青蒿研究概況

青蒿，又名香蒿、草蒿、黑蒿等，菊科艾屬一年生草本植物。其性寒味苦，是我國傳統中藥，其有效成分青蒿素是治療瘧疾的特效藥。隨著市場對青蒿素需求量的日益增加，對青蒿的研究也成了人們關注的焦點。

一、青蒿植物學性狀及藥用功效

(一)形態特征

一般株高40－150cm，少數可高達200－300cm。頂端優勢強，莖直立，多分枝，莖生葉互生，卵圓形，通常三回羽狀全裂，長4－7cm，寬1.5－3cm，無毛或具細柔毛，莖上部的葉向上漸小，分裂更細。主根短，屬淺根系植物，側根和須根多而密集。頭狀花序黃綠色。花極多數近球形，長及寬約1.5mm，排列成復總狀，花托長圓形，外層雌性，內層兩性。花柱2裂，子房基生，單室。果為瘦果，直徑約1mm，種子極細小，淡綠色，種子千粒重0.020－0.048g。花期8－9月，果期10月。

(二)生物學特性

短日照植物，淺根系，主根短，側根發達，抗旱抗澇能力較強。全生育期240－250d，種子無休眠期，從10月下旬至11月上旬種子采收至次年5月中旬前均可播種。從發芽到側枝出現前，生長較為緩慢：5月下旬至7月下旬為高生長迅速期：7月下旬后高增長量逐漸緩慢；到9月上旬的花蕾期停止生長：10月上旬果形成，10月中旬種子成熟；10月下旬至11月下旬種子采收。其根部、莖枝及葉鮮重的比例為1：3.6：1.2，抗逆性和適應性較強。

(三)藥用功效

青蒿為我國傳統中藥、地道藥材，民間用作清熱、涼血、化斑、消暑、瀉熱、涼血、消腫、止汗等。提取的青蒿素藥用價值很高，其衍生物可生產很多系列藥品，主治瘧疾、結核病潮熱，治中暑、皮膚瘙癢、尋麻疹、脂溢性皮炎等，還可用于滅蚊。

二、分布與種質資源

(一)分布

青蒿系世界廣布種，多生于海拔400m以下的丘陵、平地。一般在村旁、路邊、山坡、曠野及溝邊較為常見。我國從海拔50m的沿海地帶至海拔3650m的青藏高原均有分布。但除我國少數地區，世界絕大部分地區青蒿中青蒿素含量都很低(1％以下)。我國是青蒿素生產的主產國，主要分布區為廣西、云南、四川、貴州、重慶等省市，其中重慶市酉陽地區的產量約占全球產量的80％。青蒿素含量隨產地不同差異極大，北方地區含量多在0.1％左右。

(二)種質資源

鐘國躍認為青蒿資源品質具有顯著的生態地域性。李鋒等對廣西青蒿資源調查后得出，生長在石山上的青蒿類型植株長勢比生長在平地、路邊、山坡、房前屋后的類型差，且產量也較低。同一分布區內，生長在石山的青蒿類型青蒿素含量明顯高于生長在平地、路邊的類型。青蒿素含量從南到北基本呈遞減的趨勢，不同種或變種的含量存在很大差異。韋霄等人研究認為栽培條件下植株生長較野生的好。通過研究，人們逐步認識到南方和低海拔地區青蒿利用價值較高。

三、青蒿素

(一)青蒿素物質及功效

青蒿素(A rtemisinin)，一種含有過氧基團的倍半萜內酯化合物，分子式為C₁₅H₂=O₅是一種無色針狀結晶，熔點156－157℃。青蒿素對瘧疾有良好的療效并且低毒無副作用，特別是對腦型和抗氯奎型惡性瘧疾更為有效，已成為世界衛生組織推薦的治療瘧疾的首選藥品，最近發現青蒿素還具有抑制腫瘤細胞生長的作用。鄧安等首次報道了青蒿素衍生物對白血病P388細胞有選擇性殺傷活性。此后研究發現，青蒿素衍生物對肝癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、結腸癌、宮頸癌等多種腫瘤均具有抗癌活性，且作用廣泛。

(二)青蒿素分布

青蒿根部不含青蒿素，莖中含量也很低，在0.01％以下。主要是葉片含量較高，但葉片不同時期青蒿素含量是不同的。Ferreira分別測定青蒿植株的上、中、下各部得出從下到上青蒿素含量從0.023％－0.046％變化。Charles實驗表明，青蒿植株1／3的部位的葉片青蒿素占全部的89％以上，并且上部含量比下部高2倍。laughlin認為青蒿素在青蒿植株中是均勻分布。

(三)分離提取工藝

改進分離提取工藝現階段對青蒿素的測定方法有碘量法、柱層析重量法、薄層析掃薄法、紫外分光光度法和高效液相色譜法。青蒿素的提取有超聲波提取、微波萃取、超臨界CO₂流體萃取、乙醇提取法、石油醚提取法等方法。傳統的青蒿素提取采用有機溶劑，有能耗大、時間長、成本高、溶解選擇性差、精制步驟多、難度大等缺點。而超臨界CO₂具有較高的擴散傳質速率和溶解性能，使其在有效成分含量較低的天然藥物等的提取分離方面具有獨特的優勢。因此利用此種技術具有很好的工業應用前景。

四、組織培養在青蒿上的研究

自然界青蒿產量低，但人工合成工藝復雜，產量低，毒性大，因而人們轉而用生物工程技術，如細胞懸浮培養、利用Ri質粒轉化的青蒿發根培養生產青蒿素等。李國峰將青蒿葉片培養于附加添加劑的MS上，在25－27℃，2000Ix光照條件下培養3－4周，獲得了試管苗。賀錫純等將青蒿葉片接種于改良N6培養基上，于25℃恒溫培養5－10d得到愈傷組織，并將這種愈傷組織放在B5培養基上繼代培養，進而用改良MS+BA誘導出小株。Woedenbag用芽培養，附加添加劑，使青蒿素含量達到培養物干重的0.08％。

利用植物組織培養生產青蒿素已成為青蒿素的研究熱點之一。Woerdenbag等在誘導的青蒿芽培養物中檢測到青蒿素，并發現赤霉素和水解酪蛋白等對芽中青蒿素的合成具有強刺激作用。國內有人用不同發育階段的花蕾和花器官為外植體誘導叢生芽，并研究青蒿寨生物合成相關因素，結果發現轉基因青蒿中青蒿素含量提高。蔡國琴等用發根農桿菌轉化藥用植物青蒿并建立了發根體外培養系統。

MS培養基適合于青蒿愈傷組織再生苗發育，是離體培養的適宜培養基。在組織培養中進行染色體加倍獲得多倍體具有誘變頻率高，方法簡便，所建立的多倍體無性系與快速繁殖同步進行等優點，現已在一些經濟作物，藥用植物應用并獲得成功。青蒿離體培養細胞全能性表達強，誘變效果好，植株營養體及花蕾明顯增大增重。由于青蒿素主要存在于葉片與花蕾中，四倍體青蒿素含量存在提高的可能性，如果含量有提高，就為提高青蒿紊含量提供了一條新途徑。

尋曉紅在離體培養、試管苗再生途徑和多倍體誘發技術的研究過程中報道：只含6－BA的培養基上，外植體愈傷組織通過胚狀體途徑發育成植株：2，4－D與6－BA配合使用時形成致密的愈傷組織，愈傷組織轉入含細胞分裂素的分化培養基上培養，產生不定苗；帶腋芽莖段培養在附加6－BA或KT培養基上，腋芽增殖快，可建立腋芽微繁體系：用0.05％的秋水仙堿溶液浸泡帶芽點愈傷組織48h，誘發率達60％，并獲得了2n=4x=36的多倍體試管苗。楊耀文以幼嫩花序作外植體，在Ms+6－BA8+IAAl0培養基上一步分化成苗，在Ms+6－BA1.5+IAA0.2培養基上增殖，20d可繼代一次，花序作外植體的增殖率是莖段的2－3倍。分化出的苗在1／2MS+IAA0.5+NAA0.5培養基上迅速生根，組培苗移栽后成活率高。王夢瓊以植物的花枝、花序及葉片為外植體，以MS培養基為基礎培養基，附以不同的激素組合，誘導獲愈傷組織及植株再生。報道愈傷組織的生成能力為花枝大于花序且二者均大于葉片：植株再生以花枝的培養結果最佳。李國鳳報道：培養基上加鋪一層濾紙能夠明顯促進青蒿叢生芽的誘導(達97％)。在高效叢生芽誘導體系的基礎上，探討了濾紙在根癌農桿菌介導的青蒿遺傳轉化中的應用。優化后的青蒿轉化體系，抗性叢生芽誘導率可達到59.7％，其中12.5％的抗性叢生芽能發育成抗性生根植株。該優化的轉化體系對青蒿素生物合成分子調控的研究具有重要意義。耿颯把常規的植物組織培養技術應用于調控青蒿中次生代謝產物青蒿素的生物合成代謝。結果青蒿基因型、激素和基本培養基對叢生芽的發生有顯著影響，而光強和溫度對叢生芽的發生影響不大：另外，離子在青蒿叢生芽的誘導和青蒿素的生物合過程中起著非常重要的作用。由此可看出：組織培養條件下，青蒿叢生芽的誘導及青蒿素的生物合成可以通過理化因子有效地進行調控。

五、青蒿發展策略

(一)制定青蒿產業發展規劃

立足于當地青蒿種質與生態資源。統一規劃，合理布局，避免市內各企業之間的惡性競爭，實現協調發展。政策與資金保障，加強青蒿產業發展環境建設。

(二)繼續進行種質資源收集、鑒定和評價

利用野外調查方法對野生資源進行調查研究，查明生態條件、生長特性和種群生態生物學特性：收集不同地理分布、不同生態類型的野生類型和栽培種的種子；并建立種質圃：采用高效液相色譜儀全面分析指紋圖譜：在摸清不同品種《類型)的生態適應性、生長發育特點以及產量、品質等經濟性狀特點的基礎上對種質資源進行綜合評價。

(三)全面考察

進行全國大范圍野生資源的全面考察，其中應包含土壤、氣候等生態因素，尋找青蒿高含量地區的生態環境：總結國內、國外以前的研究內容，對青蒿的栽培技術做一系統的研究，真正實現技術上的可操作性和可重復性。

(四)加強良種選育優化，完善繁殖技術研究

加強良種選育優化，擴大收集范圍，收集不同地理分布、不同生態型的種子進行人工栽培，測定有效成分含量，選出高產優質的優良類型；對于篩選出的優良類型，進一步進行優良單株選擇，提高選擇效果，進行良種優化；制定品種(類型)標準，完善繁殖技術研究。

(五)開展規范化種植，并進行規范化種植研究

通過優選生境、純化種苗、配方施肥研究、綜合病蟲害防治、質量檢測、適時采收加工及貯運等技術，建立生產質量管理體系，制定生產技術標準操作規程(SOP)，為規范化生產提供科學依據，為應用開發提供優質原料。

(六)進一步開展青蒿的綜合利用

青蒿耐旱、耐瘠薄的特性，可以作為開荒治山的先鋒植物；青蒿含有多種揮發油成分，可作為香精、化妝品原料；還可開發新型生型藥物等。

六、前景和展望

青蒿素復方對控制非洲的瘧疾至關重要。目前，非洲每年有2，5億人次需要這種藥。預計未來10年內，青蒿素及其衍生物原料的需求量將達到1000－1500t。從2004年開始青蒿素成了嚴重供不應求的品種，市場價格猛漲到8000元／公斤。

青蒿素目前雖人工合成未能投入實際生產。藥用青蒿素原料仍然主要來自田間栽培。組織培養研究有不破壞自然資源、能加速育種進程等優點，對新品種的培育和推廣具有探索意義。另外利用植物組胞發酵生產次級代謝產物是一個潛在的頗有前途的領域。我國具有很強的資源優勢，宜將我國的資源優勢轉化為經濟優勢，帶動中藥國際化的快速發展，為世界瘧疾及其他疾病的治療做出重大貢獻。