药用植物生物工程技术研究进展

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1、药用植物生物工程技术研究进展【摘要】人类对野生药用植物资源不加限制地开采使得其遗传多样性受到了严重的破坏，药用植物的大规模规范化种植不仅可有效缓解这一矛盾，同时还能解决中药材产品加工过程中与质量不稳定因素有关的诸多问题。传统的育种方法结合分子标记辅助育种技术已培育出了许多优质的中草药品种，在药用植物组织培养和利用遗传转化等生物工程技术改造其活性成分的代谢途径等方面也取得了很大的进展。为了进一步推广药用植物的规范化种植，还亟需对中草药市场需求进行合理地预测以及正确引导人们对草药制品的消费观念。【关键词】生物工程；药用植物；商业化种植Abstract：Harvestingher

2、balsfromtheesticcultivationisaviablealternationandofferstheopportunitytooveretheproblemsthatareinherentinherbalextracts.Conventionalplant-breedingmethodscanimprovebothagronomicandmedicinaltraits,andmolecularmarkerassistedbreedingationtoalterpathetabolites.Obstaclestobringingmedicinalplants

3、intosuccessfulmercialcultivationincludethedifficultyofpredictingainmarketableandthelikelymarketpreferenceforercialcultivation据世界卫生组织估计，在发达国家人们日常消费的保健类产品中，中草药来源的占了近80％，它们所使用的植物原料绝大部分依赖于野生的自然资源。在全世界近5万种药用植物中，将近1/5物种的生存正在受到威胁，其中由于人类无节制地开采而接近灭绝的物种有熊果Arcostaphylosuva-ursa、卡瓦胡椒Pipermethysticum和光

4、果甘草Glycyrrhizaglabra等［1］。药用植物的供求矛盾引起了人们对药用物种遗传多样性降低和生境退化的不断关注，虽然通过加强监管可以对某些物种提供一定程度的保护，但更加可行的办法是对药用植物进行大规模的规范化人工种植。人工种植还为生物工程技术在中药材产品加工过程中的应用提供了舞台，如鉴定药材原料的质量、检测基因型和表型变异、提高药材有效成分的稳定性、控制有毒和污染物含量等。这不仅有利于种植者根据市场需求合理地调整栽培对象和实现定量生产，还可获得质量稳定的产品。在欧美等国，包括银杏Ginkgobiloba和贯叶连翘Hypericumperforatum在内的一些市

5、场销量较高的品种，其野生资源受到的威胁反而最小，原因就在于它们都已进行了大规模的人工种植。对于一些当前还不太引人关注的品种进行投资，尤其是那些多年生的物种，为了降低潜在的市场风险，对未来市场的需求进行预测也是非常必要的。1药用植物栽培技术较低的发芽率和对生境的特别要求使得许多药用植物的栽培十分困难，这也对种植者的专业技能提出了更高的要求。发芽率较低通常是由于种子受到机械损伤或真菌感染而引起的，这一问题可通过提供最适的保藏条件来解决，例如在对西洋参Panaxquinquefolium生长条件的研究中发现，使用改进的土层保护方法进行处理可明显提高种子的发芽率和生长速度，且在任何

6、时候均可发芽。另外，对于那些常规条件下很难培育的品种，采用人工授粉和液体培养的方法对它们的成功种植往往起到非常关键的作用，2优良品种的选育传统育种技术在药用植物品种的改良方面有着广泛的用途。最近，一种激光斑点（Laserspeckle）技术被用于在植物生长早期对期望的性状进行测定，这是一种通过比较激光照射前后种子表面所产生斑点的差异而对其活性进行预测的方法，该项技术的使用可显著缩短育种所需的时间［2］。育种者通过预先对接近于期望标准的基因型进行筛选，还可对药用植物中活性和毒性成分的含量进行控制，从而达到了简化分离工艺和降低生产成本的目的。遗传标记辅助育种是传统作物育种技术的

7、延伸，它以检测与性状直接相关的等位基因或与之紧密连锁的DNA序列为基础，可在早期就鉴别出期望的基因型从而加速育种的过程。随着水稻和拟南芥全基因组测序计划的完成，以及以苜蓿、番茄和白杨树为代表的一些模式物种的基因组资源的快速增长，为比较遗传学技术在作物育种中的应用提供了机会。研究者可利用不同物种中功能基因DNA序列的相似性，将某一个物种的DNA探针用来鉴定近缘物种基因组中同源的序列，从而达到快速鉴定功能基因及与之连锁的遗传标记的目的。至今，利用分子标记对药用植物进行改良的报道仍相对较少，成功的例子如：AFLP和微卫星