徐锦堂

（中国医学科学院药用植物研究所 中国协和医科大学，北京 100094）

天麻（Gastrodia elate B1.）是名贵的传统中药，在我国入药已有2000余年的历史，历代本草都将其列为上品，主治头痛眩晕、半身不遂、小儿惊风等病症，近代药理实验也证明其有止眩晕、抗惊厥、镇静等功效。

天麻是一种无根无绿色叶片的兰科（Orchidaceae）植物，不能进行光合作用营自养生活，其繁殖、生长、营养一直是生物界长期不解之谜。1911年日本学者草野俊助发表“天麻与蜜环菌共生”论文，在该文讨论中写到：“对种子萌发及幼苗成长至今还一无所知。”他虽未能人工栽培天麻成活，但无疑为后人的研究奠定了基础。此后的半个多世纪，虽有人用多种方法试验过人工培养，但均未获成功。历史上一直依靠采挖野生天麻以供药用，自然资源枯竭，20世纪70年代初市场曾出现3年断线供应，医疗用药断档。笔者于 1959年开始，长期深入湖北、四川、陕西等省的野生天麻分布区，作了大量的天麻野生生态调查，并结合试验研究，于1965年利用野生蜜环菌材首次人工栽培天麻成功。总结了一套适合于大面积生产的天麻无性繁殖栽培技术，在陕南十余个县及全国一些野生天麻主要分布区推广，产品供应全国，并可大量出口。当天麻多代无性繁殖种麻出现严重退化、产量大幅度下降时，笔者又首创了天麻有性繁殖播种方法，揭开了天麻在有性繁殖阶段与小菇属真菌、无性繁殖阶段与蜜环菌共生完成生活史的秘密。20世纪70年代初，四川、云南、贵州等省的科研工作者，也先后开展天麻人工栽培的研究，发表了多篇论文。本文仅就 50余年来，笔者对天麻栽培技术的研究成果与生产推广工作，结合我国一些科研工作者的研究成果作一简略回顾，并对天麻产业今后的发展谈一点个人意见。

1 天麻栽培技术的研究历程

1.1 天麻从野生变家栽的研究 1959年，笔者在湖北省利川县国营福宝山药材场及四川省石柱县黄水农场开始了天麻野生变家栽的研究工作，通过总结多年来人工栽培失败的教训，意识到这样盲目栽种，不会有太大希望，须得从头抓起。1962—1965年，进行了野生天麻生态系统调查，每月1日、10日、20日定期采挖10穴野生天麻，测量其繁殖和生长状况，观察与蜜环菌以及与伴生树种的关系，绘出平面、剖面天麻分布图。在天麻集中生长的树林、竹林中划出样方，测量样方中天麻和其他植被、树种、腐根及土层结构等情况，取得了大量的科学数据。4年的天麻野生生态调查是天麻研究最辛苦、最困难的时期。将几十次采挖的标本排开，天麻繁殖、生长的规律一目了然。之后又先后对湖北省利川县、恩施县，四川省石柱县、峨眉山、古蔺县等天麻分布区进行了考察。

1958年四川省古蔺县药材公司干部胡胜传、白风在《中药通报》上发表了《四川古蔺县天麻栽培方法》短文，这是关于天麻人工栽培最早的文字报道。1965年笔者专门前往古蔺县德跃区香楠公社鱼丰大队大土堡拜访胡传胜与其助手苗族青年古海荣，并参观了他们的种植地，发现其所报道的天麻栽培方法，是将有顶芽的箭麻栽入腐植质土中，长出花莲，有的箭麻上还长出几个小麻米。他们当时还没听说过蜜环菌，更不知道它与天麻生长的关系。笔者向其介绍了一些天麻和蜜环菌的知识，以后再未见后续研究报道。在此期间我们从天麻块茎中分离获得蜜环菌（Armillaria mellea）纯菌种，筛选出适合蜜环菌生长的培养基，并对其培养条件、培养方法进行了研究，1965年我们在利川县寒池农场利用黑暗环境中能发出荧光并生长有蜜环菌索的死树根作菌材，首次伴栽天麻成功，最大的新生麻重215克，结束了天麻不能人工栽培的历史，并成功获取利用被蜜环菌侵染的野生树根作菌种培养菌材的方法，为天麻人工栽培奠定了基础。这项研究成果，曾在湖北省利川县国营福宝山药材场与中国医学科学院药物研究所1971年合编的《黄连、天麻栽培技术》小册子中进行了报道交流。1973年由人民卫生出版社出版的《天麻》一书较系统地介绍了笔者于20世纪60年代至70年代初期所进行的天麻研究成果，这是我国最早系统介绍天麻人工栽培的著作。四川省中药研究所南川药物试验种植场 1967年试验成功利用剪成小段的蜜环菌索、新鲜木段和天麻种“三下锅”的栽培方法，1968年在四川省天麻家种现场会议上作了其天麻家种早期研究成果的介绍。在1978年召开的“全国科学大会”上，笔者“天麻野生变家栽”的研究成果，获得全国科学大会奖。

1.2 天麻无性繁殖栽培技术的研究 在天麻野生变家栽试验成功的基础上，笔者于1972年又开辟了陕西省汉中地区宁强县东风三队及勉县张家河天麻试验点，与陕西省药材公司及其下属分公司协作，在“菌材伴栽”方法的基础上，试验成功“天麻无性繁殖——固定菌床栽培法”。为了防止杂菌污染，研究利用菌枝培养菌床技术及“菌材加新材栽培法”，并筛选出Am-234号等蜜环菌优良菌株，取得的高产稳产经验，首先在陕西省汉中、商洛、安康等地区推广，获得大面积丰收；后又普及到全国一些天麻主要产区，效果均较好。1975年在南宁召开的中药材供货会上汉中提供675千克干天麻商品，轰动了全会，扭转了上世纪70年代初全国3年无货可供，医疗用药断档的局面。1975年中国医学科学院与陕西省汉中地区药材公司编写的《怎样栽天麻》小册子，散发到全国各地。1977年国家商业部在汉中召开了全国天麻生产现场会议，推广了汉中地区天麻栽培技术和经验，在此基础上，栽培技术不断改进和完善，产量大幅度提高，到20世纪80年代初，鲜天麻总产量达50万千克，汉中地区天麻产量占全国总产量的40%，产品供应全国，并可大量出口。1978年中国医学科学院与陕西省商业局在西安召开“天麻人工栽培研究”成果鉴定会，受到与会专家的肯定和好评。1987年中国农业出版社出版的《天麻栽培技术》，重点总结我们在天麻无性繁殖栽培技术研究中的一些成果。四川省中药研究所刘玉亭1987年12月编写出版了《天麻栽培技术》，并于1986年6月在《中药通报》上发表《不同因素对天麻产量的影响》论文。刘方媛1975年在《云南植物研究》上发表《天麻的生物学特性观察》和1983年发表的《云南天麻属一新种》，报道了她对天麻生物学特性的观察结果和发现疣天麻（Gastrodia tuberculata）新种。此外，南京药材采购供应站沈长健，中国人民解放军125医院姚德兴，庐山植物园杨涤清，广西植物园黄正福，吉林特产研究所李景会，贵州植物园牟必善、喜崇文，辽宁省中药研究所万惠兰，南京中医学院庄毅、王永珍，南京药学院沈栋侠，湖南湘潭卫生学校马德铭等都先后从事天麻栽培研究和种植，并发表过一些论文和经验交流文章。他们都为解决我国天麻短缺、探索天麻栽培技术做出了贡献。20世纪70年代中期至90年代初，近20年发表有关天麻栽培论文和技术交流文章不下百余篇，在此不一一赘述。

1.3 天麻有性繁殖播种方法的研究 在研究天麻野生变家栽的同时，笔者等注意到了天麻种子繁殖的可能性，1965年开始研究天麻种子繁殖技术，直至1970—1972年取得种子萌发的效果，在1973年4月编著的《天麻》一书中，对种子形态、发芽特性、有性繁殖种子萌发的效果进行了论述，首次报道了天麻用种子繁殖的可能性。1975年以前，笔者基本遵循着天麻种子靠消化浸入胚细胞的蜜环菌获得营养的思路，创造各种有利于种子与蜜环菌接触的条件促使种子发芽。试验结果极不稳定，无法控制发芽率及产量的高低，这使笔者对蜜菌提供种子萌发营养的理论产生了怀疑。20世纪70年代后期，发现在田间无蜜环菌的播种床中天麻种子可以发芽，进一步验证了蜜环菌对种子发芽有明显的抑制作用。“天麻有性繁殖——树叶菌床法”研究成功后，1980年分别在《药学学报》、《中草药》刊物上发表了《天麻有性繁殖方法的研究》和《天麻种子发芽的营养来源及其与蜜环菌的关系》，对蜜环菌能供给天麻种子萌发营养提出异议和新的看法。该项研究成果，1980年获得国家发明二等奖，并被中华医学会等4学会及《健康报》共同推荐为“建国三十五年来二十项重大医药科研成果”之一。1980—1981年我们从土壤、树叶、蕨根和天麻种子发芽的原球茎中，分离到 80余株菌种，并设计试验成功菌种快速鉴定是否为萌发菌的方法、培养皿海绵播种法及网格统计发芽率的方法，使我们在当年就筛选出12种天麻种子萌发菌，并于 1988年鉴定出其中最优良的 GSF-8104号菌株为紫萁小菇（Mycene osmundicola）。在这期间，在《中草药》、《中国药学杂志》、《中国中药杂志》、《真菌学报》、《中国医学科学院学报》等学术刊物上先后发表了《天麻种子成熟度对发芽的影响》、《天麻种子发芽营养来源的研究》、《紫萁小菇等天麻种子萌发菌分离方法研究》、《供给天麻种子萌发营养的真菌——紫萁小菇》、《促进天麻等兰科药用植物种子萌发的真菌发酵液的抑菌作用》、《紫萁小菇等天麻种子萌发菌的筛选》、《促进天麻等兰科药用植物种子萌发的真菌初生产物的分析》、《紫萁小菇等天麻种子萌发菌生物学特性及种子共生萌发条件的研究》、《天麻种子发芽营养来源的研究》、《蜜环菌和天麻共生营养关系的放射性自显影研究》、《应用放射性自显影技术研究标记紫萁小菇浸染天麻种胚的过程》、《天麻抗真菌蛋白的检测及免疫荧光定位》等论文。不但从理论上阐明了天麻种子发芽与真菌的营养关系；同时应用于生产，使种子发芽率提高到70%左右，播种半年最高穴产量达到3.5千克，取得了显著效果。该项研究成果，1989年被国家选编入《中华人民共和国重大科技成果选集》中。1994年郭顺星、范黎从兰科植物中分离和鉴定出属于小菇属（Mycena）真菌的开春兰小菇（Mycena anoectochila）、石斛小菇（Mycena deindrobii ）及兰小菇（Mycena orchidicola）等3个菌株，可供给天麻种子荫发的营养。到目前为止，我们还未发现小菇属以外的其他真菌与天麻种子有共生萌发的作用，所以我们认为与天麻种子共生萌发的共生菌是小菇属的某些真菌。

云南省植物研究所周铉长期从事天麻种子有性繁殖的研究工作，利用“带菌须根苗床法”播种成功，取得种子发芽率1%的效果。1973年10月在《中草药通讯》、1974年在《植物学报》上分别发表了《食菌植物“天麻”栽培探索》及《天麻有性繁殖》，对天麻作了简要介绍，并报道了他早期进行天麻有性繁殖获得发芽的成果。1979年又报道了“天麻有性繁殖实验”，除介绍他所采用的4种播种方法外，在措施效果的机理分析中认为，成熟的天麻种子虽在胚中贮存有极微小的营养物资（脂肪、蛋白质块、多糖），但种子发芽还必须有蜜环菌菌丝及时接触刺激并传送营养物质。1987年周铉等在《天麻形态学》专著中，对笔者“天麻在种子萌发阶段与紫萁小菇共生获得营养而萌发芽”的论述有不同看法，认为“徐锦堂等所见接于天麻原生球茎基部的菌丝，很可能也是蜜环菌的这一形式”。而后紫萁小菇等天麻种子共生萌发菌分类科属的鉴定，证明笔者的研究结果是正确的。沈栋侠等1979年发表《天麻种子无菌萌发》，首次报道了他们在培养基上播种成功的方法，认为天麻种子在无菌的固本培养基上也可以发芽。徐锦堂、冉砚珠等 1980年在《中草药》上发表的论文中，论述了在无营养的纯琼脂培养基上播种 10个月无一粒种子发芽，证明了天麻种子不能消耗自身贮藏的少量营养物质而萌发，同时将天麻种子播种在Knudson Solution培养基上，获得发芽率67.6%的效果。但在培养基上种子萌发的试验结果目前还不能应用在生产中。在自然条件下，天麻种子不与小菇属真菌伴播不能发芽的事实证明，天麻种子仍属于与真菌共生萌发的兰科植物。

1.4 天麻与真菌营养关系及天麻形态学的研究 继草野俊助之后，1973年笔者在《天麻》一书中，阐述了天麻与蜜环菌的共生营养关系，20世纪70年代后期至80年代，在进行了大量生物切片、电镜观察、同位素标记示踪、组织培养、田间试验的基础上，特别是天麻种子共生萌发菌紫萁小菇的分离和鉴定之后，对天麻与真菌的共生营养关系进行深入的观察研究，先后在《植物学报》、《中国医学科学院学报》、《真菌学报》等学术刊物上发表《蜜环菌抑制天麻种子发芽的研究》、《天麻生活史的研究》、《天麻原球茎生长发育与紫萁小菇及蜜环菌的关系》、《天麻消化紫萁小菇及蜜环菌过程中细胞超微结构变化的研究》、《天麻种子萌发动态及紫萁小菇菌丝侵入的细胞学观察》等论文，对天麻和蜜环菌的共生营养关系，特别是种子萌发与紫萁小菇的共生营养关系作了论述；在天麻有性繁殖阶段，进一步试验证明蜜环菌的代谢产物严重抑制天麻种子萌发，天麻种子必须消化紫萁小菇等萌发菌获得营养而萌发，发芽后的原球茎萌生出营养繁殖茎，必须接蜜环菌建立共生营养关系才能继续正常生长，否则由于营养亏缺而消亡。先后与双菌共生，完成生活史，是兰科植物与真菌共生营养关系中一种新的模式。2001年9月24～28日，在西澳大利亚帕丝召开的第一届世界兰花保育大会暨第二届兰花居群生物会议上，David Read教授的大会发言对我国学者的这一发现给予充分肯定。在2003年出版的会议论文集《兰花保育》中，许多学者在回顾兰花共生真菌时也专门指出这一点。在会前举办的“兰花保育技术培训班”所使用的教材中，列举了世界各国56篇有关兰科植物共生菌研究的文献，其中就引用了我们在《真菌学报》等刊物上发表的《供给天麻种子萌发营养的真菌——紫萁小姑》等4篇论文。由于我们的发现和论述，在世界兰科植物研究中，人们进一步认识到兰科与真菌共生营养关系的复杂性和多样性，它将载入世界兰科植物研究史册中。中国植物学会兰花分会理事长罗毅波教授在一篇论文中提到：草野俊助首先报道了天麻营养生长与共生真菌蜜环菌之间的关系，为人工无性繁殖栽培天麻奠定了基础；而徐锦堂等发现天麻种子在萌发阶段必须与另一种真菌紫萁小姑共生，则为天麻有性繁殖的成功提供了可能。毫无疑问，这两个重大发现使得我国天麻人工繁殖取得完全成功。

在以往发表的天麻与真菌关系研究论文中，对种子萌发到原球茎、营繁茎生长，及天麻无性繁殖生长全过程中的营养供应问题从未能阐述清楚。近几年笔者对这一问题进行研究，发现“种胚的柄状细胞→原球茎和营繁茎的菌丝结细胞→消化细胞”形成一条由树叶培养的菌丝反复侵染的营养通道，是有性繁殖全过程中的营养补给线；而“蜜环菌侵入种麻的菌丝→内皮层细胞（消化细胞）外的一层细胞（称作易染菌层）”，成为天麻无性繁殖阶段，为木棒培养的菌丝继续侵入种麻的通道，是天麻整个无性繁殖阶段的营养来源。并先后在《植物学报》、《菌物系统》、《中国医学科学院学报》上发表《天麻营繁茎被蜜环菌侵染过程中细胞结构变化的研究》、《天麻营养繁殖茎及其抑菌功能》、《天麻种子/原球茎和营养繁殖茎被菌根真菌定植后的细胞功能分化》等数篇论文。张维经、董兆彬等1977年在《西北大学学报》刊发《天麻与蜜环菌的关系概述》，后又在《植物学报》、《西北植物学报》等刊物发表《天麻与蜜环菌的关系》、《天麻球茎不同部位的细胞对蜜环菌侵染的反应》、《蜜环菌与其真菌营养》等论文，认为“天麻—蜜环菌—绿色植物”三者之间是一种二重寄生现象。天麻应属于真菌营养性的寄生植物。周铉继1973在《中草药通讯》上发表《食菌植物天麻栽培探索》之后，在《天麻形态学》一书中认为蜜环菌与天麻是一种寄生与反寄生的关系。此外，杨涤清、蔡义荣等的研究都支持天麻与蜜环菌共生的观点。在天麻形态学研究方面，中国科学院昆明植物研究所作了大量的观察与研究，在《植物学报》、《云南植物研究》等刊物上，周铉、杨兴华、梁汉兴、刘成运等人发表了《天麻生活史》、《天麻花的发育研究》、《天麻果实的发育》等10余篇论文，特别是1987年周铉等出版的《天麻形态学》专著，在总结其20世纪80年代所进行研究工作的基础上，较系统地阐述了有关天麻形态学方面的研究和观察结果。庄毅等1983年发表《天麻的第二营养来源》，报道了他们利用示踪原子追踪测试，证明天麻除消化侵入的蜜环菌为其主要营养外，在其生长过程中可以皮层渗入土壤中一些营养物质，也即第二营养源。

2 天麻栽培技术的推广应用

50余年来，笔者一直采用试验与推广相结合的研究方法，曾先后在陕西、河南、湖南、山东、山西、四川、贵州等省天麻主要产区举办培训班300余期，有3万多人次参加了学习，使天麻栽培技术在全国得以普及，“天麻种子与紫萁小姑等萌发菌伴播技术推广研究”（推广应用项目）1994年获得卫生部科技进步二等奖，1993年出版的《中国天麻栽培学》是笔者近40年天麻研究的总结，该著作1999年获得国家中医药局中医药基础研究二等奖。陕西省略阳县从1997年开始推广天麻纯菌种伴播技术，至1999年全县播种5.2万穴，翻窝总数达58万穴，产值2088万元；2000年产值达5000万元，按全县人口平均每人增收300元。2001年药植所与略阳合作的研究项目“天麻种子与真菌共生萌发及生长机理和纯菌种伴播技术研究与应用”获得国家科技进步二等奖。

3 对发展天麻生产的建议

3.1 提高单产，适当控制种植面积 过去由于信息闭塞，历史上我国中药种植面积，一直限定在某些习惯种植的区域内，市场供应量和价格完全由产区收获丰欠情况所左右。新中国建立后，市场信息交流畅通，尤其是改革开放后，市场的需求量对价格起到了主导作用，解决了困惑多年一些短缺药材断线供应的难题，缓解和满足了医疗对中药日益增长的需求。但同时也出现盲目发展，“多了砍、少了赶”的局面，影响药农经济收入的稳定性，也导致各地野生天麻资源遭到严重破坏，市场供应断线。自20世纪60年代中期人工栽培天麻试验成功，20世纪70年代初在陕西汉中地区各县逐渐推广生产，1976年在全国中药材平衡会上，汉中向大会提供675千克天麻，引起轰动，结束了天麻无货供应的历史。在1978年商业部在汉中地区召开的天麻生产现场会上，人工栽培技术从汉中逐渐推广于全国天麻主产区，满足了医疗用药，并可大量出口。近30年来，天麻供应出现3次起伏。从20世纪70年代起步开始，到1980年全国收购栽培天麻152吨，1985年种植面积达1.9万亩（1亩≈667平方米，下同），产量600吨，收购570吨，解决了多年天麻紧缺的矛盾，供需基本平衡，达到第一个生产高峰。1～4等级天麻的价格由每千克24元到12元不等。由于栽培技术的提高，各地生产面积不断扩大，天麻市场供大于求，价格下跌，影响了药农种植的积极性，产量下降，1988—1990年的年产量分别为430吨、370吨、200吨，但3年销售量分别为560吨、400吨、300吨，消耗了往年的库存，市场供应趋紧，价格上扬，1990年每千克突破百元大关，后又猛涨到200元左右。由于受市场价格升高的刺激，从1991年逐渐恢复生产，到1993年种植面积2.95万亩，产量猛增至1567吨，1995年达到1600吨，天麻生产出现第二个高峰，而价格却由每千克180元一路下滑至60～70元，到1996年种植面积缩小。1997年天麻生产才逐渐恢复，目前全国种植面积扩大发展很快，市场货源充足，价格回落，逐渐转入第三个发展高潮后的低谷。但随着我国加入 WTO，人们对自然平衡的迫切要求，世界对中医中药的认可，特别是天麻向保健食品开拓的美好前景，促使市场对天麻的需求量也逐年增长。目前生产中存在许多问题，如盲目扩大种植面积，不注重栽培质量，广种薄收，产量参差不齐，高产者每平方米可达 10余千克，低产者空穴无收，浪费了森林资源和资金、劳力的投入，给麻农经济上带来损失，尤其一些虚假不实的广告，宣传四季可种植天麻，投资360元、百日可获利5000元等，用不可能达到的经济效益误导热心种植户等等。因此，应大力宣传科学的种植技术，加强田间管理，适当控制种植面积，提高单位面积产量，保护森林资源和生态环境。

3.2 拓宽天麻药用途径，大力开发保健食品市场 天麻是主产于我国的名贵常用中药，入药历史久，用途广、需求量大、无副作用，深受患者的欢迎。目前我国中西医临床上，天麻主要用于治疗惊风抽搐、肢体麻木、手足不遂、头痛眩晕综合症、血管痉挛及高血压等病症。日本学者山本孝子 1988年报道临床上用天麻治疗老年性痴呆病人11例，有效率达到81.8%。我国以D-半乳糖形成亚急性衰老的小鼠模型试验，结果口服天麻有改善记忆、抗衰老的效果。台湾中国医学院中国医药研究所的实验发现，天麻可减轻学习记忆障碍，除可保健养身外，还可预防或治疗老年痴呆症。台湾中医学院校长谢阳村与中医所博士吴启瑞研究表明：天麻除克服记忆障碍外，在治疗老年性痴呆症方面也有功效，传统中医药典已证实天麻主“语多恍惚、多惊失志”（指的即为老人说话颠三倒四的症状）。进一步深入研究天麻对治疗老年性痴呆的效果，扩大天麻的新用途，是非常必要的。

目前全国大约有百余厂家用天麻为原料药，生产药品和保健食品，天麻已明确可进入保健食品市场，《图经本草》、《本草纲目》记载“嵩山，衡山人，或取生者蜜煎作果实，甚珍之。”因此，拓宽其保健用途，开发天麻新产品，对促进人体健康、丰富医药与保健品市场，以及扩大天麻种植产业都有重要的意义。

3.3 研究和探索伴栽天麻树种的种类，人工营造速生树种，保护自然生态平衡 天麻无性繁殖，需砍伐壳斗科、桦木科一些树种培养菌材伴栽。这些树种生长速度慢，还林时间长，不利于保护森林资源和自然生态平衡，也与退耕还林的禁伐国策相悖。有报道称“以草代木栽天麻”，但还只是在设想和试验阶段。因此，选择和营造速生的灌木林伴栽天麻，是解决上述问题的可行之道。

3.4 大力开展协作 加强团结，经常互相交流研究心得和经验，使天麻科研和生产取得更辉煌的成果，为我国医药事业作出更大的贡献。