云南红豆杉优良品种选育及快速繁殖科技项目申报书

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1、红豆杉优良品种选育及快速繁殖一、项目的立项依据（研究意义，国内外研究现状及分析）（一）项目摘要癌症,已成为严重威胁人类健康的主要病症之一，每年约有600万新的病例被报道，其引起的死亡率占所有疾病死亡率的第二位，仅次于血管疾病。由于癌症早期诊断的困难，相当数量的癌症患者将依赖药物治疗，紫杉醇(paclitaxel，商品名TaxoD，因其独特的作用机理，成为新一代抗癌药物的代表。它是从红豆杉属植物（TaxusL.）中分离出来的红豆杉属植物（TaxusL.）特有的次生代谢产物－二萜生物碱,是最具抗癌活性

2、的天然化合物之一。因其独特的抗癌机理及高效、广谱的抗癌效果，被广泛用于治疗妇科癌症(如转移性乳腺癌、晚期卵巢癌、宫颈癌等)、呼吸道及消化道癌症(如小细胞肺癌、胃肠癌、食管癌等)、恶性肿瘤(如头颈部肿瘤、恶性黑色素瘤、淋巴肉瘤、恶性滋养细胞肿瘤、与抗艾滋病药物合用还可治疗卡彼济氏肉瘤(一种艾滋病人特有的恶性肿瘤))、自身免疫系统疾病(如类风湿性关节炎、疟疾等)以及中风、早老性痴呆和先天性囊肾病等，具有其他抗癌药物难以达到的疗效。紫杉醇高效而广泛的用途使其成为世界销量第一的抗肿瘤药物,紫杉醇以针剂为主

3、，由于该药疗效确切、副作用小，在美国上市后销售情况一直很好。市场对紫杉醇的强烈需求导致红豆杉原料的严重短缺。因此，对红豆杉的研究成为世界性关注的热点，但不论从红豆杉的繁殖方法还是获取紫杉醇的途径来看，红豆杉的资源问题仍是制约紫杉醇数量的首要问题，而良种红豆杉的选育快繁是解决紫杉醇药源－红豆杉严重匮乏的根本途径：从云南各地州采集红豆杉样品，由于云南红豆杉遍布云南各地州（南至中缅边界，北至金沙江畔，东至文山，西到保山），分布零星，多为散生，极少纯林。本项目选择的样本为当地有代表性植株，样品阴干后进行紫

4、杉醇、10-DABⅢ和巴卡亭IIl的含量测定，从选取的样品中选择最高含量的植株（或者是紫杉醇含量最高、或者是10-DABⅢ含量最高或者是巴卡亭IIl10含量最高，或者是二种以上物质含量都高的植株）作为母本，设计红豆杉组织培养方案进行组织培养，组织培养主要分以下三步进行：1、诱导愈伤组织；2、从获得的愈伤组织中诱导芽分化；3、切取分化的芽进行生根培养。获得的无菌苗经练苗移栽后，剪取枝叶，检测2-3年生幼苗中紫杉醇、10-DABⅢ和巴卡亭IIl，确认无变异且是高含量植株后，进行快速繁殖。目前，紫杉醇主

5、要从红豆杉属植物中提取，这将破坏野生资源和生态环境，而且天然红豆杉在世界范围内数量很少，生长周期长，紫杉醇含量不一致，种子繁殖慢（大约需要两年才能发芽）、难繁殖，从而对紫杉醇的进一步开发利用造成了很大的困难。在今后的很长时间内紫杉醇、多烯紫杉醇、10-DABⅢ和巴卡亭IIl的稳定供应，将依赖于生物学方法，即通过红豆杉的人工栽培来获得。筛选高产红豆杉栽培品种，利用植物组织培养技术进行无性繁殖，解决红豆杉天然资源不足的棘手问题，具有成本低、高效率、生产周期短、无性遗传特性一致的优点。红豆杉的组织培养经

6、过数十年的研究，已取得了极大的进展，目前有南方红豆杉、中国红豆杉、曼地亚红豆杉等的组织培养成功的报道。（二）立项的必要性红豆杉极高的经济价值，令世人瞩目。然而，红豆杉在世界范围内的自然资源却很贫乏，且紫杉醇含量极低（仅为干重的0.01%左右），大约从5～6棵100年生大树中才能提取到1g紫杉醇，可用于一个癌症患者的治疗。因此，要满足临床需求必须大量砍伐红豆杉树。1991年，美国国家癌症研究所（NCI）为获得25kg紫杉醇毁树38000株。2006年全世界所需紫杉醇原料药至少700公斤左右，并且每年

7、还以20％的速度增长，而全球只有400公斤的生产能力，基本上当年的产品就被全部消耗掉（无库存产品）。自1992年紫杉醇上市以来，中国的野生红豆杉资源大约被破坏掉80%。伐树生产紫杉醇的方法不仅会使红豆杉植物资源濒临灭绝，也根本无法满足人们对紫杉醇的需求。如何在保护天然红豆杉资源的同时又能提供能够满足市场对紫杉醇的需求，进而解决紫杉醇资源的稳定供应问题，降低癌症治疗费用。近十年来，国内外学者为了解决该问题进行了许多研究工作，主要有：（1）10植株栽培法：即通过杂交的方法，获得生长周期短、紫杉醇含量高

8、的红豆杉新品种，国内外都建立了红豆杉种植园，并且紫杉醇的含量不低于野生植株，取得了一定的成效。但受土壤、气侯、季节等的影响，难以大面积堆广。（2）全合成法：紫杉醇结构复杂，母核有9个手性中心，侧链有2个手性中心，因此应有2048个非对映异构体，它的合成过程复杂，虽然原料便宜，但是需要有25道程序，难度较大，成本太高，要真正用于工业生产紫杉醇还需时日。（3）半合成法：利用在植物中含量较大的紫杉醇前体物化学转化成紫杉醇。通常以10-DABⅢ和巴卡亭Ⅲ为原料半合成了紫杉酵以及同系物tax