藥用植物化學成分定向選育路徑實現！廬山植物園團隊破解化學定向育種難題，定向篩選淫羊藿優質化學型種質資源

近日，江西省、中國科學院廬山植物園程春松博士團隊在藥用植物定向育種領域取得重大突破。該團隊歷時四年，通過跨緯度資源收集、同質園栽培和多維度分析，成功建立淫羊藿化學型定向選育體系，篩選出 E02、E26 兩個優質化學型種質資源，為解決藥用植物 "按癥選種" 難題提供了全新方案。相關研究成果日前已發表于中科院一區國際權威期刊 《Industrial Crops & Products》。

淫羊藿作為我國傳統名貴中藥材，藥用歷史逾千年，其提取物在心血管疾病防治、免疫調節、骨健康維護等方面具有顯著功效，是制藥工業的核心原料之一。近年來，隨著市場需求持續攀升(年需求量達 2 萬噸)，野生淫羊藿資源過度采挖導致儲量銳減，而人工栽培品種普遍存在活性成分含量不穩定、品質參差不齊等問題，嚴重制約了中藥產業的高質量發展。"如何針對不同病癥的用藥需求，精準篩選具有特定化學成分優勢的種質資源，是藥用植物育種領域長期未能解決的關鍵問題。" 程春松研究員介紹。

為破解這一難題，團隊自 2021 年起啟動淫羊藿定向化學選育研究，創新性地采用 "跨緯度資源收集 同質園栽培 表型 - 化學關聯分析" 的技術路徑。研究團隊跨越 1000 余公里、5 個緯度帶，從我國不同產區系統收集 34 份淫羊藿種質資源，將其移栽至廬山植物園同質園進行標準化栽培。該同質園海拔 1021 米，模擬淫羊藿原生林下生態環境，控制光照、土壤、水分等關鍵因子，確保所有種質在統一環境中完成完整生長周期，最大限度排除環境干擾，凸顯遺傳本質差異。

在為期一年的栽培觀測中，團隊對每份種質的 7 項核心表型性狀進行精準測定，包括第一節間長度、葉柄尺寸、葉片大小等形態指標，同時運用高效液相色譜(HPLC-DAD)技術，對 13 種關鍵活性成分進行定量分析。結果顯示，34 份種質在表型和化學成分上均呈現顯著差異：第一節間長度跨度從 6.17 厘米到 21.13 厘米，葉片面積最大相差 12 倍;活性成分中，淫羊藿苷 C 含量最高達 72.63 毫克 / 克，木蘭花堿最高為 2.66 毫克 / 克，且多數種質主要富集淫羊藿苷 A、B、C，木蘭花堿，淫羊藿苷和寶藿苷 I 等 6 種核心活性成分。

通過相關性分析，團隊發現了重要表型 - 化學關聯規律：第一節間長度與淫羊藿苷 C、木蘭花堿含量呈顯著正相關(相關系數分別為 0.52 和 0.59)，其中 E02 種質在高含量這兩種成分的同時，第一節間長度達到 21.13 厘米，為最長。這一發現表明，第一節間長度可作為快速篩選高含量目標成分淫羊藿種質的直觀指標，解決了傳統育種中 "成分檢測復雜、篩選效率低" 的痛點。

基于 6 種核心活性成分的含量特征，團隊采用改良 Z 值法將 34 份種質劃分為極高、中等、極低三種化學型。其中，E02 和 E26 種質表現尤為突出：E26 的淫羊藿苷 C、木蘭花堿及總活性成分含量均居首位，E02 則在淫羊藿苷 C 含量上排名第二，同時淫羊藿苷含量位列前茅，二者均屬于 "多成分高含量" 的優質化學型。此外，團隊還篩選出針對特定成分的優勢種質，如 E20(高淫羊藿苷)、E19(高寶藿苷 I)等，為不同病癥的精準用藥提供了種質支撐。

更值得關注的是，團隊對這些優勢種質進行了連續三年的成分穩定性驗證，證實其高含量特征在異地栽培中保持穩定，克服了藥用植物種質 "易地退化" 的行業難題。"這些優質種質可直接作為核心育種材料，定向培育出符合制藥企業特定成分需求的新品種。" 團隊核心成員程琪慶博士表示，該研究首次實現了淫羊藿基于化學型的精準分類與定向篩選，為中藥種質資源的高效利用提供了范例。

此次研究得到國家自然科學基金、江西省 "雙千計劃" 等項目支持，不僅為淫羊藿產業提供了優質種質資源和標準化育種技術，更建立了 "資源收集 - 環境均一 表型化學關聯 - 化學型分類" 的藥用植物定向育種范式。該方法可廣泛應用于其他藥用植物的種質創新，對保護野生藥用植物資源、提升中藥產品質量穩定性、推動中藥產業現代化具有重要意義。

目前，團隊已啟動優勢種質的分子機制研究，進一步解析活性成分高含量的遺傳基礎，并計劃與企業合作開展育種推廣，加快優質品種的產業化應用。"未來我們將繼續拓展跨區域種質收集范圍，結合多組學技術，培育更多針對性強、品質穩定的藥用植物新品種，為中醫藥傳承創新發展提供堅實的種質保障。" 程春松博士表示。