葛瑤，方子寒，張一平，吳函蓉，李蘇寧

中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心，北京 100039

中藥材是中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略性資源。保護(hù)和發(fā)展中藥材資源對(duì)提高人民健康水平、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、增加藥農(nóng)收入、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有十分重要的意義。目前，中藥材規(guī)范化、規(guī)?；C(jī)械化種植中存在的藥材質(zhì)量下降、重金屬農(nóng)藥等外源污染物超標(biāo)、連作障礙嚴(yán)重、部分珍稀瀕危中藥資源供不應(yīng)求、常用中藥材藥效物質(zhì)和作用機(jī)制不明等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了中藥的質(zhì)量安全及高效利用。

1 專(zhuān)項(xiàng)資助概況

“十三五”期間，中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部設(shè)立“中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)），中央財(cái)政經(jīng)費(fèi)概算共計(jì)15.56 億元。其中，“中藥資源保障”方向?yàn)榱笾攸c(diǎn)任務(wù)之一。中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)于2017—2020 年連續(xù)部署，共設(shè)立項(xiàng)目25 項(xiàng)，中央財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)達(dá)3.22億元，總經(jīng)費(fèi)超過(guò)5.6億元（表1）。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，中藥資源保障相關(guān)研究取得顯著成效，研究成果實(shí)現(xiàn)示范推廣，道地中藥材規(guī)?；N植及精準(zhǔn)扶貧示范推動(dòng)傳統(tǒng)種植與現(xiàn)代技術(shù)深度融合，促進(jìn)了中藥資源的可持續(xù)利用。

表1 “中藥資源保障”方向經(jīng)費(fèi)情況 萬(wàn)元

2 專(zhuān)項(xiàng)取得的成效

2.1 建立中藥材生態(tài)種植技術(shù)體系及模式

由于多數(shù)中藥材栽培歷史較短，缺少種植/養(yǎng)殖相關(guān)理論和技術(shù)等支撐，導(dǎo)致土壤惡化，病、蟲(chóng)、草害失控，連作障礙嚴(yán)重等問(wèn)題[1]。生態(tài)種植是目前國(guó)際社會(huì)較先進(jìn)的環(huán)境友好型種植模式，是在保護(hù)和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的前提下，遵循生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)規(guī)律，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，集約化經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式[2-3]。

針對(duì)目前中藥材生態(tài)種植模式存在的諸多問(wèn)題，中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)“中藥材生態(tài)種植技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目首次提出并豐富了以“擬境栽培”為核心的中藥材生態(tài)種植/養(yǎng)殖理論體系，凝練出中藥材生態(tài)種植三大核心策略和四大核心機(jī)制，構(gòu)建了生態(tài)種植/養(yǎng)殖中藥材品質(zhì)評(píng)價(jià)和效益評(píng)估技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了中藥材種植/養(yǎng)殖的提質(zhì)增效，如從不同系統(tǒng)層次開(kāi)展了人參、三七、蒼術(shù)、天麻、浙貝母等50 種中藥材生態(tài)種植模式的技術(shù)提煉和優(yōu)化。在提高產(chǎn)量、提升品質(zhì)的同時(shí)，創(chuàng)新了中藥材病、蟲(chóng)、草害綠色防控技術(shù)，建立了藥用植物有機(jī)、無(wú)機(jī)和微量元素土壤改良綜合技術(shù)體系，相關(guān)模式和配套技術(shù)在適宜區(qū)實(shí)現(xiàn)了示范推廣，累計(jì)示范推廣173 萬(wàn)畝（1 畝≈666.67 m2），產(chǎn)生了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，為中藥材產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供了思路、方法與技術(shù)保障。中藥生態(tài)農(nóng)業(yè)是踐行“綠水青山就是金山銀山”理念的關(guān)鍵路徑，已成為中藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2.2 道地中藥材規(guī)模化種植助力精準(zhǔn)扶貧

中藥材種植/養(yǎng)殖是我國(guó)很多農(nóng)村地區(qū)藥農(nóng)收入的重要來(lái)源。建立以提高藥材質(zhì)量、促進(jìn)增收脫貧為核心的中藥材產(chǎn)業(yè)扶貧機(jī)制，是調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加藥農(nóng)收入、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要舉措，也是中醫(yī)藥振興發(fā)展和健康中國(guó)建設(shè)的重要內(nèi)容。

2.2.1 突破道地藥材種植關(guān)鍵技術(shù) 中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)圍繞人參、黨參、川貝母、陳皮、霍山石斛等代表性道地藥材，在道地藥材種源、繁育培植與管理、規(guī)范化生產(chǎn)等環(huán)節(jié)突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。例如，針對(duì)“人參忌連作”的傳統(tǒng)問(wèn)題構(gòu)建了“人參-根系分泌物-土壤微生物”三元互作生態(tài)平衡體系模型，為創(chuàng)新土壤修復(fù)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)；研發(fā)了“霍山一號(hào)”“霍山二號(hào)”石斛種苗，突破野生種苗稀少、培育難度大的困境；系統(tǒng)完整地分析了新會(huì)陳皮的道地性及其化學(xué)、生物學(xué)特征，解決了廣陳皮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)難題。這些突破性技術(shù)進(jìn)展有力地促進(jìn)了相關(guān)道地藥材品種的產(chǎn)量增加和質(zhì)量提升。

2.2.2 產(chǎn)業(yè)扶貧模式成效顯著 中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)以中藥產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)為依托，堅(jiān)持扶助農(nóng)戶脫貧致富的國(guó)家戰(zhàn)略部署，扶貧成效顯著。16 個(gè)扶貧項(xiàng)目在貧困地區(qū)累計(jì)建立種苗繁殖基地9000 余畝，建立種植基地示范區(qū)約8.2萬(wàn)畝，累計(jì)推廣面積約57萬(wàn)畝；累計(jì)帶動(dòng)約11.6 萬(wàn)戶增收，農(nóng)戶每年戶均增收5600 元以上，培訓(xùn)農(nóng)民超過(guò)9萬(wàn)人。該專(zhuān)項(xiàng)通過(guò)建立多個(gè)高品質(zhì)道地藥材生產(chǎn)示范基地并推廣，帶動(dòng)了地方綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民脫貧致富。

2.3 中藥資源新來(lái)源開(kāi)發(fā)及綜合利用成效顯著

目前，中藥材資源的過(guò)度使用和無(wú)序開(kāi)發(fā)導(dǎo)致中藥資源（尤其是珍稀瀕危中藥資源）日漸枯竭，這嚴(yán)重影響了中藥產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。開(kāi)發(fā)珍稀瀕危中藥資源新來(lái)源已成為亟待解決的行業(yè)重大問(wèn)題[4]。

2.3.1 形成了珍稀瀕危中藥資源新來(lái)源的4 種開(kāi)發(fā)模式 針對(duì)珍貴藥材資源量急劇減少、稀缺藥材資源枯竭等問(wèn)題，中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)資助促成了珍稀瀕危中藥材人工繁育/培養(yǎng)品、稀缺中藥材類(lèi)同品、非傳統(tǒng)藥用部位和新興藥材4 種開(kāi)發(fā)模式；建立了珍稀瀕危中藥材川貝母、甘松、冬蟲(chóng)夏草的繁育技術(shù)，完成了其繁育品與野生品類(lèi)同性的比較研究；構(gòu)建了雪蓮細(xì)胞培養(yǎng)物產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)體系，完成了細(xì)胞培養(yǎng)物與野生品類(lèi)同性的比較研究[5]；完成了冬蟲(chóng)夏草（培育品）、交趾黃檀（降香類(lèi)同品）、嫁接蘇合香、西紅花去柱頭花部、兩面針莖、麋鹿角和金蟬花7個(gè)品種的臨床前研究。

2.3.2 明確大宗常用/珍稀瀕危中藥資源的活性成分 針對(duì)大宗常用/珍稀瀕危中藥資源中具有明確藥理活性的成分，中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)用分子生藥學(xué)理論與方法，開(kāi)展中藥資源“功能基因挖掘-生物合成途徑解析-合成生物學(xué)生產(chǎn)”中藥成分合成生物學(xué)模式研究，完成大黃素、金絲桃素、黃芩素、熊去氧膽酸等代表性中藥活性成分的合成生物學(xué)制備體系研建[6]。項(xiàng)目研究成果進(jìn)一步為建立中藥活性成分合成生物學(xué)生產(chǎn)新模式、實(shí)現(xiàn)中藥成分的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)目標(biāo)提供了科技支撐。

2.4 創(chuàng)新中藥多組學(xué)方法，選育新品種

中藥材種質(zhì)退化影響中藥資源可持續(xù)利用。中藥材優(yōu)良種質(zhì)選育以傳統(tǒng)育種手段為主，分子輔助育種可加快中藥材育種進(jìn)程、縮短育種周期、提高優(yōu)良新品種選育效率。當(dāng)前，形態(tài)、化學(xué)及通用DNA 條形碼分子鑒定手段仍難以解決部分易混、有毒中藥材的鑒別問(wèn)題，急需挖掘物種特異的DNA 鑒定標(biāo)志物[7]。中藥組學(xué)方法學(xué)的創(chuàng)新推動(dòng)了藥用生物基礎(chǔ)研究的巨大變革，使多組學(xué)方法廣泛應(yīng)用到藥用模式生物開(kāi)發(fā)、中藥分子鑒定、分子選育中藥物種等多個(gè)領(lǐng)域。

2.4.1 本草基因組學(xué)技術(shù)推動(dòng)中藥材新品種選育發(fā)展 針對(duì)傳統(tǒng)草藥遺傳信息缺失制約中藥學(xué)科基礎(chǔ)研究的問(wèn)題，中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)支持開(kāi)展相關(guān)研究，首次繪制了黃花蒿、金銀花、黃連等10 余個(gè)物種的高質(zhì)量全基因組圖譜，破譯草藥基原植物基因密碼，揭示中藥物種復(fù)雜的遺傳背景；完成了60 多種中藥物種細(xì)胞器基因組為同屬物種的進(jìn)化鑒定，解決了同屬中草藥混雜的難題[8-9]。結(jié)合中藥傳統(tǒng)選育及組學(xué)技術(shù)，成功選育了品質(zhì)更高、性狀更優(yōu)的“中康優(yōu)青1 號(hào)”“實(shí)科人參1 號(hào)”等一批中藥材新品種，合作推廣黃花蒿新品種4 萬(wàn)余畝，為國(guó)內(nèi)外30 余家企業(yè)提供了生產(chǎn)原料。

2.4.2 建設(shè)并上線發(fā)表全球藥典草藥基因組數(shù)據(jù)庫(kù) 中藥材基因資源是國(guó)家戰(zhàn)略資源，其挖掘、保護(hù)和利用是中藥資源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的首要關(guān)鍵。中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)構(gòu)建了針對(duì)不同國(guó)家和地區(qū)藥典收載草藥物種的大型基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)是全球首個(gè)針對(duì)藥典收載草藥物種的大型基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，目前已收錄903 個(gè)草藥物種的34 346 條數(shù)據(jù)，所收錄數(shù)據(jù)涵蓋全球八大藥典草藥物種（《中華人民共和國(guó)藥典》《美國(guó)草藥典》《日本藥局方》《韓國(guó)藥典》《印度藥典》《埃及藥典》《歐洲藥典》《巴西藥典》）。該數(shù)據(jù)庫(kù)為草藥物種鑒定、用藥安全、中藥資源保護(hù)和利用等研究提供了數(shù)據(jù)資料。

3 總結(jié)與展望

3.1 “十三五”期間的成效

“十三五”期間，在中醫(yī)藥專(zhuān)項(xiàng)的支持下，中藥資源保障技術(shù)水平大幅提升。目前，已經(jīng)建立了一批中藥材生態(tài)種植技術(shù)體系，優(yōu)化了相應(yīng)中藥材的生產(chǎn)模式，形成了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)及生態(tài)效益；對(duì)珍稀瀕危中藥材的保護(hù)力度持續(xù)加強(qiáng)，建立了中藥材種苗繁育基地和中藥種質(zhì)資源庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了天麻、肉蓯蓉、鐵皮石斛、沉香等多種瀕危野生中藥材的種植或替代；道地中藥材的規(guī)范化種植規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，已成為精準(zhǔn)扶貧與鄉(xiāng)村振興的新興力量；利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新中藥研究方法，選育了中藥材新品種。

3.2 存在的問(wèn)題

在中藥材數(shù)量基本滿足需求的前提下，高品質(zhì)中藥材供給問(wèn)題成為行業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題：1）中藥材種植缺乏科學(xué)、合理、規(guī)范的適宜性區(qū)域劃分，中藥材基礎(chǔ)研究（如遺傳學(xué)和生理學(xué)）甚少，導(dǎo)致各地中藥種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏特色。2）對(duì)中藥材生態(tài)種植相關(guān)的理論和機(jī)制認(rèn)識(shí)不夠，缺少中藥材生產(chǎn)繁育全生產(chǎn)鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，生態(tài)種植技術(shù)集成與生態(tài)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化應(yīng)用不配套，高品質(zhì)、可持續(xù)、安全的中藥材生態(tài)種植體系尚需完善，生態(tài)種植中藥材價(jià)值實(shí)現(xiàn)和推廣應(yīng)用體系不完善。3）國(guó)內(nèi)外藥用資源銜接、政策法規(guī)銜接不暢，這制約了可替代品種和新資源的篩選和轉(zhuǎn)化，限制了替代品種的發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià)。4）中藥活性成分來(lái)源受到中藥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、化學(xué)合成困難等限制，難以高效制備并在工業(yè)上大量合成，尚需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)清晰、藥理作用明確、藥用價(jià)值高的中藥活性成分開(kāi)發(fā)。

3.3 建議及展望

“十四五”階段，建議重點(diǎn)突破中藥材可持續(xù)供給技術(shù)體系研究、中藥質(zhì)量提升及道地藥材品質(zhì)保障體系研究等核心瓶頸問(wèn)題：1）明確全國(guó)各地發(fā)展中藥材產(chǎn)業(yè)可持續(xù)供給能力的地域分異規(guī)律、所需的差異性資源配置規(guī)律，揭示中藥材供給能力空間格局形成的科學(xué)內(nèi)涵，為中藥材生產(chǎn)和資源配置提供科學(xué)支撐。2）揭示道地藥材生態(tài)種植品質(zhì)形成的機(jī)制，構(gòu)建中藥材生態(tài)種植品質(zhì)保障與病蟲(chóng)害綜合防控的理論、方法和技術(shù)體系，形成生態(tài)品質(zhì)優(yōu)、科技含量高、應(yīng)用效果好的中藥材生態(tài)種植技術(shù)并實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。3）構(gòu)建珍稀瀕危藥材替代品研究與評(píng)價(jià)的方法學(xué)體系，構(gòu)建藥性、功效預(yù)測(cè)系統(tǒng)和組方模式。4）解析重要中藥活性成分的生源途徑、實(shí)現(xiàn)重要中藥活性成分的高效異源生產(chǎn)。