MPB 综述 | 半夏种质资源、遗传多样性、功能基因及遗传育种进展

半夏Pinelliaternata (Thunb.)Breit为天南星科植物半夏的干燥块茎，又名老鸹头、地茨菇、麻芋果、三步跳，入药始载于《神农本草经》“味辛，平。主治伤寒寒热，心下坚，下气，喉咽肿痛，头眩，胸张，咳逆，肠鸣，止汗”，具有显著临床疗效，是我国常用大宗中药材。《伤寒杂病论》中记载经典名方260首，由半夏组成方剂43方，占据总用方16.5%；2020版《中国药典》含半夏中成药有66品种，100个首批经典名方半夏占17方。有此可见半夏临床用药的广泛性。半夏地理分布广泛，主产于湖北、甘肃、河北、贵州、云南、山东、河南等地。但其生产过程中存在种源混杂、品质退化、缺乏优良品种、病虫害严重，产质量不高等问题，导致药材的质量和临床用药安全难以得到保障。目前已有的研究大都集中在半夏有效成分与药理等方面，本文则从半夏种质资源以及生产育种等关键问题入手，多角度解析半夏产业存在的问题和有效的解决方法，促进半夏种质改良和半夏产业发展。

近日，MedicinalPlant Biology在线发表了湖北中医药大学刘大会课题组题为Germplasmresources, genetic diversity, functional genes, genetic breeding, and prospectsof Pinellia ternata (Thunb.)Breit: a review的综述论文。

本文阐述了近年来在半夏种质资源、遗传多样性、功能基因、遗传育种等方面的研究进展，并对其发展前景进行了展望。种质资源和地理环境是影响中药材药效的关键因素，而中药材药效则是临床用药的基础。扩大半夏种质资源圃，并进行分子标记筛选和种质资源评价是选择半夏高效良种的必要手段。遗传多样性和遗传育种是种质改良的基础，无病毒组织培养技术促进了半夏无季节限制的成苗，确保了半夏种质资源的保存和持续输出。功能基因研究是种质改良的理论基础和目标，可使用基因编辑或过表达来鉴定基因功能，再通过分子鉴定和杂交育种进行种质改良。比如PtsHSP17.2、PtSAD 等基因已被证实在热胁迫中发挥重要作用，指导半夏耐高温和抗旱资源的选择育种。今后的功能基因研究还应着重于发现抗病和抗虫资源，开发环境胁迫下的功能基因，以及利用功能基因和分子生物学技术为半夏的生产和加工服务。综上所述，随着我国对半夏药材的需求量逐渐增加，半夏种植生产和质量问题亟待解决。一方面我们通过半夏种质创新，选育和推广高产抗病的半夏品种，促进半夏优质稳产；另一方面，加强半夏病虫草害致病机制和绿色防控技术研究，开发生物菌剂和生物农药进行病虫草害综合防控，促进半夏产业持续健康发展。

图1：半夏相关功能基因的研究进展

图2：促进半夏生产育种的途径和方法

湖北中医药大学中药生态农业创新团队在读博士生张婧怡与博士后罗鸣为论文共同第一作者，刘大会教授为本文通讯作者。

作者介绍

湖北中医药大学中药生态农业创新团队入选湖北省教育厅科技创新团队，团队负责人刘大会教授为科技部中药生态农业创新团队和“科创中国”中药生态农业产业服务团核心成员，农业农村部中药材专家指导组成员，全国中药标准化技术委员会（SAC/TC477）委员。团队围绕中医药事业对中药材原料“安全、稳定、可控、有效”的需求，立足于湖北中药材产业实际，以湖北蕲艾、半夏、天麻、菊花、射干、白前等道地药材为重点，开展种质资源收集与评价、品种选育、规范种植、采收与产地加工、质量评价、综合利用与开发等中药生态农业关键技术的研究与创新，建立产、学、研、用一体化的湖北中药生态农业创新平台，构建湖北道地药材生态种植方法和技术体系，大力推进优种、优境、优法生态种植，高效生产优形、优质、优效道地药材，为湖北中药产业的持续健康发展贡献力量。

图3：湖北中医药大学中药生态农业创新团队

https://doi.org/10.48130/MPB-2023-0013

关于 Medicinal Plant Biology

Medicinal Plant Biology是一本开放获取的期刊，致力于传播药用植物领域的最新研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、方法、评论、观点、社论等。期刊主编由中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚院士和John Innes Centre的Cathie Martin院士共同担任。

期刊官网：

www.maxapress.com/mpb

投稿链接：

mc03.manuscriptcentral.com/mpb

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