劉 艷，黃紅燕，李金榮，任風鳴

(1.重慶市藥物種植研究所 重慶市中藥良種選育與評價工程技術(shù)中心，重慶 南川 408435；2.西雙版納國家級自然保護區(qū)勐養(yǎng)管護所，云南 景洪 666106)

牛至(OriganumvulgareL.)是唇形科牛至屬多年生草本植物，又名止痢草、小葉薄荷等，是一個廣布種，原產(chǎn)于歐洲南部及地中海地區(qū)，在我國西北、華北、及長江流域以南地區(qū)都有分布[1]。牛至具有重要的經(jīng)濟價值，是一種重要的芳香植物，在西班牙、墨西哥和地中海地區(qū)的飲食中被作為佐料長期使用[2]，也是一種傳統(tǒng)的中草藥，可用于預(yù)防流感，治療急性胃腸炎、腹痛、小兒食積腹脹等癥[1,3]。牛至精油是從牛至中提取的具有強烈殺菌消炎作用的植物精油，對大量的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均有抗菌作用，有揮發(fā)性芳香味，抗氧化作用明顯，且不具有耐藥性，牛至精油能明顯提高動物的生產(chǎn)性能、抗病能力、提高動物機體免疫力，無毒副作用，是一種新型動物保健藥物，是一種天然、環(huán)保、安全的理想抗生素替代品，已是世界范圍內(nèi)認可的天然飼料添加劑[4-7]。由于牛至精油的重要作用，目前對于牛至的研究多集中于牛至精油方面[8-11]。隨著牛至需求量的增加，僅依靠野生資源已無法滿足生產(chǎn)用量，因此牛至的人工種植就變得越來越重要，然而目前關(guān)于牛至種質(zhì)資源及栽培繁殖方面的研究相對而言較少，本文主要對牛至的資源、繁育、栽培等方面的研究進展進行了系統(tǒng)總結(jié)，為牛至的后期研究及大規(guī)模種植提供理論參考。

1 牛至的分類及分布

1.1 分類學(xué)研究

牛至屬約15～20種，主要分布于地中海至中亞，我國僅產(chǎn)牛至一種。牛至在世界范圍分布廣泛，是一個多型種，形態(tài)變異幅度大。Ietswaart通過對牛至屬的分類學(xué)研究，建立了牛至屬較完善的分類系統(tǒng)[12]，其中他將牛至劃分成6個亞種：ssp.hirtum(Link) Ietswaart，ssp.vulgareL.，ssp.virens(Hoffmannsegg et Link) Ietswaart，ssp.viride(Boissier) Hayek，ssp.gracile(Kock) Ietswaart和ssp.glandulosum(Desfontaines) Ietswaart。Azizi利用AFLP和SAMPL分子標記對牛至的種下類群進行了遺傳多樣性及亞種界定研究，研究結(jié)果表明兩種分子標記方法均適用于牛至的種下類群研究，SAMPL比AFLP的區(qū)別效率高，并且分子研究結(jié)果也印證了Ietswaart基于形態(tài)學(xué)研究的分類系統(tǒng)[13]。但由于分類學(xué)知識普及的局限性加之牛至形態(tài)變異大，普通人群很難準確區(qū)分牛至種下類群，目前地中海地區(qū)市場上大部分商業(yè)用牛至精油的原材料多采自野外，并未嚴格區(qū)分是何亞種[13]。

牛至亞種檢索表(引自Ietswaart[12])

Key to subspecies ofOriganumvulgareL. (Cited from Ietswaart[12])

1.葉片和花萼通常具有明顯的點狀腺體；苞片長1.5～6 mm，寬1～3 mm。

2.莖輕微有毛或光滑；葉有點狀腺體，淡綠色，光滑或輕微有毛；枝條纖細

O.vulgaressp.gracile

2.莖通常多毛；葉有濃密的點狀腺體，通常不呈淡綠色，通常多毛或有毛；枝條不纖細。

3.苞片通常比花萼短，光滑或邊緣輕微有毛，有明顯的點狀腺體；花序通常較寬

O.vulgaressp.glandulosum

3.苞片通常與花萼等長或有時比花萼稍長，多毛或有毛，多少具點狀腺體；花序通常緊湊

O.vulgaressp.hirtum

1.葉片和花萼通常具有不明顯的點狀腺體；苞片長2～11 mm，寬1～7 mm。

4.苞片通常(部分)紫色；花粉紅色

O.vulgaressp.vulgare

4.苞片通常(發(fā)黃的)綠色；花通常白色。

5.苞片長3.5～11 mm，寬2～7 mm，無毛或光滑，黃綠色；花序通常緊湊

O.vulgaressp.virens

5.苞片長2～8 mm，寬1～4 mm，常被密毛，通常綠色；花序通常疏松

O.vulgaressp.viride

除此之外，其他方面的分類學(xué)研究報道相對較少，F(xiàn)azal對多種藥用植物的孢粉學(xué)研究結(jié)果表明牛至的花粉為長圓形，表面具有條狀的紋飾[14]。另外在牛至藥材性狀研究方面，宮海燕等研究了新疆牛至植株不同部位的藥材性狀及粉末的顯微特征，并繪制出粉末圖，為推廣這一藥物資源提供了鑒定依據(jù)[15]。

1.2 地理分布及生態(tài)習性

牛至是一個變異廣泛的廣布種，從亞速爾群島、馬德拉、加納利群島、歐洲地中海地區(qū)一直到亞洲西部、中部、東部都有分布(圖1)，北美地區(qū)亦有引入，從海平面到海拔4 000 m均可生長，喜鈣質(zhì)土壤，花期5～10月，果期10～12月，我國野生牛至在四川、重慶、陜西、甘肅、云南、貴州、湖北、湖南、江蘇、浙江、安徽、江西、河南、新疆、西藏、福建及臺灣等地均有分布(圖2)，生于路旁、山坡、林下及草地[1,12]。根據(jù)Ietswaart[12]的分類系統(tǒng)，就牛至的6個亞種而言，他們的分布區(qū)域及生態(tài)習性也各不相同，我們也對此進行了梳理，詳見表1，并且由此結(jié)果可見我國產(chǎn)牛至包括O.vulgaressp.vulgare和O.vulgaressp.viride兩個亞種，但目前有關(guān)國內(nèi)牛至資源、栽培、精油含量及品質(zhì)研究等的文獻報道中尚未見有明確亞種的說法，在今后的相關(guān)研究及生產(chǎn)應(yīng)用中應(yīng)注意區(qū)分不同亞種，并進行優(yōu)良種質(zhì)資源的篩選培育。

圖1 牛至世界分布區(qū)示意圖(根據(jù)Ietswaart[12]繪制，a：ssp. vulgare，b：ssp. glandulosum，c：ssp. gracile，d：ssp. hirtum，e：ssp. virens，f(a)：主要是ssp. viride，偶有ssp. vulgare)Fig. 1 World distribution of O. vulgare L.(Draw based on Ietswaart[12], a：ssp. vulgare, b：ssp. glandulosum, c：ssp. gracile, d：ssp. hirtum, e：ssp. virens, f(a): mainly ssp. viride, occasionally ssp. vulgare)

2 種質(zhì)資源

2.1 形態(tài)差異

我國各地產(chǎn)牛至的表型差異較大，新疆所產(chǎn)牛至葉較大，花序密集，小苞片倒卵形至近卵形；甘肅產(chǎn)牛至小苞片極寬大，果期小苞片近于圓形，深紅色；福建產(chǎn)牛至花萼近于無毛，湖南部分標本花序明顯呈角柱形；臺灣所產(chǎn)牛至常有雌花兩性花異株現(xiàn)象[1]。除植物志的形態(tài)差異描述外目前針對國內(nèi)牛至種質(zhì)資源形態(tài)差異方面的研究報道還比較少，在今后的研究中應(yīng)多加強形態(tài)方面的比較研究，同時也要利用分子生物學(xué)方面的先進技術(shù)開展牛至種質(zhì)資源遺傳多樣性等方面的研究，弄清不同形態(tài)類型牛至種質(zhì)資源的遺傳背景。

2.2 精油含量差異

目前對牛至種質(zhì)資源方面的研究主要集中于不同種質(zhì)資源牛至的精油含量、品質(zhì)差異方面。世界各地不同產(chǎn)地牛至精油含量參差不齊，多位學(xué)者對不同產(chǎn)地牛至的精油含量、品質(zhì)做了大量研究，發(fā)現(xiàn)牛至精油含量從0.03%到8%不等[8-11,13]。劉紅兵等對我國不同產(chǎn)地牛至中麝香草酚和香荊芥酚含量的分析表明，湖北、湖南岳陽、江西九江和安徽、云南部分產(chǎn)地的牛至香荊芥酚含量較高，浙江麗水、江西九江和湖北部分地區(qū)的牛至麝香草酚含量高，綜合來看湖北、湖南岳陽、江西九江、浙江麗水等地牛至中香荊芥酚與麝香草酚總量較高，品質(zhì)較好；同時發(fā)現(xiàn)牛至的品質(zhì)與海拔高度有一定關(guān)系，海拔較低的牛至中香荊芥酚與麝香草酚的含量相對較高[16]。Gong對中國和巴基斯坦6個牛至產(chǎn)區(qū)(新疆和田昆侖山區(qū)、河南商丘、新疆和田、安徽、新疆伊犁、巴基斯坦)的牛至精油含量及化學(xué)成分進行了研究分析，結(jié)果表明這些產(chǎn)區(qū)的牛至精油含量在0.1%～0.7%之間[8]。Lukas對歐洲17個國家的51個種群的牛至精油含量及化學(xué)成分變化進行了分析，研究結(jié)果表明牛至精油含量及化學(xué)成分組成差異較大，精油含量在0.03%～4.6%間變化[9]。Mastro對意大利南部不同產(chǎn)地的牛至精油含量進行了比較，結(jié)果顯示牛至精油含量為0.96%～5.10%[10]。Morshedloo對生長于相似土壤和氣候條件下伊朗不同居群的牛至精油進行了GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)其精油成分差異較大，共鑒定出42種成分，其中香芹酚(0.3%～46.8%)、乙酸芳樟酯(0.2%～44.3%)、(Z)-α-雙酚丁烯(0.0%～40.3%)、(E)-β-石竹烯(0.0%～24.0%)和石竹烯氧化物(0.1%～21.3%)被確定為精油的主要成分[11]。

圖2 牛至在中國的分布地點示意圖Fig. 2 Distribution of O. vulgare L. in China

3 繁育技術(shù)

3.1 傳統(tǒng)繁殖方法

目前國內(nèi)牛至在生產(chǎn)上常采用的繁殖方法有播種繁殖、幼苗直接栽種、分株繁殖及扦插繁殖。播種繁殖牛至由于種子細小導(dǎo)致發(fā)芽率低，要土壤平整細碎才容易出土；分株繁殖要在早春或晚秋采挖老株，選擇粗壯帶2～3芽的根剪開種植[17]。謝黨恩和永雪薇對新疆牛至的人工引種繁殖方法進行了研究，采用野生牛至種子、幼苗為材料，在實驗地用直接播種、栽種、扦插等8種方法研究其萌芽成活生長情況，發(fā)現(xiàn)沙盤扦插法，直接引栽法和戶外播種覆蓋法均有較好的成活率，其中戶外播種覆蓋法最方便、經(jīng)濟[18]。張紅瑞等進行了牛至的扦插繁殖研究，發(fā)現(xiàn)用莖中部作插穗，以NAA 100 mg/L濃度處理4 h牛至插穗效果較好，成活率能達到95%[19]。

表1 牛至亞種分布及生態(tài)習性

3.2 組培快繁

植物組織培養(yǎng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于植物的快速繁殖、品種改良、基因工程育種、種質(zhì)資源保存、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)等方面，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益[20]。牛至的組培快繁方面也有少量研究，基本培養(yǎng)基MS適用于牛至，以莖尖為外植體時, 最適宜的增殖培養(yǎng)基為MS+BA 2.0 mg/L+IBA 0.02 mg/L , 增殖倍數(shù)最高可達5.54，而莖段的增殖倍數(shù)為2.83，牛至在不含激素的1/2 MS、MS培養(yǎng)基上生根率可達96%～100%, 但根較細, 側(cè)根少, 移栽不易成活, 加入激素后生根數(shù)量增多, 側(cè)根數(shù)量明顯增加, NAA, IBA和IAA均可提高生根數(shù)量, 濃度以0.5～1.0 mg/L較好，牛至的根形成后易老化、褐化，在煉苗移栽時應(yīng)注意選擇適宜的時間，不宜太晚，成活率可達90%以上[17,21]。林泋君研究了牛至的組培快繁技術(shù)，利用野生牛至2年生莖段，經(jīng)過MS+6-BA 0.3 mg/L+NAA 0.05 mg/L培養(yǎng)基啟動培養(yǎng)后，用MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L培養(yǎng)基進行增殖培養(yǎng)，MS+NAA 0.3 mg/L進行生根培養(yǎng)，煉苗移栽30 d后成活率可達95%[22]。這些研究是利用牛至莖尖、莖段作為外植體進行的組培快繁方面的成功探索，牛至植株種子產(chǎn)量較高，利用種子進行組培快繁具有比莖段更高的成苗效率，在今后的研究中可以多進行這方面的試驗探索，技術(shù)成熟后可在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

4 栽培技術(shù)

牛至在西餐中常作香料使用，因此在歐洲人工馴化栽培歷史悠久，在生產(chǎn)中已形成較多的栽培品種[13]。而牛至在我國是一味傳統(tǒng)中藥，歷史上需求量并不大，主要由野生資源供給，近年來由于牛至飼料添加劑的大量應(yīng)用，才開始引種栽培和繁育，對牛至栽培方面的研究較少，種植技術(shù)水平和生產(chǎn)模式還相對落后，尚未見有栽培品種的報道，目前生產(chǎn)中主要通過野外收集種子或采挖野生牛至作種[18]。沙紅通過研究發(fā)現(xiàn)牛至比較耐寒，對土壤要求不嚴，環(huán)境適應(yīng)性強，以土層深厚、土壤肥沃、排灌方便的土壤或砂壤易獲高產(chǎn)，一般在10月采收，剪取離地5～10 cm以上的莖葉，40～50℃干燥備用[17]。蒲繼延等研究了牛至的種植技術(shù)，并發(fā)現(xiàn)牛至現(xiàn)蕾期到初花期牛至精油的含量最高，用作提取加工的牛至草此時就可以收割[23]。

5 討論與展望

5.1 加強牛至形態(tài)學(xué)研究，注意區(qū)分牛至亞種

根據(jù)Ietswaart[12]的分類系統(tǒng)，牛至包含6個亞種，但由于形態(tài)分類知識的欠缺，目前在牛至的大多數(shù)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中并沒有嚴格區(qū)分亞種，因此在今后應(yīng)加強牛至形態(tài)特征方面的研究，在分類上注意區(qū)分不同亞種，這將有助于不同亞種優(yōu)良種質(zhì)的篩選研究。就Ietswaart[12]中牛至的分布區(qū)域來看，我國有O.vulgaressp.vulgare和O.vulgaressp.viride兩個亞種，從目前我們從云南地區(qū)采集的野生牛至樣品來看，已發(fā)現(xiàn)有苞片紫色、花粉紅色和苞片黃綠色、花白色兩種不同類型，這也印證了Ietswaart[12]的研究結(jié)果。牛至形態(tài)變異復(fù)雜，目前國內(nèi)針對牛至不同地區(qū)不同生長環(huán)境下變異類型的研究報道還比較欠缺，因此在后續(xù)研究中也要多關(guān)注牛至的形態(tài)學(xué)變異特征。我國具有豐富多樣的生態(tài)環(huán)境，牛至在我國的表型也表現(xiàn)出非常大的差異，除O.vulgaressp.vulgare和O.vulgaressp.viride之外我國是不是有其他牛至亞種的存在，應(yīng)是今后牛至資源學(xué)研究中一個需要特別關(guān)注的問題。

5.2 挖掘優(yōu)良種質(zhì)，推動優(yōu)良品種選育

由于牛至在西餐中的重要地位及牛至精油作為天然“抗生素”的重要作用，歐洲地區(qū)關(guān)于牛至種質(zhì)資源方面的研究較多，而在國內(nèi)則起步較晚、相對較少，這些研究多是基于牛至精油含量及品質(zhì)方面的。牛至在我國雖分布廣泛，但野生資源量較少，近年來隨著需求量的增加，野生資源也因被無序采挖而破壞嚴重[19]。目前國內(nèi)牛至精油生產(chǎn)仍主要依賴野生資源供給，遠遠不能滿足規(guī)?；a(chǎn)的需求，大量的國產(chǎn)化難以實現(xiàn)，由此可見牛至產(chǎn)業(yè)的發(fā)展首先要解決資源匱乏、供應(yīng)不足的瓶頸問題。因此在今后的研究中應(yīng)多開展牛至優(yōu)良種質(zhì)資源的篩選評價及挖掘利用方面的研究，除了進行精油含量、質(zhì)量方面的研究之外，也要利用分子生物學(xué)方面的先進技術(shù)對牛至種質(zhì)資源遺傳多樣性等開展深入研究，為牛至優(yōu)良種質(zhì)的挖掘提供科學(xué)依據(jù)，從而推動優(yōu)良品種的選育及推廣利用。

5.3 開展牛至繁育技術(shù)研究及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培，擴大資源量，滿足市場需求

國內(nèi)牛至人工栽培起步晚，對于栽培方面的基礎(chǔ)研究還相當薄弱，栽培技術(shù)比較落后，無法滿足大規(guī)模人工種植的需求。目前國內(nèi)牛至生產(chǎn)用種質(zhì)混亂，缺乏統(tǒng)一純化的良種，栽培品種退化嚴重[21]，這些因素致使牛至人工種植規(guī)模小，產(chǎn)量不穩(wěn)定，質(zhì)量參差不齊，加工提取成本高、經(jīng)濟性差，限制了牛至生產(chǎn)發(fā)展和種植效益的提高。因此在今后應(yīng)重點開展牛至栽培用優(yōu)良品種的培育、配套規(guī)范化種植技術(shù)等方面的研究工作，培育出精油含量高、品質(zhì)好的優(yōu)良栽培品種，并加以示范推廣應(yīng)用，以供應(yīng)大規(guī)模人工種植牛至的需要，同時也要大量開展繁育技術(shù)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)方面的研究，大量繁育優(yōu)質(zhì)種苗，優(yōu)化栽培技術(shù)，擴大人工種植規(guī)模，以解決市場供應(yīng)問題，滿足實際生產(chǎn)應(yīng)用中的需求，助推牛至產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。