中药材的地道性与根际土壤微生物
作为中医药的精髓和传统质优中药材的代名词，地道(道地)药材一直备受推崇。《神农本草经》所谓“土地所出，真伪新陈，并各有法”，就是重视中药材的产地和地道(道地)性的佐证。属天然药物的中药材，其质量与环境关系密切；即使那些广布种，药材质量也因自然生长环境不同而存在差异。我国中药资源丰富，12 807种中药材，仅约1 000余种为常用品种进入了商品流通领域，这其中真正的地道药材仅约200种，但其产量与产值却占到了全部中药材的80％以上。迄今为止，对地道药材的研究多集中在地道产区的气候、土壤理化条件等方面，而对地道性与根际土壤微生物的相关性研究鲜有报道。
根际土壤通常是指震荡根部以去掉大块的土壤和有机质后仍然粘附在根表面的土壤，该区域一般仅几毫米宽。在植物、土壤和微生物之间的相互作用下，根际区域形成了特殊的土壤生态系统，其理化、生物学特性等有别于非根际生态系统。本文从生物多样性及微生态学的视角，通过对“地道性”的内涵及外延、研究“地道性”与土壤微生物之间关系的可行性等问题的探讨，认为研究中药材地道性应重视研究根际土壤微生物。
1“地道性”的内涵及外延
我国复杂的自然地理状况使中药材品种、质量等地域性较为突出。历代中医家在辨症施治过程中，通过长期使用、观察和比较，确定出某地区所产特定药材的质量与疗效优于其它地区所产的同种类药材。这些在特定的气候环境等诸多因素综合作用下的特定的药用品种，经合理栽培、加工、贮藏、经营等一系列符合传统中医理论所形成的品种优良、炮制讲究、疗效突出、带有地域性特点的某一产地适宜的药材即为地道药材。
在物种相同的前提下研究地道药“地道性”则可指药材的产地不同(同一物种在不同产地环境、中表现出来的质量差异、同一地区的海拔高度差异)、野生与栽培(养殖)的区别、性别不同、年龄不同、生长阶段不同、加工技术水平的影响；除此之外，“地道性”还应包括物种不同、临床经验不同等产生的含义。历代本草对地道药材的研究主要体现在中医理论的指导、工艺技术、同种异地、异种异质方面；仅后两者涉及生物学范畴，而且“异种异质”指的是物种不同，“同种异地”则是地道药材的形成基础。从生物学角度出发，“同种异地”指同一物种因具一定的空间结构而能在不同的地点上形成大大小小的群体单元(居群)，如果其中的某一群体产生的药材质优效佳，即为地道药材。该地点因该物种的居群在此生境中表现出的最大适应性而被称为药材的“地道产区”。所以，地道药材就是生活在特定时空的自然或人为的同种个体群，是由一定生境决定的比较稳定的、生物学上的“特定(地方)居群”，并非根据研究者的研究目的方便而划定。
地道药材的研究属于复杂的系统工程，涉及中药学、生物学、地球与环境科学、农学、医学、地质学等诸多学科。近年有从分子生物学角度阐述地道性本质，认为地道药材形态组织的多样性由基因遗传和变异引起，地道性本质是该物种在特定条件下形成的基因型(genotype)，其次生代谢产物(药效成分)为药材品质的外在表型(phenotype)。基因只是决定一系列的可能性，“表型可塑性”(phenotyic plasticity)的存在使药材的同一基因在不同的生境条件下出现不同表型，这中间生境可能起重要作用。淮河之隔造成了橘枳之异；宁夏盛产枸杞，但仅贺兰山麓所产富含微量元素硒。所有这些都表明同种药材不同产地，其质量存在差异。药材的这种空间差异符合地质学原理。当代地球化学研究成果表明人体内的微量元素种类与含量与植物及所在区域地壳中的微量元素具有一致性。造成这些现象的本质是起作用的物质基础——化学成分的种类或含量的差异，而这种差异可能是由遗传因子产生(种质)，也可能缘于地理、生态因子形成(生境)，或由其它因素(如传媒等)产生。
2研究“地道性”与土壤微生物之间关系的可行性
当前地道药材的研究亟待解决以下问题：通过比较同一物种的中药材在不同地区、不同生态条件下质与量的变化及规律，揭示地道药材质优的物质基础并建立质量评价指标体系；通过研究地理、气候、土壤、人类活劫等对地道药材形成的影响，阐明地道性规律并寻找影响药材质量的主导因子以指导地道药材生产，确保质量的稳定性与可控性。对药用植物次生代谢成分与生态环境因素的关系进行研究，则有利于揭示药用植物有效成分地域性的差。
药用植物的环境生态指与植物活动直接相关的空气、水、土壤、光照等生态因子的总称，地道药材的形成模式分生境主导型、种质主导型、技术主导型、传媒主导型以及多因子关联决定型。生态环境通过种内变异、影响药用植物体内的生理生化反应等途径影响到药用植物化学成分的种类和含量。次生代谢物是植物在长期进化过程中与环境(生物的和非生物的)相互作用的结果，在提高植物自身保护和生存竞争能力、协调与环境关系方面扮演重要角色，比初生代谢产物与环境间有着更强的相关性与对应性。“一地生产供应全国，一季生产供应全年”的供需关系体现了生态环境因子在地道药材生产过程中的重要性。土壤为生态环境中的重要因子之一，从中探究地道药材的成因具有较高的理论与实践意义。
土壤可供应植物所需无机养分，其中的有机质矿化可使无机养分得到适时补充。将土壤视为陆地生态系统中的一个亚系统，它可影响着气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间物质与能量的转移，土壤生物区系、土壤生物多样性以及全球变化成为其研究前沿。土壤微生物在土壤形成和肥力发展过程中十分重要；该群落能分解有机质，行使矿化、固定养分等功能，并通过形成能粘合团聚体的有机化合物、利用菌丝将颗粒缠结在团聚体上来改变土壤结构。对土壤生态系统的研究正向综合性方向过渡，如开始深入研究土壤库中营养物质转化与植物营养的关系、土壤生态系统的变化导致全球变化等课题。“中国名特优农产品的地球化学背景”、“区域地球化学在农业和生命科学中的应用”等就是我国“八·五”期间的重大课题。如国家自然科学研究基金资助的“经济作物名特优产地的土壤特性与品质的关系”课题，旨在揭示湖南香稻等名产品与土壤特性和水质的关系。虽然塑料大棚的出现改变了时空，产出了某地本来不会生长的药材，但却无法保证其原产地品性。如今，环境生物地球化学特征与地道药材形成之间的关系日益受到重视。以苍术研究为例，通过对比分析不同产地、相同产地环境下栽培与野生及不同生长年限栽培苍术根际区土壤全氮、碱解氮、有效磷、有效钾、有机质及pH的差异，进而分析药材根际区土壤养分的变化规律，得出：栽培药材根际区土壤全氮、有机质、碱解氮显著低于野生药材根际区土壤(P<O．01)，有效磷、pH高于野生药材根际区土壤(P<0．05)，有效钾没有差异(P>0．05)；2年生药材根际区土壤有效磷含量显著高于1年生药材根际区土壤(P<0．01)，全氮、有机质、碱解氮、有效钾及pH差异不显著(P>0．05)。通过比较同一种质金银花的5个不同产区的地质背景系统(GBS)和分析土壤理化状况可知：地道金银花产区土壤为金银花地道性的特征之一，不仅受其成土母质影响，而且对土壤的交换性能要求较高。大量的研究结果均表明土壤水分、质地、理化性质及pH值、矿质元素、土壤肥力、土壤盐分等均可影响药材的品质。人们通过总结环境对植物(尤其是植物次生代谢产物积累)影响的研究成果及分析环境对道地药材形成的影响，探讨了环境胁迫下次生代谢产物的积累及道地药材的形成，提出了逆境可能更利于中药道地性形成的逆境效应理论。因此，引起地道药材形态和品质变异的因素不仅仅是气候，地质环境、土壤背景和土壤中各种元素的组成、含量及其存在形态等也起作用。天麻的野生与栽培产地环境极其相似，但收获的天麻在外观与化学成分上差别较大且野生品质量优于栽培品；这是气候或生态因素所难以解释的。那么，除上述影响因子外，土壤因子中具生命力的微生物又会起什么作用?
可以明确的是：土壤微生物在改善植物铁营养中起着重要的作用。通过在无菌和有菌连、轮作土壤上的栽培效果及连、轮作花生对土壤及根际微生物区系的影响两组盆栽试验可知：土壤微生物是引起花生连作障碍的主要因子，对花生生育至关重要。研究不同生长阶段麦冬根部的内生真菌表明其根内的真菌为丛枝菌根真菌，内生菌可能与麦冬生长、活性成分的合成有关。薛蔻等对陕南商洛地区5种药用植物VA菌根真菌进行了分离、鉴定并分析了其侵染率和分布规律。马永甫等对21科37属38种药用植物的根系进行的研究也表明药用植物的丛枝菌根结构具有鲜明的多样性。
通过研究普通药用植物之后得出的这些结论尚未涉及土壤微生物在地道药材地道性形成中所起的作用。就地道药材而言，此方面的研究较少，张强等对北岳恒山地道黄芪产地土壤特性进行的分析指出细菌、放线菌和真菌的数量与土壤深度负相关，与土壤有机质和养分含量的层次性有明显的一致性。
Park用一个相互作用的三角双向关系来说明土壤生态系统中寄主(H)、土壤微生物种群(S)和病原菌(P)之间相互作用的生态关系，根分泌物、在根分泌作用下形成的微生物和动物区系以及根土界面的物理化学性质都可成为相互作用的因素。作为土壤中植物的重要营养库(尤其在氮和磷含量方面)，土壤微生物(主要包括细菌、放线菌、真菌、藻类)比其它土壤有机质的组分更加容易发生变化，具有更加庞大的生物量。
事实上，早在德国科学家Lorenz Hihner于1904年率先提出“根际(Rhizosphere)”这一术语之前，人们就已经开始了对根际进行的探索性研究。生长在土壤中的植物根绝不是无菌的，而是被大量具潜在活性的微生物包围或侵占。根际和根面微生物种群的定量和定性的特性与根分泌物有直接或间接的相关性。国际上集中对此主题的研究，大约是从1929年新泽西农业实验站的一系列观察之后开始的。对微生物习性同根发育和植物健康的相关性研究多集中在此区间。John N．Klironomos的研究揭示植物甚至可能通过改变土壤群落的结构而影响植物自身在群落中的分布多度，而这种改变和土壤微生物与植物之间的相互作用密切相关，此结论对我们利用生态学研究方法探讨地道药材的地道性与土壤中生物环境之间的关系十分有利。
3结语
现代化的科学技术为揭示中药材地道性的本质规律和科学涵义提供了必要的手段，学科交叉、技术综合已成为研究中药材道地性的主要手段，如何运用现代科学理论阐明中药材地道性的科学涵义、合理开发和保护地道药材资源并使之在中药材的开发和可持续利用方面发挥更大的作用，应该是中医药工作者密切关注和深入研究的课题。微生态学是一门研究在特定微环境中机体与微生物相互关系的科学。从微生态学角度研究地道与非地道药材之间根际土壤的微生物种类及种群结构差异、根际土壤微生物产生重要生物活性物质的筛选、根际土壤微生物与地道药材品质间的关系等问题，不仅可以建全地道药材的地道性评价的多元化指标体系，还可为地道药材栽培管理提供科学依据、丰富研究内涵。
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