通过药理学鉴定方法确定新疆罗布泊肖河墓地中发现的Ephedra intermedia Schrenk ex Mey.

《Journal of Archaeological Science: Reports》：A pharmacognostic approach to identifying Ephedra intermedia Schrenk ex Mey. in burials at the Xiaohe Cemetery, Lop Nor, Xinjiang

麻黄属植物考古标本的分子鉴定与分类学修订研究。通过整合形态学分析、显微观察和分子遗传技术，优化了古DNA提取与扩增方法，成功测序四个DNA条形码区域。其中ITS2序列具有最佳系统发育分辨率，构建邻接树并与新疆8种麻黄原种序列对比，证实Xiaohe墓地出土标本为Ephedra intermedia。该研究建立了形态学与分子生物学结合的古药用植物鉴定范式，为干旱区考古植物学研究提供新方法。

　　

Jingxian Feng|Xingjun Hu|Tong Zhang|Xingyi Wang|Lianghong Ni

上海中医药大学，中国上海201203

摘要

在罗布泊的青铜时代肖河墓地（约4000–3500年前），麻黄的反复发现突显了这种植物在史前新疆的文化重要性。由于同属植物之间的形态相似性很高，准确鉴定这些古代遗骸的物种一直很困难。为了解决这个问题，我们对三个考古标本进行了综合的药用植物学研究，采用了系统的形态分析、显微镜检查和分子遗传技术。在优化了古代DNA提取和扩增的方案后，我们成功测序了四个DNA条形码区域。在这些标记中，ITS2区域提供了足够的系统发育分辨率，并被用来构建一个邻接树，与来自新疆八种麻黄的序列进行了比较。结果表明，这些考古标本具有麻黄中间种的诊断特征。关键的是，ITS2序列与麻黄中间种聚类在一起。这些发现确定了肖河墓地的麻黄为麻黄中间种，从而解决了长期存在的分类学不确定性。此外，这项研究为干燥植物遗骸的分析建立了一个可复制的形态-分子框架，为未来关于药用植物的考古植物学研究提供了方法论基础。

引言

肖河墓地位于中国新疆的罗布泊沙漠，大约在孔雀河下游60公里处。该墓地面积约为2500平方米，位于古楼兰城以东约102公里处，阿拉干以西南方向36公里处（图1）（Li等人，2016年）。该遗址可追溯到塔里木盆地的早期青铜时代（约4000–3500年前），被认为是该地区已知最早的墓地（新疆文物与考古研究所，2008年）。该墓地最早由瑞典考古学家F. Bergman在1934年记录（Bergman，1939年）。2002年，新疆文物与考古研究所开始重新进行调查，并检查了四座坟墓。2003年至2005年间的大规模发掘发现了另外167座坟墓（新疆文物与考古研究所，2007年）。这些发掘出土了数千件文物和三十多具保存完好的木乃伊。该遗址中人类遗骸的显著保存状况及其独特的丧葬习俗在全球考古学中具有特殊意义。此外，还发现了大量的植物遗骸，包括小麦、帚粟、麻黄和柽柳枝（Yang等人，2014年）。这些是迄今为止在塔里木盆地发现的最古老和保存最好的植物组合。值得注意的是，肖河墓地有一种独特的丧葬习俗，即在棺材前的木柱旁和死者身上放置小捆麻黄枝条。这种麻黄与丧葬环境的关联在新疆其他同时期的坟墓中未见记载。因此，麻黄在肖河葬礼仪式中的作用引起了学术界的广泛关注（Xia，1997年）。

麻黄属属于麻黄目和麻黄科（《中华人民共和国植物志》编辑委员会，1978年）。现存物种主要分布在亚洲、欧洲、北非和美洲的干旱地区。在中国，有14个物种和2个变种，主要分布在东北部、北部和西北部的山区、草原和沙漠地带（Li等人，2009年）。仅新疆地区就拥有10个物种和1个变种，主要集中在吐鲁番盆地和塔里木盆地以及天山、昆仑山和帕米尔山脉的高海拔地区。这些植物栖息在干旱的沙漠、沙质土壤和斜坡上，海拔范围从吐鲁番盆地的-154米到山间谷地的1400米以上（Li等人，2009年；Liu等人，2004年；《新疆植物志》编辑委员会，1993年）。

麻黄的药用价值（在中医中通常称为“麻黄”）可以追溯到东汉时期，如《神农本草经》中所记载的，它被用于治疗风寒综合征、咳嗽、哮喘和水肿等症状（Li等人，2022年）。《中华人民共和国药典》目前指定麻黄属的麻黄中国种、麻黄中间种和麻黄马尾种的干燥草本茎作为麻黄这种中药成分的官方来源植物（中国药典委员会，2025年）。此外，麻黄属的物种也被新疆少数民族的传统医学实践所使用，包括维吾尔族和哈萨克族社区（Ahelijiang等人，2023年）。

已经对从肖河墓地和相邻的古墓沟墓地发现的麻黄标本进行了多项药用植物学研究。Xie等人（2013年）使用扫描电子显微镜检查了古墓沟35号墓（凭证编号79CQM35）中的植物碎片，发现其特征性的边缘凹陷。气相色谱-质谱（GC–MS）进一步检测到了苯甲基吗啡和香草醛，这些化学生物标志物与麻黄属一致，从而确认了这些遗骸为麻黄。Liu等人（2024a，2024b）通过结合形态学、显微镜和UPLC–MS/MS分析，将肖河墓地的考古植物材料（凭证编号2004-M4-M34）鉴定为麻黄中国种。然而，这些研究未能提取到基因组DNA，因此无法进行分子水平的鉴定。鉴于麻黄属植物在形态和植物化学上的高度种间相似性，以及新疆物种内部的显著变异，可靠的物种水平鉴定仍然存在问题。因此，需要一个结合分子技术的全面药用植物学重新评估，以生成可靠的分类学证据，并确定不同坟墓中的麻黄是否代表同一个分类单元。

基于DNA的分子鉴定因其客观性、分析严谨性和高实验室间重复性而成为考古研究中不可或缺的工具。对多种作物的开创性研究已经证明了这一潜力：Elbaum等人（2006年）从橄榄石中提取了古代DNA；Suh等人（2008年）从考古水稻中提取了内源DNA；Zhang（2008年）确认了烧焦水稻中的DNA保存；Fan等人（2011年）从河姆渡遗址克隆了水稻DNA片段；Palmer等人（2012年）从古代棉花中生成了基因组数据；Bilgic等人（2016年）对土耳其的古代小麦进行了测序；Wu等人（2019年）分析了肖河和古墓沟的小麦遗骸。这些里程碑式的研究改变了考古植物学中的物种鉴定，并推进了对植物驯化和传播的理解。然而，古代DNA通常具有极低的产量、高度碎片化和严重的损伤，使得提取和扩增非常困难。因此，与本研究直接相关的是，尚未成功从肖河墓地的麻黄标本中提取和鉴定出古代DNA，这突显了一个关键的研究空白。

在本研究中，我们优化了从麻黄中提取和扩增古代DNA的方案。通过这种综合方法，我们结合分子、形态和显微镜分析，系统地评估了肖河墓地的麻黄样本。我们的发现最终确定了考古标本的分类学身份，并为未来古代药用植物的研究提供了方法论基础。

材料

本研究中分析的麻黄样本（凭证样本03XHT28L、04XHM59:12和03XHM25）可追溯到约3800年前，来自罗布泊的肖河墓地。这些样本由新疆文物与考古研究所提供，并存放在上海中医药大学药学院的标本馆中。

形态和显微镜鉴定

宏观形态：在解剖显微镜下观察样本的表面特征

麻黄

样本03XHT28L和04XHM59:12由完整的麻黄枝条组成，而样本03XHM25由长度不一的碎片段组成（图2）。所有三个样本都表现出一致的形态特征：木质茎呈深棕色，细长且圆柱形，直径为1.5–3.5毫米，表面粗糙。节点间距为1.7–6.4毫米，有明显的节。虽然大多数节上的膜状鳞片叶子受损或缺失，但仍保留了一些残余

讨论

新疆位于中国西北边境，历史上一直是东西方文化的交汇点。它占中国总面积的近六分之一，自古以来就居住着多种民族。早期的居民包括居住在罗布泊附近的楼兰人。在该地区的考古发掘中，反复发现了约3800年前的麻黄遗骸，这一发现引起了广泛关注

结论

本研究通过结合形态学、显微镜和分子遗传分析的综合性方法，明确地将肖河墓地的麻黄标本鉴定为麻黄中间种，从而解决了长期存在的分类学歧义。此外，它建立了一个将形态学检查与古代DNA分析相结合的可靠方法论框架，用于鉴定考古背景下的干燥植物遗骸，从而推动了未来的考古植物学研究

CRediT作者贡献声明

Jingxian Feng：撰写——初稿，调查，数据管理。Xingjun Hu：资源提供。Tong Zhang：项目管理，概念构思。Xingyi Wang：监督，资源提供。Lianghong Ni：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，方法学设计。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。