5种保护模式化解中药资源危机随着国民经济的发展和社会进步，绿色、安全、有效的中医药重获人们的青睐，而从药用动、植物中发现和寻找新化合物也已成为新药开发的一种趋势，这均在不同程度上加大了中药资源的压力。据报道，当前在400～500种常用中药材中，需要保护的有112种，其中濒危10种、稀有38种、渐危64种，科学合理地保护与利用中药资源刻不容缓。
上个世纪90年代，由中国中医科学院中药研究所牵头，江苏省中国科学院植物研究所、天津大学药学院、中国药材集团公司、新疆于田县大芸种植场、江西中医学院共同参与的大型中药资源保护研究展开。经过10余年的努力，在9项国家级课题的支持下，这项名为“珍稀濒危常用中药资源五种保护模式的研究”首次为中药资源的可持续性利用提供了一套科学而系统的从理论到实践的保护策略，形成了急需保护的5种中药资源类型的研究思路和技术方法，并提出了相应的保护模式。该研究于日前荣获国家科技进步奖二等奖。
模式1：种源保护
代表药物：白芷
现用商品白芷药材为栽培品，分为川（杭）白芷和祁（禹）白芷两大类。白芷的栽培历史悠久，但长期的栽培史反而令当代人不知其野生植物的来源，因此白芷的种名鉴定曾有过多次变化，一直没有定论。如北方栽培的祁（禹）白芷，《中国药典》2000年版将之定名为Angelica dahurica（Fisch.Ex Hoffm.）Benth.et Hook.f，而《中国植物志》则将其定名为上述植物的栽培变种A.dahurica cv.qibaizhi Yuan et Shan，但后者实际上是一种东亚野生种类，在我国主要分布于东北地区，又称为兴安白芷、大活，当地另作药用，其药材外形和药效与历来本草所载的白芷有相当的差异。对于南方栽培的川（杭）白芷的命名更是有多个版本。那么，川（杭）白芷和祁（禹）白芷这两大类白芷是否应当加以区分？它们各自或共同来源于哪一种野生植物？回答这些问题，对于白芷以及许多面临同种情况的药材的保护至关重要。为此，研究组进行了系统研究。
药源与商品调查表明，解放后直至上个世纪80年代，白芷的生产使用基本维持着以川白芷（四川）、杭白芷（江浙）、祁白芷（河北）、禹白芷（河南）为主流商品药材的局面。近10年来，随着药材市场的开放，白芷的产地有了较大的变化。如杭白芷的传统产地笕桥已找不到杭白芷，浙江省内栽种杭白芷的地方也很少了。但在长江中下游地区如安徽、湖北、江西等省，中药白芷却广有栽培，在一些药市上甚至出现了“亳（州）白芷”、“鄂白芷”的名称。至于其种质来源，却又不外乎川（杭）、祁（禹）之类，但究竟是川（杭）白芷还是祁（禹）白芷，已经很难寻根究底了。
对原植物形态、解剖、染色体核型和花粉形态等几个方面进行的研究发现，从形态、解剖特征来看，川、杭、祁、禹4类栽培白芷之间没有明显的区别，并且与近缘野生植物台湾白芷甚为相似；而它们与另两种近缘野生植物兴安白芷和雾灵当归之间则存在着明显的差异。从染色体研究结果看，上述7个样品的核型较为近似，应属于彼此间亲缘关系较近的一个类群。同时，中药白芷与兴安白芷和台湾白芷有相当密切的亲缘关系，从花粉研究结果看，中药白芷与台湾白芷更为接近。
因此可以明确，川白芷、杭白芷、祁白芷和禹白芷属同一类群，其野生种质资源为目前仅分布于我国东南地区（以台湾地区为主）的台湾白芷。
模式2：种群保护
代表药物：杜仲
杜仲为我国特有的第三纪孑遗植物（即活化石植物），属于单科单属单种，曾在亚洲、欧洲和美洲广泛分布。第四纪冰期来临时，杜仲在欧洲和美洲相继消失，中国秦岭以南的陕西、四川、贵州、湖北、湖南等省成为其仅有的几个“避难所”。由于商业利益的驱使，杜仲资源不断遭受破坏，野生资源已濒临灭绝，被列为国家二级保护植物。特别是近年来，历来以抗虫、抗病著称的杜仲被发现在南方受到一种夜蛾的危害，而且随着各地盲目引种，这种虫害已逐步北移，危害日趋严重。因此保护杜仲遗传资源已变得极为迫切。
国内外学者已在杜仲的生物学方面进行了大量的研究，直到1990年仍在研究杜仲的系统地位问题。就物种来说，现在普遍认为杜仲是单种属科，但其形态、结构甚至胚胎类型都出现了变异，有的变异还相当显著。那么，杜仲种内的变异究竟达到了什么水平？栽培面积广泛是否意味着杜仲种内的生物多样性很高，已经没有必要加以保护呢？带着这些问题，课题组从资源调查、形态变异分析、遗传多样性分析以及次生代谢产物分析等角度对全国八省一市的杜仲居群进行了广泛深入的研究。
资源调查发现，杜仲在全国的分布面积超过300万亩，其中栽培占绝大多数，野生杜仲数量极少，很多地区原有的成片野生杜仲现已消失，野生杜仲濒临灭绝；杜仲虽然为单科单属单种植物，但其形态、结构甚至胚胎类型都出现了变异，如树皮具有光皮、浅纵裂、深纵裂和龟裂4种类型，且分布具有一定的地域性，如贵州遵义、湖北郧西等地以深纵裂型分布较多，湖北慈利则以光皮型较多，陕西略阳则四种树皮类型均存在；在杜仲的利用方面，已不仅仅局限于剥皮药用，保健品、饮料、调味品、饲料添加剂的开发也已利用了部分资源，但附加值不高，大量杜仲资源的充分利用还要依赖杜仲胶的开发，部分杜仲产区已建成了粗胶厂，并具备一定的生产能力。
传多样性分析发现，杜仲群体内的遗传多样性大大低于物种水平的遗传多样性，仅为38.92%，特别是湖北武汉27.27%、甘肃两当的25.45%和辽宁锦州的28.18%的遗传多样性均很低，这可能与这些地区均为引种区，引种时种源单一有关。总体来看，虽然杜仲在我国被广为栽培，栽培的数量和品种类型均很多，但在选育、引种栽培时所涵盖的遗传多样性却很低。
此外，杜仲种群内的确存在显著的遗传分化，如在形态上表现为不同树皮类型、不同叶的长度和颜色、不同有效成分含量等；不同树皮类型杜仲的有效成分具有显著的差异，其中光皮型具有良好的经济性状，应该作为重点保护对象。
模式3：种植保护
代表药物：三叶木通
木通科木通属植物三叶木通和同属的五叶木通、白木通作为药用木通的正品，为历代主流本草及《中国药典》1963年版所收载，在我国中医药史上沿用了两千余年。但自上世纪五六十年代以来，野生三叶木通资源出现紧缺，导致以马兜铃科植物关木通代替木通科木通的应对情况。故在上世纪70年代以后出版的《中国药典》仅收载马兜铃科关木通和毛茛科川木通。近年来由于马兜铃科植物所含马兜铃酸导致人体肾损害及致癌的问题相继出现，木通科的三种木通重新被《中国药典》2005年版收载。木通科木通属植物恢复其药用正品地位后，需求量急增，野生药材供不应求的问题日渐突出。因此，开展三叶木通野生变家种的抚育研究成为保证其持续利用的基础。
组运用生物学、栽培学、生态学、生理学、化学和数理统计学等多种学科的方法和技术，对三叶木通开展了生态习性、生物学特性、繁殖方法、栽培技术、采收加工、质量标准等的系统研究，最终确定了三叶木通的生态生长环境和物候期、最佳繁殖方法；制定了田间管理措施，缩短其生长期，确定最佳采收期和加工方法；拟定了三叶木通规范化种植技术，建立的GAP示范基地，达到了500亩的种植规模。可以说，本研究实现了三叶木通的规范化生产，提高了三叶木通的产量和品质，从而建立起了三叶木通人工繁育的方法和体系，最终达到了野生变家种、扩大资源量的目的。
模式4：新药源开发保护
代表药物：肉苁蓉
肉苁蓉为列当科肉苁蓉属多年生寄生肉质草本，是常用中药材。该属全世界约有20个种，我国仅有4个种及1个新种。由于肉苁蓉的药用价值、生长的特殊性以及人类掠夺性的采挖，药用资源趋于枯竭的边缘。荒漠肉苁蓉和管花肉苁蓉已被列为我国二级保护植物，荒漠肉苁蓉还被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅱ中的保护物种。
研究组一方面明确了肉苁蓉濒危的内外因素，并首次提出，由于肉苁蓉为特殊生态类型的物种，因此应以就地保护为主，根据其遗传多样性状况建立肉苁蓉自然保护基地。如对于管花肉苁蓉，由于遗传多样性主要来源于居群内，因此遗传多样性大的居群应为优先保护的对象，如新疆民丰县的安迪尔和于田县的大河沿可以列为管花肉苁蓉自然保护基地。而对于荒漠肉苁蓉，由于内蒙古和新疆居群已发生明显变异，因此均应进一步加强实验研究以确定优先保护的居群。
另一方面，本研究组系统地对地区类同品管花肉苁蓉Cistanche tubulosa （Schenk）Wight.进行了开发新药源保护的研究，为濒危中药资源的保护性利用提供了新的研究模式和思路。在实验室人工培养条件下，进行管花肉苁蓉种子发芽实验并取得成功；率先开展管花肉苁蓉的人工种植并获成功，建立了管花肉苁蓉大面积高产优化的种植技术和种植模式，制定了相应的操作规程（SOP），为推广应用提供了理论指导，起到示范性的作用。
研究组已在新疆和田地区于田县大芸种植场建立了目前国内外规模最大、最为规范的管花肉苁蓉人工种植基地580亩、示范基地120亩；种植了16种柽柳，并在12种柽柳上接种成功管花肉苁蓉，这是目前为止国内外在最多柽柳寄主上人工接种成功肉苁蓉的研究，也是全国最大、品种最齐全的管花肉苁蓉寄主柽柳的种质资源基地。根据寄主的生长速度、植株体型、肉苁蓉接种率及产量、有效成分松果菊苷和毛蕊花糖苷含量等综合考查，研究组从12种柽柳中选出了两个最佳寄主多花柽柳和多枝柽柳，研究并解决了管花肉苁蓉人工种植中的关键技术即人工接种技术——“带状沟播法”。
模式5：生物技术保护
代表药物：人参、甘草、丹参、冬虫夏草蝙蝠蛾拟青霉
开发药用植物生物技术对我国有着特殊的意义，它不仅能解决中药材栽培与农作物栽培争地的矛盾，还可避免农药残留和重金属残留问题。本研究组利用生物技术对人参、甘草、丹参、冬虫夏草蝙蝠蛾拟青霉进行了研究。
本研究组创立了人参不定根和毛状根的工业化培养方法，除了将培养的人参不定根和毛状根用于提取人参皂苷外，还以培养的不定根为原料，开发了许多产品，如化妆品、保健食品等；利用甘草种子获得的无菌芽诱导愈伤组织及其形成条件，为下一步的大规模工业化生产提供了一定的指导依据；对丹参不定根的离体培养进行了系统研究，考察了蔗糖质量浓度、培养基pH、接种、植物生长物质等影响因子对丹参不定根的生长及其次生代谢产物含量的影响，为利用丹参不定根进行次生代谢产物的合成提供了理论和实践基础；从天然虫草中分离纯化得到蝙蝠蛾拟青霉（Paecilomyces hepiali Chen et Dai sp.nov）新种，并进行人工发酵的研究，确定了发酵生产工艺流程，制定了相应的中间体质量控制标准和发酵菌丝体的质量标准。
人参和丹参不定根和毛状根培养的成功，对大宗根类药材资源问题的节约提供了一条新的途径。冬虫夏草蝙蝠蛾拟青霉人工发酵的研究缓解了虫草资源问题，为临床用药提供了基础，获得了较大的经济效益和社会效益。