并有显著差异，而上述产地的Zn／Cu无显著差异性。因此，牛艳等[11]认为中宁枸杞子中适当的Fe／Mn微量元素比值是中宁枸杞品质优良的一个主要原因。

王振宇[12]通过对不同地域宁夏枸杞活性成分的研究发现，由于生态环境条件的不同，导致在活性成分含量上的差异，并指出造成宁夏枸杞活性成分含量差异的主要因素是积温、日照时数和无霜期，降水量对其影响不大。高业新等[13]从地学的角度，对宁夏枸杞内在品质、影响宁夏枸杞的土壤地质背景条件等三个方面综合论述了其道地性的原因。张晓煜等[14～15]研究认为，枸杞多糖含量受土壤、气象因子的共同影响，但土壤因子的影响要大于气象因子的影响；枸杞灰分含量主要受枸杞品质遗传因素的决定，环境因子对其也有重要的影响，其中气象条件对枸杞灰分含量的影响大于土壤养分的影响。

许兴等[16]一通过对宁夏惠农、银川园林场、同心、中宁四个主产区的枸杞多糖和可溶性总糖含量与土壤环境因子关系进行研究后发现，宁夏枸杞果实内枸杞多糖含量与土壤盐分呈正相关，可溶性总糖含量与全盐、C1-、Na+含量呈正相关。张晓煜等[17]对宁夏枸杞总糖含量与环境因子的量化关系进行了研究，认为枸杞子总糖含量受气象和土壤环境因子共同影响，且气象因子较土壤养分对总

糖含量影响显著。牛艳等[5～18]采用高效液相色谱(HPLC)法测定了宁夏同心、中宁、惠农、银川园林场四个产地的宁夏枸杞中甜菜碱和β－胡萝卜素的含量，并通过对宁夏枸杞果实中甜菜碱与β-胡萝卜素含量与产地土壤理化因子的分析，表明宁夏枸杞中甜菜碱含量与土壤盐分含量呈正相关，β-胡萝卜素含量与土壤盐分含量负相关，与土壤中的Na+和C1-含量呈极显著负相关。杨涓等[19]测定宁夏中宁、银川、同心、惠农四个不同产地的宁夏枸杞中牛磺酸的含量，结果表明中宁枸杞中的牛磺酸极显著高于其它三个产地。关于造成不同产地的宁夏枸杞中牛磺酸含量差异的实质及其差异性能否作为衡量宁夏枸杞道地性的指标之一，杨涓等认为还需深入研究。

张艳波等[20]收集了6种枸杞属植物，其中2个正品，4个混淆品种，运用RAPD技术进行分析，获得了枸杞属不同种的DNA指纹图谱，从而将它们准确区别。郑可大等[21]收集了20个台北市场枸杞商品，运用RAPD技术进行分析，获得了2个DNA指纹图谱类型，推测其中15个是正品枸杞，5个混淆品。魏玉清等[22]运用RAPD技术对宁夏不同地区的枸杞主栽品种进行RAPD指纹图谱分析，推测不同地区同一品种的质量差别不是由遗传因素造成的。严奉坤等[23]对我国不同省区的宁夏枸杞主栽品种宁杞1号进行RAPD指纹图谱分析，证明其指纹图谱没有明显区别，说明RAPD技术用于枸杞道地品种的确定及药材真伪的鉴定是效的。

2宁夏枸杞道地性研究的主要领域

2．1生态地理因子与药材道地性的相关关系 该领域是宁夏枸杞道地性研究的重点，也是目前宁夏枸杞道地性研究得最多但同时也是最难研究清楚的领域。道地药材得天独厚的自然条件和地理环境，往往使药用植物特别适宜于某些活性成分和微量元素的形成和积累，从而直接影响到药材质量。该课题组成员通过研究发现各种生态因子对宁夏枸杞道地性形成都有一定的影响，可以肯定土壤盐渍化程度是其中的一个关键因子，但其它的关键因子还没法确定，对其有效成分的积累机理还需做更为深入的研究。在通过RAPD技术确定品质优良的宁夏枸杞道地品种后，在其最佳环境因子的基础上制定出宁夏枸杞的化学指纹图谱(如HPLC指纹图谱)是研究的最终目的，因此，最佳环境因子的确定是宁夏枸杞道地性研究的一个极其重要的方面，还需做更为深入的研究，最终确定关键生态地理因子与药材道地性的相关关系。

2．2从基因水平上对宁夏枸杞进行研究 该领域是宁夏枸杞道地性研究的基础。质优效佳是道地药材的表现型，它是由道地药材基因型这个内因与特定的环境饰变这个外因长期作用的结果。特定的基因产生特定的酶，进而调控次生代谢产物的产生，特定的DNA是药材道地性形成的关键，利用DNA分子诊断技术直接分析不同产地药材遗传物质的多态性，可揭示药材道地性的实质[1]。可见，DNA分子标记技术的运用将为道地品种的确定及药材真伪的鉴定奠定基础。魏玉清等[22]和严奉坤等[23]的研究给RAPD技术用于枸杞品种的确定及药材真伪鉴定的有效性提供了分子证据。

2．3不同地区宁夏枸杞质量(有效成分种类和含量)的比较该领域是宁夏枸杞

道地性研究的最终目的和落脚点。要制定宁夏枸杞这种道地药材的质量标准，有两个关键问题需要解决：(1)如何选定道地药材，这用RAPD技术可以解决E22～23]；(2)如何制定能反映道地药材质量的指标，利用RAPD技术确定了道地药材品质以后，要判断一种药材是否是道地药材，可以对其进行化学指纹图谱(HPLC指纹图谱)分析，看是否与道地药材的化学指纹图谱一致，从而可得出结论[24]。通过化学指纹图谱的研究，可以建立宁夏枸杞的主要经验标准。

郑国琦等[25]针对当前宁夏枸杞属植物品种类型多以及宁夏枸杞无统一质量评价标准的现状，初步提出在研究品质优良的宁夏枸杞的最佳环境因子的基础上，制定出宁夏枸杞的化学指纹图谱，为宁夏枸杞的种质资源利用、道地药材品种确定及其质量评价提供色谱水平的理论依据。

3 宁夏枸杞道地性研究的问题及展望

3．1存在的问题 当前宁夏枸杞道地性研究中存在的问题最突出表现在理论研究和生产实践两方面。

3．1.1基础理论方法研究薄弱 几十年来，对宁夏枸杞这种中药资源的生态研究集中在产地生境的定性或定量描述上，而且过去多集中在微量元素的研究上，而真正对其初生代谢和次生代谢所需的温度、光照、水分和肥力都研究甚少，而且其研究指标通常是各气象因子的年值(如年均温、年均降水、年均日照、年均相对湿度等)，而忽视了生态主导因子、限制因子在年内的分配和动态变化规律以及小生境及其对宁夏枸杞这种中药材产量和质量的影响，而这恰恰是影响药材生态发育和品质形成的重要原因。只有充分地揭示生态环境对中药材质量的影响，才能为提高宁夏枸杞质量提供科学的指导。过去对宁夏枸杞品种、栽培等可以控制的因素研究较多，而对气候、对非可控环境因素对宁夏枸杞质量影响及其时空变化规律的研究却远远不够。当前，生态环境影响宁夏枸杞质量的规律、表现、机理等问题都一直是个悬而未决的难题。

种内变异还表现为有效成分在结构和含量上有所不同，这些可利用紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱建立药材的特征图谱，利用HPLC、GC、MS以及毛细管电泳等方法对药材的成分进行测定，利用化学模式识别方法对道地药材和非道地药材加以识别，并利用其药效加以佐证，建立药材道地性的化学参数和药效参数[1]。目前宁夏枸杞这方面的研究不多，现有的报道仅限于HPLC测定枸杞子有效成分含量的技术方面探讨，深入研究未见报道。

3．1．2应用实践亟待加强 由于对枸杞进行栽培种植的大都是农户，他们栽培种植枸杞全凭经验和摸索，由于缺乏理论指导而走了弯路，突出表现在栽培时对影响其质量和生长发育的生态限制因子、主导因子缺少认识，对枸杞生态适宜性的理解不够，造成田间管理落后，枸杞种植中长期大量使用化肥，造成土壤的污染和退化，枸杞微生态环境的崩溃，最终导致种植的枸杞质量不稳定。

3．2研究展望与思路 以保持枸杞资源的可持续发展利用为目的，充分利用现代科学技术来阐述宁夏枸杞的道地性问题是宁夏枸杞道地性研究的根本任

务。

3．2．1 加强基础理论研究 中药资源的生态研究存在的诸多问题，有些可借鉴农业生态学中对作物微生态、动态变化规律的研究方法，解决中药材生态学研究中的类似问题，但更多的与中药质量相关的环境问题，却无法生搬硬套，因为中药资源的生态研究更关注植物体内所含次生代谢产物组成及含量与环境的关系，即其既关注药材产量与环境的关系，更关注药材质量与环境的关系。通过对各生态因子综合作用进行研究，明确影响中药材产量、质量的限制因子和主导因子及其作用特征和规律，为揭示生态主导因子影响药材的作用机理，并根据主导因子和限制因子对枸杞资源进行科学的生态适宜性区划，找出生态适宜区和最适宜区提供理论依据，进而提出枸杞资源的生态环境保护的理论与对策。在分子水平上进行枸杞种质资源遗传多样性分析进而阐明其遗传变异规律及其亲缘关系，筛选出适合枸杞种质资源遗传多样性评价的分子标记技术体系；为枸杞种质资源的鉴定、分类、保存以及新品种选育中的亲本选择利用提供理论依据；同时，运用多种分子标记技术构建枸杞道地品种宁夏枸杞种的特征性标记甚至宁夏枸杞各个品种的特征性标记，从而在DNA分子水平上为道地枸杞品种登记、保护、鉴定提供技术支撑。

3．2．2加强新技术、新方法的引入近年来，“3S”技术(GIS即地理信息系统、GPS即全球定位系统、RS即遥感)与地学、生态学、农学、土壤学、植物生理学等相结合，实现在农业生产全过程中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测，取得突破。与农作物生产相比，中药材生产具有高产值、高附加值、高技术含量的特点，因此与普通作物相比，中药材生产更应体现精耕细作的特点。将中药资源研究及中药GAP生产与“3S”技术相结合，将成为中药资源研究的发展趋势，宁夏枸杞的生态研究也可引入这种先进技术。

在宁夏枸杞化学指纹图谱研究方面，除了进行HPLC指纹图谱研究外，其它紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱的技术也可用于宁夏枸杞的研究。

3．2．3切实加强GAP推广促进研究的深入及应用普及1998年国家提出中药材规范化种植(GAP)，并于2002年6月国家正式启动。并相继在四川、宁夏、吉林建立大型中药材现代化产业基地。目前，宁夏中宁枸杞基地已初具规模，该基地根据自己的栽培种植情况建立了系统而标准化的田间管理和采收加工规程(S()P规程)。GAP对中药材产地生态环境提出了明确要求，它虽然规范了药材生产的生态环境建设和维护，由于生态环境问题的非线性特点和生态因子的不可控性，也使得生态环境建设和维护成为GAP生产中最复杂、最难达标的薄弱环节，因此，真正实现基地与环境的完美协调统一，却还有一段漫长的路要走。为此，GAP生产中只有通过严格的SOP制度，才能使GAP生产基地生态环境建设进入良性循环，从根本上确保中药材质量及GAP生产基地的可持续发展。宁夏枸杞栽培种植也应遵循这一原则，对栽培种植枸杞的农户进行培训，普及中药资源生态常识，加强GAP的推广应用。

3．2．4加工和炮制方法对宁夏枸杞有效成分的影响应更加受到重视 在中药加工生产中，人们发现加工方法的不同导致中药成分不同，进而导致其用途也

不同，药材的道地性往往体现在药材道地的加工工艺上。宁夏作为宁夏枸杞的唯一道地产地，有其独特的加工工艺，应发挥其优势，并进一步提升加工工艺水平。

4结语

宁夏枸杞道地性的研究是一项系统工程，涉及地质学、生态学、植物生理学、生物化学及分子生物学等相关领域，要想科学阐明宁夏枸杞的道地性需要各方面的通力合作。通过目前的研究成果可看出土壤条件是宁夏枸杞这种道地药材的形成模式的主要因素，但单凭此还不能完全说明问题，对其有效成分的积累机理还需做更为深入研究，各种生态因子的影响作用还需进一步研究，笔者认为对其全成分的HPLC图谱的研究也是值得的，它能更准确地揭示宁夏枸杞的道地性。只有通过这些研究，我们才能够了解宁夏枸杞道地性的实质，进而实现对宁夏枸杞这种传统道地药材真正客观、可靠、合理、有效的质量评价和质量控制。