药用植物在生物技术领域中的研究及应用

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1、药用植物在生物技术领域中的研究及应用摘要生物技术运用为药用植物的研究和中约现代化发展提供了重要机遇。综述近年来生物技术在药用植物研究中的应用进展，包括组织培养技术在药用植物中的应用，植物组织、细胞培养生产次生代谢产物的研究概况，基I大I工程和分子生物学在药用植物天然产物111的应用。关键词药用植物；组织培养技术；基因工程；基因芯片屮国现有药用植物资源383科2309属11146种，占中药资源种类的87%［1］。目前，在消费者用药选择中，植物药已成为一种新的潮流，植物药发展快于化学药品，越来越多的人喜欢利用天然药物来治疗或预防疾病。如何充分利用中药材资源优势，如何借鉴欧美先进国家经验，走中药现

2、代化、国际化的道路，是我国屮药材行业亟待研究解决的问题。现代生物技术是以基因工程、细胞工程、发酵工业、酶工程、生化工程以及后来衍生岀来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程和糖链工程等为主体的高新技术，它被看作是21世纪科学技术的核心。纵观这一领域，生物技术的产业化首先是从医药领域开始的，现代生物技术的发展使医药产业发生了革命性的变化［2］。近10多年来，从天然产物中寻找新的生理活性成分或先导化合物以开发新药已成为全球关注和研究的热点。1组织培养技术在药用植物上的应用1.1药用植物的快繁由于野生药材资源日益枯竭，人工栽培品种品质不稳定，生物技术的兴起对传统药材的生产展示了广泛的应用前景。组织

3、培养是现代最先进的植物繁殖技术，通过利用植物细胞再生能力，培育出完整植株。利用植物组织培养技术进行药用植株无性繁殖，解决药用植物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。通过植物组织或器官的离体培养和形态发生，可实现种苗的大量快速繁殖（见表1）,这对于因病毒病害严重影响产量和质量的药用植物、靠有性繁殖提供种子而种子发育不完善或种子成本高的药用植物、靠无性繁殖提供“种子"而无性繁殖系数低且种子需求量人的药用植物、渐危或濒危药用植物的引种驯化及保护植物资源等都具有重耍的科研和生产意义。1.2胚的离体培养胚培养可以克服有性杂交中的胚乳败育、早期胚败育和珠心胚干

4、扰等，获得朵种苗，此项技术已进入实用阶段，西洋参、红花、枳壳、长春花、鼓槌石斛、银杏等植物的胚培养已获成功。苏新（1995）［18］研究了浙贝母种胚，经MS+2,4-D1.Omg/L+6-BAO.5mg/L+水解酪蛋口300mg/L和MS+IBA0.5mg/L+6-BA1.Omg/L等培养基分化和脱分化后，形成小鳞茎和正常植株。李志良［19］对屮国红豆杉和短叶红豆杉的离体胚培养特性进行了研究，发现适宜的条件下2种胚萌发率与成苗情况没有明显的差异，离体胚培养是实现大规模种植的一条快捷途径。1.3单倍体和多倍体育种通过花粉或花药培养获得单倍体植株，然后利用单倍体植株经过染色体加倍来选择和培养新詁

5、利这就是不同于常规杂交育种的花培育种。单倍体植株虽然高度不育，通常矮小，生长衰弱，本身无大的价值，但是通过加倍后可获得纯合二倍体，在育种上有独特的用途。多倍体植株通常具有形态特征的巨型性、抗逆性强及药用活性成分含量高等特性，这是屮药材的优质、高产育种所期望达到的目的。因此，•药用植物的多倍体育种具有较高的应用价值和增产潜力。而利用组织培养技术诱导多倍体是近几年发展起来的一种诱导多倍体的方法，具有广阔的应用前景。在组织培养过程中，用秋水仙碱等诱变剂处理培养的愈伤组织胚状体或从生芽，获得多倍体植株，是诱发产生多倍体的较好方法。目而人工加倍的纱用植物已冇几十种，如黄罠、杜仲、福录考、牛膝、丹参、赵

6、蓝、党参、枸杞、百合、当归、三叉蝶豆、辟、胜红蓟、具苞罂粟、商蒿、鹰嘴豆和飞燕草等［20］。1.4药用植物离体种质保存用生物技术进行药用植物种质保存有2种方法：一•种是以抑制细胞生长来保存种质，另一种是超低温的种质保存。用抑制细胞生长的方式来保存，其主要手段是控制培养物的培养基成分及培养温度。在培养基中加入脱落酸等生长减速剂，或捉高细胞激动素、赤霉素的浓度，减缓培养物的生长速度，使继代周期延2,继代次数减少，以保存种质。降低培养温度，使培养物的分化代谢活动减弱,加长继代周期，也是种质保存的可行办法。例如，杜仲的花粉在液氮（・196°C）中保存良好，并实现了花粉粒的萌发［21］。药用植物种质的

7、超低温保存研究，在我国近10年才开始，目前已有铁皮石斛、新疆紫草、浙贝母超低温保存研究的报道，取得一些初步的成果。2生物技术在药用植物次生代谢产物方而的应用2」植物组织、细胞培养生产次生代谢产物从远古时代起，人类已经利用植物的次生代谢产物，用的就是植物的粗提取物。但直接从植物体内提取次牛代谢产物含量太低，例如，用东北红豆杉生产紫杉醇，全世界每年需250kg紫杉醇，需要2500t干树皮，相当于75万株树龄60a