用前沿科技助力中藥材品質提升

□ 衛婷婷

董林林

《晏子春秋·雜下之十》有云：“橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳，葉徒相似，其實味不同。所以然者何？水土異也。”環境不同，事物的性質也會隨之改變，中藥材更是如此。中藥藥性形成是氣候、土壤、生物、地形等綜合作用的結果。中藥材的質量好壞直接關系到中藥療效，故有“非道地藥材不處方，非道地藥材不經營”之說。

道地藥材是我國傳統的優質中藥材的代名詞，每味道地藥材根據其性味不同，都有道地產區，譬如云南三七、長白山人參、浙江貝母、寧夏枸杞子等都屬于道地藥材。然而，因需求量大增而導致的產地外擴，化肥農藥使用不當，中藥材的連作障礙等都嚴重制約了藥材道地性的發揮。如何在增加中藥材產量的同時確保其藥性就成為相關學者的研究重點，中國中醫科學院中藥研究所分子育種研究室主任、副研究員董林林就是其中一位。多年來，這位年輕的80后女學者一直致力于藥用植物新品種選育與遺傳改良及無公害栽培、中藥質量與安全的研究。在被稱為“中藥生產第一車間”的中藥農業領域，她努力將前沿科技應用于古老中醫藥的種植，使道地藥材煥發出更加璀璨的光芒。

分子標記輔助育種助力無公害中藥材栽培

2018年11月25日，中華中醫藥學會主辦的第五屆岐黃論壇在北京召開，由中國中醫科學院中藥研究所等科研機構和中藥企業聯合開展的“無公害中藥材精細栽培關鍵技術與應用”項目榮獲2018年度中華中醫藥學會科學技術獎一等獎。作為中國中醫科學院中藥研究所研發團隊的核心成員，董林林向記者介紹道：“‘無公害中藥材精細栽培體系’是由陳士林研究員帶領項目組歷經10幾年潛心研究的科技成果，該成果完成了中藥材基原物種122個基因組圖譜構建，建立了本草基因組學科體系，奠定了我國藥材生產分子遺傳學基礎。完成了43個中藥材優良品種選育，獲得新品種證書和良種證書15個，特別是‘苗鄉抗七1號’，其根腐病發病率降低了62.9%。”

被譽為南國仙草的中藥三七，是五加科人參屬植物，其性溫、味甘、微苦，具有散察止血、消定痛的功能，在心血管、腦血管、肝臟等疾病的治療中具有良好的療效，已成為片仔癀、云南白藥等400余類1000余種中成藥的核心成分。目前被廣泛運用到臨床、保健、制藥等方面。我國人工栽培三七的歷史至今已有400多年，其種植總面積的90%都集中在云南省。尤其是云南文山，其處于低緯度、高海拔的氣候條件，有利于三七有效成分和干物質的積累，因此文山三七產量高、品質優良，是三七的“道地產區”。

然而，在三七的栽培過程中存在著農殘高、病蟲害重、連作障礙嚴重等問題，阻礙了三七產業的發展。為保證三七藥材質量，保護生態環境，建立三七無公害種植體系，年輕的董林林肩負起科研重任，多年來多次往返于北京與云南文山三七種植基地，用前沿科技為三七品質提升助力。

“一年中我去了16次，我們先從北京去昆明，再從昆明到文山，然后從文山再開兩個多小時才能到基地”。同時基地的住宿條件也并不理想，尤其是夏天時，臨時搭建的工棚無法洗澡。但長途跋涉的艱辛和工作環境的簡陋，在外表柔弱內心堅定的董林林看來并不是什么難事，她輕描淡寫地說道：“這就是我工作的一部分。”正是憑借著對科研的無限熱愛和執著，董林林在三七種植上取得了一個又一個可喜成果。

在“無公害中藥材精細栽培關鍵技術與應用”項目中，董林林構建了新品種選育的技術平臺。“以三七為例，我們采用分子標記輔助育種方式，對三七抗逆及優質品種進行選育，培育了首個三七抗病新品種——苗鄉抗七1號。”她介紹說。據介紹，該研究基于簡化基因組測序技術篩選出抗病群體的特異SNP位點，利用特異的SNP位點輔助系統選育，縮短了選育周期并提高了選育效率。董林林詳細地解釋道：“通常需要6個世代的時間才能培養出來三七新品種，而采用這個方法后，我們用4個世代就可以培育出來，節省了1/3的時間。苗鄉抗七1號的培育離不開項目組成員的通力合作，文山學院三七研究院的陳中堅院長、王勇所長以及苗鄉三七科技股份有限公司魏富剛總經理，都為新品種的培育付出了心血。”

“苗鄉抗七1號”的成功培育，不僅彌補了三七抗病新品種的空白，同時也為新品種的推廣提供了源頭保障。根腐病是藥用植物生產中的一種毀滅性病害，該病發生后，容易傳染、發病率高、防治困難，具有“植物癌癥”之稱，一般藥用植物根腐病的發病率為10%～30%，有時甚至是100%，導致中藥材絕產絕收。而相關研究也表明，隨著三七種植年限的增加，根腐病致病菌Fusarum oxysporum的豐度顯著增加，三七死苗率逐年升高。顯而易見，根腐病害的有效防治是保障三七產業可持續發展的前提。

在以往的種植中，化學防治是三七根腐病的主要防治方法，但頻繁使用農藥易導致藥材農藥及重金屬等有害物質污染嚴重。同時農藥防治的效果也并不理想，董林林進一步解釋道：“根腐病是植物地下根部的病害，當你在地上部分發現癥狀時，植物的地下部分已經很嚴重了，因此防治它最有效的方法還是培育抗根腐病的新品種。”她接著說：“‘苗鄉抗七1號’的出現將減少農藥的使用量，降低農殘對環境及人體健康的危害，為三七無公害栽培的推廣提供源頭保障。”

此外，在“無公害中藥材精細栽培關鍵技術與應用”項目中，董林林還建立了“抗病品種+土壤復合改良+綠肥回田+菌劑調控”無公害中藥材病害綜合防治技術體系，在三七連作障礙及農田栽參方面取得了突破。

所謂連作障礙，是指同一作物或近緣作物連作以后，即使在正常管理的情況下，也會產生產量降低、品質變劣、生育狀況變差的現象，三七種植的連作障礙問題尤為突出。董林林詳細解釋道：“三七是宿根類的植物，在生長過程中，植物本身會分泌一些自毒性物質，這些物質會影響土壤的微生態環境。同時作物對肥料的需求也不同。因此多年后，土壤就會出現毒性物質累積、微生物群落結構失衡、肥力不均、板結及鹽漬化等系統性問題。”

經多年研究，董林林認識到根際微生態失衡是土壤系統性問題，需要綜合技術來破解這一難題。從三七品種、土壤改良、病害綜合防治、田間精細管理等多方面共同調控，建立了三七持續種植體系并進行了大田示范。“目前，我們老三七地連續種植的平均畝產量與從未種植過三七的新地產量基本持平，也算是一種突破。”董林林欣喜地說。與此同時，在土壤復合改良、病蟲害生物防治、生物菌肥研發等關鍵技術攻關的基礎之上，作為主要核心人員完成無公害人參農田精細栽培關鍵技術，在靖宇、撫松等地區推廣1萬余畝。此外，作為主要人員她完成了黨參、西洋參、黃精、紅花等十余種中藥材的規范化生產；作為主要起草人，她制定了三七、人參無公害中藥材質量標準，為高品質藥材樹立了典范。

中國中醫科學院一角

執著進取鑄就科研路

科研之路從來不是一帆風順的，唯有依靠執著的信念、敢于挑戰的勇氣才能到達彼岸，董林林亦是如此。“每當遇到挫折時，我就會想起媽媽的話，‘不要輕易放棄，你再堅持一下可能就成功了’。”

自幼喜歡花花草草的她，高考時選擇了農學專業，在一次次的實驗課中，董林林顯示出非常強的動手能力，讓她體會到了成就感、滿足感，更使她愛上了生物研究這個專業，興趣是最好的老師，就如她所說的：“我越來越喜歡動手做實驗，喜歡那種沉浸其中的感覺。”

人一生中會遇到很多人，有些會成為你的榜樣，帶給你力量；有些會是領路人，指引你前進的方向。中國農業大學的王倩教授就是帶領董林林走上科研之路的引路人。性格豪爽的王倩與董林林一樣來自山東，同一個家鄉，相似的性格，讓她們相處融洽亦師亦友。“王老師對學生有足夠的信任，她能真正放手讓我去做好多試驗，她的友善包容對我的影響非常大。”如今這份忘年交還在延續，而那份珍貴的師生情也讓董林林銘記于心。

探索永無止境，尤其是在科技發展日新月異的今天。之后求知若渴的董林林又繼續在中國農業大學資源與環境學院攻讀了博士學位，師從李曉林教授、左元梅教授，在植物營養與養分管理、植物—環境分子生物學、根結線蟲病害防治等研究領域深入探索，用專業知識與操作技能填充自己。而這些學術精湛、育人有方的良師們也讓她受益匪淺，她滿懷感激地說：“我覺得自己很幸運，一路下來遇到好多好老師，是他們教會我為師之道，讓我懂得如何與學生相處。作為老師，首先要把學生當朋友，要努力去發現學生的優點，并幫學生把優點發揮到極致，這才是真正的培養。”

董林林及團隊

依托平臺再譜華章

“一個女孩子，要天天跑基地、去產區，風吹日曬的，你覺得你能夠承擔這份工作嗎？”“我是中國農業大學畢業的，出差、去基地是我工作的一部分。”

這是2014年董林林在中國中醫科學院中藥研究所應聘時與一位老教授的對話。她不怕累、肯吃苦的性格給人留下深刻印象，頗得老師認可。憑借出色的科研成果，董林林以人才引進到中國中醫科學院中藥研究所，開始從事藥用植物分子育種與遺傳改良、連作障礙與病害生物防治的研究。

中國中醫科學院中藥研究所是我國成立最早的國家級研究中藥的專門機構，擁有一流的技術平臺和專業人才。這些平臺為董林林的專業研究提供了精良的設備保障，而那些優秀的科研前輩更是她學習的楷模。屠呦呦教授因在青蒿素研究中的杰出貢獻榮獲諾貝爾生理學或醫學獎，對她來說是莫大的鼓舞；創建了基于ITS2的中草藥DNA條形碼鑒定方法體系的陳士林教授帶領她開展“優質中藥材栽培關鍵技術及推廣應用”項目研究，走向了科技前沿。她向記者介紹說：“陳士林老師是一位非常儒雅溫和的學者，一位真正的科學家。他教會我要從全局上、整體上去看待課題，同時還要注重細節，既嚴謹又扎實。在他的點撥之下，我的職業生涯更加立體化了。”

春種一粒粟，秋收萬顆子。在董林林最美的青春年華中，她躬身于藥用植物新品種選育與遺傳改良等研究，奔波于各個種植基地之間，嬌小的身影常常出現在那一個個中藥材種植大棚中，或是細致入微地觀察每一顆幼苗的發育情況，或是生動詳盡地向人講述相關種植技術的應用。多年來，董林林用辛勤付出的汗水、智慧澆灌出豐碩的成果：她在Journal of Experimental Botany、Acta Pharmaccutica Sinica B、Soil Biology and Biochemistry、New Phyto等學術期刊上發表論文50余篇；獲得授權專利7項，獲得新品種證書5項、良種證書1項；制定并發布中藥材質量標準2項，將科研文章寫在了大地上。尤為值得一提的是，針對西洋參的根腐病，她開發出一款生防菌劑，更為她贏得了2018年北京市科技新星的榮譽稱號。該生防菌劑的研發材料分離自西洋參的根際土壤，生防效果顯著且生態友好。

“中藥材品質提升涉及中藥化學、農學、生物學、生態學等多學科，需要我用畢生的精力去研究。”未來，董林林還將在中藥材品質提升深入探索，促使科研更好地服務于社會，這對她來說任重而道遠。