小瓶子里的大產(chǎn)業(yè)

楊光早

摘 要：近年來(lái)我國(guó)中藥材產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在發(fā)展過(guò)程中一些問(wèn)題也逐漸的顯露了出來(lái)，例如，如何推動(dòng)中藥品種的產(chǎn)生、如何提高藥材產(chǎn)量和質(zhì)量、如何創(chuàng)新中藥材的應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)中藥資源的可持續(xù)發(fā)展等。而組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用為這些問(wèn)題提供了良好的解決方向，對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)中藥材產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：中藥;組織培養(yǎng);產(chǎn)業(yè)

醫(yī)藥行業(yè)是綜合了一、二、三產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的良好結(jié)合的一個(gè)領(lǐng)域，在小小的藥瓶中包含著大量技術(shù)內(nèi)容，涉及到了多個(gè)產(chǎn)業(yè)。隨著近年來(lái)我國(guó)中醫(yī)藥的快速推廣和發(fā)展，中藥材種植及其開(kāi)發(fā)利用等產(chǎn)業(yè)也獲得了較大的發(fā)展。然而在當(dāng)前我國(guó)中藥材產(chǎn)業(yè)中還存在著不少的問(wèn)題，例如中藥新品種的培育、如何提高藥材產(chǎn)量和質(zhì)量、如何創(chuàng)新中藥材的應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)中藥資源的可持續(xù)發(fā)展等方面。組織培養(yǎng)技術(shù)是通過(guò)在培養(yǎng)基內(nèi)對(duì)植物的離體根、莖、葉等器官、組織或細(xì)胞進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)，從而獲取細(xì)胞、組織或個(gè)體的技術(shù)，在農(nóng)業(yè)、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上，組織培養(yǎng)技術(shù)為許多問(wèn)題和困難的解決提供了良好的方向。

一、利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育中藥新品種

當(dāng)前在中藥植物的育種培育上，組織培養(yǎng)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。組織培養(yǎng)技術(shù)通過(guò)借助植物細(xì)胞所具有的全能性的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)僅依靠部分植物細(xì)胞、組織或者器官就能夠很快形成幼苗，達(dá)到快速繁育的目的。同時(shí)在組織培養(yǎng)的過(guò)程中還能夠通過(guò)一定的手段來(lái)對(duì)中藥植物進(jìn)行改良，從而實(shí)現(xiàn)篩選優(yōu)良品種、培育新品種的目的，對(duì)于提高中藥植物的藥用效果、保護(hù)珍稀品種等有著非常重要的意義。在薯蕷新品種相關(guān)研究中，有科研人員通過(guò)對(duì)篩選高皂素含量種質(zhì)的單株并進(jìn)行配置培養(yǎng)，得到了一種優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的薯蕷新品種;在黃精品種的相關(guān)研究中，研究者通過(guò)使用秋水仙素對(duì)多花黃精的離體愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng)、誘導(dǎo)，獲得了新的四倍體黃精植株，其總多樣、總皂苷含量相較于普通品種的明顯提高。這些研究結(jié)果均提示組織培養(yǎng)技術(shù)在中藥新品種的繁育上有著巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠有效的提高中藥植物的繁殖速度、增加其藥用有效成分，對(duì)于我國(guó)中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著能夠起到非常良好的推動(dòng)作用。

二、利用原生質(zhì)體融合技術(shù)加強(qiáng)中藥的開(kāi)發(fā)利用

原生質(zhì)體融合是指通過(guò)一定的方法融合兩個(gè)不同遺傳性狀的細(xì)胞原生質(zhì)體，獲得同時(shí)具有雙方遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的技術(shù)，因此又被稱(chēng)為體細(xì)胞雜交技術(shù)。原生質(zhì)體融合技術(shù)在中藥的開(kāi)發(fā)利用中有著非常良好的應(yīng)用前景，例如，在中藥西紅花的相關(guān)研究中，有學(xué)者通過(guò)在西紅花胚性愈傷組織中分離出原生質(zhì)體進(jìn)行誘導(dǎo)，獲得了新的西紅花小植株，解決了傳統(tǒng)培養(yǎng)方法難以獲得愈傷組織的問(wèn)題。該技術(shù)能夠打破不同物種之間的生殖隔離實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交種，并實(shí)現(xiàn)雙親核基因、細(xì)胞質(zhì)基因的轉(zhuǎn)移、共存，擴(kuò)大植物可利用的基因庫(kù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)移、融合雙親的遺傳性狀特征，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中藥植物的基因、性狀的改良、控制。此外，原生質(zhì)體融合技術(shù)相較于轉(zhuǎn)基因技術(shù)安全性較高，具有非常好的發(fā)展前景。

三、利用組培技術(shù)開(kāi)發(fā)新藥和活性物質(zhì)

在當(dāng)前的新藥開(kāi)發(fā)工作當(dāng)中，組織培養(yǎng)技術(shù)在提高植物藥用成分含量以及生成轉(zhuǎn)化藥用成分等方面獲得了較好的應(yīng)用效果，常用的方法有特殊生物轉(zhuǎn)化培養(yǎng)、培養(yǎng)基的優(yōu)化培養(yǎng)、母體化合物的誘導(dǎo)培養(yǎng)、攪拌池生物反應(yīng)器等。例如，有研究者利用Ri質(zhì)粒將天仙子胺-6β羥基化美基因轉(zhuǎn)移至毛狀根中，實(shí)現(xiàn)了天仙子胺向東莨菪堿的轉(zhuǎn)化，從而使植物中的藥用成分獲得了明顯的提高。此外，通過(guò)中藥植物組織培養(yǎng)還能夠生成外源基因編碼產(chǎn)物（干擾素、α-栝樓素等）、活動(dòng)物質(zhì)（皂苷類(lèi)、生物堿、糖苷類(lèi)等）以及次生代謝產(chǎn)物（色素、萜類(lèi)、內(nèi)酯等）。例如，人參皂苷在整體植物中的含量較少，大約占整株干重的4.5%，且無(wú)法進(jìn)行人工合成。而通過(guò)利用細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)可以使人參皂苷的含量達(dá)到干重的27%左右，對(duì)于中藥材的應(yīng)用和發(fā)展起到了非常重要的促進(jìn)作用。

四、組織培養(yǎng)技術(shù)在中藥開(kāi)發(fā)的其他應(yīng)用

10獲取中藥藥用成分。通過(guò)愈傷組織、懸浮細(xì)胞的組織培養(yǎng)來(lái)獲得中藥植物的藥用成分是當(dāng)前中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。目前我國(guó)已經(jīng)在三七、甘草、人參、石斛、紫衫等幾百種藥物中應(yīng)用了該技術(shù)，獲得的次級(jí)代謝產(chǎn)物達(dá)600余中，且其中部分產(chǎn)物的含量要大于等于原植物中的含量。例如，通過(guò)75t發(fā)酵罐培養(yǎng)紅豆杉來(lái)獲取紫杉醇的相關(guān)生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化發(fā)展。

1.毛狀根培養(yǎng)。毛狀根是當(dāng)前獲取中藥植物次生代謝產(chǎn)物的主要方法之一，其是通過(guò)在植物DNA上整合發(fā)根農(nóng)桿菌Ri質(zhì)粒的T-DNA來(lái)誘導(dǎo)產(chǎn)生的。該技術(shù)相較于植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)具有產(chǎn)量更高、產(chǎn)物活性更加穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。早在1990年，就有學(xué)者適用20t的發(fā)酵罐培養(yǎng)人參毛狀根，每月可獲取新鮮產(chǎn)物4t，顯示出了該技術(shù)所具有的巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.中藥植物快速繁殖。如何提高中藥材產(chǎn)量是當(dāng)前中藥產(chǎn)業(yè)所面臨的最重要的問(wèn)題之一，尤其是對(duì)于部分種子需求量較大、成本高，產(chǎn)量易受病害影響以及瀕危中藥植物來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)植物的快速繁殖成為了一個(gè)重要要求。而組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用為這一問(wèn)題的解決提供了較為完善的方法。例如，在中藥石斛的繁殖上，組培苗已經(jīng)獲得了規(guī)?；纳a(chǎn)以及廣泛的應(yīng)用，并產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于中藥植物的保護(hù)以及中藥資源的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。

3.保存中藥植物種質(zhì)資源。組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用給中藥植物種質(zhì)資源的保護(hù)、保存提供了良好的解決方法。通過(guò)利用植物細(xì)胞的全能性以及超低溫保存技術(shù)，將中藥植物的組織培養(yǎng)物在超低溫環(huán)境下進(jìn)行保存，能夠維持其較高的存活率，并且能夠保證重新長(zhǎng)出的植株能夠較好的維持其原本的遺傳特性，避免出現(xiàn)遺傳變異或退化。同時(shí)該技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)病毒原種的長(zhǎng)期保存。

4.中藥植物脫病毒。隨著近年來(lái)中藥種植規(guī)模的不斷擴(kuò)大，植物病毒給中藥的產(chǎn)量、質(zhì)量造成了加大的影響。例如，半夏在感染CMV、SMV等病毒后會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)量的顯著降低，且腐爛病的發(fā)生率明顯提高。而組織培養(yǎng)技術(shù)在植物脫病毒方面有著非常好的應(yīng)用效果，也是當(dāng)前最為常用的植物脫病毒方式之一。此外，通過(guò)利用組織培養(yǎng)穩(wěn)定遺傳特性的優(yōu)勢(shì)，還能夠?yàn)橹兴幹参餆o(wú)毒苗的培育起到非常好的促進(jìn)作用。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，組織培養(yǎng)技術(shù)在中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中有著巨大的優(yōu)勢(shì)和良好應(yīng)用前景，對(duì)于我國(guó)中藥材產(chǎn)業(yè)、中醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展能夠起到非常良好的促進(jìn)作用，并能夠?yàn)橹兴幍默F(xiàn)代化開(kāi)發(fā)和利用提供良好的發(fā)展空間。

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