张东风 本报记者
道地药材是中医药传统文化的特色之一。过去，历代医家看病讲究用道地药材，如今，道地药材仍是控制和评价中药品质的“金标准”。
中药专家告诉记者，道地药材是指产于特定地域内的中药材，由于产地自然环境独特，药材栽培技术、采收加工讲究，道地药材较其他地区的同种药材产品质量佳、疗效好，因而久负盛名。可以说，道地药材是效果最好、经济价值最高的优质中药材。
但是道地药材为什么优质，还需赋予它科学的内涵。今年已成立55周年的中国中医科学院中药研究所，其中药鉴定与分子生药学研究室及中药资源研究中心围绕道地药材开展的丰富而深入的研究已取得了丰硕的成果，道地药材的神秘面纱正在被他们一步步地揭开。
赵燏黄：
揭开道地药材研究序幕
说起对道地药材的研究，不能不提赵燏黄先生。
赵燏黄先生是我国生药学泰斗。早在民国初期，他将生药学与本草结合，关注道地药材，深入安国等地撰写了《祁州药志》、《中国新本草图志》等著作，揭开了道地药材相关研究的序幕。1949年后，赵橘黄先生对我国历代主要本草进行整理，对《神农本草经》序例、《雷公炮炙论》及主要本草的序跋作了注释。1955年，赵橘黄先生成为中国中医科学院中药研究所成立后的第一批研究员，并于1960年撰成《本草新诠》。
20世纪70年代后，国内对道地药材的研究重新兴起，中药所研究员谢宗万将本草考证理论与道地药材结合，编撰了我国历史上第一次集中论述中药材复杂品种的专著《中药材品种论述》，成为中药品种理论的代表之作。
胡世林研究员直接以道地药材为研究对象，进行中药材道地性的系统研究，则开创了道地药材研究的新篇章。由他主编的《中国道地药材》、《中国道地药材论丛》和《中国道地药材图说》等3部专著，不仅继承、发扬并突出中药学术精华，并且首创了药材道地区划分类。
20世纪90年代以后，中药所对道地药材的研究成绩卓著，引起了业内广泛关注。
分子生药学：
开创道地药材研究新局面
中药所所长黄璐琦研究员在对“道地药材”的生物学内涵、形成的生物学原理及研究方法进行深入探讨后指出，“道”是生物学上的“居群”，它的形成是由基因型和环境饰变共同作用的结果，具有数量、空间、遗传和药效等特征。他对“道地药材”的生物学探讨，构建了此后中药材道地性形成内在机理研究的设想和框架雏形。
1995年，还是一个年轻博士的黄璐琦在国内首先提出“分子生药学”概念，并将这一新兴学科引入道地药材的研究，将道地药材的研究提高到分子水平，深化了研究的内容。从此，在该领域科研工作者的共同努力下，开创了道地药材现代研究的新局面。
据黄璐琦介绍，分子生药学从五个方面对道地药材研究起到了促进作用。
在开展生药分子鉴定方面：相对于传统鉴定方法（包括基原、性状、显微和理化鉴定等），分子鉴定以DNA作为可检测的遗传标记，具有不受环境因素影响，不受药材加工炮制后外观性状改变影响的优势，具有准确性高、重现性好等特点。目前，由中药所负责起草的乌梢蛇和蕲蛇饮片“PCR（聚合酶链式反应）鉴别”方法已经收载于2010年版《中国药典》。标志着生药分子鉴定已从科研走向了应用。
在药用动植物的系统进化研究方面：可以帮助我们寻找替代品及开发新药源。如由中药所承担的“瓜蒌属植物的系统演化及其药材的分子鉴定研究”，对世界性瓜蒌属进行了最全面系统的研究，还对常用中药天花粉和瓜蒌的原植物来源提出了新的见解，获得了2003年国家科技进步二等奖。利用分子生药学技术对瓜蒌属系统分类的结果，同时被《Flora of China》(第19卷)及2000年《中国药典》采纳，成为分子生药研究结果应用的典范。
在药用动植物种质资源评价及保存方面：药用植物种质是影响中药质量和产量的重要因素，也是生药品种选育及资源可持续利用的物质基础。近年来，人们利用分子技术对石斛、厚朴、菊花、芍药、黄芩、白芷、苍术等种质资源的多样性、遗传结构、种质纯度、表型与遗传的相关性等进行了研究，为药用动植物种质资源的保护提供了丰富的遗传学资料。由黄璐琦和王永炎院士主编的《药用植物种质资源研究》是国内关于药用植物种质资源研究的代表性学术专著，集中展示了这一领域的最新成果。
在药用动植物濒危机制及保护方面：开展了对濒危药用植物荒漠肉苁蓉、杜仲、三七等的研究，特别是在用分子谱系地理学研究居群遗传变异方面取得的突破，为生药居群遗传变异研究提供了新的理论和研究方法。目前中药所已完成了数十种药用植物濒危机制和保护的研究，并由此提出了珍稀濒危常用中药资源五种保护模式，该研究成果获得了2008年国家科技进步二等奖。
在药用植物活性成分的生物合成及调控方面：开展药用植物次生代谢产物的形成机理研究，开展次生代谢产物的调控和生物合成或进行次生代谢产物的基因工程，以提高生药有效成分的含量，已成为分子生药学研究的新热点。
如利用毛状根培养系统进行有效成分基因调控研究，利用根癌农杆菌感染石刁柏产生冠瘿瘤使其产生大量的喹啉生物碱，感染鬼针草产生大量的多炔类化合物，感染长春花产生大量的生物碱，感染毛地黄产生大量的强心甾，利用转基因技术提高抗病虫害、抗旱抗盐等抗逆能力，或提高有效成分含量等。同时，相关转录控制因子的克隆及细胞在接受外界刺激时的信号传导研究等方面取得的成果，均为从遗传、环境及信号传导等多方面来研究优质药材的形成机理提供了基础。
目前，中药所已将丹参作为药用植物次生代谢和功能基因组研究的模式植物，克隆得到丹参酮生物合成途径中的8个关键酶基因，开启了丹参酮类生物合成途径研究的序幕。
黄璐琦说，十几年来，已有越来越多的科研人员参与到这一领域的研究中来，研究不断深入，进展突飞猛进，许多分子层面的研究结果给人以新的启迪。
提出新学说：
揭示道地药材形成机理
围绕道地药材形成机制、道地药材的质量评价、道地药材的保护、道地药材的生产等方面，中药所近年来积极开展深入研究，提出了不少新学说。
“道地药材基因特化”假说。即道地药材的道地性越明显，其基因特化越明显，使得其化学组成有其独特的自适应特征。环境的变化一方面通过长期的作用对道地药材的基因型进行筛选，另一方面，通过影响道地药材基因的表达，直接影响着道地药材次生代谢产物的形成和积累。
如，中药所研究人员通过对苍术、黄芩、芍药等的研究发现，中药材道地性与遗传变异和地理环境有关系，每种药材居群间遗传距离都有以地域为界聚类的倾向，而且道地药材在长期适应环境的过程中，已经发生了遗传上的分化。环境变化影响了道地药材次生代谢产物相关基因的表达，从而影响了有效成分的积累。
这一假说从道地药材形成机制、遗传机理方面，回答了道地药材为什么质量优的问题。如今，这一成果已经应用于道地药材资源保护与利用之中。
“道地药材化学组成的自适性特征”、“道地药材的逆境效应”和“道地药材边缘效应”假说。即道地药材是同种异质，其形成具有地域性特点。经过长期对环境的适应，中药材已经选择了较为适宜的自然环境，当自然环境的突然改变或在环境胁迫条件下，刺激了植物次生代谢产物的积累和释放，增强了植物与其他植物竞争有限资源的能力。由于道地药材分布区边缘的环境常常是其生长发育的耐受限度的边缘，即对药材本身生长发育是个逆境，因此，“逆境效应”在一定情况下又常表现为“边缘效应”。
以苍术为例，研究人员首先发现不同产地道地药材有效成分的组成和含量有很大变异，并呈现某种地理相关性。通过对道地药材有效成分变异与产地生态环境关系的进一步研究，建立了道地药材次生代谢产物与环境因子的相关模型，进而确定了道地药材生态主导因子和限制因子。并基于地理信息技术提取了道地药材的生境特征，发现中药材生长发育的适宜区与其有效成分积累的适宜区并不一致，相反，逆境可能更利于中药材有效成分的积累。随后，研究人员利用受控实验证实，道地环境限制因子下的苍术，有效成分更接近道地药材。
因而，从道地药材形成的环境机理方面回答了道地药材质优的根本原因。
在上述研究中，科研人员还成功地引入了“3S”技术(遥感技术、地理信息系统和全球定位系统的统称)，以地理信息系统为基础，构建支持多种数据格式、包含大量空间信息的中药道地药材空间分析数据库，用于确定道地药材独特的化学组成及其优生生境标识的方法。并结合生产实践，利用遥感土地利用数据、植被类型数据等，建立了道地药材生产适宜性区划的方法。首次获得了以中药材有效成分积累为目标的适宜性区划地图，突破了以往以产量或适生性为基础的传统中药材区划模式。
目前，研究人员已先后完成了苍术、丹参、青蒿、芍药生态适宜性及栽培适宜性区划，并实现了基于遥感技术的道地药材资源量的监测。
由黄璐琦研究员、郭兰萍研究员撰写的原创性著作《中药资源生态学》作为道地药材环境机制研究的重要成果已于2009年出版。
黄璐琦告诉记者，道地药材涵盖的内容十分丰富，其形成机制也十分复杂。为此，国家支持了一系列有关中药材道地性研究的科研项目，包括1986年国家中医药管理局“七五”科研项目基金出版了第一部关于道地药材研究方面的专著《中国道地药材》，以后相继出版了《中国道地药材论丛》、《中国道地药材原色图谱》等著作；组织实施了国家中医药管理局“七五”课题“中药道地药材研究”。1999年国家自然科学基金资助了第一个关于道地药材研究重点项目“中药材道地性的系统研究”；国家社会公益研究专项资金项目“基于‘3S’技术的道地药材生态评价体系的构建”等，通过这些研究进一步明确了“道地性”的内涵以及中药材道地产区等。但是，揭开道地药材的神秘的面纱仍然任重而道远。
