濒危稀缺中药可持续利用研究取得重大突破（下）

沉香来源于沉香属(Aquilaria spp.)和拟沉香属（Gyrinops spp.)含树脂的木材。中国药用沉香物种为白木香，珍贵南药，具行气止痛、温中止呕、纳气平喘等功效，临床不可或缺，我国160余种中成药及藏药组方中使用。也是高价值的世界性资源，全球贸易额数百亿元。沉香树自然生长情况下不形成含树脂木材，只有受到外界伤害如病虫危害、雷电、风吹折断等才能形成临床不可或缺的名贵南药——沉香药材，但因过度开发使用，包括中国在内全世界沉香属和拟沉香属物种均列入cites公约附录Ⅱ，中国药材市场假冒伪劣品泛滥，严重限制了中医药临床应用和多用途开发，近年备受关注。因“沉香形成机制不清”科学问题及“高效结香技术瓶颈”制约，全世界投资超50亿元种植的5 000余万株沉香树不能产香。针对该世界性问题，中国医学科学院药用植物研究所及其海南分所的魏建和课题组人员，联合全国的优势研究力量和全国沉香药材种植基地，致力原创研究，取得了沉香诱导结香机制和结香技术的重大突破，发明了世界领先的技术，已大规模产业化应用。

(1)首次揭示出“伤害诱导白木香防御反应形成沉香”机制，解析了伤害→内源伤害信号分子→转录因子→倍半萜合酶基因→倍半萜分子通路，澄清了近千年来人们关于沉香形成原因的各种说法，结束了近现代“必须微生物(腐烂)才能结香”的认识误区，打破了沉香研究近30年来徘徊不前的局面，科学指引高效结香技术研发。

(2)发明可高效激活白木香伤害信号传导系统启动防御反应的结香液，筛选出安全、高效“通香1号”结香液；发明了借助植物蒸腾作用将结香液注入白木香树体内部的输液方法，诱导白木香树通体形成沉香；创新建立沉香通体结香技术，突破了沉香资源利用和产业发展的核心技术瓶颈，全世界首次实现沉香高效、稳定、优质生产；核心技术发明获中国专利优秀奖，围绕核心技术构建专利保护链，配套发明专利4项、实用新型专利3项。

(3)创新技术发明与产业融合方式，多基地大规模中试熟化技术，实现结香液生产、结香液包装、结香田间操作标准化，构建结香全过程可追溯“每树系统”；建立了东南亚国家不同沉香属树种技术应用方法，申请东南亚8个沉香主产地国发明专利，缅甸和孟加拉已获授权。

(4)诱导机制和技术应用于另一种珍稀濒危南药——降香，发明伤害高效诱导的降香“心材整体形成技术”；创新提出“诱导型药用植物”，创新建立的伤害诱导防御反应结香理论及通体结香技术，对解决多种南药资源濒危困扰临床供应，及一些世界性濒危植物资源持续利用有重大理论和应用价值。

创新发明至今累计结香20余万株，最终产品产值将超20亿元，已作为国家药检对照药材使用，开始为临床用药和新药创制提供优质沉香药材，满足了人民用药需求，保证了品种传承；技术应用支撑了海南沉香企业上市及10余家沉香企业发展，带动了海南、云南、广西和粤西地区山区农民脱贫致富；在柬埔寨、越南、缅甸、老挝等8个东南亚国家示范推广，为国家“一带一路”建设提供科技支撑和创新驱动；技术应用相当于少砍伐2 000万株野生沉香树，盘活了全世界已种植的5 000万株沉香树，直接带动全国新种树超600万株，为国际濒危物种可持续利用树立了杰出的中国典范。成果是我国珍稀濒危药材研究的重大突破，从根本上解决了野生沉香长期供应不足的问题，也探索出了基础研究、成果转化、产业融合的创新模式，突破了中国千亿元沉香产业复兴和发展的关键技术瓶颈。

(六)冬虫夏草

冬虫夏草〔Ophiocordyceps sinensis(Berk.)Sung et al.〕是生长于青藏高原的名贵药材。冬虫夏草的形成有严格的寄主及特殊的地理环境选择性，所以野生资源十分有限，外加掠夺式采挖，自然更新能力低下，导致自然资源濒临灭绝。多年来冬虫夏草人工培植研究一直是中药再生和保护领域的热点研究课题。

自20世纪80年代以来，重庆市中药研究院等单位就开始开展了冬虫夏草人工繁育的研究，成功突破了冬虫夏草半野生抚育、室内全人工培植以及发酵生产冬虫夏草的关键技术。通过30余年的研究技术已基本成熟：创建了冬虫夏草寄主卵、幼虫、蛹、成虫的人工饲养技术；掌握了冬虫夏草菌侵染寄主蝠蛾机制，创制了冬虫夏草人工接种技术，使自然情况0.5%的感菌率提高到90%以上；研创的感菌幼虫规模化饲养技术使幼虫存活率从5%提高到41.3%；通过对寄主幼虫主要病虫害拟青霉病、绿僵病、线虫的发生发展规律的研究，构建了寄主幼虫的病虫害防治技术体系；弄清了感菌幼虫的僵化和子实体生长机制，创建了满足感菌幼虫主要生态因子为主的幼虫僵化技术和僵化幼虫子实体诱导技术；在对寄主幼虫食性和营养生理系统研究的基础上，构建了寄主天然饲料、人工饲料、代饲料的制作和消毒技术方法；研究完成了不同寄主基质的筛选、基质中营养成分变化规律、病原微生物动态变化等，创制了寄主基质消毒和再利用技术。

加强冬虫夏草科普宣传与研究，杜绝人为炒作，对其重金属检测不能按照食品标准进行。近年冬虫夏草集约化、设施化养殖获得成功。东阳光集团投资8亿元，从2004年开始组织专家团队展开人工培育虫草攻关。他们从四川、西藏等虫草主产地买来高原冻土，捉来蝙蝠蛾蛹，让其感染冬虫夏草菌，人工模拟虫草生长的自然环境，如特定的阳光、温度、湿度、紫外线、雷电等，全过程监控，摸索培育虫草。并于2008年成功培育出第1根人工虫草。2013年，产量达500kg，2014年虫草产量达3吨，2015年虫草产量有望达5吨，销售额可达15亿元。

（七）川贝母

川贝母是润肺止咳的贵重药材，应用历史悠久，疗效显著，驰名中外。一方面川贝母在中医处方中用药量极大；另一方面，在一些市场销量大的名牌中成药中如川贝枇杷露、川贝止咳糖浆、蛇胆川贝液等中大量使用，据统计超过400家制药企业的100多种中成药或保健产品中使用川贝母作为原料，这些中成药的年产值在30亿元人民币左右；同时川贝母的年出口额在6 000万~8 000万元之间。

依托于濒危药材繁育国家工程实验室，在基础性研究的基础上，通过多年的实践经验的总结，制订了川贝母野生抚育技术的管理规范，完成了无公害病虫防治技术的研究；结合药材性状、显微鉴别、理化鉴别、水分、灰分和微生物学研究，以及药材有效成分、重金属含量、农药残留量等研究，制定了川贝母药材的质量标准与控制指标体系；突破了川贝母野生抚育的关键性技术难题，完成野生抚育示范基地环境质量监测与评价。在同一海拔高度进行高密度人工抚育试验、野生抚育试验、野生试验，经过多个生长季观察试验，取得了生产性能、生产条件、化学成分等方面的第一手资料。资料显示，各试验组的品质均能达到药典对贝母药材的要求，野生抚育和人工抚育栽种生产性能良好。在种源基地建设技术方面，完成了一系列的研究工作，如土壤肥力的维持和防止土壤条件退化的方法研究，杂草防治研究，病虫害防治研究等。

建立了川贝母野生抚育的二段式技术生产模式。采挖野生川贝母建立良种繁育基地，繁育种子；繁育的良种用于野生抚育基地补播，增加种群密度，生产川贝母药材，抚育基地采用轮采轮播方式，即每年有计划采挖野生川贝母，作为种苗建立专业化川贝母良种繁育基地，集约化繁育川贝母种子，对川贝母种子进行集中式层积处理，按照川贝母分布的群落特征，综合社会经济因素，建立野生抚育基地，生产川贝母药材；野生抚育基地川贝母种群增加采用人工补播和自我更新两种方式，以人工补播为主，野生抚育示范基地采用围栏方式管理。采用二段式技术生产模式吻合了川贝母的生长习性，达到了生产高品质川贝母药材的要求，符合川贝母生产区域社会、经济的现实条件，以及保护生态环境的现实要求，具有显著优势。采用了“公司+农牧民”的推广模式，通过对农牧民进行技术培训，在推广过程中由公司技术人员全程指导，保证川贝母药材栽培质量。

（八）人参不定根植物组织培养

人参（Panax ginseng C.A.Meyer）是五加科人参属多年生双子叶植物，是我国传统的名贵中药材。人参皂苷是人参中主要的活性成分。目前，野生人参濒临灭绝，大田栽培仍然是提供人参的主要方式，然而栽培人参存在生长周期较长，栽培技术复杂，“老参地”问题难以解决等缺点。迄今为止，人参皂苷全化学合成尚未实现，因此，植物组织培养技术成为解决人参资源问题的重要途径之一。

人参不定根可以从体细胞胚胎进一步发育而形成的再生小植株上分离得到，也可以直接由人参愈伤组织诱导而来。天津大学高文远课题组以五年生的栽培人参根为外植体诱导出愈伤组织，成功建立了人参不定根液态培养体系，并实现了500L反应器放大培养。不定根中总皂苷含量为0.5%~1%，在培养过程中添加诱导子后，总皂苷含量达到1.5%~2%，目前该项技术已经成功转让给大连普瑞康生物技术有限公司并开始工业化生产，是国家科学技术进步奖二等奖的重要内容。主要的创新体现在：①人参不定根液态培养体系的建立。与人参愈伤组织、悬浮细胞和毛状根等其他组织培养体系相比，人参不定根生长速率较快，皂苷种类更为齐全且含量显著高于其他体系，与栽培人参更为接近。②人参不定根经反应器培养后，其生物量显著提高。③从人参根际土壤中筛选获得真菌诱导子（A.oryzae)分泌物可显著刺激人参不定根产生人参皂苷。