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国家药用植物种质资源库(甘肃库)种质资源保存现状与分析

发布时间:2025-06-09 阅读:1120

国家药用植物种质资源库(甘肃库)

种质资源保存现状与分析

金宏荣1韩雅茹2赵蕾2刘文静2

田彦龙2刘云霞2李光文2

1.陇西县中医药研究院   

2.甘肃省陇西县农业技术推广服务中心


摘要:采用野外调查、采集、标本制作、物种鉴定、种质入库保存和文献查阅相结合的方法,对国家药用植物种质资源库(甘肃库)保存现状、种质圃在地保存现状、标本库保存现状及药用部位和药效等进行了统计与分析。结果表明:国家药用植物种质资源库(甘肃库)共计保存种质资源312种5664份,药用植物在地物种保护129种,药用植物蜡叶标本保存119科422属747种1808份,其中菊科、唇形科、伞形科植物种类较多,在甘肃各市区分布广泛且药用部位多样,药效以清热为主。

关键词国家药用植物种质资源库(甘肃库);药用植物;种质资源;标本;

文献来源:金宏荣,韩雅茹,赵蕾,等.国家药用植物种质资源库(甘肃库)种质资源保存现状与分析[J].中国种业,2025,(05):15-24.


引   言

药用植物种质资源涵指所有具备药物开发潜力的植物遗传宝藏,是各类药用植物物种的集合体,涉及种子、种苗、离体分生组织以及珍贵的DNA和基因片段等[1],也是中药材品种改良及优良野生种质资源基因库的宝贵基石[2]。近年来,随着人口增长和居民生活水平的显著提升,药用植物的市场需求呈现稳步攀升的趋势[3]。这一现象不仅加剧了对自然生态环境的压力,导致药用植物遗传资源严重损耗,还引发了野生药用植物资源的逐年锐减,进而造成生物多样性的显著下降及其储量的快速缩 减[4]。鉴于此,药用植物的合理利用与保护成为全球瞩目的焦点,事关生态平衡、医学发展与人类福祉,亟待各界携手应对,任务紧迫且意义非凡。

第四次全国中药资源普查的数据显示,甘肃省药用植物资源共计302科1025属2279种。如今,如何精心守护现有药用植物种质资源,科学引入、驯化国内外优良种质,深度挖掘其潜藏价值,已成为药用植物科研与产业升级的核心命题。本文聚焦国家药用植物种质资源库(甘肃库),剖析其保存现状,深挖药用植物种质资源保护的战略意义、现实紧迫性,梳理现存短板,并针对性地给出种质资源保存的可行方案,旨在为行业前行提供有益借鉴,助力药用植物资源的永续利用。

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药用植物种质资源库保存现状

1.1 种质库保存现状 

国家药用植物种质资源库(甘肃库)长期库温度-18℃,可保存种质寿命20年以上,主要供给中期库作为药用植物繁种的种源和用于种质长期保存的战略储备资源[5];中期库温度-4℃,保存种子寿命10年以上,主要用于药用植物种质鉴定评价和分发利用;短期库温度4℃,保持种子活力5~10年,主要用于药用植物种质资源的繁殖更新、临时贮存及科研等方面供种。药用植物种质资源依据来源可分为本地种质资源、外地种质资源、野生种质资源以及人工创造的种质资源[6],国家药用植物种质资源库(甘肃库)目前保存的种质资源包括大田种质、常规种质、野生种质。截至目前,种质库已成功保存野生、大田种质资源共计312种5664份,建立了120种常种中药材的DNA条形码数据库。

1.2 种质圃在地保存现状 

药用植物种质资源圃2024年度保存在地物种129种,涵盖50科,其中菊科、唇形科、毛茛科、伞形科、百合科、茄科、豆科植物种类较多,药用部位多样,药效以清热为主,具有很高的药用价值,详细信息见表1。 

1.3 标本库保存现状 

药用植物种质资源标本库面积84m2,库容量10万份,主要用于药用植物蜡叶标本保存,目前保存药用植物蜡叶标本1808份,涵盖119科422属747种;同时建有中草药数字化标本馆及标本室,保存浸制标本300余份,树脂标本80 余份,为中药材鉴定与科学研究提供了丰富的试验材料。1808份蜡叶标本中以菊科、伞形科、豆科、唇形科、蔷薇科、毛茛科、桔梗科、龙胆科、百合科、忍冬科为主,占比为13.05%、8.96%、8.41%、7.36%、5.86%、4.87%、4.37%、3.43%、2.99%、2.38%,详细信息见表2;主要分布在张掖市、武威市、兰州市、甘南州、临夏州、定西市、天水市、陇南市、平凉市等地区,海拔1104~3200m,32°80′~38°82′N、102°37′~ 106°48′E,植被类型以草本、灌木、乔木为主,生态环境包含大田、山坡、路边、荒滩、林下、草甸等。药用植物种质资源标本分布在海拔1104~ 3200m,其中在海拔1500m以下收集的药用植物标本有260份,涉及47科90属104种,占总数量的14.38%;在海拔1501~2000m 收集的药用植物标本有674份,涉及76科198属240种,占总数量的37.28%;在海拔2001~2500m收集的药用植物标本有238份,涉及45科96属106种,占总数量的13.16%;在海拔2501~3000m收集的药用植物标本有455份,涉及57科185属298种,占总数量的25.17%;在海拔3000m以上收集的药用植物标本有181份,涉及55科124属179种,占总数量的 10.01%,详细信息见表3。可见,国家药用植物种质资源库(甘肃库)标本库收藏的标本种质资源主要 分布在海拔1501~2000m,整体在中海拔地区分布。 

1.4 药用植物种质资源保护方式

随着场地建设的不断完善和配套设施的不断升级,药用植物种质资源保护方面已初步形成以种质库(圃)、标本室(馆)和实验室为核心架构的综合性平台,该平台具备种质资源收集、保护、共享、开发及利用等多功能属性,为药用植物种质资源科学研究与可持续利用奠定了坚实的基础,标志着在药用植物种质资源保护领域迈入新的发展阶段。 

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药用植物种质保存方面存在的问题

2.1 种质资源保护面临“应收尽收、应保尽保”实施 压力,精准鉴定技术亟待突破

在众多因素的影响下,当前药用植物种质资源总量呈现出明显的下降趋势,其保护与利用面临严峻挑战。虽秉持“应收、尽收、应保尽保”的原则开展系统化收集,但在实际保护工作中仍存在两大核心瓶颈:一是现有种质资源精准鉴定技术体系尚未完善,难以满足海量种质资源的高效鉴别需求;二是受限于庞大的资源数量与繁重的鉴定任务,传统技术手段在种质真实性判定、遗传多样性解析等关键环节效率偏低,严重制约了保护工作的有效推进,成为当前亟待突破的瓶颈问题。 

2.2 育种创新能力不足,品种选育工作存在差距 

在育种基础理论研究方面仍显得相对薄弱,品种选育手段主要依赖于系统选育、杂交育种等传统方法,而生物育种技术尚处于追赶阶段,关键技术创新不足。由于药材药效关乎人类健康,导致中药材育种科研方向也尚不明确,部分科研人员难以专注于育种基础性研究,产学研脱节现象严重,呈现“两张皮”的局面;同时,育种科研成果转化效率不高,部分项目验收后未能有效应用于产业发展,对推动产业升级的助力作用尚未充分发挥。 

2.3 系统性政策扶持不足,长效保障机制尚待完善 

当前药用植物种质资源保护面临政策支持与制度保障的不足。突出表现为:其一,对药用植物种质资 源普查收集及资源保存设施建设的支持尚显薄弱,难以充分满足高质量种质资源的系统化采集与标准化长期保存需求;其二,现有保存设施面临软硬件设备陈旧、数字化管理系统滞后等结构性矛盾,设施运维与迭代升级缺乏长效保障;其三,育种科研项目受制于财政投入不稳定、社会资本参与度低等问题,项目可持续性面临风险,严重制约种质创新利用效能。

2.4 甘肃省中药材种质资源挖掘与利用程度弱

受技术瓶颈和资金限制,目前对省内中药材种质资源的全面调研尚显不足,导致众多具有潜在药用价值的种质资源宝藏尚未被发掘。此外,受种种复杂因素影响,对全省中药材种质资源保护力度还不够,一些珍贵药用植物种质资源正遭受生存危机,甚至濒临灭绝。与此同时,中药材种质资源利用效率尚处较低阶段,科研领域投入相对较少,专业科研人才亦相对稀缺,这一现状严重限制了中药材种质资源的深入挖掘和高效利用。 

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2.5 药用植物种质资源研究领域基础设施短板突出,种质入库、保存技术的持续优化升级迫在眉睫 

在种子精细净选与深度清选环节,现有仪器设备难以满足实操需求,亟待升级改造,尤其是药用植物微小种子以及林草类轻质种子的特殊处理需求尤为重要。在入库种子活力检测时,存在难萌发药用植物种子和发芽率低的药用植物种子,使得获取的基础活力指标数据少,在后期检测中缺少基础性数据,难以形成合理的保存技术。目前,种质入库管理尚处于摸索的初级阶段,确保种质在库中长期安全与稳定保存的相关技术还需进一步研究。 

2.6 药用植物种质资源评价体系和共享机制尚不健全 

传统的“道地药材”评价方法虽然有其科学性,但以临床疗效反映药用植物质量的评价体系尚未成熟,难以广泛应用于种质资源的全面评价。同时,药用植物种质资源共享内容较单一,缺乏统一的实物与信息共享机制,共享方式(如合作、有偿、无偿等)缺乏明确的指导和规范,导致资源的共享和利用存在随意性和盲目性,严重影响了种质资源的保护和利用效率。

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药用植物种质创新相关建议

3.1 加强药用植物种质资源收集,打造全方位、多层次的药用植物种质资源“一库多圃”保护体系  

需有机融合种质资源长期库、中期库、短期库、种质圃、实验室、组培室、原生境保护点及基因库,对具有地域特色的种质资源进行细致调研、采集与妥善保存,涵盖不同生态环境和药用植物种类,形成陇中干旱、半干旱、山地、丘陵、荒漠戈壁地区为主的药用植物种质资源圃建设。通过实施野生抚育或仿野生栽培策略,致力于拓展野生资源群落,实现生态与资源的双重增值。此外,还需深入探索中药材的设施化、轻简化育苗新技术,不断提高机械化育苗水平,从而推动中药材种业的繁荣发展[7]和种质资源的多方位保护。 

3.2 聚焦种质资源深度挖掘,全力推进品种选育进程 

需致力于打造一支专业稳定、技术精湛的药用植物育种人才队伍,积极探索并建立一套科学合理、高效实用的种业成果评价机制。利用太空诱变、基因组学、代谢组学等技术,挖掘优异基因资源,推动传统育种与现代育种技术结合,力争培育出一批有效成分含量高、抗病性强、适应性广的新品种,同时加快农艺与农机相结合,实现农业机械化生产方面的重大突破,推动我国药用植物种植的现代化育种进程。此外,积极促进与高校、科研院所、企业的科技交流合作,对现保存种质资源进行系统鉴定与评价,充分挖掘和利用野生资源及引进品种的遗传特性,培育和栽培更多高品质的优良品种,有目的、有重点地筛选出优异种质材料,显著提升中药材育种效率。 

3.3 着力深化科技创新,促进药用植物种质资源有效利用

国家需加快种源关键核心技术突破,着力启动一系列药用植物育种的重大项目,凝聚各方智慧与力量,打造药用植物保护与利用领域的攻关联合体。同时,形成产学研紧密结合的种质创新链条,进一步激发药用植物领域人才创新潜能,积极拓展与国际科研人员的交流与合作,加大技术联合研发力度,提高甘肃省药用植物种质资源的利用 效率。 

3.4 加速种业知识产权保护,打造优良市场环境  

严格执行品种审定制度,确保药用植物种业市场秩序规范有序;深度优化甘肃省知识产权评价体系,构建更加科学合理的种质评价机制;积极培育药用植物种业科技创新平台;建立健全种业创新激励机制,提升药用植物种子企业自我“造血”功能和民族种业自主创新能力[8],构建具有更高市场价值的知识产权保护体系,为种业持续健康发展提供坚实保障。 

3.5 强化资金投入与政策扶持 

政府需显著增强对种质资源保护与传承的财政支持,设专项资金,专款专用,全面覆盖全省药用植物种质资源的调查、保护、研究及其开发利用。同时,政府应着力完善药用植物种质资源保护的政策架构,明确界定保护工作的目标、任务与具体措施,确保政策有效落实,根植于实际工作中。 

3.6 携手深化种质资源的合作共享

通过优势互补的合作与资源共享,汇集全国各地的优异种质资源,进一步拓宽药用植物的来源渠道,为挖掘和传承我国丰富的中医药文化提供坚实基础。同时,积极推动药用植物种质资源共享平台建设,以实现资源的优化配置,提升资源利用效率[9-10];鼓励企业、高校、科研院所等多方力量共同投身药用植物种质资源的研发。此外,通过举办各类展览、论坛、研讨会等活动,促进各地中医药深入交流与 合作。 

3.7 强化药用植物种质保存技术创新和利用效率  

跨学科合作,搭建多学科平台,开展药用植物种质资源的基础研究和应用研究,在药用植物种类鉴定、生物学研究、低温保存、离体保存、智能化管理等方面不断创新,显著提高药用植物种质资源的保存与利用效率,减少遗传物质流失,为药用植物种质资源的合理利用提供技术支持。同时,积极探索药用植物的综合利用价值(观赏、食品、保健等),减少对药用价值的过度依赖,实现资源的可持续利用。国家药用植物种质资源库(甘肃库)具有良好的基础建设,且种质资源储备雄厚,覆盖西北特色物种。本次调查发现,种质资源库保存种质312种5664份,种质圃在地物种保护129种,标本库保存标本1808份,其中保存种质(种子和在地保存)与标本以菊科、唇形科、伞形科、豆科、茄科植物种类较多,药效以清热为主,入药部位以根为主,且涵盖黄芪、党参、当归、甘草、板蓝根等西北道地药材,拥有扎实物质基础和条件。药用植物种质资源收集、保护与利用需不断创新技术,需多学科、多领域、多角度人才协同努力,并肩作战,共同构建起守护药用植物种质多样性的“诺亚方舟”,为相关领域的基础研究提供可靠材料。

排版:王港

审核:曹海禄

声明:本文摘自中国种业,2025,(05):15-24.感谢原作者的辛苦付出。若有异议,将做删除处理



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