植物生物技術(shù)在中草藥資源開發(fā)及鑒別中的應(yīng)用研究

陳麗雯

【摘要】在社會(huì)不斷發(fā)展的過程中，我國(guó)對(duì)于植物的研究也更為深入。在植物研究當(dāng)中，植物生物技術(shù)在其中具有著重要的作用，通過該技術(shù)的應(yīng)用，則能夠在對(duì)上百種中草藥生長(zhǎng)特點(diǎn)、藥性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上更好的開發(fā)中草藥資源。將就植物生物技術(shù)在中草藥資源開發(fā)及鑒別中的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究。

【關(guān)鍵詞】植物生物技術(shù)中草藥資源開發(fā)鑒別應(yīng)用一、引言

在現(xiàn)今國(guó)際范圍以內(nèi)，生物技術(shù)是一項(xiàng)高技術(shù)領(lǐng)域，且在近年來其覆蓋面得到了擴(kuò)大，不斷滲透到醫(yī)藥衛(wèi)生、輕工食品以及農(nóng)林牧漁業(yè)當(dāng)中。具體內(nèi)容方面，其包括有基因工程、組織培養(yǎng)、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程以及微生物工程等。我國(guó)是具有悠久醫(yī)藥史的國(guó)家，目前，中醫(yī)中藥相關(guān)理論已經(jīng)在很多國(guó)家地區(qū)當(dāng)中得到了應(yīng)用。在中醫(yī)使用的中草藥當(dāng)中，有80%為野生資源，但在盲目采挖的情況下，這部分野生資源總量不僅逐年減少，且對(duì)自然界的生態(tài)平衡也造成了嚴(yán)重的破壞。而對(duì)于草藥的人工栽植來說，則面臨著農(nóng)藥污染以及品質(zhì)退化等問題，在市場(chǎng)當(dāng)中，中藥品種以假亂真的情況較為嚴(yán)重，如何以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用做好這部分問題的解決則成為了一項(xiàng)關(guān)鍵問題。同時(shí)，因中草藥都為植物類型，對(duì)此，即需要能夠做好植物生物技術(shù)技術(shù)的研究把握，使其在我國(guó)中草藥資源開發(fā)方面能夠發(fā)揮出重要的作用。

二、我國(guó)中草藥資源現(xiàn)存問題

目前，我國(guó)中草藥資源存在的問題有：第一，缺少足夠認(rèn)識(shí)。在我國(guó)，中草藥有著較為悠久的發(fā)展歷史，同時(shí)因我國(guó)國(guó)土面積廣闊，橫跨穩(wěn)定帶、熱帶多個(gè)地區(qū)，并以此具有了十分豐富的中草藥資源，如麻黃、甘草、黃連以及藏紅花等名貴且數(shù)量豐富的中草藥。近年來，在西藥不斷發(fā)展的過程中，部分地區(qū)中藥在用量方面相對(duì)減少，并以此使得部分地區(qū)對(duì)中草藥存在著一定的忽視情況。在部分地區(qū)，更是從當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展角度考慮對(duì)中草藥資源進(jìn)行掠奪式開采。該種情況的存在，則將在對(duì)我國(guó)中草藥資源造成較大破壞的情況下對(duì)中藥材產(chǎn)量進(jìn)行了降低；第二，種植技術(shù)落后。在中草藥生長(zhǎng)當(dāng)中，其對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境有著一定的要求。要想獲得要質(zhì)量的藥材，除了自然的給養(yǎng)以外，人類也能夠?qū)ζ溥M(jìn)行培育。在我國(guó)，雖然已經(jīng)具有了較為悠久的中草藥使用時(shí)間，但在其研究方面還存在著一定的不足，如何能夠培育出具有較高品質(zhì)、產(chǎn)量的中草藥還存在著一定的困難。目前來說，在中草藥種植方面還處于一個(gè)起步階段，離真正的產(chǎn)業(yè)化以及規(guī)?；€存在著一定的距離；第三，開發(fā)力度不夠。我國(guó)幅員遼闊，在不同區(qū)域當(dāng)中，也有著不同的氣候。該種情況的存在，則使得在一個(gè)區(qū)域可能有著甚至上百種的中草藥。在具有豐富中草藥資源的同時(shí)，其分散性特征的存在也對(duì)草藥的集中開發(fā)帶來了一定的難度。同時(shí)，受到自然因素限制，如在山區(qū)等，則很難對(duì)其進(jìn)行大面積、大規(guī)模的開采，即我國(guó)在中草藥資源的利用以及開發(fā)方面還沒有形成規(guī)模。

三、植物生物技術(shù)應(yīng)用

1.發(fā)狀根培養(yǎng)

在細(xì)胞培養(yǎng)之后，使用發(fā)根農(nóng)桿菌對(duì)雙子葉植物進(jìn)行感染、形成毛狀根是一種新的培養(yǎng)系統(tǒng)。之所以發(fā)狀根能夠在此過程中以較為迅速的方式生長(zhǎng)，這是因?yàn)樵诎l(fā)根農(nóng)桿菌上具有一種Ri質(zhì)粒，該質(zhì)粒轉(zhuǎn)化形成的再生植株可以通過減數(shù)分裂的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)后代的穩(wěn)定傳遞，正根據(jù)其該種特征的存在，則可以將其作為外源基因的良好載體。同時(shí)，發(fā)狀根自身有著急速自主性生長(zhǎng)、生長(zhǎng)迅速、生化特性穩(wěn)定、次生代謝穩(wěn)定、遺傳型穩(wěn)定以及遺傳操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，這部分特點(diǎn)的存在，則使其在發(fā)狀根應(yīng)用方面有著較好的發(fā)展前景。

對(duì)于中草藥而言，對(duì)于發(fā)狀根的培養(yǎng)十分關(guān)鍵，這是對(duì)于約30%的草藥來說，其都處于植物的根部位置，而通過發(fā)狀根的培養(yǎng)，則能夠較好的形成次生代謝產(chǎn)物。目前，我國(guó)在丹參、黃芪、煙草、紫草以及曼陀羅等植物材料當(dāng)中已經(jīng)對(duì)毛狀根培養(yǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了建立。

2.藥用植物育種

要用植物育種方面，其主要作用有：第一，種子或種苗的工廠化生產(chǎn)。在該方面，通過植物器官、組織的離體培養(yǎng)以及形態(tài)發(fā)生即能夠?qū)σ弥参锓N苗的快速、大量繁殖目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用在無毒苗的生長(zhǎng)當(dāng)中，主要目標(biāo)即為因病害、病毒因素存在對(duì)植物質(zhì)量以及產(chǎn)量產(chǎn)生影響的藥用植物當(dāng)中。同時(shí)，其也能夠應(yīng)用在瀕危、漸危植物的引種馴化方面，以此起到對(duì)植物資源進(jìn)行保護(hù)的目的。第二，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新培育。通過花藥培養(yǎng)方式的應(yīng)用，即能夠?qū)伪扼w育種目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，使用胚乳方式進(jìn)行多倍體育種，組織培養(yǎng)能夠?qū)?xì)胞無性系育種目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，染色體工程能夠應(yīng)用在遠(yuǎn)緣雜交育種當(dāng)中；第三，要用植物種質(zhì)資源庫(kù)建立。植物的組織方面，可以通過超低溫液氮的使用植物的器官或者細(xì)胞進(jìn)行保存，并實(shí)現(xiàn)離體培養(yǎng)成苗，在對(duì)種質(zhì)保存目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)植物多樣性、植物資源的多樣性起到有效的保護(hù)作用。而在植物育種方面，我國(guó)目前還處在一個(gè)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)當(dāng)中，需要通過生物技術(shù)的應(yīng)用培育出高效、優(yōu)質(zhì)且高產(chǎn)的抗病新品種。

3.組織培養(yǎng)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物

從上世紀(jì)以試驗(yàn)方式對(duì)植物器官、細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行建立以來，在世界范圍內(nèi)研究人員的不斷努力過程中，植物細(xì)胞培養(yǎng)目前已經(jīng)成為了一門精細(xì)化的實(shí)驗(yàn)學(xué)科。根據(jù)粗略的估計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，目前已經(jīng)從幾百種植物上對(duì)細(xì)胞以及組織培養(yǎng)物進(jìn)行了建立，并從中對(duì)較多種代謝產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)了成功的分離。其中，有多種化合物在數(shù)量上同植物數(shù)量相比等于或超出，以此為細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的工業(yè)化實(shí)現(xiàn)打下了良好的基礎(chǔ)。目前，我國(guó)已經(jīng)在三尖杉、三七、人參、紅豆杉以及甘草等方面獲得了成功，在今后工作當(dāng)中，也需要繼續(xù)在工業(yè)化藥用成分的研究加強(qiáng)力度，獲得更多的研究成果。

4.分子生物技術(shù)

在我國(guó)，藥草有著資源豐富以及種類繁多的特點(diǎn)，但在具有這部分優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，品種混淆情況較為嚴(yán)重、藥物來源復(fù)雜，目前更多的是通過經(jīng)典形態(tài)分類方式的應(yīng)用對(duì)藥材來源進(jìn)行研究。對(duì)于該種通過形態(tài)分類對(duì)物種進(jìn)行劃分的方式來說，其工作開展是建立在宏觀觀測(cè)水平以及個(gè)性形狀描述之上的，所獲得的結(jié)論在完善性方面往往存在著一定的不足，很可能因此導(dǎo)致爭(zhēng)論的出現(xiàn)。而在分子克隆技術(shù)以及分子生物學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，目前也可以通過生物個(gè)體上遺傳物質(zhì)的差異對(duì)生物種進(jìn)行鑒別，如可以通過限制性內(nèi)切酶酶切片長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)的應(yīng)用對(duì)不同品種之間的遺傳物質(zhì)變異情況進(jìn)行研究，以此對(duì)不同物種之間的親緣關(guān)系進(jìn)行揭示，以此為藥材品種的實(shí)際鑒別提供依據(jù)，且通過該方式的應(yīng)用，也能夠?yàn)樗幱弥参镔Y源的尋找提供好的線索。endprint

中草藥實(shí)際鑒定過程中，目標(biāo)中草藥在新鮮度方面已經(jīng)具有較大的變化，即DNA會(huì)存在一定程度的降解情況，并以此為實(shí)際鑒定帶來了一定的難度。而通過合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用，即能夠較好的達(dá)成鑒定目標(biāo)。在該技術(shù)中，能夠?qū)⒑圹E量DNA進(jìn)行擴(kuò)增處理，保證試驗(yàn)人員能夠較為便利的進(jìn)行分析檢測(cè)，且該方式所形成的產(chǎn)物有著較強(qiáng)的專一性，在實(shí)際處理當(dāng)中不需要進(jìn)行特殊純化處理。該種全部自動(dòng)化、高效優(yōu)質(zhì)特征的存在，則使得合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)在生物科學(xué)領(lǐng)域得到了較多的應(yīng)用，且有著較好的發(fā)展前景。

5.物質(zhì)資源保存

對(duì)于傳統(tǒng)植物種質(zhì)來說，其通過種子庫(kù)方式保存，不僅所保存物種的數(shù)量有限，且將占用較大的空間，容易出現(xiàn)染菌發(fā)霉現(xiàn)象。而通過生物技術(shù)的應(yīng)用，則能夠在離體保存的情況下實(shí)現(xiàn)上述問題的較好解決。而材料在經(jīng)過復(fù)蘇之后，在短時(shí)間內(nèi)即能夠?qū)崿F(xiàn)大量種苗的繁殖，不僅不會(huì)受到環(huán)境影響，且將對(duì)劣變發(fā)生頻率進(jìn)行降低，以此起到長(zhǎng)期優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的保存目的。

（1）組織培養(yǎng)保存法

在該方式當(dāng)中，根據(jù)植物細(xì)胞全能型特點(diǎn)將外植體接種在液體培養(yǎng)基濾紙或者M(jìn)S半固體培養(yǎng)基上，之后在常溫或者低溫條件下培養(yǎng)。通過該方式的應(yīng)用，能夠在實(shí)現(xiàn)藥用植物擴(kuò)大繁殖的基礎(chǔ)上對(duì)市場(chǎng)上需求情況進(jìn)行緩解，而對(duì)于瀕危植物，也將起到較好的保護(hù)效果：第一，常溫繼代保存法。在常溫條件下，在一段時(shí)間以后即對(duì)外植體進(jìn)行繼代培養(yǎng)，以此對(duì)種質(zhì)的保存目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，且能根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)繁處理。但該方式間隔時(shí)間相對(duì)較短，需要不斷的進(jìn)行繼代培養(yǎng)；第二，緩慢生長(zhǎng)保存法。通過培養(yǎng)條件的調(diào)節(jié)，即能夠在保證植體不死亡的情況下對(duì)其生長(zhǎng)情況進(jìn)行抑制，以此起到對(duì)繼代培養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)的目的。具體措施方面，其主要有滲透壓調(diào)整、養(yǎng)分水平控制以及溫度降低等方式。

（2）超低溫保存法

在該方式當(dāng)中，在不需要繼代的情況下即能夠?qū)χ参锓N質(zhì)進(jìn)行保存，遺傳變異則相對(duì)較小。目前，玻璃化法是較為成熟的超低溫保存法，在該方式中，通過高濃度復(fù)合保護(hù)劑的應(yīng)用對(duì)植物培養(yǎng)物進(jìn)行處理，并在一定時(shí)間后通過液氮的使用速凍，則能夠以此使植物細(xì)胞內(nèi)外溶液形成無定性的玻璃化狀態(tài)，避免冰晶在融化、形成的過程當(dāng)中破壞細(xì)胞。在該狀態(tài)當(dāng)中，植物細(xì)胞的生長(zhǎng)活動(dòng)以及新陳代謝基本停止，能夠在對(duì)生物材料形態(tài)進(jìn)行保持同時(shí)保存潛能，是一種對(duì)種質(zhì)保存的有效方式。小滴玻璃化法是在玻璃化方式基礎(chǔ)上形成的技術(shù)，具有處理量大、高存活率以及操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，同樣具有較好的發(fā)展前景。

（3）人工種子

人工種子即是一種能夠提供養(yǎng)分、由膠囊值包裹形成的胚狀體。之后，在膠囊的外部使用保護(hù)層包裹，即能夠形成類似種子結(jié)構(gòu)。在具體使用當(dāng)中，該種子間具有較好的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)、較強(qiáng)的抗病力、不受季節(jié)限制、便于儲(chǔ)存且能夠?qū)ζ贩N的遺傳特性進(jìn)行保持，在瀕危植物胚狀體資源的保存方面具有著重要的應(yīng)用意義。

四、結(jié)束語

在上文中，我們對(duì)植物生物技術(shù)在中草藥資源開發(fā)及鑒別中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。在實(shí)際生產(chǎn)中，需要能夠做好該生物技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，在以此做好中草藥資源的鑒別、開發(fā)工作的基礎(chǔ)上更好的為我國(guó)人民的健康事業(yè)提供服務(wù)。

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