中国中医科学院综述苍术道地药材"优形、优质"形成机制研究进展

道地药材是指经过中医临床长期应用优选出来的，在特定地域内，通过特定生产过程所产出的，较其他地区同种药材品质佳、疗效好，具有较高知名度的药材。道地药材是中药资源的核心，也是我国重要的战略性资源。中药道地性是中药药性的组成部分，是中药材的专属特征，可表现为药材的“优形”和“优质（独特的化学型）”，并体现为药材使用上的“优效”。药材道地性的形成受遗传与环境影响，表现为在特定环境条件下药材在居群、个体、细胞、分子水平上的适应性变异，以及多基因相互作用与网络调控对道地药材“优质、优形、优效”形成的影响。
茅山苍术是在长期大量临床实践检验的基础上，从广大分布区筛选出来的道地药材，其质量和优异疗效为历代医家推崇和肯定。苍术Atractylodes lancea（Thunb.）DC.‌作为典型的道地药材之一，不仅道地产区明确，且具有独特的化学型特征。苍术是一个多态性种，遗传变异和生态环境的交互作用，不仅丰富了其基原植物多样性，也为苍术道地药材品质形成提供了生态生物学基础。
图1 茅山苍术植株
2025年8月，Medicinal Plant Biology在线发表了中国中医科学院中药研究所郭兰萍研究团队题为Research progress on the formation mechanism of 'excellent traits, excellent quality' and Dao-di characteristics ofAtractylodes lancea: a review的综述论文。
文章系统阐述了茅山苍术作为道地药材的核心形成机制，重点解析了其"优形、优质"特征的科学内涵及环境-遗传互作机制。茅山苍术的道地性表现根茎呈不规则连珠状或结节状圆柱形‌、断面"朱砂点"明显等"优形"特征，以及以苍术酮苍术素茅术醇β-桉叶醇四类关键成分（配比为1.2:1:0.2:0.3）构成的特定化学型"优质"特征，其中以苍术素对药效贡献度最大。关于苍术道地性的创新性发现包括：证实挥发油组分与分泌腔颜色（红色/黄色）的关联机制，明确苍术素和特定聚乙炔化合物是分泌腔呈色的关键代谢物；通过微生物组学揭示道地产区特异的根际微生物（如Paraburkholderia caryophylli）通过调节挥发油含量与组分比例促进道地性形成；结合mGWAS分析鉴定出AlAAHY1AlMYB59等10个与品质性状相关的功能基因；阐明高温、弱光等复合胁迫通过E3泛素连接酶AlCOP1调控次生代谢通路的分子机制。研究提出道地性是"微进化=遗传变异+变异的不均等传递"的适应性结果。其中茅山地区的高温、缺钾等复合胁迫驱动了苍术居群水平的遗传分化，而内生真菌Acremoni umstrictumAL16)与木霉属真菌（Trichoderma virens）通过增强抗氧化活性、促进次生代谢产物积累等途径强化了环境适应性。研究为中药道地性"逆境效应"理论提供了从表型特征、化学型变异到分子调控网络的系统性证据，对中药材品质定向培育和生态种植具有重要指导意义。
图2 苍术道地药材品质形成的微进化历程
中国中医科学院中药资源中心助理研究员张成才博士、在读博士研究生冯铃芳为该论文的共同第一作者，中国中医科学院中药研究所郭兰萍研究员、王升研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目“基于分子谱系及高分辨遥感的中药材产区格局及时空变异研究”（2023YFC3503801）、中国中医科学院科技创新工程项目（CI2024C001YN, CI2023E002, ZZ2024036, ZK2024010）、江西省科技创新基地计划-引进共建研发机构项目（20222CCH45004）、财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系（CARS-21）和中央本级重大增减支项目 “名贵中药资源可持续利用能力建设”（NO. 2060302）的资助。

作者介绍

张成才，博士，中国中医科学院中药资源中心助理研究员，主要从事道地药材形成机制，珍稀濒危药用植物干细胞培养及产业化应用，中药材DUS测试指南研制与新品种选育等研究。张成才博士聚焦道地药材环境适应性机制解析与珍稀濒危药用植物的高效植物再生体系构建及组培植株回归应用，取得了一系列成果。他承担及参与了中国中医科学院优秀青年科技人才培养专项、国家自然科学基金青年基金等课题，以第一作者在Horticulture Research、Plant Physiology and Biochemistry、Medicinal Plant Biology等期刊发表论文25篇，获得国家发明专利授权11项（含技术转让1项），登记授权软著7项。

王升，中国中医科学院中药资源中心研究员，硕士生导师，中药资源生态研究室副主任，长期从事药用植物次生代谢的生理生态学机制、道地药材形成的遗传与环境的交互作用、中药材生态种植等方面的研究。王升研究员聚焦苍术道地性形成机制，在苍术“优形-优质-优效”科学内涵、微进化适应机制及土壤微生态的苍术道地性环境成因等方面取得了一系列优异的成果。她承担了国家自然科学基金青年基金、国家自然科学基金面上项目、科技部重点研发计划等课题；已发表论文180余篇，以第一作者或通讯作者在Horticulture ResearchMolecular Horticulture‌‌Plant Physiology等学术刊物发表论文40余篇；出版专著10部；以主要完成人获得授权专利10项；获省部级科技进步奖励6项，以第一完成人获中国中西医结合学会科技进步二等奖。
郭兰萍，中国中医科学院中药研究所所长，博士，首席研究员，中国林业科学研究院博士后，奥地利Innsbruck大学访问学者，为北京市人大代表、东城区人大常委、致公党东城区副主委，享受国务院政府特殊津贴。郭兰萍研究员专业方向为中药道地性及品质保障，主攻中药材生态农业，先后主持包括科技部重点研发计划，国家自然科学基金重大项目、重点项目在内的国家和省部级课题24项，在Horticulture ResearchPlant PhysiologyJournal of Hazardous Materials等国际及国内核心期刊发表学术论文700余篇，主编或副主编著作16部（主编或参编著作30余部）；获得授权专利及数据库软件43项；牵头制定中药材农残、重金属、二氧化硫ISO国际标准3项；主持或参与制定中药团体标准300余项；获省部级一等奖12项，国家级科技进步二等奖3项，获全国首届创新争先奖，国家百千万人才工程及有突出贡献中青年专家等荣誉，入选“国家万人计划”。

https://doi.org/10.48130/mpb-0025-0021