藥用植物組織培養(yǎng)

1、概念應(yīng)用及發(fā)展優(yōu)越性問(wèn)題及對(duì)策大規(guī)模培養(yǎng)情況成功案例展望目錄：目錄：藥用植物組織培養(yǎng)藥用植物組織培養(yǎng)（plant tissue culture）概念：概念：即藥用植物的無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)或藥用植物的克隆技術(shù)，是根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性（totipotency）的理論，利用藥用植物體的離體器官、組織或細(xì)胞，如根、莖、葉、花、果實(shí)、種子、胚、胚珠、子房、花藥、花粉以及貯藏器官的薄壁組織、維管束組織等，在無(wú)菌和適宜的人工培養(yǎng)基及光照、溫度等條件下，能誘導(dǎo)出愈傷組織、不定芽、不定根，最后分化、生長(zhǎng)形成完整植株的過(guò)程。也稱為：離體培養(yǎng)或試管培養(yǎng)應(yīng)用：應(yīng)用： 1 進(jìn)行藥用植物的大規(guī)?？焖贌o(wú)性繁殖 2 建立基因庫(kù),

2、 保存藥用植物的優(yōu)良種質(zhì)資源 3 培養(yǎng)無(wú)病的藥用植物新品種, 促進(jìn)良種栽培 4 培養(yǎng)單倍體植株, 以獲得藥用植物的新品種 5 生產(chǎn)藥物活性成分 6 培養(yǎng)產(chǎn)生新的化合物和轉(zhuǎn)化藥用成分目前獲得的藥用植物有金線蓮、 白芨、 番紅花、 鐵皮石斛、 絞股藍(lán)、 苦丁茶、 南洋金花、 海巴戟等 100余種, 其中大多數(shù)為珍貴的藥用植物。利用組織培養(yǎng)法每年可獲得幾萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)倍的小幼苗, 如苦丁茶每株試管苗每次繼代培養(yǎng)繁殖 5倍, 按平均每 40 d切割繼代 1次計(jì)算, 每年可繼代 9次, 每株苗理論上可繁殖出將近 200萬(wàn)株苗。目前利用單倍體和多倍體培養(yǎng)技術(shù)培育得到新品種的藥用植物有黨參、 黃芪、 丹參、 枸

3、杞、 薄荷等, 其中部分品種已產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。原生質(zhì)體培養(yǎng)在藥用植物上的應(yīng)用相對(duì)滯后。從目前的研究進(jìn)展來(lái)看, 枸杞、 峨?yún)ⅰ?決明、 防風(fēng)、 人參、 龍膽、 絞股藍(lán)、 川芎、 前胡等已實(shí)現(xiàn)了以原生質(zhì)體培養(yǎng)獲得愈傷組織或再生植株。目前從各種培養(yǎng)物中產(chǎn)生的藥用成分已有 200余種。其中藥用成分含量超過(guò)或等于原植物的有 30余種, 包括人參皂苷、 人參皂苷元、 三七皂苷、 甘草甜苷、 甜葉菊甙、 柴胡皂苷、 薯蕷皂苷 、 川芎嗪、 地奧配質(zhì)、 地高辛、 B - 甲基地高辛、 熊果苷 、 莨菪堿、 東莨菪堿、 煙堿、 小檗堿、 阿嗎堿、 蛇根堿 、 蘿芙木總堿、 總異黃酮化合物、 呋喃色酮、 哈

4、爾明、 蒽醌、 柴草寧、 迷迭香酸、 胰島素、 左旋四氫巴馬亭、 輔酶 Q- 10 、 L - 谷氨酰胺、 L - 色氨酸、 蛋白酶抑制劑 等。應(yīng)用發(fā)展：應(yīng)用發(fā)展：培養(yǎng)的藥用植物從常見(jiàn)的到珍稀瀕危植物、民族植物：云南黑節(jié)草、延齡草、高山紅景天,藏藥川西獐芽菜、莪術(shù)、水母雪蓮、溪黃草、玉葉金花、遼東蔥木等。從生產(chǎn)常用藥的植物到具有抗癌、抗病毒等有效成分的植物：紅豆杉、艾黃楊、狼毒、長(zhǎng)春花、米仔蘭、狗牙花和香榧等。培養(yǎng)用的材料也有提高，開(kāi)始以草木、木本或藤本植物的根、莖、葉、花、胚、果實(shí)、種子、髓、花藥等組織或器官進(jìn)行培養(yǎng),發(fā)展到從器官誘導(dǎo)到愈傷組織、冠癭組織、毛狀根進(jìn)行培養(yǎng),再發(fā)展為細(xì)胞培養(yǎng)。優(yōu)

5、越性：優(yōu)越性：1.快速繁殖獲得植株，繁殖系數(shù)高2.不受季節(jié)限制，可周年大規(guī)模工廠化生產(chǎn)3.經(jīng)濟(jì)效益高4.所用繁殖材料少，特別是繁殖材料較少的情況下。5.種苗去除病毒、真菌、細(xì)菌等病害6.能夠獲得具有高度一致而同時(shí)具有優(yōu)良表型的組培苗無(wú)性系7.生長(zhǎng)快，周期短，重復(fù)性強(qiáng)8.藥用植物生理活性物質(zhì)的生產(chǎn)和次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)1.污染現(xiàn)象環(huán)境、培養(yǎng)基或外植體滅菌不徹底 、操作過(guò)程不規(guī)范等，微生物則會(huì)在培養(yǎng)基中滋生 ,并使培養(yǎng)物的生長(zhǎng)受到影響甚至死亡對(duì)策：嚴(yán)格的無(wú)菌操作在植物生長(zhǎng)旺盛期采用外植體并進(jìn)行消毒 在培養(yǎng)基中加入適量抗生素、殺菌劑主要存在的問(wèn)題及對(duì)策：主要存在的問(wèn)題及對(duì)策：2.褐變現(xiàn)象：外植體在培養(yǎng)

6、過(guò)程中切口產(chǎn)生的多酚類物質(zhì)被氧化成褐色的醌類物質(zhì)，尤以木本植物組織培養(yǎng)中褐變嚴(yán)重 對(duì)策：選擇適當(dāng)?shù)耐庵搀w在黑暗或弱光下進(jìn)行培養(yǎng) ,并在培養(yǎng)基中加入活性碳在外植體接種后 12 天，轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基上 ,使細(xì)胞在褐化之前及時(shí)轉(zhuǎn)移3.玻璃化現(xiàn)象：組織培養(yǎng)過(guò)程中 ,有些植物的嫩莖 、葉片往往會(huì)呈現(xiàn)半透明狀 ，水浸狀的現(xiàn)象。玻璃苗的分化能力低下，難以增殖生根成苗 對(duì)策： 選擇不易玻璃化的基因型及部位做外植體 采取改善氧氣供應(yīng)狀況和通氣條件 , 控制溫度 ，適當(dāng)?shù)蜏靥幚?,降低容器內(nèi)相對(duì)濕度 減少細(xì)胞分裂素及生長(zhǎng)素大規(guī)模培養(yǎng)情況：大規(guī)模培養(yǎng)情況：我國(guó)科學(xué)工作者已經(jīng)建立了紅豆杉、三七、三分三、人參、西洋參、

7、三尖杉、紫草、洋地黃、長(zhǎng)春花、丹參等十幾種藥用植物的液體培養(yǎng)系統(tǒng),經(jīng)過(guò)對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的操作己使有效成分達(dá)到或超過(guò)原植株。在此基礎(chǔ)上，并對(duì)紅豆杉、長(zhǎng)春花、三七、三分三、人參、紫草等進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)的探索。藥用植物的大規(guī)?？焖贌o(wú)性繁殖藥用植物的大規(guī)?？焖贌o(wú)性繁殖-紅豆杉的大規(guī)模培養(yǎng)紅豆杉的大規(guī)模培養(yǎng)紅豆杉的胚培養(yǎng)紅豆杉的胚培養(yǎng) 胚培養(yǎng)前，將種子在4下貯藏46個(gè)月，取出種子，將種子去假種皮，用蒸餾水浸泡3h，70%酒精滅菌2min，5%次氯酸鈉滅菌30min，無(wú)菌水沖洗45次后，在無(wú)菌濾紙上剝離胚，接種于培養(yǎng)皿中。（一）外植體的預(yù)處理與接種（一）外植體的預(yù)處理與接種紅豆杉的胚培養(yǎng)紅豆杉的胚培養(yǎng) 接

8、種在培養(yǎng)基上的胚先進(jìn)行25暗培養(yǎng)，萌發(fā)后移至光照條件下（12h/d）,待芽長(zhǎng)至2cm以上時(shí),轉(zhuǎn)移至試管內(nèi)培養(yǎng)。 胚接入培養(yǎng)基后1d顏色變白；23d后增大；57d少數(shù)胚軸開(kāi)始伸長(zhǎng)，子葉顏色變綠并伸長(zhǎng)，開(kāi)張；10d后大部分胚均萌發(fā)變綠，此時(shí)可移至光照條件小培養(yǎng)，2周后將芽較長(zhǎng)者移至試管內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)，2030d后根長(zhǎng)可達(dá)5cm，大部分長(zhǎng)出側(cè)根，同時(shí)長(zhǎng)出嫩芽，形成完整幼苗。（二）試管苗形成（二）試管苗形成 種子發(fā)芽后，將淡綠色并生長(zhǎng)至0.51.0cm長(zhǎng)的種胚轉(zhuǎn)入誘導(dǎo)愈傷組織形成的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。 幼胚培養(yǎng)6d后，愈傷組織的發(fā)生率為100%，愈傷組織早期生長(zhǎng)迅速，培養(yǎng)30d直徑可達(dá)0.6cm，之后生長(zhǎng)停止。（三）愈傷組織的誘導(dǎo)（三）愈傷組織的誘導(dǎo)紅豆杉的胚培養(yǎng)紅豆杉的胚培養(yǎng)成功案例：成功案例：留蘭香留蘭香生根培養(yǎng)增殖培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)開(kāi)花洋甘菊洋甘菊生根培養(yǎng)增殖培養(yǎng)移栽薰衣草薰衣草生根培養(yǎng)莖段莖增殖牛至牛至生根培養(yǎng)莖增殖瓶?jī)?nèi)開(kāi)花煉苗移栽 展望展望在現(xiàn)有人工選種和雜交育種的基礎(chǔ)上，單倍體、多倍體、細(xì)胞雜交、輻射等育種方法將在培育新品種方面起